1、摘 要2目录4 一、冲裁件的工艺分析.71.冲裁工艺方案的确定7二、工艺与设计计算82.1.排样设计算82.2.搭边值得确定92.3.送料进距102.4.条料宽度确定112.5.材料利用率计算122.6.压力机的选用.132.7.计算凸凹模刃口尺寸及公差.162.8.刃口计算.19三、模具的总体设计213.1.模具类型的选择213.2.操作与定位方式的选择213.3.卸料方式的选择223.4.出件与送料方式的选择223.5.导向方式的选择22四、模具零件的设计234.1.定位零件的设计234.2.卸料部件的设计264.3.工作零件的设计264.4.模架的设计294.5.其他零部件的设计31五、
2、制定模具零件加工工艺过程325.1.冲孔凸模加工工艺过程325.2.落料凸模加工工艺过程32六、模具图纸绘制326.1.模具装配图的设计绘制336.2.模具零件图的设计绘制35七、模具的装配 37 设计总结 38 参考文献39 致 谢40设 计 任 务 书设计课题: 异形垫片的冲压模具设计 冲压件名称材料板厚工件精度异形垫片H680.15mmIT13工件图设计要求： 1. 绘制该工件的零件图和三维实体图。 2. 确定该零件的冲压工艺方案，编写工艺卡。3. 绘制该工件制作所需模具的总装配图。 4. 绘制该模具的凹模 凸模零件图。 5. 编写完善的设计说明书。一、冲裁件的工艺分析 该零件是许多机械
3、上使用的手柄，要对该零件进行中批量生产，外精度不高，只需平整，圆孔是该零件需要保证的重点。1.1冲裁工艺方案的确定 该制件的冲裁工序包括落料和冲孔，其冲裁加工有以下三种方案：方案一：先冲孔，后落料。单工序模生产。方案二：冲孔落料复合冲压。复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。级进模生产。表 各类模具结构及特点比较模具种类比较项目单工序模复合模级进模无导向有导向零件公差等级低一般可达IT10IT8级可达IT13IT10级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm小零件厚度0.16mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件零件平面度由
4、于压料冲件的同时得到了较平的制件，制件平直度好且具有良好的剪切断面中小型件不平直，高质量制件需较平生产效率较低冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高安全性不安全，需采取安全措施比较安全模具制造工作量和成本比无导向的稍高冲裁较复杂零件时，比级进模低冲裁简单的零件时，比复合模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产平直度要求高的中小型制件的大批量生产大批量小型冲压件的生产方案一模具结构简单，投资少，且每次冲裁所需的冲裁力较小，可以解决冲压设备吨位不够的问题。其缺点在于零件的精度难于保证，并且零件比较小，在第二次冲孔时，准确定位不宜，
5、容易使人受伤，生产率低。单冲模结构简单，制造成本低，易于加工和模具的维修，适用于小批量或试制件。 方案二也只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚，模具强度也能满足要求。模具零部件加工制造比较困难，成本较高，并且凸凹模容易受到最小壁厚的限制，而使得一些内孔间距、内孔与边缘间距较小的下件不宜采用。 方案三只需一副模具，生产效率高，模具寿命长，操作方便，精度也能满足要求，生产成本较低， 通过对上述三种方案的分析比较,采用级进模较合理，精度较高。二、工艺与设计计算 2.1.排样设计与计算 冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。排样的意义在于减小材料消耗、提
6、高生产率和延长模具寿命，排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命。根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。因此有下列三种方案：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。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。无废料排样 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
7、冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。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。2.2.搭边值得确定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，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，有时还会拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。根据制件厚度与制件的排样方法查表2-1得：两制件之间搭边值=1.8mm.侧搭边值a =2.0mm.表2-1搭边值和侧边值材料厚度t圆件及r2t圆角矩形边长l50矩形边长l50或圆角 r2 工件间侧边a
8、工件间a侧边工件间侧边a0.25以下1.82.02.22.52.83.00.250.51.21.50.50.81.00.81.20.81.21.51.91.62.02.02.52.53.03.03.53.23.54.03.54.05.04.04.55.0120.6t0.7t0.8t0.9t2.3.送料进距条料在模具上每次送进的距离称为送料进距，每个进距可冲出一个或多个零件。 A=D+ 式中 D平行于送料方向的冲裁件宽度冲裁件之间搭边值根据公式： A= D+=55+1.8=56.8mm模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式,还是采用从右往左的横向送料方式，这主要取决于凹模的周界尺寸。如：LB
