冲压模设计.docx
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冲压模设计
冲压模设计
目录
1.零件工艺性分析…………………………………………………………2
2.冲压工艺方案的确定……………………………………………………2
3.排样方式及材料利用率…………………………………………………2
4.模具结构形式合理性分析………………………………………………3
5.模具主要零件形式、材料的选择、公差配合、技术要求的说明……5
6.凸、凹模工作部分尺寸与公差…………………………………………9
7.压力中心计算、弹性元件的选用及计算………………………………13
8.冲裁力计算、设备类型及吨位的确定…………………………………14
9.小结………………………………………………………………………16
10.参考文献…………………………………………………………………16
1.零件工艺性分析：
该零件为连接片，材料较薄，主要用于零件之间的连接作用。
零件外形轴对称，有圆弧段，系典型的板料冲裁件，材料为15钢，板厚1mm。
冲裁件孔与孔、或孔与边缘的间距b、b1，符合b>1.5t，b1>t。
根据设计图纸可知，采用典型的冲孔模和落料模工艺，来达到一定的精度要求。
根据要求，采用冲裁落料复合模的正装形式。
2.冲压工艺方案的确定
冲压性质：
冲孔落料
工序组合方式：
采用冲孔落料模。
3.排样方式及材料利用率
材料利用率为η=（A0／A）×100％
＝（8860.63/11386.32）×100％
＝77.82％
4.模具结构形式合理性分析
（1）滑动导向模架结构型式 ［3］图2－73 ａ
中间导柱的模架规格：
单位：
ｍｍ 表1－286
L
B
HMAX
HMIN
ｈ１
ｈ２
200
200
240
200
45
50
（2）复合模矩形薄凹模典型组合 ［3］图1－79
复合模矩形薄凹模典型组合尺寸：
单位：
ｍｍ 表1－304
凹模周界
L
200
件
号
和
名
称
5
卸料板厚度
件
数
1
16
B
200
6
固定板厚度
1
22
凸凹模长度
61
7
垫板厚度
1
8
配用模架闭合高度H
最小
200
8
螺钉
6
M12×65
最大
240
9
圆柱销
2
12×70
孔距
S
164
10
卸料螺钉
6
12×55
S1
90
12
螺钉
6
M12×90
S2
164
13
圆柱销
2
12×90
S3
90
14
2
12×60
1
垫板厚度
件
数
1
8
2
固定板厚度
1
20
3
空心垫板厚度
1
18
4
凹模厚度
1
18
（3）合理性分析
各板厚之和＝8+20+18+18+16+22+8＝110
各板厚之和+ｈ１+ｈ２+1＝110+45+50+1＝206
HMAX＝240 HMIN＝200
∴HMAX＞206＞HMIN 即合理
5.模具主要零件形式、材料的选择、公差配合、技术要求的说明
（1）导柱和导套
导柱和导套都加工方便，容易装配，是模具行业应用最广的导向装置。
导柱和导套为间隙配合，要求配合表面坚硬和耐磨，且有一定的强韧性，常用20号钢制作，表面经过渗碳淬火处理，硬度为HRC58-62，渗碳层深度0.8-1.2mm。
导柱：
选用B型导柱，基本尺寸d=25mm，L=200mm,l=55mm
导套：
基本尺寸d=25mm，D=38mm,L=100mm，H=40mm
（2）空心垫板
（3）凸模固定板
凸模固定板主要用于小型凸模、凹模或凸凹模等工作零件的固定。
凸模固定板或凸凹模固定板的外形与凹模轮廓尺寸基本上是一致的。
凸、凹模固定板由A3或A5号钢制造。
由于凸模的尺寸和外形，因此凸模固定板厚度取20mm。
（4）卸料板
设计中使用的是固定卸料板，内镶有小导柱，用作凸模导向和卸料，适于小孔精密冲压或高速冲压。
固定卸料板有一定厚度，用螺钉和销钉固定在上模上，能承受的卸料力较大。
固定卸料板和凸模的单边间隙，一般取0.1-0.5mm，但不小于0.05mm。
固定卸料板厚度与冲裁力大小、卸料尺寸等有关，取20mm。
俯视图
上视图
（5）模柄
根据所选择的压力机，其模柄孔尺寸为Φ50×70mm
查[3]表10－47，选用压入式模柄，得参数：
d=50mm，D=100mm，D1=72mm，H=78mm，h=18mm，
d1=17mm，d2=18mm，d3=11mm,h1=11mm
（6）挡料销
选用橡胶垫弹顶挡料销，根据[3]表1-230：
选A10×6×2，材料为45号钢，热处理：
硬度HRC43～48
6.凸、凹模工作部分尺寸与公差
凸模1：
凸模2：
凸凹模：
凹模：
根据[1]p49的例题：
（单位：
mm）
凸模1尺寸计算：
L类尺寸：
基本尺寸＝50 δ＝0.070
dL＝50±0.070／2＝50±0.035
e类尺寸：
基本尺寸＝R4.0 △＝0.18δ＝0.040N7＝0.114N2=0.015
