焊片冲材模具设计说明书

1、 . . . 目 录摘要1绪论2第1章工艺分析3第2章工艺方案的确定42.1 模具类型的确定42.2 模具结构的选择4第章冲裁工艺计算53.1 排样的设计与计算53.1.1 搭边值与步距的确定53.1.2 排样的设计53.1.3 条料宽度与壁厚的计算63.1.4 材料的利用率63.2 冲裁方式的选择63.3 计算冲压力、初选压力机的吨位73.3.1 冲裁力的计算73.3.2 冲压压力中心的确定83.4 凸模和凹模刃口尺寸的确定与其制造公差的确定113.5 凸、凹模刃口尺寸的计算11第章冲裁模主要零部件的结构设计144.1 凹模与凹模板的结构设计与计算144.2 凸模与凸模固定板的设计164.3

2、 模架的选择164.4 定位零件与导向零件的设计164.5 卸料装置的选择174.6 模柄的选用174.7 其它冲模零件设计17第章压力机的校核与模具的闭合校核185.1 压力机的校核185.2 压力机高度的校核18结束语19致20参考文献2120 / 22摘 要本说明书主要是针对焊片的设计，本次设计采用了冲孔落料级进模，也针对了非标准零件的设计。其中，在第一、二章主要讲述了冲压件的工艺分析、冲压工艺方案的确定；第三章主要讲述了对冲压件进行冲压力与压力中心的计算、初选冲压设备以与工作部分尺寸的计算；第四章主要对冲裁模零部件的选择与设计。关健词 工艺分析；冲压力；零部件绪 论现代制造业的发展，尤

3、其是电子、电器、仪表、汽车等产品的发展，几乎都离不开冲模。能否向社会提供更多的优质模具，会直接影响工业产品的质量、生产成本和更新换代的速度。合理的冲模结构可有效实现冷冲模的功能，达到成本低、制作周期短和操作安全性，并能保证产品零件的各项技术要求。正确选择适用的模具结构是模具设计者高技术素质的体现。许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。中国冷冲模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不

4、小的差距。我国模具行业在进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。本说明书主要是针对焊片的设计，本次设计采用了冲孔落料级进模，也针对了非标准零件的设计。其中，在第一、二章主要讲述了冲压件的工艺分析、冲压工艺方案的确定；第三章主要讲述了对冲压件进行冲压力与压力中心的计算、初选冲压设备以与工作部分尺寸的计算；第四章主要对冲裁模零部件的选择与设计。在设计过程中，同时也更好的掌握了许多重点和难点，使自己在冷冲模这一专业上进行了职业意义的熏和锻炼，使自己受益匪浅。限于本人的能力与水平，书中难免存有欠妥之处，恳请各位读者给予批评指正。第1章 工艺分析冲裁件的工艺性主要是指工件在冲裁加工中的难易程度。

5、良好的冲裁工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单而寿命长、产品质量稳定、操作简单等。而影响冲裁件的因素很多，如冲裁件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等。本次设计制件如下：名称：焊片材料：H62 厚度：0.7mm大批量生产制品图（如图1-1）：图 1-1 制品图1该工件结构形状简单、对称，属于普通大间隙冲压件。2材料为H62，为优质黄铜，抗剪强度，考文献2表4-8。第2章 工艺方案的确定2.1 模具类型的确定根据制件工艺性分析：因为该模具能在压力机一次行程，完成冲孔落料两道工序，在完成这些工序的过程中无需进给移动。方案可分为以下三种：方案一：采用单工序模逐步加工（1）冲孔落料单

