冷冲压设计说明书.docx
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冷冲压设计说明书
冷冲压模具设计
说明书
系部：
06模具设计与制造
班级：
三班
设计者：
*********
第二组
指导老师：
**
2008年5月21日
平顶山工业职业技术学院
一、冲压工艺分析
上图零件为大批量生产，材料为10钢，板料度为0.5mm。
（1）材料：
10钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。
（2）工艺结构形状：
冲载件内、外形没有尖锐角。
（3）尺寸精度：
，按IT13级确定工件尺寸公差，经查表，各尺寸公差为：
，
结论：
可以冲裁
二、工艺方案拟定
小组各成员的方案
1．***方案拟定
分析零件图及已知数踞：
（1）于冲裁件简单，制造精度低，批量生产，
综合各种冲裁模冲裁特点，落料模采用单工序模，因结构简单质量轻，尺寸小精度低容易制造周期短，成本低所以采用落料模采用单工序模较为合适！
（2）卸料装置：
A：
采用固定卸料板
B：
采用弹压卸料装置
固定卸料板卸料压力大，卸料可靠，适于用于精度不高的冲裁件，因此选用固定卸料板卸料装置。
（3）定位零件
1：
导料装置的选用可依据制造容易程度及导向性能选用（由分析得知应选用导料销）
2：
侧压装置的选择（弹簧式，弹片式，）根据比较分析应选用弹片式弹压装置，其压力小适于用于板料厚度为0.3---1mm板料
3：
挡料销选择（固定式，活动式）综合分析选用固定挡料销其结构简单制造容易
（4）凹模孔结构的设计（直刃壁，斜刃壁）由于直刃制造方便，强度高，修模方便，但其落料不方便，但斜刃壁制造不方便，报废率高，磨损交快，不适合批量生产，综上分析应选用直刃壁
（5）因为是批量生产在加工过程中动模固定板会受较大的冲击力，为了减少预算建议在动模固定板和动模之间添加垫板
2．***方案拟定
（1）落料方式：
采用顺出式
原因：
由于此批零件料厚为0.5mm，属于薄的冲裁板料冲裁件，所以宜采用顺出式
（2）卸料装置：
采用弹压卸料装置弹性元件采用橡胶块，薄板冲裁宜采用弹压卸料装置
（3）定位零件
1：
送进及导向：
采用导料板（与固定板分开制造）
2：
送料步局的固定：
采用固定挡料销
（4）凸模的设计：
采用圆形凸模（A型号）
（5）凹模的设计：
由于此批零件是批量生产，要求刃口强度高，制造容易修复方便故采用直刃口
（6）模架选择：
选用板式模架（中间有导柱）
（7）模柄选择：
选用压入式模柄
（8）凸凹模固定板样式的应选用圆形
3.***方案拟定
（１）该零件只有一个基本工序,可用落料,单工序模生产.
（２）排样方法为少废料排样,因为该工件结构简单,精度相对较低,又为批量生产,故采用少废料排样,节省材料
（３）送料方式为自动送料,因此该冲裁模又为自动模（按送料的自动化程度分）
因为该工件为落料件,按工序性质分,此模为落料模
（４）凸模的结构形式及其固定方法:
因为该工件的截面为非圆形,故选用非圆形凸模,并在生产中非圆形凸模也广泛应用.
（５）凸模采用台阶式的（可降低冲裁力）其固定部分设计为圆形
（６）凹模采用镶拼式结构,便于修模,其外形结构为圆形;
（７）凹模孔口的结构形式为直刃壁,因为其刃口强度高,修模后刃口尺寸不变,制造方便.
