冲孔落料级进模设计

&—条料宽度的单向偏差由《冲压工艺与模具设计》表 2.10 查得
C—导料板与最宽条料之间的间隙由《冲压工艺与模具设计》表 2.12 查得 C＝0.5
代入数据计算，取得条料宽度为 37.5mm。
导料板间距离的计算：由 A=B+C,代入数据计算得导料板间距离为 38 mm。
由设计可得送料步距为 S=D+a=23.2mm
取 H 工为 H 自由的 25﹪
一般 H 预=10﹪～
15﹪H 自由
选用四个圆筒形 橡胶
橡胶的外径 D 校核橡胶的自 由高度 H 自由 橡胶的安装高
度H安
D= (d2 1.271(/pF)) 0.5≤H 自由/D=0.75≤
1.5
H 安=H 自由-H 预
48mm 满足要求
30mm
D 为圆筒橡胶的 内径，取 d=12mm； p=0.5Mpa
按 IT13 级由手册表 2-10 查得公差分别为△1=0.27mm,△2=0.33mm。C1=(Cmin+0.5 △)±0.125△=（16+0.5×0.27）±0.125×0.27=16.14±0.0337mm
C2=(Cmin+0.5△)±0.125△=（28+0.5×0.33）±0.125 ×0.33=28.17±0.0413mm 落料凹模的基本尺寸与凸模相同，分别是 3.34mm,8.61mm,16.14mm,28.17,保
冲孔时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。由《冲压工艺与模具设计》表 2.4 得 Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm。
①第二类尺寸：磨损后减小的尺寸：φ3.2mm 与φ8.5mm。
按 IT13 级由手册表 2-10 查得公差分别为△1=0.18mm,△2=0.22mm。
由《冲压工艺与模具设计》查表 2.6 得：x1=0.75,x2=0.5
抗纵向弯曲力校核 对于圆形凸模（有导向装置）
Lmax ≤ 270d2/ F =270 × 3.22/ √
(4521.2)1/2=44.8mm 所以长度适宜。
式中
Lmax ——允许的凸模最大自由长度，mm F ——冲模力,N ｄ——凸模最小截面的直径，mm 凸模固定端面的压力
q = F < =4521.2/(1.652π)=528.2MPa
3.2 冲压力与压力中心的计算
由工件结构和前面所定的冲压方案可知，本工件的冲裁力包括以下部分。
冲φ8.5mm 与φ3.2mm 孔的力 P1、落外型料的力 P2，向下推出φ8.5mm 冲孔废
料的力 P3，向下推出工件的力 P4。由刚性卸料板卸条料的废料的力不是压力机 提供的，故不用计算在内。
考虑到模具刃部被磨损、凸凹模间隙不均匀和波动、材料力学性能及材料厚度
图 7 始用
图 8 固定挡料销的结构 根据分析选用废料孔前端定位时挡料销位置如图 14 其确定如下 ： l=C－D/2+d/2+0.1=17.9－6.68/2＋8/2+0.1=18.66mm
图 9 固定挡料销的位置 3）导正销的设计与标准化 导正销主要用于级进模上，消除挡料销的定位误差，以获得较精确的工件。导
该模具的结构的制造压力中心与模柄中心线重合，故压力中心点就是几何对
称点。若选用坐标系 XOY，即 xc＝0，yc＝0。
由以上计算可以得出模具的压力中心以便装模时与压力机滑块的中心线相重 合。
4 模具主要零件设计
4.1 工作零部件的设计与标准化 4.1.1 凸、凹模刃口尺寸的计算
由于制件结构简单精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸 凹模。这时需要分别计算和标注凸模和凹模的尺寸和公差。由于零件未标注公差 在此均按 IT13 级算。根据零件的结构特点，刃口尺寸采用配作法加工。
图 6 凹模上的螺孔设计与选用
d 为螺孔的距离由于凹模厚度为 10mm，所以根据表 2.4﹝2）查得螺孔选用 4× M5 的螺钉固定在下模座。故选用如图 6：
a3=1.13d≈5.65mm 凹模上螺孔间距由表 2.47 查得最小间距为 15mm，最大间距为 50mm。 螺孔到销孔的距离一般取 b>2d,所以 b 应大于 10。 根据上述方法确定凹模外形尺寸须选用矩形凹模板 100×100×15（JB/T7643.1
4.3 标准模架的选用
由凹模周界可以选取标准模架。 凹模周界Ｌ＝100mm,B=100mm 材料为 ZG45(ZG310-570),0I 级精度的对角导柱模架。如图导柱导套 H6/h 配合。 导柱标记：16×110 GB/T2861.1—90