6、工序模（2）落料冲孔单工序模由于采用单工序模，模具制造简单，制造周期短，价格低，维修方便，生产率低，工件精度低，不适合大批量生产，但生产通用性好，适合于中小批量生产。方案二：采用级进模加工 级进模具有操作安全的显著特点，一般适用于大批量生产小型零件。 方案三：采用复合模加工成形 生产效率高，冲裁件的孔与外缘的相对位置精度高，主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。 根据零件的设计要求，以与上述三种方案的特点看来，决定采用第二种方案加工焊片零件比较合理。 2.2 模具结构的选择由于该工件有冲孔、落料两个工位，材料的厚度为0.7mm,可采用侧刃定距的进级冲裁模，并采用弹性卸料方式。 综上所述：该模

7、具应选择侧刃弹压卸料进级冲裁模。第章 冲裁工艺计算3.1 排样的设计与计算排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。合理的排样和选择适当的搭边值，是降低成本和保证工件质量与模具寿命的有效措施。其中,排样的设计则包括搭边值条料宽度、壁厚的计算。3.1.1 搭边值与步距的确定可得： 制件与制件之间的余料a0.8mm 横搭边:制件与条料边缘之间的余料a11.0mm 步距：SD+a12+0.812.8mmD工件横向最大尺寸(mm) （查参考文献1表2-10）3.1.2排样的设计排样图（如图3-1）：图 3-1排样图排样方法选用直对排方式，相对于直排方式，直对排方式的材料利用率较高。本次设计选用侧刃

8、定距方式，条料两边产生侧刃冲切的料边定距宽度b1，b1=1.5mm,（参考文献5表2-16）。3.1.3 条料宽度与壁厚的计算条料宽度的计算：为了保证条料有足够的搭边,能使条料始终接触基准导料板送料,条料宽度,采用有侧刃装置，按公式计算如下：B=（L+2b+2a） =(36+21.5+20.75) =40.5mma为侧刃定距方式的侧搭边，b为侧刃冲切的料边定距宽度，a=0.75a , (参考文献2表2-13和表2-14)。3.1.4 材料的利用率一般应尽量选择材料利用率较高的排样。一个步距的材料利用率计算公式如下：公式 =A/SB×100% =124.718mm/518.4mm

9、15;100%=24.05%式中A个制件的实际面积；S步距；B条料宽度。3.2 冲裁方式的选择为了顺利进行冲裁，必须适合解决出件、卸料与废料排出等问题。下面有三种基本的冲裁方式：1固定卸料顺出件固定卸料式的模具结构比较简单，板料厚度合适时，用于落料加工较为合适。但一般不用于冲孔。2弹压卸料顺出件弹压卸料方式很适于冲薄件，一般当板料厚度小于5mm时，必须采用弹压卸料方式。冲较厚的板料也可以采用弹压卸料方式，以获得较平整的冲裁件，薄料收效较为明显。 3弹压卸料逆出件方式用于顺装式冲裁模的结构形式。用于倒装式模具时，反顶板又称推件板。在顺装模具中，顶件力需由弹性元件提供，多用于倒装复合模。所以：根据

10、上述各种冲裁方式的特点，该制件应选择弹性卸料顺出件。3.3 计算冲压力、初选压力机的吨位计算冲裁力的目的是为了保证压力的额定压力，可取安全系数为1.3。 3.3.1 冲裁力的计算根据冲裁力的公式1-3（参考文献3）F=KLt（N）式中料板的抗拉强度（MPa）；查表得：H62材料在常温下的抗剪强度b=295 Mp；取安全系数为k=1.3两个制件的周长L6.3×3×2+2.4+12×1-0.62+(24-6-2.25)2+×2195.53 mm则： F冲裁力1.3×195.53×0.7×41273308.11 N推件力的计算推件

11、力一般采用经验公式进行计算:FnKF6×0.05×73308.1121992.43 NK 推件力系数（参考文献3查表17）n梗塞在凹模料的个数nh/t,h5mm为凹模刃壁垂直部分高度（mm）,t为料厚（mm）。弹性卸料力采用经验公式计算:FKF0.0573308.11 3665.41 N则冲压力：F FF+F73308.11+3665.41+2199.4398966 N 98.966 KN为了安全期间选取压力时按总力的1.61.8倍取，初选开始式可倾压力机为（J23-16）型，公称压力为160KN (参考文献2表)。3.3.2 冲压压力中心的确定压力中心应与压力机的压力中心

