冲压模设计说明书

一、设计依据、原始数据

图1-1 空调机垫片零件图

空调机垫片，材料：45号钢，厚度3mm，生产批量为大批量生产。

二、零件冲压加工工艺分析

冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。一般情况下，对冲裁件工艺性影响最大的是几何形状、尺寸和精度要求。良好的冲裁工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。

1、冲裁件结构工艺性

（1）冲裁件孔的最小尺寸模具凸模的强度受冲裁件上孔的尺寸的影响，所以冲裁件上的孔不能太小，查《冷冲压模具设计指导书》表2-2，冲裁空调机垫片时，冲孔的最小尺寸为1.3t=0.39mm，该零件的孔远比0.39mm大，所以凸模的强度不受冲裁件上孔的尺寸的影响。

（2）最小孔距、孔边距冲裁件的孔与孔、孔与边缘之间的距离a(见图2-1)不能太小，否则模具强度不够或使冲裁件变形，一般a≥2t，但是不得小于3～4mm。该零件最小孔边距a=3.75mm<2t=6mm。因为模具强度不够，故得分开冲小孔，先冲八个奇数孔，后冲八个偶数孔。

图2-1

2、冲裁件的精度和断面粗糙度

（1）精度零件图1-1所示空调机垫片零件其外形相对比较简单，形状规则，适合冲裁加工。但零件尺寸公差要求较高，按IT11级选取，利用普通冲裁方式可达到图样要求。查《冷冲压模具设计指导书》表2-3，该冲裁件内形尺寸公差为0.20mm，外形尺寸公差为0.40mm；表2-4，孔中心距公差为±0.25

（2）断面粗糙度

查《冷冲压模具设计指导书》表2-5，材料厚度t=3mm，得断面粗糙度=25m。

三、确定零件冲压工艺方案

该零件的外形简单，形状规则，材料为45钢板，厚度t=3mm，=600MPa。由于生产批量为大批量生产。而且成型工艺只有冲孔和落料两个工序，所以设计关键是设计模具工作零件的结构，保证模具使用寿命。

1、方案比较

方案一：采用单工序模，对于该零件，冲模的结构简单、制造周期短，价格低，而且通用性好，比较容易在实现自动化，但是压力机一次行程内只能完成一个工序，生产效率不太高。

方案二：采用复合模，压力机一次行程内可以完成两个或者两个以上工序，生产效率高，适合大批量零件生产，冲件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置一致性好，适宜冲薄料，但是很难实现自动化，只能实现部分自动化，而且制造复杂性和价格都比单工序模高。

方案三：采用级进模，压力机一次行程内可以完成多个工序，生产效率高，冲件精度高，适合中小型零件的大批量零件生产，容易实现自动化，较难保证内外形相对位置一致性。模具强度高，耐磨性能要好，级进模制造复杂性和价格要比复合模低。

2、确定方案

比较以上方案，决定采用级进模冲裁该零件，由于生产批量为大批量生产，而且具有操作方便、安全制造方便，维修容易等特点，模具强度较高，寿命较长。便于实现自动化。采用侧刃定距保证定位.该零件属于小型零件，而且产量是大批量生产。从模具的制造复杂性和价格还有生产效率等方面考虑，所以决定采用级进模冲裁该零件。

四、排样设计

1、导正孔

利用中间的孔作为导正孔

2、确定条料的宽度

条料宽度的确定原则是：最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够

的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间隙。因此，在确定条料宽度时必须考虑到模具的结构中是否采用侧压装置和侧刃，根据不同结构分别进行计算。

因为此级进模考虑采用的是自动送料方式，所以设计时采用侧刃装置，和采用侧压装置，所以计算条料宽度时，无按以下式计算：

B=〔D+2+nb〕(mm)

式中： B为条料宽度的基本尺寸；

D为条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸(mm)

条料下料剪切公差(mm) ，

查《冲压工艺与模具设计》表2.5.3。

得=0.9mm，=0.5mm。

B=〔114+2x2.5+1〕(mm)=120(mm)。

3、排样的方式

根据以上分析，排样图见图4-4所示。

图4-4

4、材料的经济利用

冲压件大批量生产成本中，毛坯材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。其计算公式如下：

一个进距内的材料利用率=X100% =X100%

式中 F为工件的实际面积；

为所用材料面积，包括工件面积与废料面积；

A为送料进距； B条料宽度。

得=X100% ==37.13%

所以一个进距内的材料利用率为37.13%

五、冲裁工艺力的计算

1、冲裁力

计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。

冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。

平刃口模具冲裁时，冲裁力F（N）可按下式进行计算

式中 L—冲裁件周边长度（mm）；

t —材料厚度（mm）；

—材料抗剪强度（M Pa）；

K—系数。（考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3）

一般情况下，材料的，为计算方便，也可用下式计算冲裁力F（N）

式中—材料的抗拉强度（MPa）。

此制件所需的冲裁力由冲孔力、落料力两部分组成。

查《冲压工艺与模具设计》表8-1 得=600 M Pa

=（）

=3mm*600MPa*(357.96mm+329.07mm+517.47mm)=216.81kN

所以此制件所需的冲裁力=216.81kN。

2、卸料力、推件力和顶件力的计算

当上模完成一次冲裁后，冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性收缩而会紧箍在凸模上。为了使冲裁工作连续，操作方便，必须将套在凸模上的材料刮下，将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力。从凹模内向上顶出制件所需的力，称顶件力。如图4-5所示。

图4-5 工艺力示意图

、、是由压力机和模具的卸料、推料、顶件装置获得的。影响这些力的因素主要有材料的力学性能、材料厚度、模具间隙、凸、凹模表面粗糙度、零件形状和尺寸以及润滑情况等。要准确计算这些力是困难的，实际生产中常用下列经验公式计算