1、沈阳理工大学课程设计1冲孔落料件冷冲模具设计目 录1. 冲压件工艺性分析（1）2. 冲压工艺方案的确定（3）3. 主要设计计算（1）排样方式的确定以及计算（3）（2）压力中心的确定及相关计算（3）（3）冲压力的计算（4）（4）工作零件刃口尺寸计算（4）（5）卸料橡胶的设计（5）4. 模具总体设计 （1）模具类型的选择（5）（2）定位方式的选择（5）（3）卸料，出件方式的选择（6）（4）导向方式选择（6）5. 主要零部件设计 （1）主要零件的结构设计（6）（2）定位零件的设计（8）（3）导料板的设计（8）（4）卸料板部件设计（8）（5）模架及其他零部件设计（8）沈阳理工大学课程设计26模具总装图
2、 7冲压设备的选定（8）8.工作零件的加工工艺（8）9. 模具的装配（10）主要参考文献（12）设计小结（12）工件名称：冲孔落料件工件简图：如下图 生产批量：大批量材料：紫铜材料厚度：1mm要求：1.完成模具总装图（3D 电子文档） ；2.完成总装配图，图纸符合国家制图标准；3绘制工程图，图纸符合国家制图标准；4编写设计说明书。 （A4 纸打印）沈阳理工大学课程设计3工件图1.冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为紫铜，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结果简单，有 2 个直径 8mm 的孔；孔与孔，孔与边缘之间的距离满足要求，工件的尺寸全部为自由公差，可看着 IT14 级，尺
3、寸精度底，普通冲裁就能满足要求。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：落料冲孔复合冲压。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。方案一模具结构简单，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高，完全能满足工件技术要求。所以经过比较，采用方案三最为合适。3.主要
4、设计计算（1）排样方式的确定以及计算设计级进模，先要设计条料排样图。工件图可视为一矩形中间两个孔，直排材料利用率最高。如图一所示的排样方法，可减少废料。第一次冲裁使用活动挡料销，然后第二次可用固定挡料销。搭边值取 1mm，壁厚取 1.5mm，条料宽度为 63.5mm，步距为 21mm，一个步距的材料利用率为 76% 沈阳理工大学课程设计4（2）压力中心的确定及相关计算画出凹模型口图如下；通过软件得出压力中心点（-2.89，0） 。（3）冲压力的计算该模具采用级进模，选择弹性卸料，下出件。冲压力的相关计算见表 1根据计算结果，冲压设备拟选择 J23-25。表一 条料及冲压力的相关计算 项目分类项
5、目 公式 结果 备注冲裁件面积 A A=40 20+ 10 -2 4221013.5m2条料宽度 B B=60+2 1.5+0.5 64mm步距 S S=20+1 21mm排样一个步距的材料利用率 100% = 100%SnA21645.0376% =1mm,a=1.5mm1冲裁力 F F=KL =1.3 92.56 1 160tb19252N L=92.56mm卸料力 x= F=0.04 19252xFXK770N查表得=0.04XK推件力 TF= F=8 0.06 19252Tn9241N 取 8n冲压力冲压工艺总力 Z=F+ +FxT=19252+770+924129263N 弹性卸料下
6、出件（4）工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配沈阳理工大学课程设计5方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见表二所示。表二 工作零件刃口尺寸的计算尺寸及分类 尺寸转换 计算公式 结果 备注R =9.91A08.落料 R10 R10 036.naxAXR0)(mi2/TTZR =9.885 012.=8.18Td08.冲孔 88 36.00)(Tnaxt
7、XdATAZ0mi2/=8.205 012.孔心距 40 40 0.628/LA=40 0.155AL查表得冲裁双面间隙=0.07 maxZmm=0.05 minmm磨损系数 X=0.5，模具按 IT14 级制造。校核满足 )(minaxZTA（5）卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算见表三。选用的 4 快橡胶板的厚度无比一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。表三 卸料橡胶的设计计算项目 公式 结果 备注卸料板工作行程 工h21ht工 4 mm橡胶工作行程 工H修工工 9 mm橡胶自由高度 自 由 工自 由 H436 mm为凸模具凹进卸1h料板的高度 1mm，为凸模冲裁后进
8、2入凹模的深度沈阳理工大学课程设计6橡胶的预压缩量 预H自 由预 H%155.4 mm每个橡胶承受的载荷 1F4/卸 192.5N橡胶的外径 D ）（ pFd/27.146 mm校核橡胶自由高度 自 由H0.5 1.5D/自 由 满足要求橡胶的安装高度 安 预自 由安 H30.6 mm2mm， 为凸模修修h磨量取 5mm,取为 的工H自 由25%，选用 4 个圆筒形橡胶4. 模具总体设计（1）模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。（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板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距