12、重合。落料凸模的压力中心：图3-2落料凸模压力中心示意图 如图3-2：虚线部分所占周长L0.62+(24-6-2.25)2+4.5/2 31.30mm实线部分周长L12(1-) 33.07mm根据压力中心的公式2-32（参考文献2）X7.32mm式中S两冲压力的中心距；冲压力F到压力中心的距离。冲模压力中心的确定，见图3-3：图3-3 冲模压力中心示意图设xmm;10mm,则x13.8mm。yy-x2.68mm;yy+16.93mm由理论力学可知，合力对某轴之力矩等于各分力对同轴力矩之和。据公式：x 5.36mmy. 10.39mm3.4 凸模和凹模刃口尺寸的确定与其制造公差的确定凸模和凹模的

13、刃口尺寸计算包括决定刃口的基本尺寸和制造公差。1凸、凹模刃口尺寸计算的原则计算刃口尺寸时，应按落料和冲孔两种情况分别进行，其原则如下：(1)落料时，因落料件光面尺寸与凹模尺寸相等（或基本一致），应先确定凹模尺寸，即以凹模尺寸为基准。落料凸模基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙。(2)冲孔时，因工件光面的孔径与凸模尺寸相等（或基本一致），应先确定凸模尺寸，即以凸模尺寸为基准。2、冲裁尺寸公差的确定根据IT14公差查参考文献5表3-2得标准公差数值:查参考文献11表1-3得: 金属材料冲裁双面间隙Zmin=0.12mm Zmax=0.18mm查文献11表2-21得：按IT14级取未注公差尺寸，刃

14、口补偿系数X=0.5；3.5 凸、凹模刃口尺寸的计算该制件有冲孔落料两道工序。凸、凹模刃口尺寸公差值、按公差等级为IT7的标准公差数值选取：(以配作法制模刃口尺寸计算)；1.冲孔刃口尺寸的计算以凸模为基准，应运用公式如下：类尺寸：磨损后减小的尺寸B(bx) (1.2+0.50.25) 0-0。011.3250-0。01mmB(bx2) 0-0。012 (6.3+0.5×0.36) 0-0。0126.520-0。012 mmC类尺寸：磨损后不变的尺寸C C0.5 30.01mmb与类尺寸对应的工件最小极限尺寸（mm）C与类尺寸对应的工件基本尺寸（mm）则冲孔凹模的刃口尺寸按凸模实际尺寸

15、配制，并保证双面最小间隙Zmin=0.122.落料凹模刃口尺寸的计算以凹模为基准，当凹模磨损后，尺寸变大。因此，应运用公式如下：A类尺寸：磨损后变大的尺寸A1 =(a1x11)=(120.5×0.43)=11.785+0.0180 mmA2=(a2x22)=(240.5×0.52)=23.74+0.0210 mmA3=(a3x33)=(2.250.5×0.25)=2.125+0.010 mmA4=(a4x44)=(4.50.5×0.3)=4.35+0.0120 mma与A类尺寸对应的工件最大极限尺寸（mm）则凸模的刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，并保证双面最

16、小间隙Zmin=0.12mm3.工件孔中心距离 工件孔中心距尺寸L由凹模相应型孔中心距尺寸Ld保证。Ld的基本尺寸应取在工件公差带的中线，其公差按上示经验值取得。所以凹模型孔中心距Ld的通用公计算式为 ： Ld (Lmin+/2)±0.018(14.3+0.43/2)±0.01814.515±0.018式中：Lmin工件孔中心距最小尺寸(mm)第章 冲裁模主要零部件的结构设计复合冲裁模是在压力机滑块的行程、在模具不同工位分别进行工件的形和外形冲裁，而在最后工位才制成工件。 4.1 凹模与凹模板的结构设计与计算凹模结构设计包括：确定凹模的外形尺寸和凹模板的厚度，选择

