冲压模具设计及

1、 冲压模具课程设计 题目：冲孔、落料复合模姓名：许东星指导老师：于智宏材料工程系 09模具设计与制造 2011.12.31目录一、 设计任务书2二、 冲压工艺性及工艺方案的确定3三、 主要设计计算4四、 模具总体设计8五、 主要零部件设计8六、 冲压设备的选定12七、 设计小结13八、 参考文献13一、课程设计任务1、 题目：冲孔、落料复合模2、 零件： 材料：Q235 厚度：2.0mm批量：大批量3、 任务内容：(一）工艺设计 1、工艺审查与工艺分析 2、工艺计算： 毛胚计算 工序件计算或排样图 3、工艺方案的确定 工序的确定 基准和定位方式的选择（2） 模具设计 1、总图 2、零件图 二、

2、冲压工艺性及工艺方案的确定一、工艺性分析1、材料 零件的材料为Q235普通碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。2、结构 该零件属于较典型冲裁件，形状简单对称。孔边距远大于凸、凹模允许的最小壁厚（见参考文献表），故可以考虑复合冲压工序。3、精度 零件外形：80±0.07属于10级精度，60±0.05属于9级精度。零件内形: 属9级精度。孔间距：42±0.08属11级精度（均由参考文献精度附录一查得）。因零件边有90o的尖角，应以圆弧过渡，查参考文献表取r=0.5mm。零件精度较高，模具按六、七级制造可达到尺寸精度要求。4、结论 可以冲裁。二、冲压工艺方案的确定该零

3、件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案:方案:先落料、再冲孔。采用单工序模生产。方案:落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案:冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。方案只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案也只需要一套模具，生产效率高，但零件的冲压精度不易保证。通过以上三种方案的分析比较，对该冲压件生产以采用放案为佳。三、主要设计计算（1）排样方式的确定及计算查参考文献表，查

4、得：取两工件间的最小搭边：a1=2.0mm 侧面搭边值：a=2.2mm 由下表计算可知条料宽度mm，步距62.2mm。查参考文献第8页选取t=2.0mm，950mm2000mm的钢板。一个步距材料利用率90.3%（计算见下表）。每条钢板可剪裁为11张条料（85.5mm2000mm）每张条料可冲32个工件，故每张材料利用率为88.9%（计算见下表） 确定后的排样如下图： （2）冲压力的计算该模具采用倒装式复合模，拟选弹性卸料，刚性出件，冲压力的相关计算见下表。排样冲压力计算表计算分类项目公式结果备注排样冲裁件面积AA=80604800mm2条料宽度BB=（D+2a+C）0-85.50-0.6mm

5、查参考文献表取 C=0.5mm，表取=0.6步距SS=60+ a1=62.262.2mm一个步距材料利用率90.3%一张钢板材料利用率88.9%n=1132=352件冲压力落料力=KLtb=1.32802300218.4KN查参考文献表取b =300MpaL=112.8mm冲孔力=KLtb=1.3（216）230078.37KNL=2推件力=n=60.05578.3725.86KNn查参考文献表取=0.055卸料力=0.05288.410.92KN查参考文献表取=0.05 总冲压力=+=218.4+78.37+10.92+25.86333.55KN（3）压力中心的确定该工件尺寸，形状对称，因此

6、该工件的压力中心在工件轮廓的几何中心O上。（4）工作零件刃口尺寸的计算查参考文献表取，磨损系数x=1尺寸及分类计算公式结果备注落料60±0.05 模具凹模按七级制造，凸模按六级制造。均由参考文献附录一差得，且均满足：-80±0.07冲孔中心距42±0.08（5）卸料橡胶的设计计算采用 JB/T 7650.9-1995聚氨酯弹性体项目公式结果备注卸料板工作行程=+t+4mmmmANGJIA650.9-1995为凹凸模凹进卸料板的高度1mm为凹凸模冲裁后进入凹模深度1mm橡胶工作行程=+9mm为凹凸模修磨量，取5mm每个橡胶承受的载荷=2.73KN选用4个圆筒形橡胶拟

7、选橡胶查参考文献表和表4.10.2根据和初选 JB/T 7650.9-1995橡胶橡胶预压缩量=10%4mm一般取=（10%15%）校核橡胶自由高度0.35=14mm+=13mm合适橡胶压缩量0.35橡胶的安装高度=-36mm四 模具总体设计（1）模具类型的选择 由冲压工艺性分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。（2）定位方式的选择 该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销无测压装置。控制条料的送进步距采用活动挡料销来定距。（3）卸料、出件方式的选择 倒装式复合模，采用弹性卸料，刚性出件。（4）导向方式的选择 为方便安装调整，同时为送料的方便，故采用后侧导柱模架。四、 主要零部

