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1、燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目： 垫片的落料冲孔模具设计 学院（系）： 机械工程学院 年级专业： 07 级模具专业 学 号： 7 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 教授 燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）： 基层教学单位： 学 号 7 学生姓名 专业（班级） 07 级模具设计题目 垫片的落料冲孔模具设计设计技术参数见 工 件 图设计要求制订零件的冲压工艺；设计模具总图；设计主要零部件的零件图。进行三维设计工作量完成 A1 图纸 1.5 张；完成计算说明书 20 页完成全部或部分零部件、装配体的三维设计工作计划2010 年 11 月 29 日 2010 年 12 月 10 日内完成
2、设计任务参考资料李天佑编：冲模图册王孝培编：冲压设计资料指导教师签字 基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 年 月 日 目 录一、 冲裁工艺分析4二、 冲裁工艺方案的确定5三、 选择模具的结构形式6四、 进行必要的工艺计算9五、 模具的主要零部件设计14六、 压力机有关参数21 前 言模具课程设计师比较全面的训练，其意义在于为以后的设计工作打基础，培养学生在设计过程中严肃认真、刻苦钻研、一丝不苟、精益求精的态度，使其在设计思想、方法和技能各方面都获得锻炼和提高。经过一学期对模具整体结构和细节的学习和了解，为了更进一步的了解模具制造和加工，利用所学模
3、具知识设计一套简单的垫板冲压模具，来巩固所学模具知识。通过完成模具课程设计，综合应用和巩固模具设计课程以及相关课程的理论基础和专业知识，系统地掌握产品零件的成形工艺分析、模具结构设计的基本方法和步骤、非标准模具零件的设计等模具设计基本方法。同时，学会了正确运用技术标准和资料，培养了认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度，强化了质量意识和时间观念，形成了从业的基本职业素质 工件图 工件为垫片，材料为 Q235，厚度为 2mm，大批量生产。一 冲裁件工艺性分析1、材料：该冲裁件的材料为 Q235，属于优质碳素结构钢。2、零件：该零件形状简单、对称，由圆弧和直线组成。查表得冲裁件圆孔精度为 I
4、T14 级， 此工件既有冲孔又有落料工序。此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔，孔与工件边缘之间的最小壁厚大于 8mm。工件尺寸为公差，可看作 IT14 级，尺寸精度一般，普通冲裁完成要求。查公差表可得各尺寸公差为：零件外形：40 0-0.52mm 50 0-0.43mm零件内形：20 -0.32+0.36mm结论：适合冲裁。二 冲裁工艺方案的确定（1）方案种类：该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有三种工艺方案：方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产方案二：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产方案三：采用落料-冲孔同时进行的复合模生产（2）方案比较：方案一：结构简单，但需要两道工具两副模具，成本
5、高而生产效率低，模具寿命低，冲压精度差，操作也不安全，难以满 足中批量生产要求。方案二：级进模是一种多工位，效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，采用此方案会加大模具尺寸，使加工难度提高，因而也排除此方案。方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较小，模具的制造成本不高。故本方案采用先冲孔后落料的方法。（3）方案的确定:孔与孔，孔与工件边缘之间的最小壁厚大于 8mm,零件尺寸标注，生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，本套模具采用冲孔-落料复合模，一次冲压成型 .：三 模具结构形式的确定1、正装式复合模和倒装式结构比较：正装式复合模具适用于冲制材质较软或板料较
6、薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距较小的冲裁件。倒装式复合模不宜冲制孔边距较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单，又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件、卸件，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，所以应用十分广泛。由工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位销定位方式。 2、模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以模具类型为倒装式复合模。3、操作与定位方式（1）操作方式零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式，也能满足生产要求，这样就可以降低生产成本，提高经济效益。（2）定位方式因为导料销和固定挡料销结构简
7、单，制造方便。且该模具采用的是条料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销，控制送料步距采用固定挡料销。4、卸料、出件方式（1）卸料方式刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。主要用于卸料力较大、材料厚度大于 2mm 且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于 2mm 的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.10.2）t，若弹压卸料板还要起对凸 模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、倒装复合模的卸料装置。综上所述
8、采用弹性卸料版。（2）出件方式因采用倒装式复合模生产，故采用上出件为佳。5、确定送料方式采用由右向左的送料方式。6、确定导向方式方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成模具歪斜。因此，适用于冲压中等精度的较小尺寸冲压件的模具，大型模具不宜采用此种形式。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压
9、模具架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。 根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命保证工件质量，并考虑生产效率以及加工方便性等因素，该倒装式复合模采用后侧导柱的导向方式，即方案二最佳。四 进行必要的工艺计算1、排样 计算条料宽度、确定步距、计算材料利用率（1）排样方式的选择方案一:有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废
10、料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一位佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。（2）计算条料宽度搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保 证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命，影响送料工作。搭边值通常由经验确定， 冲压设计资料表 2-3 所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。根据零件厚度 t=2mm，查表 2-3 确定搭边值 a=2.5mm a1=2.2
11、mm即：挡料钉定位（采用无侧压装置）的条料宽度 BB=(L+2a+C)- 0 B=（95+22.5） - 0=1000-0.74mm（3）确定步距送料步距 S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定挡料销位置的依据。步距确定的原则是：最小条料宽度保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。复合模送料步距S=67.70mm 排样图如图所示： （4）计算材料利用率 等于工件有用面积/条料面积=A/BSx100% 式中A：一个工件有用面积，用 CAD 作 图 ， 分 析 面 积 得2199
12、.41mm 。2B：条料的宽度S：步距材料利用率 =2 199.41x2/（6 7.70x100）x100% =64.98% 2、冲压力的计算：冲裁力：查冲压设计资料得 =400MPK 卸 =0.045 K 推 =0.055 周长 L=310.98mm冲裁力 P=KLt=1.3310.982400=. 2N卸料力 P 卸 =K 卸 P=0.045.2=11613.42N推件力 P 推 =nK 推 P=30.05565543.2=10781.63N （n=h/t h=6mm t=2）总冲压力：F 因为采用刚性卸料和上出料方式 F 总 =.2+11613.42+10781.63=.25N3、模具压力中心的确定该冲裁件为左右对称零件且使用复合模加工。选定坐标系 xoy，因零件左右对称，即 Xc=0，故只需计算 Yc.将工件冲裁周边分为 l1,l2,l5 基本线段，求出各段的长度及重心位置。l1=(70-103)*2 Y 1=(70-103)/2l2=2*20*1/2 Y 2=(70-103)+ (10+103)/2l3=(25-20)*2 Y3=80+(25/2-10)/2l4=2*25*1/3 Y