17、凹模形孔侧壁的形状，布置凹模板上型孔、螺钉和销孔的位置以与标注尺寸等为了达到改善材料组织的目的，按锻造工艺的特点。因此，凹模板应取矩形是比较合理的。1矩形凹模板从凹模刃口到凹模外边缘的最短距离称为凹模的壁厚。凹模壁厚将直接影响凹模板的外形尺寸，即长度与宽度(L×B)。但不应简单地从凹模形孔向四周扩大一个凹模壁厚的允许值来决定凹模的外形尺寸。2凹模型孔侧壁的选择凹模型孔侧壁的形状有两种基本类型：一是侧壁与凹模面垂直的直壁型孔；另一种是侧壁与凹模面稍倾斜的斜壁型孔。常用的直壁形有三种结构形式：图4-1 a）、b）、c）。较实用的直壁型孔如图4-1 c所示，用于顺出件式模具。图4-1凹模型

18、孔侧壁形状 因为采用顺出件式模具，可选用阶梯型孔如图4-1所示的c图。3凹模的壁厚C值由于该工件材料较厚,条料板宽度为58.77，所以查参考文献3表2-17可选凹模壁厚的较大值C=35mm。凹模的外形尺寸B 80mm；凹模的外形尺寸L100mm。根据此设计的实际情况凹模板的周界尺寸应选为：160×125mm4凹模板的厚度凹模板的厚度主要不是从强度需要考虑的，而是从连接螺钉旋入深度与凹模刚度的需要考虑的。凹模板的厚度一般应不小于10，特别小的模具可取8。随着凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也相应的增大。整体凹模板的厚度，可按如下经验公式计算:HK1K2 则 1×1.1225

19、 mm2凹模刃口周边长度系数.由参考文献3表4-21可得凹模厚度的参考系数为K=1.125凹模板上各值的确定 常用螺钉与下模座连接，并用销钉与之定位。从保证凹模强度考虑，对这些孔到凹模板边缘与刃口边缘以与这些孔之间的最小距离，应加以限制。 a螺孔中心到凹模板外缘尺寸 如凹模需要淬火时，当螺孔中心到凹模外缘距离时，孔中心到外缘距离为l=2d，允许最小值为l=1.25d。当螺孔中心到凹模板外缘不等距时，则允许最小值为l=1.5d，l2=1.13d 。冲极薄或纸板时，凹模有时不淬火。上述允许值可取小些。 b. 销孔中心到凹模板外缘尺寸圆柱销孔中心到凹模板外缘的距离应保证打入圆柱销时孔壁最薄弱处不产生

20、变形,可按参考文献3表3-12。c. 与凹模型孔与销钉之间的尺寸螺孔中心到刃口边缘或销孔边缘的距离，标准尺寸：S>2d。允许最小尺寸：凹模板淬火时Smin=1.3d， 凹模板不淬火时，Smin=1d。d. 中心距当凸模固定板、凹模板与凹模镶块用螺钉紧固时，这些板螺孔之间的中心距可查参考文献3表5-1所得。6根据以上各种条件绘制出凹模板的形状与尺寸。（见零件图第四）4.2 凸模与凸模固定板的设计凸模：按结构类型可分为标准圆凸模、凸缘式凸模、铆装式凸模、直通式凸模。 凸模固定板厚度：要求型孔按凸模实际尺寸配作成M7/6；对于用低熔点合金，则型孔尺寸按相应凸模尺寸适当放大周边间隙确定。 1、凸

