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1、目录目录1冲模设计3一、 设计任务3二、冲压工艺分析3三、 冲裁工艺方案的确定31、方案种类32、方案的比较53、方案的确定5四、 模具机构形成的确定5五、工艺尺寸的计算51、排样设计5（1）排样方法的确定5（2）确定搭边值5（3）确定条件步距5（5）画出排样图62、冲裁力和压力中心的计算6（1）冲裁力F6(2)压力机公称压力的确定6(3)压力中心的确定73、刃口尺寸计算，7（1)冲孔（2.6）7（2） 落料7冲模设计冲裁件为落料冲孔复合模的设计一、 设计任务如图所示是一个冲孔落料件，材料为Q235，料厚t=2mm，大批量生产。要求设计该零件的冲压模具，冲压出来的零件满足图中的公差和技术要求二
2、、冲压工艺分析该零件既有冲孔又有落料，共两个工序，材料为Q235,t=2mm的碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构简单，有1个直径为2.6的圆孔，孔的尺寸精度IT13级，尺寸精度一般，普通冲裁完全满足要求。三、 冲裁工艺方案的确定1、方案种类按工件包括落料和冲孔两个基本工序，可有以下3种方案方案一：先冲孔，后落料，采用单工序模生产。方案二：冲孔一落料级进冲压，采用级进模生产方案三：采用落料一冲孔同时进行复合模生产2、方案的比较各方案的特点及比较如下方案一；模具机构简单，制造方面但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且跟重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大
3、误差，是工件精度质量大打折扣，达不到所需要的要求，难以满足生产的需要，故而不选此方案。方案二：级进模式是一种多工位，效率高的加工方法，但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量小型冲压件，而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案势必会增大模具尺寸，是加工难度提高，因而也排除次方案。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，模具制造成本不高，故本方案用先冲孔后落料的方案3、方案的确定综上所述，本套模具采用冲孔一落料复合模四、 模具机构形成的确定复合模具有两种结构形式，正装成复合膜和倒装成复合模，分析该工件成型后脱模的方便性，正装复合模成型后工件留在下模，
4、需向上推出工件，取件不方便，倒装成复合模成型后工件在上模，只需在上模装一副推荐装置，故采用倒装成复合模。五、工艺尺寸的计算 1、排样设计（1）排样方法的确定，根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法不可能做到，单能采用有废料和少废料的排样方法，经多次排样计算决定采用直排法。（2）确定搭边值，查表，取最小搭边值，工件间a1=2 a=1.8 （3）确定条件步距，步距=10.8mm 宽度=16.51mm (4)条料的利用率：=S工/S总=3.146.56.5+94/16.5110.8100%=94%（5）画出排样图，根据以上资料画出排样图2、冲裁力和压力中心的计算（1）冲裁力F由Fp=查常用钢力学性
5、能=304373 取平均值a=340，K的取值考虑而定平刃口K=11.3斜刃口=0.2-0.6，考虑刃口磨损、生产批量、材料厚度等因素，取K=1.3F=246.41420=38.99KN已知L= 3.146.5+92+42=46.41落料P落=1.346.412340=41.02KNp冲=1.32.622340=4.6KNP卸=K落P落0.04541.02KNP总=P落+p冲+P卸=86.64KN(2)压力机公称压力的确定本模具采用弹性卸料装置和下出料的方式，所以Fp总=86.64KN根据计算的结果冲压设备选择JH23-16(3)压力中心的确定工件图形为对称图形如图所示，落料的中心在a点上，冲
6、孔时的压力中心在b点上冲压机的压力中心在ab连线上，设压力机的压力中心与b点距离是x根据力的平衡原理得P落（16.51-x）=P落x，x=14.23、刃口尺寸计算，该零件是Q235，厚度是2mm、该零件无特殊要求，属于一般冲裁件查表2.2.4，2Cmax=0.26mm，2Cmin=0.22mm，所以2Cmax-2Cmin=0.26-0.22=0.04mm，零件外形尺寸6.5,R1.5由落料获得，2.6由冲孔获得，由公差表差得2.6，IT=13，x=0.75 （1)冲孔（2.6）=（+x） =（2.6+0.750.14） dd=（ +2）=（02.7+0.22）=2.99 校核+2Cmax-2C
