技术落料模说明书文档格式.docx
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机械专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识
的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使学生对模具从设计到制造的过程有
个基本上的了解，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。
毕业设计是高等学校培养学生综合运用本专业学科的基础理论和专业技能综合分析问题和解决问题的能力，完成工程技术人员的初步训练，是使学生具有从事科学研究初步能力的重要环节，也是学生能否顺利毕业的一个前提。
此说明书是落料模设计说明书，结合模具的设计和制作，听取各位老师和同学的意见，经过多次修改和验证编制而成。
为了达到设计的规范化,标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。
其中附有必要的插图和数据说明。
在编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心的感谢。
由于是应届毕业生,理论水平有限，实践经验不足，书中难免有不当和错误的地方，敬请见谅批评指正。
工件如图1.1所示：
三角加强板
材料为；
Q195厚度t=2mm
第一章工艺方案分析及确定
第一节．零件的工艺分析
冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。
一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。
当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。
以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。
根据这一要求对该零件进行工艺分析：
工件材料为Q195，厚度为2mm
冲压工序：
落料、拉深；
材料：
为Q195，具有良好的拉深冲裁性能；
结构：
简单；
但是圆角部分比较多。
精度：
零件尺寸高度尺寸20+02，长度尺寸290±
1，320±
2精度要求比较低，除此之外，其他尺寸公差无要求，故按IT14级选取，因此利用普通冲裁方式可达到图样要求。
结论：
此工件适用于冲裁拉深加工。
第二节．工艺方案的确定
确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组合和顺序等。
确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。
方案一：
先落料，后拉深。
采用单工序模生产。
方案二：
落料-拉深复合冲压。
采用复合模生产。
方案三：
拉深级进冲压。
采用级进模生产。
分析：
方案一模具结构简单，生产效率低，但是制作周期比较短且制造成本低；
方案二生产效率较高，模具结构较复杂，模具制造困难，制造周期长；
方案三生产效率高，送进操作方便，但模具结构比较复杂，加之工件尺寸偏大使得模具变得更大。
结论：
产品最终成形还需要拉深模，正是由于考虑到零件拉深工艺的复杂性，若采取落料拉伸连续模，虽然、减少了产品的冲压成形时间，但是模具结构复杂且精度要求高，制造周期长，制模成本高，加工也不方便。
故不宜采用，又因该零件工艺性较好，冲压件尺寸精度不高，形状简单。
根据现有冲模制造条件与冲压设备，采用单工序模，先落料在拉深，工人操作安全，方便可靠。
因此采用方案一。
本书着重于冲裁的设计。
第二章冲压工艺设计与计算
第一节．计算毛胚尺寸
在计算展开尺寸时，由于这个零件的圆角比较多，处理起来比较麻烦，在实际生产中一般按照经验方法来计算，就是把拉深按照弯曲来计算，由于尺寸精度不高，圆角的半径又比较大，所以按照弯曲算出来的尺寸跟拉深算出来相比较相差不是很大.
按弯曲算展开尺寸，弯曲件展开尺寸的计算基础是应变中性层在弯曲前后长度保持不变；
弯曲中性层位置的确定
P=r+xt
式中r——零件的内弯曲半径；
t——材料的厚度；
x——中性层位移系数，查表可得x=0.42
则代入数据P=6+0.42x2=6.84mm
根据整个零件的外形只需要算去展开前跟展开后的增量△L
圆角部分的展开长度；
l1=（πа/180）P
代入数据；
l1=10.7
则△L=12+（l1-8）=14.7mm
展开后形状尺寸见下图；
如图中的几个圆角只是增量后在把尺寸扩大一点确定取多少，因此在实际生产中，先线切割样本在做落料模，成形后在根据实际情况来修改圆角的尺寸。
第二节．排样设计
在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。
一、冲裁件的排样
排样是指冲件在条料、带料或`板料上布置的方法。
冲件的合理布置（即材料的经济利用），与冲件的外形有很大关系。
根据不同几何形状的冲件，可得出与其相适应的排样类型，而根据排样的类型，又可分为少或无工艺余料的排样与有工艺余料的排样两种。
通过以上分析得出如图的排样形式为最佳方案。
二、搭边
排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。
它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以及保证条料有一定刚度，便于送料。
搭边数值取决于以下因素：
①件的尺寸和形状。
②材料的硬度和厚度。
③排样的形式（直排、斜排、对排等）。
④条料的送料方法（是否有侧压板）。
⑤挡料装置的形式（包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式）。
搭边值一般是由经验再经过简单计算确定的。
查表2—18得搭边值：
a=1.8mm,
a1=1.5mm
三、材料利用率
衡量材料经济利用的指标是材料利用率。
选用710x1420板料，根据条料的具体情况，考虑到刚度原因，因此加大了搭边值。
则；
a=2.8mma1=3mm
一个进距内的材料利用率为
η=
（3.1）
式中 A——冲裁件面积（包括冲出小孔在内）（mm2）；
n——一个步距内的冲件数目；
B——条料宽度（mm）；
S——步距（mm）.