h2—卸料板厚度（mm）；
t—材料厚度（mm）；
h—自由高度（mm）。
具体结构图如下所示：
②冲孔凸模
因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模 采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。其中 4 个冲φ3.2mm 的圆形标准件 BⅡ型式。冲φ8.5mm 的孔的凸模结构如图 4 所示：
自由
橡胶的预压缩 量H预
每个橡胶承受 的载荷 F1
H 工=h 工+h 修 H 自由=4 H 工 H 预=15﹪H 自由
F 卸/4
结果
4mm
9mm 36mm 5.4mm 1184.5N
备注
h1 为凸、凹模凹 进卸料板的高度 1mm
h2 为凸、凹模冲 裁后进入凹模的 深度 2mm
h 修为凸、凹模修 模量，取 5mm
1绪论
目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在 冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面 与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、 生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。 1.1 国内模具的现状和发展趋势
表一 所选择压力机的相关参数
型号
公称压 力/kN
滑块 行程 /mm
最大闭 和高度 /mm
工作台尺 寸/mm
垫板 尺寸 （厚 度） /mm
封闭 高度 /mm
可倾 斜角 /·
连杆调 节量 /mm
JG23-16 160
55 220 300×450 40 220 35 45
3.4 压力中心的计算
模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，为了保证压力机和模具的正常工 作，应使模具的压力中心与压力机的压力中心滑块中心线重合。否则冲压时滑块 就会承受偏心载荷，导致滑块导轨与模具的导向部分不正常的磨损，还会使合理 的间隙得不到保证，从而影响制件的质量和降低模具的寿命，严重的可能损坏模 具。
正销的结构形式，结构设计，尺寸精度，材料的热处理等可参照 JB/T7647.1—94 和 JB/T7647.2—94 选定。
QQ332554595 有删减 有 CAD 图
图wk.baidu.com10 导正销的结构形式
冲裁φ6.5mm 孔的导正销 查表得 h=0.6t 2a=0.06mm
D=d－2a=6.68－0.06=6.62mm
3 主要参数计算
3.1 模具结构形式的选择与确定
1）正倒装结构：根据上述分析，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，为 方便小孔废料和成形工件的落下，采用正装结构，即冲孔凹模和落料凹模都安排 在下模。
2）送料方式：因是大批量生产，但工件简单，所以采用手动送料方式比较好， 能够使模具制造简单。
3）定位装置：本工件在级进模中尺寸是较小的，又是大批量生产，冲时第一 个工位采用始用挡料销定位，第二个工位采用固定挡料销定位。送料时始用挡料 销与固定挡料销作为粗定距，在凸模上安装一个导正销，利用条料上φ8.5mm 的 孔做导正销孔进行导正，依此作为条料送进的精确定距。
A 式中 q—凸模固定端面的压力，MPa
F—落料或冲孔的冲裁力，N
—模座材料许用压应力，MPa
凸模固定板端面压力超过了 80～90ＭＰa，为此应在凸模顶端与模座之间加一 个淬硬的垫板。矩形垫板材料可用 45 钢，结构形式和尺寸规格见手册﹝２﹞表 查得 100×100×6
③凹模 凹模采用整体式凹模，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数
4）导向方式：为了提高模具寿命和工作质量，便于安装调整，该级进模采用 对角导柱模架。
5）卸料方式：本模具采用正装结构，冲孔废料和工件留在凹模孔洞中，为了 简化模具结构，可以在下模座中开有通槽，使废料和工件从孔洞中落下。工件厚
度为 1 mm，料厚比较厚，为了简化模具结构和达到可靠的卸料力，选用刚性卸 料板来卸下条料废料。
