单工序落料模设计说明书

冲压模具课程设计系别:模具设计与制造姓名:学号:冲压模具设计说明书目录前言 (3)设计任务书 (4)一、冲压件工艺分析 (5)二、确定冲裁工艺方案 (5)三、确定模具总体结构 (5)四、工艺尺寸计算 (6)五、冲压设备的选择 (7)六、主要零部件的设计 (8)七、模具装配图 (18)心得体会 (19)结束语 (20)前言模具课程设计是CAD/CAM专业教学计划安排的非常重要的教学实践环节，也是毕业设计的首选内容。

其目的在于巩固《模具结构及设计》所学知识，熟悉有关资料，树立正确的设计思想，掌握正确的设计方法，培养学生的实际工作能力。

通过模具结构设计，学生在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、模具零件结构设计、编写说明书和查阅参考文献等方面受到一次综合的训练，增强学生的动手能力和创新设计能力。

本次设计中，本人的设计任务是根据一个座板的工件设计一副模具。

本人主要做了如下工作：1、根据座板的结构设计计算各部分尺寸；2、确定工艺方案；3、由以上数据画出装配图。

设计任务:一、冲压件工艺分析1、材料：Q235普通碳素结构钢，具有好的塑性，具有良好的冲压性能。

2、冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度：零件的尺寸精度0.26-128、0.20-64、0.20-35、23.0-96已给公差，冲压生产出的零件精度能够符合零件精度要求。

3、工件结构：结构简单，形状对称。

结论：适合冲裁二、冲压件的工艺方案确定通过以上对该零件的结构、形状及精度的分析，并结合零件的生产批量。

该零件采用落料单工序就可完成冲压加工。

三、确定模具总体结构1、模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序模冲压，所以本套模具类型为单工序落料模。

2、定位方式的选择因为该模具采用条料，控制条料得送进方向采用导料销；控制条料的送进步距采用挡料销。

3、导柱、导套位置的选择由于落料件的结构简单，大批量生产都使用导向装置。

导向方式主要有滑动式和滚动式导柱导套结构。

该零件承受侧压力不大，为了加工装配方便，易于标准化，决定使用滑动式导柱导套结构。

4、滑动式模架选择由于受力不大，精度要求也不高，同时为了节约生产成本，简化模具结构，降低模具制造难度，方便安装调整，故采用后侧导柱导套式模架。

该模架可以三方面送料，操作特别方便。

5、卸料、出件方式的选择在选用卸料装置的形式时，需考虑出料方式是上出料，还是下出料。

卸料装置根据冲件平整度要求或料的厚薄来确定，对于冲件平整度要求高，且料薄的宜用弹压卸料板。

这样既可压料又可卸料，且卸料板随上模上下运动，直观性强，操作方便，是生产中常用的一种卸料方式。

当板料较厚时，用弹压卸料板难以卸料时，选用固定卸料装置卸料，一般在零件形状简单、要求不高时，采用固定卸料方式，它可简化模具结构，但是因为工作部位封闭，送料只能靠手感，操作不便，安全性差。

由于零件厚度只有1mm，属于薄料，一般采用弹性卸料方式顺便压料，以简化模具结构，降低成本，同时该模具为单工序落料模，为方便制件取出，采取下出料方式。

四、工艺尺寸计算该冲裁件厚度t=1mm，外形由直线组成，且对称分布，在选取搭边量时可看成方形类零件。

查表p94 2—1—8（教材），工件间最小搭边值a1=1.5mm，沿边最小搭边值a=2mm，以下面排样方式中的数个零件为单位计算零件利用率。

单个零件面积A0=12288mm2。

1.排样方案的确定方案一：方案二：方案一：材料利用率=A 0/A=5×12288/650×100=94.52% 方案二：材料利用率=A 0/A=5×12288/490×132=94.99%比较以上两种方案，知方案二排样材料利用率最高，故采用此排样。

2、凸、凹模刃口尺寸的计算由于此工件在模具磨损后对其影响不一，所以采用配合加工的方法。

查 书本p96表2–4–14、2–4–15.m axZ =0.13，min Z =0.10,x=0.75机电一体化课程设计凹模尺寸：A 、B 、C 、D 段在磨损后均变大△△）（0.250d x +-=A A =127.810+0.065 A A =127.690+0.065△△）（0.250d x +-=B B =63.80+0.050 A A =63.680+0.050 △△）（0.250d x +-=C C =34.80+0.050 A A =34.680+0.050 △△）（0.250d x +-=D D =95.830+0.058 A A =94.880+0.058式中maxZ 、minZ ——最大、小初始双面间隙A d 、B d 、C d 、D d 、—落料凹、凸模尺寸∆——冲裁件制造公差x ——系数3、冲、推、卸料力的计算（1）冲裁力F 落为： F 落=KLt τ其中，L=(A+D)×2以上公式中：F——冲裁力；K——安全系数，一般取K=1.3；L——冲裁周边长度；t——材料厚度；τ——材料抗拉强度MPa；则有：L=(A+D)×2=（96+128）×2=448(mm)材料厚度t=1mm;材料: Q235，参考相关资料，其抗拉强度τ=365Mpa,则：F 落=1.3×448×1×310＝180.554（kN）≈181（kN）（2）卸料力F x为：根据以上模具结构类型，采用弹性卸料和下出料，F x＝K x F, 取K x＝0.04,查下表如下图所示则：F X＝0.04×181＝7.24（kN）（3）推件力F t为：F t＝K t Fn, 凹模刃壁垂直部分高度h＝5mm,t＝1mm,n＝5/1=5;取K t＝0.055，则：F t＝5×0.055×181＝49.775（kN）总冲压力F 总＝F 落+ F x+ F t＝181+7.24+49.775＝238.015（kN）4、压力机公称压力的计算选用的压力机公称压力P≥(1.3~1.5) F 总取系数为1.5，则P≥1.5F总＝1.5×238.015＝357.0225（kN）5、冲裁压力中心的确定由于该落料零件是为对称零件，故冲裁压力中心即为该落料件的对称中心。