代入数据B=Dmax+2a=353mm
S=D+a1=179.4+1.5=180.9mm
A=42564.2928mm2（面积是在CAD中计算出来的）
则可得η=66.7%
一张板料上总的材料利用率η∑为：
η∑=
式中 N——一张板料上的冲件总数目；
L——板料长度（mm）；
A——板料宽度（mm）；
代入数据
=
=59.1%
第三节.冲裁方式与冲压力的计算
一.冲裁力的计算
计算冲裁力的目的是为了确定压力机的额定压力，因此要计算最大冲裁力。
考虑到刃口的磨损、间隙的波动、材料力学性能的变化、板料厚度的偏差等因素的影响，于是在生产中冲裁力便可按下式计算：
F=Ltσb
式中L-——冲裁轮廓的总长度（mm）;
周长由CAD中计算得出大约为900mm
t_______板料厚度（mm）;
σb______板料的抗拉强度（MPa）。
经查的取σb=360Mpa（冲压工艺与模具设计）
则F=360×
2×
900=648000N
二、卸料力、推料力和顶件力的计算
由于影响卸料力、推件力和顶件力的因素很多，根本无法准确计算。
在生产中均采用下列经验公式计算：
FQ1=K1F（N）（3.3）
FQ2=K2F（N）（3.4）
FQ3=K3F（N）（3.5）
式中FQ1、FQ2、FQ3——分别为卸料力、推件力和顶件力；
K1、K2、K3——分别为卸料力系数、推加力系数和顶件力系数，其值见表1-1
n——同时卡在凹模孔内的工件或废料数，n=h/th为凹模直刃高度，t为板厚；
F——冲裁力（N），按式（3.1）计算。
此冲模有推件装置
查得K1=0.045K2=0.055
卸料力FQ1=K1F=648000×
0.045=29160N
推件力FQ2=K2F=648000×
0.055=356400N
三、总冲裁力的计算
弹性卸料时的总冲压F0为：
F0=F+FQ2+FQ1
代入数据F0=F+FQ2+FQ1=29160+38880+648000
=716040N
四.初选压力机
根据总冲裁力选取压力机型号为J23-80
根据压力机型号为J23-80,其具体参数如下；
标称压力（KN）；
800
滑块行程（mm）；
130
连杆调节长度（mm）；
90
最大装模高度（mm）；
380
工作台尺寸前后x左右（mmxmm）；
540x800
模柄孔尺寸直径x深度（mmxmm）；
Φ60x75
电动机功率（KW）；
7.5
五．压力中心的计算
因为此图形为非对称图形,
由于零件比较复杂，所以其确定方法如下；
X0=
……………..式1
Y0=
……………..式2
1.选定坐标系
2.将刃口轮廓线按基本要素划分为若干简单的线段，并计算出各基本要素的长度。
3.确定出各线段的中心位置（Xi,Yi）
4.将求的的数据代入式1和式2中，计算出刃口轮廓的压力中心（X0,Y0）
具体如图；
则计算出压力中心的坐标为；
X0=160.7,Y0=125.41
第四节．弹性元件的计算选取
考虑实际情况采用聚氨酯橡胶，
聚氨酯橡胶具有高强度，高弹性，高耐磨性和易于机械加工的特性。
由于模具采用倒装式，在根据卸料的方式结构在上模部分采用7个圆柱形聚氨酯，在下模部分采用10个圆柱形聚氨酯，其具体的数据如下；
下模部分；
卸料力；
FQ1=K1F=648000×
则每个聚氨酯所承受的力为；
FQ1／10=2916N
取最大压缩量为0.3H
根据查模具设计大典所得数据加上经验可大概取得；
聚氨酯的高度；
h=38mm直径；
d=30mm
上模部分：
推件力；
FQ2=K2F=648000×
0.055=38880N
FQ2／7=5554N
h=40mm直径；
d=40mm
聚氨酯的安装结构方式，具体见装配图。
第三章模具结构设计
为保证制件平整，模具结构简单，卸件可靠，便于操作，采用倒装式模具。
条料采用弹性导料销和固定挡料销定位；
用推件装置中的推件块把制件推出，弹性卸料板卸下结构废料，卸料的元件采用聚氨酯；
导向装置采用中间滑动导柱导套；
凸模固定在模座上，凸模与模座用销钉定位，用螺钉固定在下模座上；
凹模固定在凹模垫板上，用销钉定位，螺钉固定，垫板则固定在上模座上；
模柄是根据压力机的模柄孔设计，采用压入式，为了防止转动，可使用一个防转销；
为了防止在运输中凸凹的碰撞损坏，在模具四周采用了限位柱，因此在模具工作时应当取下限位柱上的锁模块。
一．凹模结构设计
