冲压模具冲孔落料级进模设计说明书

1、课程编号： XXXX 大学 专业课程设计说明书 设 计 人： XXX 专业班级： XXX 学 号： XXXXXX 指导教师： XXX 日期： X 年 X 月 X 日 目录 一、绪论 3 二、设计任务书及产品图 4 三、零件的工艺性分析 6 四、冲裁零件工艺方案的确定 7 五、排样 7 六、工序压力计算、压力中心的确定、压力机的选择 8 七、模具工作零件刃口尺寸和公差的计算 9 八、模具零件的选用及设计 10 九、模具部分结构件详细设计及模具结构简图 14 十、其他需要说明的内容18 十一、参考资料 18 、绪论 1.1 冲压的概念、特点及应用 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对

2、材料施加压力，使 其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力 加工方法。 冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工， 且主要采用板料来加 工成所需零件， 所以也叫冷冲压或板料冲压。 冲压是材料压力加工或塑性加工 的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属） 批量加工成所需冲件的专用工具。 冲模在冲压中至关重要， 没有符合要求的冲 模，批量冲压生产就难以进行； 没有先进的冲模， 先进的冲压工艺就无法实现。 冲压工艺与模具、 冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素， 只有它们相互 结合才能得出冲压件。 与机械加

3、工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济 方面都具有许多独特的优点。 主要表现如下 : （1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。 这是因 为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工， 普通压力机的行程次数为每分钟可 达几十次， 高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上， 而且每次冲压行程就 可能得到一个冲件。 （2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件 的表面质量 , 而模具的寿命一般较长 , 所以冲压的质量稳定 , 互换性好 , 具有 “一模一样”的特征。 （3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表， 大到汽

4、车纵梁、 覆盖件等， 加上冲压时材料的冷变形硬化效应， 冲压的强度和 刚度均较高。 （4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备， 因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性， 有时一个复杂零件需要数 套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产 品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体 现，从而获得较好的经济效益。 冲压地、在现代工业生产中， 尤其是大批量生产中应用十分广泛。 相当多 的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪 表、电子、航空、

5、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占 的比重都相当的大，少则 60%以上，多则 90%以上。不少过去用锻造 =铸造和切 削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因 此可以说， 如果生产中不谅采用冲压工艺， 许多工业部门要提高生产效率和产 品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。 、设计任务书及产品图 已知： 1） 边接板零件图： 2） 生产批量： 20 万件 3） 零件材料： 10 钢 4） 材料厚度： 2.0mm。 求作： （1）进行冲压工艺性分析（从材料、 零件结构、尺寸精度几个方面进行）。 零件图 （2）确定工艺方案及模具结构

6、类型。 （3）进行相关工艺计算，包括： 排样设计； 冲压力计算及压力中心的确定； 凸凹模刃口尺寸计算； 模具零件结构尺寸计算； 设备选择等。 （4）绘制模具总装配图 （5）绘制工作零件及主要零件的零件图 （6）编写课程设计说明书 要求： 根据所设计工件的尺寸、形状、批量等原始数据和要求，每人独立设计、绘制完成一 套冲压模具。包括： 1）模具装配图 1 张（按照 1：1 比例，或适当比例）； 2）模具工作零件图 2-3 张（按照 1：1 比例，或适当比例）； 3）设计说明书 1 份； 三、零件的工艺性分析 所示零件为一带孔冲压件，其冲压工序主要包括：毛坯冲孔、落料。 3.1 分析零件冲压工艺性

7、图示零件尺寸均为标准公差的尺寸，符合比较精确的冲裁模精度要求，模具精 度可取 IT8 即可； 零件材质为 10 钢，能进行一般的冲裁加工； 冲孔的工艺性：孔径基本尺寸为 8.5mm，尺寸精度要求一般，可采用冲孔工艺； 落料的工艺性：零件外径尺寸为 20mm，外形复杂程度一般，因此可进行冲裁落 料工艺。 综合以上各方面情况，可以确定零件主要冲压工序的工艺性良好。 生产批量： 20 万件 零件材料： 10 钢 材料厚度： 2.0mm 四、冲裁零件工艺方案的确定 所给零件所需的基本工序为冲孔和落料，可以拟定出如下两种工艺方案： 方案一：用简单模分两次加工，即落料 - 冲孔。 方案二：采用级进模冲裁，