8、件设计一、 工作零件的设计（1）落料凹模凹模的厚度：H=kb（15mm） =0.3080=24mm(参考文献表)凹模的壁厚：C=（1.52）H（3040mm）凹模宽度：B=b+2c=80+240=160mm凹模长度：L=160mm（查参考文献表4.11标准JB/T7643.1-2008取得） 凹模厚度：由上计算厚度24mm，将凹模版做成薄板形式并加空心垫板后厚度取14mm。 得凹模轮廓：16016014mm（2）凹凸模 高度：L=+h+=20+35+10=65mm如下图式中：为凹凸模固定板厚度（查参考文献表4.11初选16016020mm），弹性卸料板厚度（初选16016010mm），h为增加

9、高度（冲压时橡胶高32mm+凹凸模高过卸料板3mm=35mm）。（3）冲孔凸模 结合工件外形考虑加工，将凸模设计成直通式凸模，与凸模固定板按H7/m6配合。其总长度：L=+=14+12+24=50mm式中各参数如上图中： 凹模厚度、空心垫板厚度（查参考文献表4.11初选16016012mm）、凸模固定板厚（查参考文献表4.11初选16016024mm）。经查圆柱头直杆圆凸模标准，采用： 50 JB/T 5825-2008 的凸模。二、 定位零件的设计（1） 挡料销：因模具采用橡胶弹性卸料，且卸料橡胶安装高度36mm较高。为方便挡料，采用橡胶弹顶挡料销装置。查参考文献表得挡料销高出卸料板3mm，

10、卸料板厚10mm，故取挡料销H=14mm。挡料销与卸料板采用H9/d9间隙配合。（2） 导料销： 使用两个导料销，采用橡胶弹顶导料装置。查参考文献表得导料销高出卸料板68mm，卸料板厚10mm，故取导料销H=18mm。挡料销与卸料板采用H9/d9间隙配合。三、 出件装置的设计：采用刚性出件，由推杆直接推动推件块，将凹模内的工件推出。根据推杆连接的各板高度，和模柄孔径查参考文献表取带肩推杆：A 12X140 JB/T 7650.1-2008。推件块的周界尺寸和零件的周界尺寸相同，考虑凹模厚度、空心垫板厚度、及推杆安装、凹模修模量等因素，取高度16mm。四、 卸料部分的设计： 卸料板：由活动挡料销

11、和导料销安装高度：选用卸料板轮廓16016010mm 卸料螺钉：模具采用橡胶弹性卸料橡胶由上可知橡胶孔直径12.5mm，查标准取M8X60 JB/T 7650.5-2008卸料钉尾部有足够的形成空间，卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凹凸模端面1mm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调节。五、 模架及其它零部件的设计和选用模架：160X160X180220 GB/T 2851-2008上模座：160X160X40 GB/T 2855.1-2008下模座：160X160X45 GB/T 2855.2-2008导柱：28X170 GB/T 2861.1-2008导套：28X100X38 GB/

12、T 2861.3-2008凸凹模固定板：160X160X20 JB/T 7643.2-2008凸模固定板：160X160X24 JB/T 7643.2-2008上垫板：160X160X8 JB/T 7643.3-2008空心垫板：160X160X12模柄： B 50X110 JB/T 7646.1-2008该模具的闭和高度：H闭=H上模座+H垫+L+H+H下模座-h2 =40+8+50+65+45-1=207mm式中：L为凸模长度50mm， H凹凸模厚度65mm， h2凸模进入凹凸模的深度1mm。六、 冲压设备的选定根据总冲压力=333.55KN，模具闭合高度207mm，冲床工作台面的尺寸，选用J23-40其主要设计参数如下： 公称压力；400KN滑块行程：120mm最大装模高度：220mm工作台尺寸（前后左右）:480mm 710mm模柄孔尺寸; 50mm70mm最大倾斜角度：30o机床工作台孔尺寸(直径前后左右)：250150300因下模座外形尺寸（前后左右）：254250小于机床工作台孔的尺寸故需加垫板：材料45见如右图的零件图。 专业机 械 加 工 工 序 卡 片工序名称凹模表面加工工序号1模具设计与制造091零件名称凹模零