冲孔落料级进模冲压工艺模具设计说明书.docx
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冲孔落料级进模冲压工艺模具设计说明书
设计说明书
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日期机械工程杨山虎0901102B573
第一章零件设计任务
第二章冲裁件的工艺分析
2.1工件材料
2.2工件结构形状
2.3工件尺寸精度
第三章冲裁工艺方案
第四章模具结构形式的选择
4.1模具的类型的选择
4.2卸料装置
4.2.1.条料的卸除
4.2.2卸料方式
4.3定位装置
4.3.1.送料形式
4.3.2.定位零件：
4.4.模架类型及精度
4.4.1.模架
4.4.2.精度
第五章冲压工艺计算：
5.1.排样
5.1.1•排样方案分析
5.1.2.计算条料宽度
5.1.3.确定布距：
5.1.4•计算材料利用率
5.2•冲压力计算
5.2.1.冲裁力计算
5.2.2.卸料力、顶件力的计算
53压力中心的计算
5.4•模具工作部分尺寸及公差
5.4.1.落料凸凹模尺寸
5.4.2.冲孔凸凹模尺寸
第六章主要零部件设计
6.1.凹模的设计
6.2•凸模的设计
621.冲孔凸模：
6.2.2.落料凸模
6.2.3.凸模的校核：
6.3.固定板的设计
6.3.1.凸模固定板：
6.4.模架以及其他零部件的选用
第7章校核模具闭合高度及压力机有关参数
7.1校核模具闭合高度
7.2冲压设备的选定
第8章设计并绘制模具总装图及选取标准件
第9章结论
第一章零件设计任务零件简图：
如图1-1所示材料：
10号钢材料厚度：
1.2mm
未标注尺寸按照IT10级处理
.......11
......11
11
12
13
......13
......14
15
15
15
16
16
.....16
17
17
l-l
图1-1垫片零件图
17
18
19
J-
1
第二章冲裁件的工艺分析
2.1工件材料
由图1-1分析知：
10#钢为优质碳素结构钢，具有良好的塑性、焊接性以及压力加工性能，主要用于制作冲击件、紧固件，如垫片、垫圈等。
适合冲裁加工。
2.2工件结构形状
工件结构形状相对简单，只有一个圆孔。
料厚为2mm满足许用壁厚要求（孔与
孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁加工。
2.3工件尺寸精度
根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用IT13级精
度，普通冲裁完全可以满足要求。
根据以上分析：
该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。
2
第三章冲裁工艺方案
完成此工件需要冲孔、落料两道工序。
其加工工艺方案分为以下3种：
1.方案一：
单工序模生产。
先冲孔，后落料；2.方案二：
级进模生产。
冲孔一落料级进冲压；3.方案三：
复合模生产。
冲孔一落料复合冲压。
各模具结构特点及比较如下表3-1：
表3-1各类模具结构及特点比较
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3
根据分析结合表分析：
方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。
方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本在冲裁简单的零件时比复合模低。
方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。
冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案二低，模具轮廓尺寸较小。
综上对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳。
4
第四章模具结构形式的选择
4.1模具的类型的选择
由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。
4.2卸料装置
4.2.1.条料的卸除
因采用级进模生产，故采用向下落料出件。
4.3定位装置
431.送料形式
因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的
凹模长度L故采用横向手动送料方式，即由左向右送料既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。
4.32定位零件：
零件尺寸较大，厚度较高，保证孔的精度及较好的定位，宜采用导料板导向，导正销导正，为了提高材料利用率采用始用挡料销和导正销定位。
44模架类型及精度
4.4.1.模架
1.若采用四导柱模架，则导柱对称分布，受力平衡，滑动平稳，能承受级进模
高速冲压次数。
5
2.若采用对角导柱模架，则受力平衡，滑动平稳，可纵向或横向送料；
3.若采用后侧导柱导柱模架，可三方送料，操作者视线不被阻挡，结构比较紧凑
的，但模具受力不平衡，滑动不平稳。
综上，结合本冲孔、落料级进模的特点，决定采用四导柱模架。
4.4.2.精度
由于零件材料较厚，尺寸较大，冲裁间隙较小，又是级进模因此采用导向平稳的
四导柱模架，考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用I级模架精
度。
6
第五章冲压工艺计算：
5.1.排样
5.1.1.排样方案分析
方案一：
有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。
冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。
方案二：
少废料
排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。