考虑本成品零件的结构形状,本凹模采用矩形凹模,其材料为Cr12,热处理的硬度为56--62HRC内形尺寸即半成品的外形.由于凹模结构形式和固定的方法不同，受力情况又比较复杂，所以尚不能用理论方法计算，所以采用经验公式来确定其参数；
凹模高度；
H=kb查表k=0.12~0.18取k=0.12
可得；
H=则取H=42mm
K-----凹模厚度系数b-----垂直于送料方向的凹模刃壁间最大尺寸
凹模宽度；
B=L+2c可得；
B=179.4+2x1.5x42=305.4则取B=306mm
L----送料方向凹模刃壁间最大尺寸c------壁厚c=（1.5~2）H
凹模长度；
A=b+2c
A=349.4+2x42=433.4mm则取A=433mm
根据以上数据及实际情况选取凹模尺寸；
H=42mmB=280mmA=450mm
凹模如图；
凹模的销钉螺钉的定位尺寸详见零件图
由于压力中心与凹模的几何中心不重合，但是压力中心没有超过所选用压力机的允许范围，所有可以将压力中心与几何中心看做重合。
二．凸模结构设计
凸模长度尺寸应根据模具的结构，并考虑修磨，固定板与卸料板之间的安全距离，装配等因素来确定。
本模具采用弹性卸料，其凸模长度按下式计算；
L=h1+h2+t
h1-----卸料板的厚度
h2----------增加长度。
一般取10-20mm
t------料厚
因为零件的公差比较低，凸凹模的间隙比较大，所以凸凹模可以采用线切割同时切出来，在修磨后就可以了。
所以凸凹的高度是一致的；
L=42mm
凸模具体结构如图；
凸模的销钉螺钉的定位尺寸详见零件图
三．计算凸、凹模的工作部分的尺寸
凸、凹模间隙值的确定：
凸、凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等有较大的影响,所以应选择合理的间隙。
冲裁间隙主要按制件质量要求，根据经验数字来采用，此工件的公差要求不高，可采用较大公差。
查（冲裁工艺与冲模设计书）表3-3得
Zmin=0.246
Zmax=0.360
刃口尺寸的计算
由于工件的公差要求不高，为了使制造容易，所以采用配做法。
先以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制。
由于工件的外形比较简单，凹模磨损后其尺寸变化都变大（圆角部分可以看做是圆心移动圆的尺寸不变）。
安照公式；
Aj=（Amax–x△）+01/4△计算；
系数x查（冲裁工艺与冲裁模设计书）表3-4
查表得；
X=0.5
A1=（9.8-=9.26+00.09mm
A2=（298.71-=298.06+00.038mm
A3=（4.47-=4.32+00.075mm
A4=（264-=263.35+00.325mm
A5=（21.95-=21.69+00.13mm
A6=（94.46-=94.025+00.217mm
A7=（179.4-=178.925+00.28mm
A8=（=348.65+mm
凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配制，保证最小合理间隙值Zmin=0.246mm
第四节．导向装置的确定
导向装置是用来保证上模相对于下模的正确运动。
对生产批量大，零件公差要求较高，寿命要求较长的模具，一般都采用导向装置。
常用的导向装置有导柱导向和导板导向。
本模具采用导柱导向装置。
滑动导向。
查书（模具设计手册）选用标准件；
采用A型导套GB2861.6-81d=32mmL=110mm
采用A型导柱GB2861.6-81d=32mmL=160mm
导柱导套按H6/h5配合
安装方式及配合见装配图。
第五节．模柄的确定
根据上面选择的压力机上模柄孔的大小D=Φ60mm，
查（模具设计手册）选择标准件；
采用压入式A型模柄JB/T7646.1—1994
D=60mmL=115mm
第六节．定位零件
为了保证模具正常工作和冲出合格的冲裁件，必须保证坯料或工序件对模具的工作刃口处于正确的相对位置，及必须定位。
条料在模具送料平面中有两个方向的限位。
一个是送进导向，一个是送料定距。
根据模具的和零件的外形，本模具采用了两个Φ12的弹性导料销，一个A型Φ12的挡料销，其具体的尺寸和安装方式见装配图。
第七节．模具的闭合高度的计算