五、冲压设备的选择开式曲柄压力机虽然刚度差，但它成本低，且有三个方向可以操作的优点，故广泛应用于中小型冲裁件、弯曲件、拉深件的生产中。

闭式曲柄压力机刚度好、精度高，只能靠两个方向操作，适用于大中型件的生产。

双动曲柄压力机有两个滑块，压边可靠易调，适用于较复杂的大中型拉深件的生产。

选用的压力机公称压力P≥(1.3~1.5) F 总取系数为1.5，则P≥1.5F总＝1.5×238.015＝357.0225（kN）初选压力机公称吨位为400kN,型号为J23-40，因为开式压力机广泛应用于冲压工艺，且允许前后或左右进料操作，操作空间大，操作方便。

其主要工艺参数如下：六、主要零部件的设计1、卸料装置的设计采用的是弹压卸料装置，选用合成橡胶作为弹性元件，已知Fx ＝7.32kN ，根据模具安装空间，取圆筒合成橡胶4个，每个橡胶承受的预压力F y 为： Fy ＝Fx /n ＝7320/4＝1830N 取hy ＝32%h,查表得p ＝2MPa,则橡胶的横截面积为： A ＝Fy /p ＝1830/2＝9152mm设橡胶孔直径为Dmm ，橡胶上螺钉孔直径d 为10mm ，则有： A ＝π/4（D2-d2）=π/4（D2-102）=9152mm 经计算和保证足够的卸料力, 取D ＝36mm 橡胶的自由高度：0(3.5~4)=24.5~28h S 工作mm取h =28mm其中，=+1+=1+1+5=7S t 工作修模量mm因为0.5＜h 0 /D ＝28/36 =0.78＜1.5，所选橡胶符合要求。

橡胶的安装高度：h a ＝（0.85~0.9）h 0＝23.8~25.2mm取h a＝25mm2.凹模尺寸的设计落料凹模凹模采用整体凹模，轮廓全部采用数控线切割机床即可一次成形，安排凹模在模架上的位置时，要依据压力中心的数据，尽量保证压力中心与模柄中心重合。

其轮廓尺寸的计算如下：凹模厚度H 凹＝Kb,查<<冲压模具设计>>P92表2-4-88取K＝0.18，则：H 凹＝0.18×128＝23.04mm,凹模壁厚C: C＝（1.5~2）×23.04＝34.56~46.08，取凹模厚度 H=30mm，壁厚C取40mm凹模长L：L＝l＋2c＝96＋2×40＝176mm凹模宽B：B＝b＋(2.5~4.0) H 凹＝128+(2.5~4.0) ×30 =203~248mm取凹模宽B=250mm所以凹模的外形尺寸为176mm×248mm。

故取凹模外形尺寸为250mm×250mm×30mm凹模形状尺寸如图所示：3、凸模尺寸的设计因为零件为简单形状制件，采用整体直通式凸模。

凸模长度主要根据模具结构，并考虑修磨、操作安全、装配等的需要来确定。

当按冲模典型组合标准选用时，则可取标准长度，否则应该进行计算。

采用弹压式卸料装置，凸模长度应按下式计算： 凸模长度计算：L ＝h 1＋h 2＋h 式中 1h ——凸模固定板厚度（mm ）;2h ——卸料板厚度（mm ）;h ——附加长度（mm ）;凸模固定板的厚度h 1=（0.6~0.8）H 凹=（0.6~0.8）×30=18~24mm, 取凸模固定板的厚度h 1=18mm卸料板的厚度一般为10~20mm,取卸料板的厚度为18mm附加长度为h ＝橡胶安装高度h a ＋板料厚度t ＋凸模进入凹模的深度f ，其中，h a=25mm, t=1mm,凸模进入凹模的深度取1mm,所以 h= h a ＋t ＋f=25+1+1=27mm 则：L ＝h 1＋h 2＋h =18＋18＋27＝63mm 凸模尺寸如图所示：4、模架根据凹模外形尺寸250×250×30，选凹模材料为HT200钢上模座选外形尺寸为315×250×50，下模座选外形尺寸为315×250×60。

如下图所示模具的闭合高度与压力机的装模高度关系：H max－5≥H≥H min＋10式中 H——模具闭合高度（mm）；H max——压力机的最大装模高度（mm）；H min——压力机的最小装模高度（mm）；1）H min= H max－T－S式中，T——工作台板厚度，S——为滑块行程从已选压力机设备参数已知：H max＝330mm, T=65mm,S=90mm, 则有：H min= H max－T－S=330－65－90=175mm故模具闭合高度应为：325mm≥H ≥185mm实际模具闭合高度：H 模＝H 上＋H 下＋H 垫＋L＋H 凹－f式中 H 上——上模架厚度(mm);H 下——下模架厚度(mm);H 垫——垫板厚度(mm);L——凸模长度(mm);H 凹——凹模厚度(mm);f——凸模进入凹模的深度(mm)则H 模＝H 上＋H 下＋H 垫＋L＋H 凹－f＝50＋60＋10＋63＋30－1=212mm 下模座：(4)卸料板的设计材料选用Q235A钢，长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，厚度为8mm~18mm,取18mm，单面间隙取0.10。