（８）固定方法为螺钉固定和销钉定位固定（因为螺钉和销钉都是标准件,便于选取）
（９）卸料装置为弹压卸料装置（因为工件较薄,而卸料利于薄板冲裁,且所得冲裁件的质量较好,平直度较高）
（１０）.弹性元件选用为橡胶
（11）定位零件中采用导料板定位,无侧压装置,活动挡料销
（12）模架选用导柱模模架中的滑动导向中的中间导柱模架
4.***方案拟定
（１）排样方案：
分析零件图，因为是一般冲裁件，采用横排，节省材料，且比较经济。
（２）凸凹模：
因为该工件是形状简单，厚度为0.5MM，IT=0.39可选用一般单工序落料冲裁模。
①凸模：
选用整体式凸模，凸模与模柄用台肩式结构。
②采用矩形凹模结构，采用整体固定式。
（３）定位零件：
采用固定导料板，回带式挡料销。
（４）卸料方式；用固定卸料顺出式，卸料板与挡料板用螺钉连接。
（５）模架及组成零件：
采用后侧导柱模架。
采用A型可卸导柱与A型导套小间隙配合。
（６）模具标准件选择：
选用压入式模柄，凸模固定板。
（７）侧压装置：
采用无侧压装置。
5.***方案拟定
（１）分析零件图确定排样方案
由于是批量生产，采用此方案可以节省材料，减少成本。
（２）凹凸模设计
冲裁件属于落料件，所以，先保证凹模的精度，即先设计凹模，然后以凹模为基准设计凸模。
凹模采用直刃壁凹模，如下图：
凸模采用直通式凸模，如下图：
（３）定位零件的选择
冲裁采用单工序模，通过导料销导向，采用固定挡料销定位。
（４）模柄的选用
选用压入式模柄，能较好的保证轴线与上模座的垂直度。
6.***方案拟定
（１）排样选择：
采用横排，因为这样排节省原料考虑到零件的精度，在有，无和少废料排样中选择了有废料排样。
（２）模具类型：
单工序冲裁模，由于冲裁件结构简单，加工精度要求不高，易采用顺出式，
（３）凸模固定方式：
由于零件是非圆形，所以采用非圆形凸模的固定中的几种，在台肩固定，铆接固定，直通式，以及低熔点合金浇铸固定中，选择了台肩固定
（４）凹模类型：
整体式刃口类型为直壁式，无垫板，凹模板类型为矩形
（５）导料方式：
采用导料板，活动导料销（按标准结构设计）。
（６）侧压装置：
采用无侧压方式
（７）挡料方式：
采用活动挡料销
（８）卸料方式：
用弹压卸料，弹力源为弹簧。
（９）模架选择：
采用导板模模架（中间导柱弹压模架）
（１０）凸凹模固定板的选用：
采用矩形模架导柱采用A型
7.***方案拟定
（１）：
分析零件图：
，由于冲裁件简单制造精度低，批量生产，所以应采用采用单工序模，由于构简单质量轻，尺寸小精度低容易，并且制造周期短，使用镶嵌式凹模。
（２）：
排样选择：
由于冲裁件简单，根据材料的利用率及模具制造的经济效益考虑，应该采用横排的排样方式。
（３）：
卸料方式：
由于工件的简单，精度不高且是批量生产，并且此批零件料厚为0.5mm，属于薄的冲裁板料冲裁件，所以宜采用顺出式。
（４）：
模具的固定方式：
由于工件要批量生产，切零件尺寸较小，为了更方便的修复模具的凸凹模，所以模具可以可以采用抬肩固定。
（５）：
导料方式：
因为零件的批量生产，考虑到其效率，所以可以使用导料板导料（导料板与模具模座分开制造，这样容易修复和更换），
（６）：
步局的固定：
为了提高生产效率，送料方式采用自动送料，所以挡料销可以采用活动挡料销。
（７）：
凸模的设计：
为了便于修复和更换，凸模可以采用抬肩式进行拼合（A型号），并且可以在凸模和凸模固定板之间加一张垫板，这样可以减小凸模固定板受的冲击力。
（８）：
凹模的设计：
由于要批量生产，为了更好的更换和修复凹模采用拼装式，并且采用直壁式（选用型号C）该型号容易制造，修复方便。
（９）：
模架的选择：
模架可以使用无导柱模架，模具固定板外形为方形，采用四个螺栓固定，模具为开式，
讨论后的设计方案
（１）排样选择：
采用横排，
（２）模具类型：
单工序冲裁模，由于冲裁件结构简单，加工精度要求不高，易采用顺出式，
（３）凸模固定方式：
