多孔冲压落料模的设计.docx
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多孔冲压落料模的设计
多孔冲压落料件模具设计
基本要求及设计步骤建议：
第一章：
冲裁工艺设计
1-1对尺寸，精度的分析
1-2零件的数目与冲压模具结构分析
1-3零件的材料分析
1-4排样设计
第二章模具基本结构的拟定
2-1确定基本结构
2-2确定导向和定位方式
2-2-1确定定位方式
2-2-2确定导向方式
第三章压力机的选择
3-1计算工艺总力
3-2计算压力中心
3-1压力机的选择
第四章模具零件的设计
4-1成形零件的设计
4-1-1凸凹模刃口尺寸的计算
4-2工作零件结构设计
4-2-1凹模外形尺寸设计与形状选择
4-2-2凸模外形尺寸设计与形状选择
4-3非成型零件的设计和计算
4-4压力机的校核
第五章装配图与零件图
第六章课程设计体会
第七章参考文献：
前言
是：
冷冲模课程设计是模具专业，在学习过程中是一个重要的实践性学习环节，其目的
1.应用本专业所学知识和实训技能，进行一次冲压设计工作的实际能力，在提高独立分
析和解决实际问题的能力。
2.
计与计算，计
进行工程师的基础训练，培
通过查设计资料手册熟悉设计标准和技术规定，通过方案认证设
算机辅助绘图，数据处理与综合分析编写与设计说明书等环节，
养从科研工作的初步能力。
3.培养勤奋求实，团结互助，勇于创新的优良品质。
4.希望通过本次冷冲模答辩，能进一步巩固课程，扩大所学到的知识，由于初学者水平有
限，设计中难免有不足和错误之外恳请老师同学给予批评指正。
2009-2-23
1、
2、
8、
基本要求及设计步骤建议:
冲裁工艺设计：
对制件的结构、尺寸、精度、数量、材质等要素进行分析，初步确定制件的冲裁工艺，计算搭边尺寸、毛坯尺寸，确定排样图（绘在总装图上）；
模具结构方案设计；根据冲裁工艺方案，初步确定模具结构方案和坯料导向、定位方式；计算冲裁力，初步选择冲压设备；了解其行程、吨位、容模尺寸等有关技术参数；计算卸料力，确定卸料方案及卸料元件的规格、尺寸；
计算并确定冲裁间隙继而确定凸模、凹模等主要工作零件的尺寸、结构形式；选择凸模、凹模或凸凹模进行强度、刚度的计算并校核；
协调模具各零件的结构、尺寸，完善导料、定位等辅助功能件结构及尺寸设计；
绘制模具总装配图：
1）、考虑采用“半剖法”表示上模使用中的两个极限位置；
2）、按装配图要求标注尺寸及配合性质、技术要求等；
3）、零件标号无遗漏；明细表内容详实、规范；
4）、制图遵照国家标准；排样图按习惯绘在总装图的右上角或适当位置。
绘制凸模、凹模零件图，尺寸、粗糙度标注齐全；
9、编写设计说明书一份，要求内容详实，措词准确，具有较好的可读性；
10、其它详见《“模具设计”课程设计指导书》。
第一章：
冲裁工艺设计
1-1对尺寸，精度的分析
由于零件没有做做尺寸的上下偏差要求，同时也是非圆形件，按照国家标准《非配合尺寸的公差数值》默认公差等级是IT12级，一般的冲裁都可以达到
这种要求。
1-2零件的数目与冲压模具结构分析
冲裁件的数目确定属于大批量的生产，所以最好采用复合模或者是进级模具。
下面是几种冲裁方案以及各自的优缺点。
1先冲孔后落料的单工序模
2落料一一冲孔复合冲压的复合模
3冲孔一一落料连续冲压的连续模
方案一：
因为单工序模结构简单，需要两种模具，成本大，累积误差大，生产效率低难以满足该零件的需求产量。
故本零件不采用单工序模
方案二：
因为复合模生产效率较高，冲裁件的精度高，条料定位精度要求较连续模高，冲模的轮墎尺寸比较小。
但是复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高，又加上本零件精度要求不高，零件结构也比较大，故不采用复合模方案三：
需要一副模具，生产率也很高，但是制件精度较复合模冲制的制件精度低，但能满足本制件的精度要求。
而且在压力机一次行程中可以完成多个工序的模具，它具有操作安全的显著特点，模具强度较高寿命较长
根据以上的对比情况故可以优先采用级进模
1-3零件的材料分析
零件的材料是30钢，属于优质碳素结构钢，°b=450MPa,T=360MPa可以看
到，材料的剪切强度比较大，而且，综合零件的厚度比较小，所以在后面设计卸了的时候，在用弹性卸料的方式不可以满足要求的前提下，可以考虑采用刚性卸料。
1-4排样设计
1.该零件基本是矩形的零件，所以直接采用少废料的直排方式就可以了，根据零件的厚度0.8mm，查教材表2-7可以知道a1=1.8mm,a=2.0mm,（由于30钢是中等硬度钢，所以沿边和工件之间的距离都乘0.9），根据零件的尺寸和
a1和a2的值（由料厚t=0.8查表得ai=1.8mm,a=2.0mm）
，就可以计算条料的宽度。
由于：
式1-1
B=（D+2%+』A,
从《冷冲压模具设计》表2-16可以知道，△=0.6mm（件料宽度偏差），所以
B=150+2X2+0.6=154.6mm,式1-2
经过取整数，所以条料的宽度是B=154mm。
排样图如下图1-1所示:
图1-1排样图
在设计排样的时候，材料的利用率式起着决定性的作用，由于板料的选择是有国家标准的，根据零件的尺寸，由GB708-65,选择1000X900mm2的钢板。
这个时候，只要条料的长度确定以后，就可以计算材料的利用率，由于该板材料可以裁成长度是900mm或者是1000mm的条料，即是米用横向裁或者是纵向裁。
如下图1-2两中方式对材料的利用率是不一样的。
900/154=5.844取5（张）1000/101.8=9.823取9（张）n=9XS../154X900=9X10157954X。
95%n总=5X9XS../900X00=0.2419=50。
79%
F面式采用两种剪裁方法的时候材料利用率的对比:
横裁时：
可裁条料一张条料可冲一张条料的利用率为一张板的总的利用率为
纵裁时：
可裁条料一装条料可冲一张条料的利用率为一张板的总的利用率为
1000/154=6.49取6（张）900/101.8=8.84取8（张）n=8XS../154X1000=076=51。
n总=6）8>S../900W00=0.5417=54.