冲模的闭合高度是指滑块在下死点即模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离H。
冲模的闭合高度必须与压力机的装模高度相适应。
压机的装模高度是指滑块在下死点位置时，滑块下端面至垫板上平面间的距离。
当连杆调至最短时为压机的最大装模高度Hmax；
连杆调至最长时为为最小装模高度Hmin。
冲模的闭合高度H应介于压机的最大装模高度Hmax之间，其关系为：
Hmax+10≥H≥Hmin-5
390>
H>
285
计算得出；
H0=205mm
因此还要加垫板
如果冲模的闭合高度大于压机最大装模高度时，冲不能在该压力机上使用。
反之小于压力机最小装模高度时，可加经过磨平的垫板，垫板厚度为80-185mm。
一.垫板
根据设计思想及凹模的尺寸可得出垫板的相关数据；
垫板高度；
H=35mm
垫板长宽：
LxB=450x280mm
垫板上的过孔及其螺钉孔销钉孔的具体尺寸详见装配图。
二.推件块
根据设计思想及凹模的尺寸可得出推件块的相关数据；
推件块高度；
H=25mm
推件块长宽：
由于推件块是装在凹模里面的，所以推件块的外形跟凹模内腔是一样的，只是在尺寸方面保持了0.2-0.3的间隙，因此推件块是卸料板的线切割余料。
推件块上的过孔及其螺钉孔销钉孔的具体尺寸详见装配图。
三.卸料板板
根据设计思想及凹模的尺寸可得出卸料板的相关数据；
卸料板高度；
卸料板长宽：
卸料板上的过孔及其螺钉孔销钉孔的具体尺寸详见装配图。
四.模座
根据设计思想及凹模的尺寸可得出模座的相关数据；
模座高度；
H=48mm
模座长宽：
LxB=650x360mm
模座上的过孔及其螺钉孔销钉孔的具体尺寸详见装配图。
为了防止在运输中凸凹的碰撞损坏，因此在模具上采用了限位柱。
在上下模座上采用了8个Φ40限位柱，4Φ40个锁模块，限位柱采用圆形，用螺钉紧固在模座上，上模座的限位柱高度为75mm，下模座的限位柱高度为40mm。
因此在模具工作时应当取下限位柱上的锁模块。
详见装配图。
第四章工艺规程
三角加强板冲压工艺卡
名称
冲压工艺卡
产品型号
零件名称
共1页
产品名称
零件型号
第1页
材料牌号及规格
材料技术要求
坯料尺寸
每个坯料可制作零件数
毛坯重量
辅助材料
Q195钢
2x710x1420
条料
2x355x1420
14
工序号
工序名称
工序内容
设备
工艺装备
工时
下料
剪板355x1420
剪床
1
落料
落料冲裁
J23-80
单工序模
2
拉深兼整形
一次拉深成形
J23-125
拉深
3
去毛刺
锉刀等
4
检验
按零件图样检验
游标卡尺等
标记
处数
更改文件号
签字
日期
绘制日期
审核日期
会签日期
凸模加工工艺过程材料：
Cr12硬度：
56～60HRC
序号
加工车间
设备称号
备料
锻件（退火状态）：
452x282x42㎜
备料车间
粗铣
铣六面见光
模具车间
铣床
平磨
磨六个面保持0.2-0.4的余量
磨床
钳
划线划出凸模和凹模各螺钉销钉孔的中心位置
5
加工
加工各孔及攻丝
平板、钻床、平口虎钳
6
热处理
淬火硬度达56～60HRC
热处理车间
加热炉
7
线切割
割凹模和凸模，并单边留0.01～0.02研磨余量
线切割机床
8
研磨
磨到尺寸及其精度要求
9
总装配
10
凹模加工工艺过程材料：
结束语
通过这次模具设计，本人在多方面都有所提高。
通过这次毕业设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高自己的独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。
在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、享受自己劳动成果的喜悦心情，而且从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
总之，对我们高职学生来说，经历了这次毕业设计，为今后从事生产第一线的技术行业工作、技术管理工作将有非常大的帮助。
参考文献
[1]《公差配合与技术测量》------吕永智主编——机械工业出版社
[2]《冲压新工
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