9、时，采用纵向送料方式；LB时，则采用横向送料方式；L=B时，纵向或横向均可。就本模具而言，采用横向送料方式。（注：L为送料方向的凹模长度；B为垂直于送料方向的凹模宽度）。 图 排样形式2.4.条料宽度确定（1）.计算板料宽度因为采用了有废料排样，沿制件部分外形冲裁，所以条料宽度为49mm.（2）.确定板料规格选用H68板料，采用板料的长度为500mm, 宽度为49mm, 采用横裁的方法排样方式和搭边值确定以后，条料的宽度也就可以设计出。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。本设计采用的是无侧压装置的模具。无测压
10、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小。为了补偿侧面搭边的减小部分，条料宽度应增加一个可能摆动量。即：B=D+2（a +）+c式中 B条料宽度基本尺寸；D条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸；a侧搭边值； 条料下料剪切公差 c条料与导板之间的间隙表 剪切公差及条料与导料板之间间隙条料宽度B条料厚度t11-22-33-5c5050-100100-150150-220220-3000.40.50.60.70.10.20.30.91.11.3跟据零件图查上表确定剪料公差及条料与导板之间的间隙=0.5，c=0.1。 B=D+2（a +）+c =45+2（2.2+0.4）+0.1
11、 =59.7mm2.5.材料利用率计算材料利用率单个零件的材料利用率=S/S0100%=S/AB100%冲裁面积SS=4555=2475 n=1 B=49 L=55+1.8=56.8S冲裁件面积S0所用材料面积，包括工件面积与废料面积B调料宽度A送料步距n一个步距内冲件数=S/AB=100%89%由此可知，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。2.6.压力机的选用冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。平刃口模具冲裁力，Fp=KP L t查常用黄铜的力学性能
12、表得 =530660Mpa 取=600Mpa查表得 K=0.06 K=0.07F=Ltb=1720.1560015480NF冲孔=Ltb=106.76600=9608.4NFQ=KFP=0.0615480=874.8NFQ1=nk1FP=60.07154806501.6NFQ2=K2FP=0.0815480=1238.4NF总=Fp+FQ+FQ1 =22856.4N冲压设备属锻压机械。常见的冷冲压设备有机械压力机（以表示其型号）和液压机（以表示其型号）。常用冷冲压设备的工作原理和特点如表：表 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
13、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，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。生产率高，适用于各类冲压加工。高速压力机工作原理与曲柄压力机相同，但其刚度、精度、行程次数都比较高，一般带有自动送料装置、安全检测装置等辅助装置。生产率很高，适用于大批量生产，模具一般采用多工为级进模。液压机油压机水压机利用帕斯卡原理，以水或油为工作介质，采用静压力传递进行工作，使滑块上、下往复运动。压力大，而且是静压力，但生
14、产率低。适用于拉深、挤压等成形工序。表2-4 J23系列开式双柱可倾压力机主要技术参数技术参数代号单位型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40滑块公称压力P eK N31.563100160250350400滑块行程Smm2535455565封闭高度120150180220270290330连杆调节量3060滑块中心线至机身距离90110130200滑块地面尺寸左右a140170300前后b260模柄孔尺寸直径d4050深度l70垫块厚度最大倾斜角工作台尺寸310370450560610700240380460根据冲压力的计算，选择开式双柱
15、可倾压力机的型号为J23-40（1） 压力机的校核（1）工称压力： 型号J23-40 压力为400KN 得以校核（2）滑块行程： 材料厚度t=0.15mm，导料板厚度10mm，凸模进入凹模的最大深度15mm， S1=0.15mm+10mm+15mm=28mmS=55mm 得以校核（3）行程次数： 次数为80/min，因为大批量生产，有是手工送料，得以校核 （4）闭合高度： 闭合高度H：在本模具中模具闭合高度为上模座、下模座、垫板、凸模、凸凹模厚度的总和。即 H=45+30+30+24+10+4541=225mm经计算该模具闭合高度H=225mm，开式双柱可倾式压力机J2340（330mm）满足
16、要求,得以校核。（2）压力设备的选用通过校核，选择开式双柱可倾式压力机J2340能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：400kN滑块行程：80mm最大闭合高度：330mm工作台尺寸（前后左右）：460mm700mm 垫板尺寸（厚度）：10mm2.7.计算凸凹模刃口尺寸及公差（1）冲裁间隙的确定图2-4冲裁间隙间隙对冲裁件尺寸精度的影响冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。间隙对模具寿命的影响模具寿命受各种因素的综合影响，间隙是也许模具寿命诸因数中最主要的因数之一，冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，所以过小的间隙对模具寿命极为不利。间隙对冲裁工艺力的影响随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。通常冲裁力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的520%左右时，冲裁力的降低不超过510%。间隙对卸料力推料力的影响比较显著。间隙增大后，从凸模里卸料和从凹模里推料都省力，当单边间隙达到材料厚度的1525%左右时的卸料力几乎为零。但间隙继续增大，因为毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力