结论：
最终选择利用率高的裁剪方式进行设计。
纵裁利用率可达
76%
17%
54。
17
第二章模具基本结构的拟定
2-1确定基本结构
上部分由模柄、上模座、凸模固定板、导套、垫板以及各自紧固件组成。
下部分主要由刚性卸料板、导料板、，落料凹模、下模座以及其相应的紧固件组成。
出件方式为下出件。
其结构简图如下图2-1。
（注：
详见《模具工业》1988年01期）
2-2确定导向和定位方式
2-2-1确定定位方式
由于是级进模具，可以采用始用挡料销，导料板在垂直板材进级方向起作用。
2-2-2确定导向方式
下面是常应用的几中导向方式和其各自的特点
1.无导向简单冲裁模
特点：
结构简单，尺寸较小，重量较轻，模具制造简单，成本低，但冲裁件精度差，模具寿命低。
2.导板式简单冲裁模
条料沿托板和导尺从右向左送进，条料搭边越过活动挡料销后，再反向向右拉拽条料，使挡料销后断面抵住搭边进行定位，凸模下行实现冲裁。
适用精度要求不高，形状简单，小批量或试制的冲裁件。
3.导柱式简单冲裁模
特点：
导向精度高，冲裁件尺寸稳定，互换性更好，使用安装方便，操作安
全，模具寿命高，但制造工艺复杂，模具成本高
考虑到零件的数量要达到大批量生产，所以必须从面具的使用寿命着手，再从操作的难易程度几个方面着手，所以最后选择采用导柱式简单冲裁模.0
第三章压力机的选择
3-1计算工艺总力
查文献1
由上式知道各力的大小为:
推件力：
F推=nK推（F冲+F落）=5X0.055>69.23+67.69+110.96）kN=68.17（kN）
式3-5
式中查表3-4.K推=0.055mm,n=h-1/t=5-1/0.8=5该冲孔,落料冲孔级进模采用
是双侧刃，导正结构及刚性卸料和下出件（冲孔废料）方式.则总冲压力F总:
F0=F落+F推+F冲+F冲1
=110.96kN+68.17kN+69.23kN+67.69kN=316.09（kN）
3-2计算压力中心
根据压力中心的计算公式是
式3-6
式3-7
V_Fiki*F辭2+・・・+FnEq_SiF这AQ_F丄也卄％_琨申
M=F士+F汁tF|i_£社丄Fi
建立如下图所示3-1所示的坐标，并且求出相应的压力中心的值如表3-1所示。
冲裁轮廓周长l/mm
各凸模压力中心的坐标
x
y
Li=25
37.5
50
L2=31.4
101.8
50
L3=30
101.8
10
L4=31.4
101.8
-50
L5=78.5
0
50
Le=100
-50
0
L37=25
-37.5
50
L8=78.5
0
-50
L9=25
-37.5
50
L10=25
37.5
-50
L311=100
50
0
L31^31.4
86.8
0
L13=30
101.8
-10
Li4=31.4
116.8
o
总计：
Xo=31.66
丫o=0
L5
Ll
f、
I
z
L；］
LL.-V
LJI
LS
LU
图3-1坐标系的建立
表3-1压力中心的求解
3-1压力机的选择
根据总力的大小和压力中心，初步选择压力机的要求技术参数如下表:
表3-2压力机的主要参数值J23-35
公称压力
滑块行程
最大闭模咼度
封闭咼度调节量
工作台尺寸
垫板厚度
模柄孔尺寸
最大倾斜角
350KN
80mm
280mm
60mm
380mm%610mm
60mm
帖0X70mm
200
第四章模具零件的设计
4-1成形零件的设计
4-1-1凸凹模刃口尺寸的计算
图4-1零件尺寸图
由于模具刃口尺寸按分别加工法制造，主要尺寸如下:
1.孔类尺寸*2000.21R1000.10.55000.252.轴类尺寸10000.35R25严5
工件尺寸精度为IT12级，查教材P107X=0.75t=0.8mm，
查表3-32（P104），凸模尺寸制造公差按IT6级，凹模制造公差按IT7级
冲孔尺寸：
（*2000.21R1000.10.55000.25）
*20^.21
R10』.105
50严5
6
0.021
0.065
0.016
0.013
0.0105
0.025
表4-1
Zmin=0.072Zma^0.104X=0.75
i=Zmax-Zmin=0.104-0.072=0.032
式4-1
（1）dT=（dmin+X"）,
式4-2
=（20+0.75x0.032）0^,13=20.02400013
dA=（dmin+Xm+Zmin）許
