铁芯冲片冲压复合模设计文档格式.docx
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画排样图,计算料宽.....................................................3
材料的经济利用........................................................3
5、冲裁工艺力的计算..........................................................4
冲裁力................................................................4
卸料力、推件力和顶件力的计算...........................................5
冲压设备的选择........................................................6
模具压力中心的确信....................................................8
6、零件冲压工艺计算.........................................................9
凸、凹模间隙值的确信.................................................9
凸、凹模刃口尺寸的确信...............................................9
7、模具结构设计.............................................................13
８、校核压力机安装尺寸......................................................13
九、编写技术文件（见附表）....................................................14
参考文献................................................................15
总结与致谢...............................................................15
附表.....................................................................16
1、设计依据、原始数据
图a
图a心冲片零件图
铁心冲片，材料：
硅钢片，厚度，生产批量为30万件/年。
2、零件冲压加工工艺分析
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。
一样情形下，对冲裁件工艺性阻碍最大的是几何形状、尺寸和精度要求。
良好的冲裁工艺性应能知足材料较省、工序较少、模具加工较易、寿命较高、操作方便及产品质量稳固等要求。
冲裁件结构工艺性
冲裁件孔的最小尺寸模具凸模的强度受冲裁件上孔的尺寸的阻碍，因此冲裁件上的孔不能过小，查《冷冲压模具设计指导书》表2-2，冲裁铁心冲片时，冲孔的最小尺寸为=，该零件的孔远比大，因此凸模的强度不受冲裁件上孔的尺寸的阻碍。
由于孔与壁周距边距仅2mm-3mm,在设计模具时应加以注意，制件较小，从平安考虑，要采取适当的取件方式；
还有，有必然的批量，应重视模具材料的选择，保证必然的模具的寿命。
冲裁件的精度和断面粗糙度
（1）精度零件图a所示铁心冲片零件其外形相对照较简单，形状规那么，适合冲裁加工。
但零件尺寸公差要求较高，按IT12级选取，利用一般冲裁方式可达到图样要求。
（2）断面粗糙度，查《冲压工艺与模具设计》书，材料厚度t=，得断面粗糙度
=25
m。
3、确信零件冲压工艺方案
该零件的外形简单，形状规那么，材料为硅钢片，厚度t=,ι=441MPa（为计算方便,圆整450MPa）。
由于生产批量为大量量生产。
而且成型工艺只有冲孔和落料两个工序，因此设计关键是设计模具工作零件的结构，保证模具利用寿命。
方案比较
方案一：
采纳单工序模，关于该零件，冲模的结构简单、制造周期短，价钱低，而且通用性好，比较容易在实现自动化，可是压力机一次行程内只能完成一个工序，生产效率不太高。
方案二：
采纳复合模，压力机一次行程内能够完成两个或两个以上工序，生产效率高，适合大量量零件生产，冲件精度较高，不受送料误差阻碍，内外形相对位置一致性好，适宜冲薄料，可是很难实现自动化，只能实现部份自动化，而且制造复杂性和价钱都比单工序模高。
方案三：
采纳级进模，压力机一次行程内能够完成多个工序，生产效率高，冲件精度高，适合中小型零件的大量量零件生产，容易实现自动化，较难保证内外形相对位置一致性。
模具强度高，耐磨性能要好，但模具制造精度不高.
确信方案
比较以上方案，决定采纳复合模冲裁该零件，由于生产批量为大量量生产，而且具有操作方便、平安制造方便，维修容易等特点，模具强度较高，寿命较长。
便于实现自动化。
该零件属于薄料冲裁小型零件，而且产量是大量量生产。
从制件的制造精度和生产批量还有模具的生产效率等方面考虑，因此决定采纳复合模冲裁该零件。
复合模缺点在于制造复杂性和价钱都相对照较高,而且难以实现自动化.
4、排样设计
计算毛坯尺寸
由于该制件是平整件,毛坯尺寸直接在排样图里表达出来.