8、先冲孔，后落料。 如果采用方案一，生产效率低，工件尺寸的积累误差大，操作不方便，只能进行小 批量生产。而零件要求为大批量生产。从零件的精度要求，零件的形状，尺寸标注及生产 批量看，比较适合采用级进模冲裁。所以选用第二套方案。即采用级进模。 而级进模的这套方案又可分为： 采用导正销定距的冲孔落料模； 采用侧刃定距的冲孔落料模。 由于本次加工零件厚度为 2mm，定位销定距定位精度高，送料方便，生产效率高，所 以采用定位销定距。即为：采用定位销定距的冲孔落料级进模。 五、排样 由于设计要求，采用单排排样方式 5.1 搭边值的确定： 查表冲压工艺与模具设计 表 2-13 知：中央搭边值为 1.2mm，

9、侧搭边为 1.5mm。 5.2 进距长度的确定： 100%=820/(63*21.2)*100%=61.4% S=20+1.2 =21.2 mm 5.3 条料宽度的确定： B=60+2 1.5=63 mm 5.4 导板间距： BO=B+Z=63+0.5=63.5 mm 5.5 材料利用率： =错误！未找到引用源 错误！未找到引用源 六、工序压力计算、压力中心 的确定、压力机的选择 F=kLt 式中 F 冲裁力 (N) ； L 零件剪切周长 (mm)； t 材料厚度 (mm)； 材料抗剪强度 (MPa)； k 系数，一般取 k=1.3 由 CAD图计算得： L=199.5 ， 查材料性能数据库得

10、 错误！未找到引用源。 =335MPa 则冲裁力 F=kLt 错误！未找到引用源。 =173.8KN 卸料力的计算 F 卸 =K卸 F 查冲压工艺与模具设计表 2-2 ，得错误！未找到引用源。 卸=0.04 F 卸 =6.95 KN 推件力的计算 错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。 F 查冲压工艺与模具设计 表 2-2 ， 得错误！未找到引用源。 =0.055 取工件数 n=1 则推件力的大小为 错误！未找到引用源。 =n错误！未找到引用源。 F=9.65 KN 总冲压力的计算 错误！未找到引用源。 =F+F 卸+错误！未找到引用源。 =190KN； 查表，选择开式压力机： 公称压力

11、： 250KN 滑块行程： 80mm 封闭高度调节量： 70mm 最大封闭高度： 180mm 模柄孔尺寸： 错误！未找到引用源。 50 错误！未找到引用源。 70 6.3 模具压力中心的计算： 冲裁模压力中心是冲裁合力作用点。 建立坐标系如下图： X = 146.1*(-10.6)+53.4*10.6/199.6 = -5 Y = 0 压力中心座标为：(-5，0) 凸、凹模采用配合加工的方法生产，先由手册附录中查得各相关尺寸的极限偏差。 查表得： 错误！未找到引用源。 =0.246mm 错误！未找到引用源。 =0.360mm 错误！未找到引用源。 - 错误！未找到引用源。 =0.360-0.2

12、46=0.116mm 7.1 凸凹模制造公差： 由课本表 2-10 查得凸凹模制造公差： 1 、冲孔部分： p=0.02 d=0.02 p+ d=0.04 错误！未找到引用源。 - 误！未找到引用源。 2 、落料部分 : p1=0.02 d1=0.025 p1+ d1=0.045 错误！未找到引用源 - 错误！未找到引用源。 p2=0.02 d2=0.02 p2+d2=0.04 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源 7.2 确定凸凹模刃口尺寸 : 1. 落料部分：以凹模为基准 查表得 X1=0.5 ,X2=0.75 错误！未找到引用源。 =(D-X1) 0+Sp = 9.9 +00.02