由于零件是非圆形，所以采用非圆形凸模的固定中的几种，在台肩固定，铆接固定，直通式，以及低熔点合金浇铸固定中，选择了台肩固定
（４）凹模类型：
整体式刃口类型为直壁式，无垫板，凹模板类型为矩形
（５）导料方式：
采用导料板，活动导料销（按标准结构设计）。
（６）侧压装置：
采用无侧压方式
（７）挡料方式：
采用活动挡料销
（８）卸料方式：
用弹压卸料，弹力源为橡胶。
（９）模架选择：
采用导柱模模架（对角导柱弹压模架）
（1０）凸凹模固定板的选用：
采用矩形模架导柱采用A型可卸导柱
（11）组合类型：
弹压卸料横向送料典型组合（参考模具设计与制造简明手册）
（12）滑动导套B型
三、模具设计计算
（一）
1.排样
2搭边值：
查表3—11课本（37页.）得：
A1=1.8a=2.0
3.送料步距的计算：
S=Lmax+a1=46.8（可以取47）
4.条料板宽度计算：
=（Dmax+2a）=（20+2X2.0）=24.6
5.导料板间距：
查表3-14（课本41页）单边间隙C=5mm
A=（B+C）=29.6
又因为当B＞50,t＜1mm时,其误差范围为0～0.5mm
所以A=30.1mm（A可以取30）
（二）总压力计算
查〈实用冲压模具设计手册〉表1-24得
10号钢抗剪强度τ=255～333Mpa，取τ=300Mpa
冲裁力F=KLtTb=1.3X（25X2+πX20）X0.5X300=219.96KN
卸料力Fx=Kx·F=0.05X219.96=10.998
推件力Fτ=nKτF=14X0.63X219.96=1940.472查表3-17知Kτ=0.63
总压力Fz=F+Fx+Fτ=217.10052KN
（三）确定压力中心
由于零件简单，属于简单几何结构，其压力中心为其几何中心
（四）凸凹模刃口尺寸的计算
冲裁间隙的确定
用经验确定法中查表确定
当冲裁质量要求不高时，则以降低冲裁力，提高模具寿命为目的，故一般选用较大间隙，查〈冷冲压与模具设计〉表3-3可知
Zmin=0.040，Zmax=0.060
对于冲制薄板件（因Zmax，与Zmin的差值很小）的冲模，易采用凸模配作的加工方法，
只有落料件，a，b均属于第一类尺寸即磨埙后增大的尺寸
aA=（Amax-X△）１/４∆０
=（45—0.5X0.39）０.２５∆Ｘ０.３９０
=44.805+０.０９７５０
bA=（Amax-X△）１/４∆０对与尺寸45，查表3-18
=（20-0.75X0.33）１/４Ｘ０.３３０选X=0.5
=19.7525+０.０８２５０对与W，选X=0.75
落料凸模的基本尺寸与凹模相同，不必标公差，但要在技术条件中注明，凹模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙Zmin=0.040mm，落料凹模，凸模尺寸如下：
１落料凹模尺寸
２落料凸模尺寸
（五）各主要零件结构尺寸
标准结构导料板：
1凸模的设计
（1）凸模长度的计算
因为该冲裁模的卸料装置为弹压卸料，故其长度按下式计算
L=h1+h2+H-0.2
式中h1----凸模固定板高度（一般取凹模厚度的0.6～0.8倍，取h1=0.8H，故h1=0.8X15.715875=12.5727mm
取H=0.9h，所以H=0.9X50=45mm
卸料板厚度一般为5～15mm，取14mm
带入上式L=12.5727+14+45-0.2=71.3727mm
（2）凸模的强度与刚度的校核
不需要校核，因为冲裁件形状已决定了凸模的横向尺寸和形状，只有在特殊情况下，如细长的凸模或厚板小冲裁时，才需要进行其强度和刚度的校核。
（3）凸模结构形式确定及固定方法
1.选用非圆凸模，台阶式的台肩固定固定部分是圆形的
起定位作用的销钉选为圆柱螺钉，其配合深度一般不小于其直径的两倍，也不能太深，否则不好拆卸，又因为凸模固定板厚读h1=12.5727，故销钉孔d=Φ5，查表4-3（P79）知，其中心距凸模刃口的距离S4（淬火）为8mm
2凸模端面宽度等于材料厚度.