据，将压力中心与模柄重合。其轮廓尺寸计算如下： 凹模高度 H=Kb=0.40×34=13.6mm 按表取标准值 15mm 凹模壁厚 c=（1.5～2）H = 22.5～30mm 取凹模厚度为 30mm, 凹模宽度 B=b+2c=(34+2×30)=94mm,
凹模长度 L 取 45mm，
图 5 整体式凹模的局部结构
证最小双面合理间隙值 Zmin=0.10mm。
图 3 凹模部分刃口尺寸
4.1.2 卸料橡胶的设计
卸料橡胶的设计计算见下表。选用的 4 块橡胶板的厚度务必一致，不然会造 成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。
表二
项目
公式
卸料板工作行 程h工
h 工=h1+t+h2
橡胶工作行程 H
工
橡胶自由高度 H
由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。
图 2 排样图 2.2.2 条料宽度、导料板间距离和材料利用率的计算
查《冲压工艺与模具设计》表 2.9 取得侧搭边值为 1.5 mm，工件见搭边值为 1.2m
条料宽度的计算：拟采用无侧压装置的送料方式，由图 2 条料的排样
a—侧搭边值
&=0.10
2 冲孔落料级进模设计
基本资料： 工件名称:垫 片 生产批量:大批量 材 料: A3 厚 度: 1mm 工件简图:见图 1
图 1 垫片
2.1 工艺性分析
图示零件材料为 A3（即 Q235 碳素结构钢），适合一般的冲压加工。该零件形 状对称、简单，为长方形结构，结构相对比较简单，只有一个φ8.5 与四个φ3.2 的孔。此工件只有落料和冲孔两个工序，图示零件的尺寸全部为未注公差的一般 尺寸，一般按 IT14 级取，尺寸精度较低，可认为该零件的精度要求能够在冲裁 加工中得到保证，其他尺寸标注、生产批量等情况，也符合冲裁的工艺要求，普 通冲裁完全可以满足要求。
4.2 定位装置的设计与标准化
（1）始用挡料块的设计与标准化（尺寸、位置、标准与示意图） 挡料块标记： 456 GB/T2866.1—81（图 12）
材 料：45 钢 GB/699—88 热处理：硬度 43～48HRC 技术条件：按 GB2870—81
挡料销的设计（2）固定挡料销的设计与标准化 固定挡料销的设计根据标准件，选用此挡料销如图 13
B1=(Bmin+x△)0-0.25×△=(3.2+0.75×0.18) 0-0.25×0.18=3.340-0.045mm
B2=(Bmin+x△)0-0.25×△=(8.5+0.5×0.22) 0-0.25×0.22=8.610-0.055mm ②第三类尺寸：磨损后不变的尺寸：16mm 与 28mm。
4.1.3 工作零部件的设计与标准化
①落料凸模
结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计为直通式，采用线切割机床加工， 2 个 M6 的螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按 H7/m6。其总长 L 可按下列 公式计算：
L=h1+h2+t+h=(15+12+1+30)=58mm
式中：h1—凸模固定板厚度（mm）；
h=0.6×1.5=1.32mm
（4）导料板的设计与标准化
导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模平齐，导料板与条料之间的间隙取 1mm，
这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚
度
查表取 6～8mm。导料板采用 45 钢制作，热处
理
硬度为 40～45HRC，用螺钉和销钉固定在凹模
上。
经查表分析得导料板长度 L=63mm，宽度 B=40mm ，厚度 h=8mm。
图 4 凸模 小凸模强度校核 (凸模用 T10 钢） 要使凸模正常工作，必须使凸模最小断面的压应力不超过凸模材料的许用压应 力，即
对于圆形凸模
dmin≥ 4 t =4×1× [ ]
350/450=3.11mm 所以承压能力足够。
—冲裁材料的抗剪强度，310～380Mpa
—凸模材料许用强度，取 440～470Mpa
D---平行于送料方向的冲裁件宽度；
a---冲裁件之间的搭边值。
材料利用率的计算：
得 =(1×659)/(37.5×23.2)×100% =75.74%
2.3 冲压工艺方案的确定
该工件包括落料和冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料级进冲压。采用级进模生产。