画排样图,计算料宽
条料宽度的确信原那么是：
最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有必然的间隙。
图b
排样图如上图b所示
查《冲压工艺与模具设计（第三版）》表知,a=,b=,因此,计算可知
L=28+a=28+=30.2mm
B=60+2b=60+5=65mm
式中：
B为条料宽度的大体尺寸；
L为一个步距的尺寸（mm）
材料的经济利用
冲压件大量量生产本钱中，毛坯材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料。
衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。
其计算公式如下：
式中
为取得制件的面积（
）；
为一个步距的条料面积（L
B）.
得:
5、冲裁工艺力的计算
冲裁力
计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设计模具，压力机的吨位必需大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。
冲裁力的大小要紧与材料力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。
平刃口模具冲裁时，冲裁力F（N）可按下式进行计算
或
式中L—冲裁件周边长度（mm）；
t—材料厚度（mm）；
—材料抗剪强度（MPa）；
—材料的抗拉强度（MPa）.
K—系数。
（考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的转变及材料厚度误差等因素，一样取K=）
一样情形下，材料的
，为计算方便，也可用下式计算冲裁力F（N）
式中
—材料的抗拉强度（MPa）。
此制件所需的冲裁力
由冲孔力、落料力两部份组成。
查《冲压工艺与模具设计》表8-1得
=450Mpa
pa
pa=
因此此制件所需的冲裁力
=
卸料力
、推件力
和顶件力的计算
当上模完成一次冲裁后，冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性收缩而会紧箍在凸模上。
为了使冲裁工作持续，操作方便，必需将套在凸模上的材料刮下，将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。
从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力；
从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力。
从凹模内向上顶出制件所需的力，称顶件力。
如图c所示。
图c工艺力示用意
、
是由压力机和模具的卸料、推料、顶件装置取得的。
阻碍这些力的因素要紧有材料的力学性能、材料厚度、模具间隙、凸、凹模表面粗糙度、零件形状和尺寸和润滑情形等。
要准确计算这些力是困难的，实际生产中经常使用以下体会公式计算
=
----冲裁力（kN）
—系数，其值一样为薄料取大值,厚料取小值）
卸料力、推件力和顶件力系数，
=，
=；
—梗塞在凹模直壁内的制件或废料数量，n=h/t。
查表2-22，取h=9，得
=4
因此此制件所需的卸料力、推件力和顶件力别离为3KN,12KN,3KN.
冲压设备的选择
（1）、压力机的吨位应当等于或大于冲裁时的总力。
≥
为所选压力机的吨位。
为冲裁时的总力。
冲压力
的计算
查《冷冲压模具设计指导书》表8-10得，完成该制件所需的冲压力为78KN.
（2）初步选择压力机
由《模具设计指导书》表4-32得，选压力机为开式双柱可倾压力机，表4-33得,压力机的标称压力为100KN,型号为J23-10.
其参数如表1-1所示。
表1-1
型号
J23-16
公称压力/kN
160
滑块行程
70
滑块行程次数/（次/min）
115
最大封闭高度/㎜
220
封闭高度调节量/㎜
60
滑块中心线至床身距离/㎜
床身两立柱间距离/㎜
180
工作台尺寸/㎜
前后
300
左右
450
工作台孔尺寸/㎜
110
直径
垫板尺寸/㎜
厚度
模柄孔尺寸/㎜
30
深度
50
最大倾斜角度/（°
）
模具压力中心的确信
冲裁力合力的作用点称为冲模压力中心。
为了保证压力机和冲模正常平稳的工作，必需使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合。
图d压力中心分析图
由图d可知,由于图形上下对称,单件冲裁,帮采纳解析法求压力中心（解析法计算依据是,各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该坐标轴的力矩）,因冲裁力与冲裁周边长度成正比,因此各冲裁力可别离用各冲裁周边长度代替,即如以下公式:
按以下公式求压力中心的坐标值（
，
）：
带入数据讲算可得
依照以上计算和分析,可取得制件的压力中心位于上图坐标系的坐标点（15,30）处.