9、。而第一件的冲压位置可由活动挡料销定距。（3）卸料，出件方式的选择因为工件料厚 1mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。（4）导向方式选择为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。5. 主要零部件设计（1）主要零件的结构设计a.落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2 个 M8 螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按 H6/m5。总长 L 可按公式计算： L= +h=14.4+14+1+20.6=50mm21ht工落料凸模结构如下图所示 沈阳理工大学课
10、程设计7b.冲孔凸模 因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，加工简单，便于装备与更换。冲孔凸模结构如下图所示。c.凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位置时。要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄范围内。其轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度 H=kb=0.3x60=18，为了方便橡胶安装，取 H=25凹模壁厚 c=（1.5-2）H=27-36m，取 c=40沈阳理工大学课程设计8凹模宽度 B=b+2c=60+2x40=140 取 B=150凹模长度 L 取 130mm（送料方向）凹模轮廓尺寸为 130 150
11、25mm，凹模结构如图所示凹模（2）定位零件的设计落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径 8mm 的的两个孔作为导正孔。导正销采用 H7/r6 安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/r6 配合。（3）导料板的设计导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板厚度取 4mm，采用 45 钢制作，热处理硬度为 40-45HRC，用螺钉固定在凹模上。导料板上有活动挡料销凹槽。（4）卸料板部件设计a.卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为 8mm。采用 45 钢制造，淬火硬度为 40-45HRC。b. 卸料螺钉的
12、选用卸料板上设置 4 个螺钉，公称直径为 8mm，螺纹部分为 M6 4。 （5）模架及其他零部件设计该模具采用对角式导柱模架，导柱分别为 28 100,导套分别为28 42x95。上模座厚度取 40mm，上垫板厚度取 10mm，固定板厚度取 15mm，下模座厚度沈阳理工大学课程设计9取 45mm，那么该模具的闭合高度：= =40+10+50+25+45-2=168mm闭H2hHL下 模垫上 模式中：h2 为凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mmL凸模长度，L=50mmH凹模厚度，H=25mm可见该模具闭合高度小于所选压力机 J23-25 的最大装模高度（ 220 mm） ，可以使用。6模具总装
13、图通过以上设计，可得如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（3 个） 、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销 21 作为粗定距，在落料凸模上安装 2 个导正销，利用条料上 的孔作为导正销孔导正，以此作为条料送进的精确定距。107冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机 J23-25 能满足要求。起主要参数如下：公称压力：250kN滑块行程：65mm最大闭合高度：270mm最大装模高度：220mm连杆调节长度:55mm工作台尺寸（前后 x 左右）
14、：370x560 mm垫板尺寸（厚度 x 直径）：50x200 mm模柄孔尺寸： 40x60 mm最大倾斜角度：30 度8、模具零件的加工工艺本副冲裁模，模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。表四所示为落料凸模的加工工艺过程。沈阳理工大学课程设计10表四工序号 工序名称 工序内容 工序简图1 备料 将毛坯锻成长方体 7040 60mm2 热处理 退火3 粗刨 刨六面,互成直角，留单边余量 0.5mm4 热处理 调质5 磨平 磨六面，互成直角6 钳工划线 划出各孔位置线、型孔轮廓线7 加工螺钉孔、销孔及穿丝孔按位置加工螺钉孔、销孔及穿丝孔8 热处理 按热处理工艺，淬火，回火达到 6064HRC9 磨平面 精磨上下平面10 线切割 按图切割型孔达到尺寸要求11 钳工精修 全面达到设计要求沈阳理工大学课程设计1112 检验
