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1、目 录一、设计任务书及产品图3二、序论3三、冲裁模具的工艺分析4（一）冲裁件工艺分析4（二）工艺方案的确定4（三）冲裁变形过程5（四）冲裁间隙5四、模具设计的计算6（一）排样6（二）搭边值的确定7（三）条料宽度的确定8（四）材料利用率的计算8（五）冲压力计算9（六）确定模具压力中心10（七）冲模刃口尺寸及公差111.冲孔部分112.落料部分12（八）各主要零件结构尺寸的确定133.8.1 凹模外形尺寸的确定133.8.2 凸模长度LP的确定13（九）定位零件14五、冲压设备选取14六、模具的装配16（一）设计并绘制总图、选取标准件16（二）组装17（三）试模18七、绘制部分零件图19八、结论2
2、1附录A22附录B23附录C24九、致谢24十、参考文献25简单冲裁模具设计摘 要本次我设计的是简单冲裁模具。因为本次设计题目与实践结合紧密，经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用冲孔落料工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号。再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。在本次设计中采用了冲孔、切断级进模。该模具的特点是在排样过程中不用考虑搭边值，板料宽度与零件宽度一致，节约材料。同时简化了步骤，提高了工作效率。关键词：冲压，冲孔，落料，压力机一、设计任务书及产品图零件名称：管接板材
3、料：Q235 t=4mm生产批量：中批量二、序论冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。冲压加工是一种金属冷变形加工方法。所以，被称之为冷冲压或板料冲压，简称冲压。它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大
4、了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldf随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer等国际通用软件。模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。 三、冲裁模具的工艺分析（一）冲裁件工艺分析由于本零件(如图2.1)为左右对称结构，选
5、用的冲压材料为长111mm宽70mm厚4mm的Q235板料制件。图2.1 零件（二）工艺方案的确定该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的工件的尺寸落料IT 11，冲孔按IT 10级设计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，故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。方案一采用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件
6、。方案二采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。比较方案一与方案二，对于所给零件，由于两小孔比较接近边缘，复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结构与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件性质故采用级进模加工。（三）冲裁变形过程1）当凸凹模间隙正常时，其冲裁过程大致可以分为三个阶段：弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂分离阶段。2）对普通冲裁零件的断面做进一步分析，我们可以发
7、现这样的规律：零件的断面与零件的表面并非完全垂直，而是带有一定的锥度，除光亮带以外，其余均粗糙，并带有毛刺和塌角。而较高质量的冲裁件断面应该是：光亮带较宽，约占整个断面的1/3以上，塌角、断裂带、毛刺和锥度都很小，整个冲裁件表面无折弯现象。冲裁断面质量随不同材料的性能不同而变化。一般塑性差的材料，断裂倾向严重。光亮带、塌角及毛刺均较小，且断面大部分是断裂带。塑性好的材料与其相反，其光亮带所占比例较大，塌角毛刺均较大，而断裂带较小。对于同一种材料而言，光亮带、断裂带、塌角和毛刺四部分在断面上所占比例也不是固定的，与材料本身的厚度，冲裁间隙，模具结构，冲裁速度及刃口锋利程度等因素有关，其中影响最大
8、的是冲裁间隙。（四）冲裁间隙1)冲裁间隙是指冲裁的凸模与凹模刃口之间的间隙，凸模与凹模每一侧的间隙成为单边间隙，两侧间隙之和称为双边间隙。冲裁间隙的数值等于凹模刃口尺寸与凸模刃口尺寸之差。2)当冲裁间隙合理时能够使材料在凸凹模刃口处产生的上下裂纹相互重合于同一位置，冲裁件质量较为满意。 间隙过小时，光亮带增加塌角毛刺均减小，但过小则会在凸模刃口处产生裂纹与在凹模人口出产生的下裂纹向外错开一段距离。上下裂纹中的材料被二次剪切，断面质量变差。若间隙过大，则会使裂纹向里错开一段距离。此外冲裁间隙对冲裁件尺寸，冲压力，模具寿命都有影响。3)由图纸可知凸凹模单边间隙为0.03mm，所以由此可得出凹模尺寸
9、。间隙选取原则除了冲裁间隙之外，在冲裁过程中，凸凹模的刃口尺寸及制造公差直接影响冲裁件尺寸精度。并且合理的冲裁间隙也要依靠凸凹模刃口尺寸的准确性来保证。在确定刃口尺寸及制造公差时应遵循以下原则：1）落料尺寸决定于凹模尺寸，冲孔尺寸决定于凸模尺寸；2）根据磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取之间尺寸公差范围内的最小值；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取制件尺寸公差范围内的较大尺寸；3）不管是落料还是冲孔，在初始设计模具时，冲裁间隙一般采用最小合理间隙值；4）冲裁模刃口尺寸的制造偏差方向，原则上是单项入体原则，即凹模（内表面）刃口尺寸制造偏差取正值，凸模（外表面）刃口尺寸制造偏差取负值。5）根据
10、加工方法不同，可分为互换加工法和配合加工法。四、模具设计的计算（一）排样排样：冲裁件在板料或条料上的布置方法。冲裁件的排样与材料的利用率有密切关系,对零件的成本很大,因此应设法在有限的材料面积上冲出最多数量的制件。排样的选择，冲裁排样有两种方法 ： 1）从废料角度来分可以分为有废料排样、少废料排样和无废料排样。2）按制件在材料上的排样形式来分，可以分为直排、斜排、对排、混合排、多样排和冲裁搭边法。注：因为直排能在有限的材料上冲出较多的这种冲裁件,所以选用直排。因生产批量大为了简化冲裁模结构，便于制造和定位。如图3.1。图3.1 排样（二）搭边值的确定搭边主要指冲裁时制件与制件之间、制件与条料边
11、缘之间的余料. 搭边值虽是废料，但在冲压工艺上起着很大的作用。首先，搭边能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；其次，能保持具有一定的刚行，便于送料；再者能起到保护模具的作用，以免模具过早地磨损而报销。搭边值的大小决定于制件的形状、材料、料厚及板料的下料方法。搭边值太小材料利用率较高，但给定位和送料造成很大困难，同时制件精度也不易保证，搭边太大，材料利用率降低。所以搭边值的选择是很重要的由表3.1确定搭边值，一般由经验确定。表3.1 搭边值表料 厚baba0.30.51.01.52.02.53.03.54.05.01.41.01.21.41.61.82.02.23.23.02.31.82.02.
12、22.52.83.03.23.54.01.41.01.21.41.61.82.02.23.23.02.31.82.02.22.52.83.03.23.54.0根据零件形状两式件间按矩形取搭边值: b=3.2mm，侧边取搭边值: a=3.5mm则，进距：h=86.06mm（三）条料宽度的确定1）有侧压装置 B=( Lmax+2a1).1）无侧压装置 B=(Lmax+2a1+C).Lax 制件垂直于送料方向的最大极限尺寸； 条料达到宽度公差；a1 侧面搭边值；C 送料保证间隙：B100，C=0.51.0;B100, C=1.01.5 表3.2条料宽度公差条料宽度 h 材料厚度t112233550501001001501502202203000.40.50.60.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3查表3.2得：=0.2 条料宽度B-=70+3.5*2-0.2=76.8mm（四）材料利用率的计算一个进距的材料利用率为：=SS0100%=SAB100%=S/(Bh)100%=