6、零件冲压工艺计算
凸、凹模间隙值的确信
凸、凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命和冲裁力、卸料力、推件力等有较大阻碍，因此必需选择合理的间隙。
冲裁间隙数值要紧按制件质量要求，依照体会数值来选用。
查《冲压工艺与模具设计》表2.2.4，该冲裁件为硅钢片，板料厚度为，故冲裁模初始双边间隙
=。
凸、凹模刃口尺寸的确信
一、确信凸、凹模刃口尺寸的原那么：
a、落料模先确信凹模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最小极限尺寸，以保证凹模磨损到必然尺寸范围内，也能冲出合格制件，凸模刃口的标称尺寸应比凹模小一个最小合理间隙。
b、冲孔模先确信凸模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最大极限尺寸，以保证凸模磨损到必然尺寸范围内，也能冲出合格的孔。
凹模刃口的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。
c、选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。
一样冲模精度较工件精度高2～3级。
工件尺寸公差应按“入体”原那么标注为单向公差，所谓“入体”原那么是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注，即：
落料件上误差为零，下误差为负；
冲孔件上误差为零，下误差为负。
二、凸、凹模配合加工时的工作部份尺寸
关于冲裁复杂形状冲件的模具或薄板零件的模具，为了保证冲裁凸、凹模间有必然的间隙值，其凸、凹模常采纳配合加工方式。
凸、凹模工作部份尺寸计算：
其落料件按凹模磨损后尺寸增大、减小和不变的规律三种；
冲孔件按凸模磨损后尺寸增大、减小和不变的规律三种。
计算公式见《冲压工艺与模具设计》表2.3.2和表。
第一类尺寸：
落料凹模或冲孔凸模磨损后尺寸将会增大，计算公式为：
=（
-x△）
第二类尺寸：
落料凹模或冲孔凸模磨损后尺寸将会减小，计算公式为：
+x△）
第三类尺寸：
凹模或凸模磨损后尺寸大体不变，计算公式为：
式中△为零件的公差（mm）；
因冲裁件尺寸公差要求较高，精度按IT12选取。
X为磨损系数，其值在～之间，按《冲压工艺与模具设计》表2.3.1选取。
该零件精度为IT12，故x=,其中未注公差尺寸精度为IT14.
（1）设计凸模、凹模的刃口尺寸
冲裁该铁心冲片零件用复合模来完成，分两部份来计算,其一为外型刃口尺寸和孔的定位尺寸,其二为孔的刃口尺寸.
1）.此制件外形尺寸形状简单,可按别离加工方式计算制件外形刃口尺寸.该冲裁件属于落料件,选凹模为设计基准件，@@图虚线部份为凹模轮廓磨损后的转变。
按配制加工方式，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模的实际尺寸按间隙要求配制。
图e
a）依照图e，凹模磨损后变大的尺寸有Ad1（
）,Ad2（
）,Ad3（
）,Ad4（
）,Ad5（
）.
依照第一类计算公式
，由《冲压工艺与模具设计》表2.3.1查得，依照以上的计算尺寸，其磨损系数为x=或x=,计算进程如下：
，
（此尺寸为单边增加磨损尺寸，制造误差
来计算。
b）依照图e凹模磨损后变小的尺寸有Bd1（
）,
依照第二类计算公式
，由《冲压工艺与模具设计》表2.3.1查得，依照以上的计算尺寸，其磨损系数为x=,计算进程如下：
c）依照图e凹模磨损后不变的尺寸有Cd1（
）,Cd2（
依照第三类计算公式
d）凸模刃口尺寸确信
查书《冲压工艺与模具设计》表2.2.3，冲裁间隙
=,
=，故凸模刃口尺寸按凹模相应部位的尺寸配制，保证双面最小间隙
该冲压件落料凹模和凸模的刃口尺寸标注如图f。
图f
2）.冲孔的刃口尺寸计算（
），由公差表查得
为IT12级制造公差，取x=，且该孔的凸模、凹模别离按IT6和IT7级加工制造，那么：
依照计算公式，可得出以下结果，
校核：
7、模具结构设计
（1）.凹模设计,选用整体式矩形凹模较为合理.因生产批量大,制件厚度薄,由《模具设计指导》表3-5中,查得,选用T10A作为凹模材料.
1）凹模外形尺寸：
凹模厚度：
按公式H=Kb（≥15mm）
凹模壁厚：
按公式C=（～2）H（≥30mm）
式中b为冲裁件的最大外形尺寸；
b=240mm.