方案三：
无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。
通
过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。
考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。
5.1.2.计算条料宽度
根据零件形状，查<<冲压模具设计手册>>工件之间搭边值a=1.5mm,工件与侧边之间搭边值a1=1.8mm,条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值一△
B（Dmax2a）00公式（5-1）式中：
=1.8mm。
Dmax—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a1---冲裁件之间的搭边值；
△—板料剪裁下的偏差；（其值查表5）可得△=0.20mm。
B0
△=16+2X1.8
=19.6
故条料宽度为19.6
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5.1.3.确定布距：
送料步距S:
条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。
进距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。
条料宽度的确定与模具的结构有关。
级进模送料步距S
SDmaxa1公式（5-2）Dmax零件横向最大尺寸，a1搭边
S=16+1.5=17.5mm
排样图如图2-1所示。
图2-1排样图
5.1.4.计算材料利用率
一个步距内的材料利用率
t=A/BSX100%公式（5-3）式中A——个步距内冲裁件的实际面积;
B—条料宽度；
S—步距；
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一个步距内冲裁件的实际面积
A=nX8nx3.252
=190mm2
所以一个步距内的材料利用率
心/BSX100%
=190/（19.6X7.5）X00%
=55.4%
5.2.冲压力计算
5.2.1.冲裁力计算
用平刃冲裁时，其冲裁力F—般按下式计算：
FKLtb公式（5-5）式中：
F—冲裁力；
L—冲裁周边长度；
t—材料厚度；
Tb—材料抗剪强度；10钢Tb勺值查表可知：
该材料的抗剪强度为255-333Mpa则
取Tb=320Mpa
K—系数；一般取K=1.3。
1、冲孔力计算
冲孔周长：
L=nX6.5=20.4
所以冲孔力
F1=KLtTb=1.3X6.5nX1.2X320
=10.19kN
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2.落料力的计算落料周长L=nxd
落料冲裁力F2=KLtTb=1.3XnX16X1.2X320=25.08kN.卸料力、顶件力的计
算
一般按以下公式计算：
卸料力公式（5-6）
（KXKd为卸料力系数，其值查表5-1可得）
冲孔推件力FD仁nKtF=30.5526.1243.11kN落料推件力FD2=nKtF=3
0.5578.37129.31kN所以总冲压力
FZF1F2FX1FX2FD1FD2282.14kN
Fx1KxF1
....0.0526.141.31
Fx1KxF1
....0.0526.141.31kN
公式（5-8）
表5-1卸料力、推件力和顶件力系数
Kt
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（LI
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一血
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止
O.0,1'Oj（W
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fim
0也4山〔谓
（10.1门一027口用
（50%60%）P0FZ
即冲压时工艺力的总和不能大于压力机公称压力的
50%-60%，取
P01.8FZ
，则公称压力P01.8FZ507.86kN.初选压力机
10
的公称压力为600KN。
5.3.压力中心的计算
用解析计算法求出冲模压力中心。
X0=（L1x1+L2x2+…Lnxn）/（L1+L2+…Ln）公式（5-9）Y0=（L1y1+L2y2+Lnyn）/（L1+L2+…+Ln）
由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，为了便于模具的加工和装配，模具压力中心依然选在坐标原点。
5.4.模具工作部分尺寸及公差
5.4.1.落料凸凹模基本尺寸计算
落料的轮廓尺寸为160。
为保证冲出合格冲件。
冲裁件精度IT11到IT
0.33
13,X取0.75.查表知：
Zmax=0.360,Zmin=0.246。
查表可知：
SA=0.021mmST=0.013mm
综上所述可得：
落料凹模基本尺寸为
DA（Dmaxx）0
0.021A0.021.....（300.750.33）0.....29.750公式（5-10）
落料凸模基本尺寸为
DT（DAZmin）T
0.....（29.750.246）0.013
.....29.500.01300公式（5-11）
11
5.4.2.冲孔凸凹模尺寸大小为
1、冲孔凸模基本尺寸的计算dT（dminx）T
0.....（100.750.21）0.011公式（5-12）0......10.160
0.011
2、冲孔凹模基本尺寸计算dA（dT
pZmin）0
.....（10.
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