式4-3
=（20.024+0.7^0.032+0.072）』.021=20.12P。
21
校核:
6+6t=0.021+0.013=0.035池032=ZmkZmin
式4-3
不满足间隙公差要求，因此缩小6,6提高制造精度，才可以保证间隙在合
理范围之内，因此可取:
0.4（Zmax—Zmin）=0.4x0.032mm=0.0128mm
式4-4
6<0.6（Zmax—Zmin）=0.6x0.032mm=0.0192mm
式4-5
故：
dA=20.12o0.0192
dT=20.02400.0128
式4-6
（2）dT=（dmin+X"）,
dA=（dmin+XXi+Zmin）許
式4-7
=（10.024+0.7^0.032+0.072）0^.065=10.1200.065
校核
in式4-7
才可以保证间隙在合
6a+6t=0.010£0.0650.07530.032Zma厂Zm
不满足间隙公差要求，因此缩小6aPt提高制造精度,
理范围之内，因此可取:
0.4（Zmax—Zmin）=0.4x0.032mm=0.0128mm
6a<0.6（Zmax-Zmin）=0.6x0.032mm=0.0192mm
=（50+0.75%O.O32）：
.o25=50.024^.025
=（5O.O24+O.75xO.O32+O.O72）O0.O16=5O.1200.016
校核:
理范围之内，因此可取:
Zmin=0.072Zma^O.10查《机械制造基础》表12-1得
式4-11
△二Zmax-Zmin=0.104—0.072=0.032
式4-12
dA=（dmax-Xm）彗
=（100-0.75X0.032）O0022=99.976O0.022
式4-13
dT=（dA-Zmax）0^
=（99.976-0.104）
_Q.035=99.872,035
校核:
6t+6A兰ZmaX-Zmi=0.057>0.032
不满足间隙公差要求，因此缩小6aVt提高制造精度,
才可以保证间隙在合理范
围之内，因此可取:
0.4（Zmax-Zmin）=0.4x0.032mm=0.0128mm
式4-14
6a<0.6（Zmax—Zmin）=0.6咒0.032mm=0.0192mm
式4-15
故：
dA=99.97600.0192
dT二".872打.0128
dt=0.025X=0.75
（2）尺寸R2500.125公差属IT12&=0.008
《机械制造基础》表12-1得
式4-16
dA=（dmax-X%A）y
=（25-0.75x0.3）
严=24.77500.03
式4-17
dT=（dA-Zmax）\T
不满足间隙公差要求，因此缩小提高制造精度，才可以保证间隙在合理范
围之内，因此可取:
0.4（Zmax-Zmin）=0.4咒0.032mm=0.0128mm
<0.6（Zmax-Zmin）=0.6咒0.032mm=0.0192mm
4-2工作零件结构设计
4-2-1凹模外形尺寸设计与形状选择凹模厚度：
H=kb（315mm）
式4-18
H=0.1X176.8=17.68mm
圆整H=18mm
查表3-15K=0.1
凹模壁厚：
凹模外形尺寸L=b+2C=176.8+72=248.8mm
B=L+2C=150+72=222mm
注：
B为平行与送料方向的零件最大外形尺寸，L为垂直与送料方向的零件最大外形尺寸C为凹模壁厚
由于直臂式刃口强度较高，修刃后尺寸不变，选用直臂式刃口凹模。
本制件采用连续模，依据模架类型按国标圆整得：
L=315mmB=250mmH=20mm
尺寸比较大，可以优先采用整体式凹模。
4-2-2凸模外形尺寸设计与形状选择
本制件采用钢性卸料板。
凸模固定板厚度：
h=（0.6-0.8）H=0.8H=14.4mm圆整H=14mm
4-20
凸模长度L=出+H2+Y=32+7+20=59mm式4-21
凸模承压能力校核:
右=F/Amin=F冲+F推/Amin=69.23+67.69+28.55/2x20红+10x30+25=165.741/488.4=0.33"03>0.3x103Mpa，可以满足要求。
根据模具最常见的形式以及各模具的外形特点，最终确定模具结构为:
冲孔凸模：
落料凹模：
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