单工序冲裁模落料模设计.docx
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单工序冲裁模落料模设计
单工序冲裁模（落料模）设计
零件名称：
铁芯片
材料：
D21硅钢板
材料厚度：
t=0.5mm
1.冲压件工艺分析
①材料：
该冲裁件的材料硅钢板，具有较好的可冲压性能。
②零件结构：
该冲裁件结构简单，形状对称，比较适合冲裁。
③尺寸精度：
零件图上除30±0.17之外，其余没标尺寸的可按IT14级确定工件尺寸的公差。
按IT14级处理，并按“入体”原则标注公差。
查公差表可得各尺寸公差为：
零件外形：
500-0.62mm350-0.62mm150-0.43mm100-0.36mm7.50-0.36mm
补标公差后零件尺寸如右图
2.冲压件的工艺方案确定
通过以上对该零件的结构、形状及精度的分析，并结合零件的生产批量。
该零件采用落料单工序就可完成冲压加工。
3、工艺计算
⑴排样设计
为保证冲裁件的质量，模具寿命和操作方便，采用有搭边，单排排样，如下图所示，由表1-21得，冲裁件之间的搭边值a1=1.5mm,冲裁件与条料件侧边之间的搭边值a=2mm。
计算条料的宽度：
b=50+2×2=54（mm）
计算条料的步距：
A=35+1.5=36.5（mm）
一个步距内材料的材料利用率：
η＝nF/bA×100％=1x1350÷（54×36.5）×100％=68.5％
其中一个进距内的冲压数目n=1；
因选用了1000mm×2000mm的板料，可将板料剪裁为37张条料（54mm×1000mm），每张条料可冲27个工件，则η总为：
η总＝nF1/LB×100％=999×1350÷（1000×2000）×100％=67.4％
冲压件面积可以简化为矩形面积50×35，减去两个槽的面积，所以：
F＝50×35－2（20×10）＝1350（mm）
⑵冲压力与压力中心的计算
①冲压力的计算
落料力为：
F落＝Ltσb
其中：
L=（50×2+35×2+20×4）=250（mm）
材料厚度t=0.5mm;
材料:
D21硅钢板，查表1-3，σb=225Mpa,则：
F＝250×0.5×225＝28（kN）
根据以上模具结构类型，采用弹性卸料和漏料出件，卸料力Fx＝KxF,取Kx＝0.05,则：
Fx＝0.05×28＝1.4（kN）
推件力FT＝nKTF,去凹模刃壁垂直部分高度h＝6mm,t＝0.5mm,n＝4/0.5=8;取KT＝0.06，则：
FT＝8×0.06×28＝13（kN）
总冲压力F总＝F+Fx+FT＝28+1.4+13＝42.4（kN）
选用的压力机公称压力P≥（1.1~1.3）F总
取系数为1.3，则P≥1.3F总＝1.3×42.4＝55（kN）
初选压力机公称吨位为63kN,型号为J23-6.3，其主要工艺参数如下：
公称压力：
63KN;
滑块行程：
50mm;
行程次数：
160次∕分;
最大闭合高度：
170mm;
闭合高度调节量：
40mm，（最小闭合高度：
130mm）;
工作台尺寸（前后×左右）：
200mm×315mm;
模柄孔尺寸：
直径30mm,深度50mm;
工作垫板：
厚度40mm,直径110mm。
②压力中心的计算
按比例画出工件图，选定坐标系XY，如右图所示。
由于零件左右对称，所以压力中心一定在Y轴上，即：
x0＝0。
零件轮廓线上各部分标记如右图。
L1＝50－10×2＝30，Y1＝0;
L2＝35×2＝70，Y2＝17.5;
L3＝20×4＝80，Y3＝10;
L4＝10×2＝20，Y4＝20;
L5＝50，Y5＝35。
计算得到:
y0＝16.7
③凸凹模刃口尺寸计算
凹模磨损后尺寸
零件尺寸及公差
刃口尺寸计算公式
磨损系数值x
刃口尺寸及公差
增大
50
500-0.62
制件精度为：
IT14级，取x=0.5
49.69+0.1550
35
350-0.62
34.69+0.1550
15
150-043.
14.785+0.10750
10
100-036.