K为系数，考虑板料厚度的阻碍，查书《冲压工艺与模具设计》表2.8.1,K=,那么
b==24mm
但考虑到要增加凹模强度来提高模具寿命，因此凹模的厚度要适当增加，故取30mm。
C=（～2）H=45～60mm,
依照零件尺寸即能够估算凹模的外形尺寸；
L=50x2+60=160mm,B=2c+28=118～148mm。
由《模具设计指导》表5-43矩形凹模标准可查到较为靠近的凹模周界尺寸为160X125X24.把此值查表5-2,可得典型组合160X125X140～170（单位为mm）（摘自JB/.而由此典型组合标准,即可方便地确信其他冲模零件的数量、尺寸及要紧参数。
（2）.选择模架及确信其他冲模零件尺寸由凹模周界尺寸及模架闭合高度在140～170mm之间，查书《模具设计指导》表5-7选用对角导柱模架，标记为160X125140～170I（GB/T—1990）,并可依照此标准画出模架图。
类似也可查出其他尺寸参数，现在即转入装配图。
８、校核压力机安装尺寸
模座外形尺寸为330×
180mm,闭合高度为180mm,由表1-1,J23-16型压力机工作台尺寸为300×
450mm,最大闭合高度为220mm,封锁高度调剂量为60mm,符合该模具安装要求,即可安装完成冲裁.模柄尺寸也与本副模具所选模具尺寸相符.
九、编写技术文件（见附表）
参考文献
1史铁梁.模具设计指导.北京:
机械工业出版社,2020
2成虹.冲压工艺与模具设计.第二版.北京:
高等教育出版社,2006
3陈于萍.周兆元.互换性与测量技术基础.第二版.北京:
机械工业出版社,2005
4金大鹰.机械制图（机械类专业）.北京:
机械工业出版社,2006
5编委会.中国模具设计大典.第3卷.江西:
科学技术出版社出版,2002
6王孝培.冲压手册.第2版.北京:
机械工业出版社,2000
总结与致谢
通过这一时期的尽力，我的毕业论文《铁心冲片冲压模》终于完成了，这意味着大学生活即将终止。
在大学时期，我在学习上和思想上都取得提高，这除自身的尽力外，与列位教师、同窗和朋友的关切、支持和鼓舞是分不开的。
在本论文的写作进程中，我的指导老师罗方河教师、汪立胜教师倾注了大量的时刻，在此我表示衷心感激。
同时我还要感激在我学习期间给我极大关切和支持的列位教师和关切我的同窗和朋友。
毕业设计是一次再系统学习的进程，毕业设计的完成，一样也意味着新的学习生活的开始。
时刻的仓促及自身专业水平的不足，整篇论文确信存在尚未发觉的缺点和错误。
恳请阅读此篇论文的教师、同窗，多予指正，不胜感激！
附表01
机械加工工艺过程卡
模具名称
零件名称
材料名称
牌号
零件图号
件数
铁心片复合模
落料凹模
合金工具钢
T10A
7
1
工序号
工序名称
工序简要内容
设备
下料
2
锻造
锻造:
164×
130×
32mm尺寸公差均为
2mm
3
退火
4
检验
5
粗加工
铣削六个平面,留单面余量
铣床
6
半精加工
磨削六个平面,保证平面各形位公差和尺寸
磨床
划线
划出4个M10和4个Φ10的中心线,并打样冲眼
划线平台
8
加工各孔
加工各孔,各螺钉孔,销钉孔与下模座配钻配铰
9
热处理
淬火加低温回火保证硬度是60-64HRC
加热炉.油槽
10
精加工
精磨上.下面,表面粗糙度达到图样要求
11
退磁
在退磁机上退磁
12
电加工
电火花线切割加工出型孔达到要求
电火花线切割机床
13
修整
修整型腔
抛光机
14
按图样检验
15
编制
校对
审核
会签
附录02
凹凸模
23
锻造70×
36×
50mm尺寸公差均为
铣削六个平面,留单面余量,成图样形状
附录03
机械加工工艺过
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