21、模的设计凸模的设计图。（见零件图第）2、鉴于此模具结构，根据零件形状确定凸模结构如下：凸模固定板的设计图。（见零件图第）4.3 模架的选择1.根据国家标准模架分为：标准模架和非标准模架。2.按导柱不同的位置，可将模架分为中间导柱模架、后侧导柱模架、对角导柱模架、四导柱模架四种。根据该工件的特点，适合选择中间导柱模架。对角导柱模架：10080140165 IGB/T2851.11990。4.4 定位零件与导向零件的设计1垫板的形状与尺寸的确定在垫板上穿过连接螺钉、卸料螺钉和定位销处要钻通孔，其直径比相应件的直径增大0.51，应注意，穿销孔是在预装模具时调整好冲裁间隙后，连同模座和固定板一起经钻孔

22、，铰孔加工出来的，垫板淬火变形后难以打入销钉。（见零件图第七） 3导料板和侧刃的确定：两导料板上的孔与凹模一致，分别安装在凹模孔的两侧。侧刃与导料板之间紧配合，侧刃宽度为一个步距长度。（见零件图第 ） 4紧固件的确定 螺钉、销钉在冲模中起紧固定位作用，设计时主要是确定它的规格和紧固位置。 4.5 卸料装置的选择1固定卸料装置：常用的固定卸料装置与导料板制成一体的整体式卸料板。适用于板料较厚（t0.8mm）、卸料力较大、平直度要求不是很高的冲裁件。 2弹性卸料装置：弹压卸料装置由卸料板、卸料螺钉与弹性元件（弹簧或橡胶）组成，是应用最广泛的一种压料、卸料装置。 则根据模具的要求与特性应选择弹性卸料

23、装置。其弹性卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板一样。（见零件图第五） 4.6 模柄的选用设计模柄时，应根据其模具的结构特点和使用要求来选择。固定段和上模座孔采用H7/m6配合，并加骑缝销防止转动。压入式模柄设计如图。（见零件图图号）4.7 其它冲模零件设计冲模上的紧固件包括连接螺钉和定位销钉，受力较大的连接螺钉一般都采用六角螺钉，其特点是用20Mn制造，并淬火达3540HRC。螺钉拧入的深度不能太浅，否则紧固不牢靠；也不能太深，否则拆装工作量大。圆柱销钉配合深度一般不小于其直径的两倍，也不宜太深。（见装配图图纸）第章 压力机的校核与模具的闭合校核5.1 压力机的校核根据冲裁工艺和冲裁结构计算，压

24、力机的公称压力Fg必须大于冲压计算的总压力，即Fg>F，下模座尺寸200×125。模架必须能固定在工作台面上。初选（J2316）型号的压力机。其主要参数，参考文献2：公称压力/KN 160KN滑块行程/ 55滑块行程次数/（次/min） 120次/min最大封闭高度/ 180封闭高度调节量/ 45工作台尺寸/ 450×300滑块底面尺寸/ 200×180工作台垫板厚度/mm 40mm模柄孔尺寸/ 3050经校核压力机的工作尺寸合格。5.2 压力机高度的校核所选模架高度为140mmH165mm压力机的装模高度必须符合模具闭合高度的要求，参考文献2； 即 Hma

25、x-5HmHmin+10140Hm150式中：Hmax Hmin分别为压力机的最大、最小装模高度（）经校核压力机装模高度合格。结束语现代工业的迅猛发展使冲压技术得到越来越广泛的应用，随之而来的是对冲压模具的设计与制造的要求越来越高。冲压模具是冲压生产的主要工艺装备，其设计是否合理对冲压件影响非常大。因此，研究冲压模具的设计，提高冲压模具的各项技术指标，对冲压模具设计和冲压技术发展是十分必要的。 通过本次的毕业设计，不但巩固了所学的专业知识，熟悉有关资料，树立了正确的设计思想，掌握设计方法，培养了实际工作能力，而且通过本次模具结构设计更进一步在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、模具零件结构设计、编写技术文件和查阅文献方面受到了一次综合性的训练