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1、 CZILI摘 要冲压模具在工业生产中应用广泛。本次设计是从零件的工艺性分析开始，根据工艺要求确定设计的基本思路。冲压模具的设计充分利用了机械压力机的功用特点，在室温的条件下对坯件进行冲压成形，生产效率提高，经济效益显著。本零件采用的是倒装复合模冲裁，主要要涉及到冲裁件工艺的分析，排样的设计，排样方法，搭边值的计算，冲裁力的计算，模具压力中心的计算，凸模与凹模刃口尺寸的计算，模具的总体设计，主要零部件的设计，模具总装配图的绘制，压力机设备的选定。使用AutoCAD画出装配图以及零件图。关键词: 垫片、冲压、复合模、CAD绪 论改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加
2、，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方
3、法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点第一章 冲裁件的工艺分析1.1 零件设计任务由零件图11可知，该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成。冲裁件内外形所能达到的精度要求不高为IT12。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲裁落料复合模进行加工，且一次冲压成形。材料：08钢具有良好的塑性、焊接性、可锻性及良好的冲压性能，常用来制造焊接结构件和冲压件。工件结构形状：冲裁件外形应尽量避免有尖角，为了提高模具寿命，在所有60清角改为R2的倒角。零件精度的
4、选择：本文所设计的冲裁零件是板件如图1-1，该冲裁件的材料为08钢，具有较好的可冲压性能。该冲裁件的结构较简单，比较适合冲裁，零件图上所有尺寸均未注公差，属于自由尺寸，可参考极限配合与技术测量确定冲裁件公差等级，根据查表，该零件的公差等级取IT12级确定零件的尺寸公差。 图1-1 零件简图 1.2冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产。方案二：冲孔落料复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案一单工序冲裁模指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。该模具结构简单，但需要两道工序两副
5、模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产的要求。方案二复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。该模具只需要一副模具，工件的精度及生产效率都很高，但工件最小壁厚2.0mm接近凸凹模许用最小壁厚2.2mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三级进模：是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。它也只需要在一副模具内可以完成多道不同的工序，可包括冲裁、弯曲、拉深等，具有比复合更好的生产效率。它的制件和废料均可以实现自然漏料，所以操作安全、方便，易于实现自动化
6、。难以保证制件内、外相对位置的准确性因此制件精度不高。通过对上述三种方案的的分析比较，因为该制件的精度要求不高，用于批量生产。所以该制件的冲压生产采用方案二为佳。1.3排样设计1.3.1 排样方法排样的方法有:直排、斜排、直对排、混合排，根据设计模具制件的形状、厚度、材料等方面的全面考虑，排样方法采用直排式排样法。搭边值、条料宽度的确定1.3.2 搭边值的确定排样时零件之间以及零件与条料侧边间留下的工艺余料，称为搭边。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
7、模具刃口，降低模具寿命或影响送料工作。搭边值通常由经验确定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。根据制件厚度与制件的排样方法可以查表得：搭边值工件间a1为2.0mm 沿边a 为2.2mm1.3.3 条料宽度的确定排样方式和搭边值确定以后，条料的宽度和进距也就可以设计出。计算条料宽度有三种情况需要考虑：1、有侧压装置时条料的宽度。2、无侧压装置时条料的宽度。3、有定距侧刃时条料的宽度。该零件采用无侧压装置的模具，其条料宽度应考虑在送料过程中因条料的摆动而使侧面搭边减少。为了补偿面搭边的减少部分，条料宽度应增加一个条料的摆动量。故条料宽度为：B=D+2a+c （1-1）式中：B条料宽度的基本尺寸
8、；D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a侧搭边值。C条料与导料板之间的间隙（即条料的可能摆动量）：B100, c=0.51.0; B100, c=1.01.5.导料板之间的距离，应使条料与导料板之间保持一定的间隙查表，以保证送料畅通。D取值由设计条料宽度方向冲裁件的最大尺寸为60 (mm)侧搭边值a可以从表31中查出为2.2 (mm)故带入条料宽度公式得；查表可得条料宽度偏差下偏差为-0.8(mm)B=D+2a+c=（60+22.2+0.8）+0.6 -0=65.2 -00.4(mm)1.3.4材料利用率 材料利用率通常以一个进距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分率表示；=(nA1/hB)100
9、% （1-2）式中 材料利用率（%）；n 冲裁件的数目；A1 冲裁件的实际面积(mm2)；B 板料宽度(mm)；h进距；计算冲压件的面积；A1=2521.656-3.141515 =2541(mm2)条料宽度计算：B=50+22.2=54.4 (mm)送进距离计算：h=43.3+2=45.3 (mm)一个进距的材料利用率；=(nA1/hB)100% =12541(45.354.4)100%=91.3%由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。图1-2 排样图第二章 冲裁
10、力相关的计算2.1计算冲裁力的公式 计算冲裁力的目的是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力F p一般可以按下式计算：Fp=KptL式中 材料抗剪强度，见附表（MPa）；L冲裁周边总长（mm）；t材料厚度（mm）;系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取13。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度b代替，而取Kp=1的近似计算法计算。由于材料08钢的力学性能查表可得：抗剪强度=260360，故取起抗
11、拉强度b代替抗剪强度，查表可知b=360(MPa)。2.2总冲裁力、推料力、卸料力、顶件力和总冲压力由于冲裁模具采用弹性卸料装置和上出件方式。 F总冲压力。 Fp总冲裁力。 FQ卸料力 FQ1推料力。FQ2顶件力计算总冲裁力 Fp=F1+F2F1落料时的冲裁力。 F2冲孔时的冲裁力。冲裁周边的总长（mm）落料周长为： L2=256 =150 （mm）冲孔周长为： L1=3.1430 =94.2（mm）落料冲裁力为： F1=KptL2 =12150360 =108000 (N)冲孔冲裁力为： F2=KptL1 =1294.2360 =67824 (N)所以可求总冲裁力为： Fp=F1+F2 =1
12、08000+67824 =175824（N）按卸料力公式计算卸料力FQFQ=KxFp查表得Kx=0.04根据公式得FQ=KxFp=0.04175824=7032.96 (N)按推料力公式计算推料力FQ1 FQ1=nKtFp取n=2查表得Kt=0.055n梗塞在凹模内的制件或度料数量（n=h/t h直刃口部分的高度，t材料厚度）根据公式得 FQ1=nKtFp =20.055175824 =19340.64按顶件力公式算顶件力FQ2FQ2=KdFpKd查得0.06根据公式得FQ2=KdFp=0.06175824=10549.44 （N）2.3压力机公称压力的选取 冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。采用弹压卸料装置和上出件的模具表21 常用冷冲压设备的工作原理和特点类型设备名称工作原理特点机械式压力机摩擦压力机利用摩擦盘与飞轮之间相互接触传递动力，皆助螺杆与螺母相对运动原理而工作。结构简单，当超负荷时，只会引起飞轮与摩擦盘之间的滑动，而不致损坏机件。但飞轮轮缘摩擦损坏大，生产率低。适用于中小件的冲压加工，对于校正、亚印和成形等冲压工序尤为适宜。曲柄式压力机利用曲柄连杆机构进行工作，电机通过皮带轮及齿轮带动曲轴传动，经连杆使滑块作直线往复运动。曲柄压力机分为偏心压力机和曲轴