9.82+0.090
减少
29.83
29.83+0.340
29.915+0.0850
凸凹模刃口尺寸计算表
④弹性元件计算
选用聚氨酯橡胶作为弹性元件，已知Fx＝1.4kN，根据模具安装空间，取圆筒聚氨酯橡胶6个，每个橡胶承受的预压力为：
Fy＝Fx/n＝1400/6＝233N
取hy＝10%h,查表得p＝1.1MPa,则橡胶的横截面积为：
A＝Fy/p＝233/1.1＝212
设卸料螺钉直径为8mm，橡胶上螺钉孔直径为10mm，则有：
A＝π/4（D2-d2）
求得橡胶外径：
经计算得和保证足够的卸料力，取D＝25mm。
橡胶的自由高度：
h0＝hx+hm/0.25＝（1.5+6）/0.25＝30mm
因为0.5＜h0/D＝30/25=1.2＜1.5，所选橡胶符合要求。
橡胶的安装高度：
ha＝h0－hy＝30－0.1×30＝27
4、编写工艺文件
根据以上分析计算，编写制件工艺文件，如下图所示：
冲压工艺卡
XXXXX厂
冷冲压工序卡片
产品型号
11111
零（部）件图号
01
产品名称
未知
零（部）件名称
零件
共1张
第1张
材料牌号及规格
材料技术要求
毛坯尺寸
每毛坯可制件数
毛坯重量
辅助材料
08F
1000*2000
999
20
没
工序号
工序名称
工序内容
工序简图
设备
工艺装备
工时
1
剪
剪条料
剪板机
直尺0-200
1000x54
2
检
检验
Q11-2x1600
3
冲
落料
冲床J23-6.3
落料模
描图
描校
底图号
装订号
设计（日期）
审核（日期）
标准化（日期）
会签（日期）
批准（日期）
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
5、模具主要零件设计
（1）凹模
根据零件的形状，凹模采用矩形。
凹模厚度H凹:
H凹＝Kb,且H凹大于15mm。
查表取K＝0.3，则：
H凹＝0.3×50＝15mm,取H凹为16mm
凹模壁厚C:
C＝（1.5~2）×16＝24~32，取C为30mm
凹模长L：
L＝b＋2c＝50＋2×30＝110mm
凹模宽B：
B＝35＋2×30＝95mm
所以凹模的外形尺寸为110×95。
故取凹模外形尺寸为125×100×16
（2）凸模
因为零件为异形，采用线切割加工，采用整体直通式凸模。
凸模长度计算：
L＝h1＋h2＋t＋h，取凸模固定板的厚度为18mm，卸料板的厚度为10mm，附加长度为h＝hm＋1＋（27－1－1）＝5.5＋1＋25＝31.5（橡胶安全高度27mm）,t＝1mm,
则：
L＝18＋10＋0.5＋31.5＝60mm
（3）模架
根据凹模外形尺寸125×100×16，选凹模材料为HT200钢上模座选GB/T2855.5外形尺寸为125×100×30，下模座选GB/T2855.6外形尺寸为125×100×35。
模具的闭合高度与压力机的装模高度关系：
Hmax－H1－5≥H模≥Hmin－H1＋10
已知：
Hmax＝170mm,Hmin＝130mm,H＝40mm
模具闭合高度应为：
125≥H模≥100
实际模具闭合高度：
H模＝H上＋H下＋H垫＋H凹＋H凸－1＝30＋35＋10＋16＋60－1＝150
（4）卸料板的设计
材料选用Q235A钢，长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，厚度为8mm~12mm,取10mm
（5）上、下垫板的设计
材料选用T10A钢，长和宽的尺寸和凹模尺寸相同。
垫板的厚度一般为3mm~10mm，取厚度H2=10mm,则外形尺寸为：
125×100×35
（6）导向销
导向销直径为Φ8、长度为6mm,位于条料的左侧，材料采用45号钢，淬火处理，硬度为40~45HRC，与凹模的配合为H7/m6。
（7）挡料销
挡料销是用来控制送料步距的。
选用圆柱销，直径为Φ8、长度为3mm,材料采用45号钢，淬火处理，硬度为40~45HRC，与凹模的配合为H7/m6。
（8）防转销
为了防止模柄转到，采用了一个防转销，其尺寸为：
d=6mm,L=5mm。
（9）模柄的选择
选用旋入式模柄，材料Q235，并加防转销，根据压力机J23-6.3的相关参数可知，模柄的外形安装尺寸为：
Φ30×50。
（10）螺栓、销钉的选择
上模座连接螺栓选用4-M10*40，下模座固定螺钉选用4-M10*50；上模座连接销钉选用Φ6×40;下模座连接销钉选用Φ6×50。
6、装配图与主要零件图
装配图
凹模
凸模
凸模固定板
卸料板
上垫板
导料板
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