13、mm A d =(A-X2) 0+Sp = 13.9 0+0.02 mm 凸模按凹模刃口实际尺寸配做，并保证双面间隙 错误！未找到引用源。 错误！未 找到引用源。 =0.246mm 0.360mm 2. 冲孔部分：以凸模为基准 查表 2-10 得 =0.75 错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。 .59 _ mm 0 凹模按凸模刃口的实际尺寸配0.0做2 ，并保证双面间隙 错误！未找到引用源。 错误！ 未找到引用源。 =0.246mm 0.360mm 八、模具零件的选用及设计 8.1 、凹模的选用及设计 凹模厚度 H=kb( 错误！未找到引用源。 ) =0.30

14、 60=18mm取 20mm。 凹模壁厚 C=(1.5 2)H =30 40mm取 35mm； 凹模长度 L：60+221=102mm取, 为 160mm 10宽度 B： 130mm 查冲压手册表 22.5-15 选取标准件 L 错误！未找到引用源。 =160 错误！未找到引用源。 16020 材料为 T10A， HRC为 6062 8.2 、凸模固定板的选用 根据选取好的凹模，查中国模具设计大典表 22.5-16 ，选取固定板标准件为： L 错误！未找到引用源。 =160 错误！未找到引用源。 16025； 材料选用 45 钢， 8.3 、矩形垫板的选用 查中国模具设计大典表 22.5-17

15、 ，选取垫板标准件为： L 错误！未找到引用源。 =160 错误！未找到引用源。 16010 材料选用 T8A 8.4 、卸料板的选取 查中国模具设计大典表 15.28 ，选取标准件为： L 错误！未找到引用源。 =160 16010 取卸料板和凸模的单边间隙 错误！未找到引用源。 =0.3t=0.6mm 材料为 Q235， HRC38 43 8.5 、凸模的设计 凸模的长度公式为 L=错误！未找到引用源。 h 式中 L 凸模长度（ mm）； 凸模固定板厚度（ mm）； 卸料板厚度（ mm）； 导料板厚度（ mm）； 般取 h=15 20mm 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！

16、未找到引用源。 h 附加长度（ mm）； 由前面选取的标准件知 L=错误！未找到引用源。 h=72mm 材料为 T10A， HRC58 60 11 8.6 、模柄的设计 模柄孔尺寸 d=50mm h=70mm 参照中国模具设计大典表 22.5-24, 采用压入式模柄，材料为 Q235 8.7 、标准模架的选取 查中国模具设计大典表 22.4-2 ，选取标准件上、下模座及导柱、导套如下： 上模座： L错误！未找到引用源。 =17017040 材料:HT250 GB2856.1-81ZG45 下模座： L错误！未找到引用源。 =23017045 材料:HT250 GB2856.1-81ZG45 导

17、柱： 32170mm/32170mm材料： 45 钢 导套： 3210038/3210038 材料： 45钢 模具闭合高度： 设计中冲模的闭合高度为 H=185mm 错误！未找到引用源。 =185+5 错误！未找到引用源。 =185-10 175mm错误！未找到引用源。 H 错误！未找到引用源。 190mm 则选用的标准模架满足闭合高度 H 的要求，故此合格。 8.8 、定位销钉及止转销钉的选取 下模座、凹模及导料板、卸料板处定位销钉的确定 查中国模具设计大典表 22.6-12 ，选取标准件为： 销 GB/T119.1 8 865 公称直径 d=10mm 公差为 m6 公称长度 l=65mm

18、材料 45 钢。 12 上模座与垫板及凸模固定板处定位销钉的选取 查中国模具设计大典表 22.6-12 ，选取标准件为： 销 GB/T119.1 8 8 错误！未找到引用源。 50 公称直径 d=8mm 公差为 m6 公称长度 l=50mm 材料为 45 钢 模柄处止转销钉的选取 查中国模具设计大典表 22.6-12 ，选取标准件为： 销 GB/T119.1 6 6 错误！未找到引用源。 16 公称直径 d=6mm 公差为 m6 公称长度 l=16mm 材料为 45 钢 8.9 、固定螺钉的选取 下模座上固定螺钉的选取 查中国模具设计大典表 22.6-1 ，选取标准件为： M12错误！未找到引用源。 60 材料为 45 钢 上模座上固定螺钉的选取 查中国模具设