7、min0.008+0.0120.26-0.220.0200.04所以满足间隙公差要求（2） 落料以凹模尺寸为基准，凸凹模分别以IT6、IT7级加工制造凸模6.5 IT6=6.5 凹模6.5 IT7=6.5经查表可知6.5 x=0.75=（-）=（-）=6.3125=（-2）=（6.3125-0.22）=(6.0925)-0.009+0.25=0.2590.04由此可知，只有减小 值，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取=0.4（2Cmax-2Cmin）=0.004x0.4=0.0016=0.6（2Cmax-2Cmin）=0.6x0.004=0.0024= 卸料装置的设计，采用下图的
8、卸料装置，已知卸料板厚t=1mm，冲裁卸料力Fx=7.01kN，根据模具安装位置拟选4个弹簧，每个弹簧的顶压力为F。Fx4=1.75kN查附录圆柱螺旋压缩弹簧，初选弹簧规格为（使所选定弹簧的工作极限负荷FjF顶）d=6mm, D=30mm, h0=60mm,Fj=1700mm, hj=13.1mm ,n=7 f=188mm, t=7.8其中，d为材料直径，D为弹簧大径，Fj为工作极限负荷，h0为自由高度，hj为工作极限负荷下型变量，n为有圈数，t为节距。弹簧的总压缩量为 H=FxFjhj=33.4mm6.模具具体结构设计。（1）由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以本套模具类型为负荷模。 （
9、2）定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，控制条料的送进步距，而第一件的冲压位置因为条料有一定的余量，可以靠操作工人目测来确定。 (3)、卸料，出件方式的选择根据模具冲裁的特点，该模具采用弹性卸料方式更为合适，推件块推出工件，弹性装置取出工件。 （4）、导柱、导套装置的确定。 为了提高模具的使用寿命和工件质量，方使安装，调整，维修模具，是复合膜采用间导柱模架。7.主要零件部件的设计、（1）、落料凹模，凹模采用整体凹模，轮廓全部用数控线切割和机床即可一次成型，安排凹模在构架上的位置时，要根据压力中心的数据，尽量保证压力中心和模柄中心重合。凹模厚度H=kb=0.21
10、2.51=2.5mm凹模壁厚C=（1.52）H=3.755mm取凹模厚度H=3mm 凹模壁厚取4mm凹模宽度B=b+2C=18mm(送料方向)凹模长度L=12.5+24=20.5mm根据工件图样，在分析受力情况及保证壁厚强度的前提下，取凹模长度为25mm,宽度为25mm,所以凹模轮廓尺寸为25mm25mm8mm(2)、冲孔凸模，根据图样，工件中有一个孔。因此需要设计1支凸模，为了方便固定，不采用阶梯式，长度为L=凹模+固定板+t=8+30+2=40.(3)、凸凹模。当采用倒装复合模时，凸凹模尺寸计算如下： H凸凹=h1+h2+t+h=20+30+2+8=60mm.式中h1卸料板厚度，取20mm
11、 H2凸凹模的固定板厚度，取30mm t材料的厚度 h卸料板与固定板之间的安全高度，取8mm 因凸凹模为模具设计中的配作件，所以应保证与冲孔凸模和落料凹模的双边合理间隙2min2定位零件的设计结合本模具的具体结构，考虑到工件的形状，设置一个8mm的活动导料销的下面分别采用压缩弹簧，在开模时，弹簧恢复弹力把挡料销顶起，使已处于工作状态，旁边的导料销也一起工作.（1）卸料板设计，卸料板的周界尺寸与凹模周界尺寸相同；厚度为20mm，材料为45钢，淬火硬度40一45HRC （2）卸料螺钉的选用，卸料板采用6个m8的螺钉固定长度为L=h1+h2+a=44+8+15=67mm式中，h1=弹簧的安装高度 h
12、2=卸料板工作行程 a=凸凹模固定板厚度 3，模架及其它零部件的设计该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜，以凹模周界尺寸为依据查附录中的标准模架数据，选择模架规格如下：导柱：d(mm)L(mm)分别为45230， 50230 导套：d(mm)L(mm)D(mm)分别为45125484512548上模座厚度H上取50mm，下模座厚度TF取60mm，上垫板厚度H取10mm，则该模具的闭合高度H闭为H闲=H上+H下+H垫+L h=50+60+10+12+30-25=157.5式中L-凸模高度mmH-凸凹模高度mmh-凸模冲裁后进入凸凹模的深度mm可见，该模具的闭合高度小于所选压力机JA21-160的最大装模高度450mm，因此该压力机可以满足选用需求8，模具工程图9冲压设备的选取 通过校核，选择开式双柱固定台式压力机JA21-160能满足使用需求，其它主要技术参数如下： 公称压力1400kN 滑块行程160mm滑块行程次数40次/min 最大封闭高度450mm封闭高度调节量130mm滑块中心线至床身距离380mm立柱距离530mm 工作台尺寸（前，后，左，右）7101120mm垫块尺寸厚度460mm，模柄尺寸（直径，深度）70mm80mm滑块底面积（前后，左右460mm650mm