de＝e+N7+0.5N2=4.1220-0.04
凸模2尺寸计算：
E类尺寸：
基本尺寸＝31 △＝0.39δ＝0.06 N7＝0.114N2=0.009
dE＝基本尺寸+N7+N2=31.1290-0.06
凸凹模尺寸计算：
A类尺寸：
基本尺寸＝120，86.2 △＝0.63，0.54 δ＝0.012 2CMIN＝0.1
dA＝DA-2CMIN＝119.7710-0.012
＝85.9710-0.012
a类尺寸：
基本尺寸＝R10 △＝0.27δ＝0.005 ZMIN＝0.1
N4＝0.126N5=0.02
da＝基本尺寸－0.5ZMIN－N4－0.5N5=9.8160-0.05
E类尺寸：
基本尺寸＝31 △＝0.39δ＝0.06 2CMIN＝0.1
DE＝［dE］＋2CMIN＝31.223+0.0030
e类尺寸：
基本尺寸＝R4.0 △＝0.18δ＝0.040ZMIN＝0.1
De＝［de］＋0.5ZMIN＝4.172+0.0150
L类尺寸：
基本尺寸＝50 δ＝0.070
DL＝50±0.070／2＝50±0.035
凹模尺寸计算：
A类尺寸：
基本尺寸＝120，86.2 △＝0.63，0.54 δ＝0.012N1＝0.114N2=0.015
DA＝基本尺寸-N1-N2＝119.871+0.0180
＝86.071+0.0180
a类尺寸：
基本尺寸＝R10 △＝0.27δ＝0.005 ZMIN＝0.1
N4＝0.126N5=0.02
Da＝［da］＋0.5ZMIN＝9.819+0.0150
7.压力中心计算、弹性元件的选用及计算
（1）压力中心计算
冲裁模的压力中心就是冲裁力合力的作用点。
冲压时，模具的压力中心一定要与冲床滑块的中心线重合。
否则滑块就会偏新载荷，使上模歪斜，间隙不均，从而导致冲床滑块与导轨和模具的不正常磨损，降低冲床的寿命。
所以在设计模具时，必须确定模具的压力中心，并使其通过模柄的轴线，保证模具压力中心与冲床滑块中心重合。
由SOLIDWORKS计算得压力中心极其接近于对称中心，所以认为压力中心即对称中心。
（2）弹性元件的选用
根据[3]附录表-16：
单位：
mm
D=45d=12.5H=25D1=58
8.冲裁力计算、设备类型及吨位的确定
计算冲裁力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具。
板料材料为15钢，查[3]表1－8取τb=470Mpa
F冲裁=L×t×τb
其中：
F冲裁——冲裁力，单位为N
L——冲裁周边，单位为mm
τb——材料抗拉强度，单位为Mpa
F孔=395.23×1×470=185758.97N
F落=637.497×1×470=299623.59N
查[2]表3－11得K推=0.055，K卸=0.05，n=h/t=6
其中：
n——同时梗塞在凹模内的零件数
F推=n×K推×F落=6×0.055×299623.59=98875.7847N
F卸=K卸×F孔=0.05×185758.97=9287.9485N
F总=F孔+F落+F推+F卸=407787.32N≈407.79KN≤压力机公称压力
∴根据［3］表1－82，初选开式双柱可倾压力机：
型号
公称压力（KN）
滑块行程（mm）
滑块行程次数（min-1）
最大闭合高度（mm）
闭合高度调节量（mm）
滑块中心线至床身距离（mm）
立柱距离（mm）
JB23-63
630
100
40
400
80
310
420
工作台尺寸（mm）
工作台孔尺寸（mm）
垫板尺寸（mm）
模柄尺寸（mm）
滑块底面尺寸（mm）
床身最大可倾角（°）
前后
左右
前后
左右
直径
厚度
直径
直径
深度
前后
左右
570
860
310
450
400
125
50
70
360
400
25
根据［3］表1－86：
400-125-5≥206≥320-125+10
270≥206≥205
∴压力机选用JB23-63．
9.小结
在经过了几个星期的复合冲裁模模具的设计，我充分了解了设计冲裁模具中间要考虑的各项细节，并且对于复合模的整体的设计过程有了进一步的了解。
更有一种将所学的理论知识运用到实践的体会，巩固了《冲压工艺学》课程的理论知识，加深了对冷冲模具的认识和热爱，同时也锻炼了我的徒手绘图能力，提高了设计计算和查阅参考资料的能力，掌握一般冲压件工艺和模具设计的方法和步骤。
在设计过程中，结合生产条件等因素，考虑各方面的因素，本着尽可能采用先进的技术和合理的工艺，努力达到设计出技术合理、经济效益好的模具的目标。
同时体会了团队合作的乐趣和益处，对将来的社会工作起到了积极的作用。
鉴于是对于冷冲模具的初次设计，在设计过程中不可避免会有一定的不足，有出错之处，在此希望得到老师的谅解并指出不足之处，从而得到修正。
相信只有不断的改正才能有所提高。
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