凸模/凹模的修模量一般取4-6,取5
２凹模的计算：
由于工件批量生产，故要求刃口强度高，修复方便固刃口采用直壁式，其结构形式如下图
1.直刃壁高度h及排料孔斜度B
t=0.5～5mm时，h=5～10mm，取h=7mm
B取2°～3°，取B=3°
2.凹模外形结构及其固定方法
凹模板采用矩形，凹模孔口直接在凹模板上开孔，
3．凹模轮廓尺寸的计算
（1）凹模板厚度H查表4-4，K取0.35
H=KS（≥8）=0.35X47=16.45mm
（2）垂直与送料方向的凹模宽度
B=S+（2.5～4.0）H=47=3X16.45=96.35mm
（3）送料方向的凹模长度，查表4-5S2取22
L=S1+2S2=44.9025+2X22=88.9025mm
查〈〈模具设计与制造简明手册〉〉，表1-282可知，标准矩形凹模板
尺寸取H=14～25取H=16，B=100mmL=125mm。
３弹压卸料装置的设计
1．卸料板是由卸料板、性元件、卸料螺钉等组成。
参照《压工艺与模具设计》教材P91，
卸料板凸台部分的高度为：
h=H-（0.1～0.3）t
=6-0.2X0.5=5.9mm
弹压卸料板与凸模的单边间隙根据冲裁板料厚度按表4-12选用。
由于是卸料板起档料作用，卸料板与凸模按H7/h6，配合制造，此时，凸模与固定板按H7/h6配合，模具在开启状态，卸料板高出，模具工作零件刃口0.5mm
材料厚度t
〈0.5
0.5～1
〉1
单边间隙Z
0.05
0.1
0.15
由于材料厚度t=0.05mm，所以单边间隙值选用0.1
2．橡胶的选用：
通过对凸模尺寸的分析：
假设选用教材P97，b型圆筒形橡胶块
其横截面积，A=6358.5
反向计算Ax=Fxy/p=4387.5
∴A﹥Ax
∴F。
﹥Fx满足要求
H。
=50橡胶的自由高度
△H。
=（0.10～0.15）H。
=5---橡胶的预压缩量
△H1=t+1=0.5+1=1.5
校核0.5≤50/106≥1.5满足要求，所以其草图如下：
材料为聚氨脂橡胶
公称压力选用
选用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力F。
=38.6t；最大闭合高度应大于冲模闭合高度+5；工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。
按上述要求，结合工厂实际，可选用开式压力机公称压力250KN
标准模架参数
凹模周界
L
125
B
100
凹模板
48
配用模架闭合高度
最大
150
最小
120
孔距
S
101
S1
65
S2
76
S3
40
1
垫板厚度
6
2
固定板厚度
16
3
卸料板厚度
14
4
导料板厚度
（长度X厚度）
165X6
5
凹模板
16
6
承料板
100X40
7、8
螺钉
M6X10
9、10
圆柱销
M8X40
11
螺钉
M8X20
13
卸料螺钉
M8X35
14
螺钉
M8X40
15
圆柱销
M8X40
（模具设计与制造简明手册）
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