模具设计典型T型件冲压模具设计

目录1.零件的工艺性分析 (2)2.确定工艺方案 (2)3.工艺与设计计算 (2)4.定位零件的设计与标准 (8)5.卸料的设计 (9)6.模具总体设计 (9)7.选定设备 (10)8.绘制模具总图 (11)9.参考文献 (11)典型T 型件冲压模具设计工件为垫片，矩形薄板结构。

材料为Q235，厚度为2，年产量为10万件，上下表面为非加工面，不得有毛刺缺陷等。

1.零件的工艺性分析。

零件尺寸标注完整、清晰，IT 等级最高为11级，利用普通冲裁方式可达到图样要求。

由于该件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。

材料为Q235钢，b σ=450MPa 。

2.确定工艺方案零件属于大批量生产，工艺性较好。

但是不宜采用复合模具。

如果采用落料后再冲孔，则效率太低，而且质量不易保证。

由于该件的生产批量比较大，因此确定该零件的工艺方案为冲孔—落料级进模，考虑到凹模刃口强度，中间还留一空步。

排样如图：图13.工艺与设计计算（1）冲裁力的计算根据 τLt F =0L —冲裁件周长（mm ）； t —材料厚度（mm ）； τ—材料抗剪强度（MPa ）； 考虑到实际因素影响实际冲裁力增大取1.3倍则b Lt Lt F F στ≈==3.13.10式中：F —最大可能冲裁力;b σ—材料抗拉强度因此 冲孔力F 1=1.3×92×2×450=107640N落料力F 2=1.3×244×2×450=142740N 卸料力、推件力根据经验公式计算:（2）卸料力的计算F F 卸卸K =式中:卸F —卸料力（N ）;卸K —卸料力系数（查表取0.05）；F —冲裁力（N ）（为冲裁力和切断力的总和）； 故卸料力为卸F =（53820+142740）×0.05=9828N（3）推件力的计算F F 推推K =n式中: 推F —推件力（N ）；n —梗塞在凹模内料的个数，n=h/t ，h 为凹模刃壁垂直部分高度（mm ），t 为材料厚度； 推K —推件力系数（查表取0.050）；F —冲裁力（N ）； 因此冲孔部分推件力：n 11推推K =F F =107640×0.050×8÷2=21528N切断部分推件力：n 22推推K =F F =142740×0.050×8÷2=28548N所以2121推推卸总F F F F F F ++++==310284N(4)压力中心的计算查表2-18确定搭边值，矩形件 边长50l ＞或圆角t 2r ≤，取工件间1a =2，沿边a=2.2。

图2(5)计算各主要零件的尺寸1)凹模厚度：①冲孔凹模按《冷冲压模具设计指导》公式：H=Kb （≥15mm ）式中：b —冲裁件的最大外形尺寸（由零件图取30mm ）；K —考虑板厚影响的系数； 查表选取K=0.42；因此H=30×0.42=12.6mm ，小于15mm ，因此选择H=15mm 。

按公式：C=(1.5～2)H （≥30mm ）取C=30mm 。

根据工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸，为90×76mm 。

②落料凹模按公式：H=Kb （≥15mm ）式中：b —冲裁件的最大外形尺寸（由零件图取70mm ）；K —考虑板厚影响的系数； 查表选取K=0.28；因此H=70×0.28=19.6mm ，因此选择H=30mm 。

调整冲孔凹模厚度也为30mm 。

按公式：C=(1.5～2)H （≥30mm ）取C=35mm 。

根据工件尺寸即可估算落料凹模的外形尺寸，为140×122mm 。

2)凸模固定板厚度 ①冲孔1H =0.6×15=10.5mm 。

②落料H H 6.02==0.6×30=18mm ，取为20mm 。

因此统一选取固定板的厚度为20mm 。

3)垫板的采用与厚度：是否采用垫板以承压面较小的凸模进行计算，冲小矩形孔按照公式AF =σ 1630450221630⨯⨯⨯⨯+=）（冲孔σ=86.25MPa ＜[]σ=90～140MPa （采用铸铁模板时的许用应力）5270450225270⨯⨯⨯⨯+=）（落料σ=60.32MPa ＜[]σ=90～140MPa因此不需采用垫板。

4)卸料橡皮的自由高度：根据材料厚度为2mm ，冲裁时凸模进人凹模1mm ，考虑模具维修时刃磨留量2mm ，在考虑开启时卸料板高出凸模1mm ，则总的工作行程mm 6h =工件，则橡皮的自由高度:）（工件自由3.0~25.0h h ==20～24mm取mm 24h =自由。

模具在组装时橡皮的预压量为自由预％h %15~10h ⨯==2.4～3.6mm ，取h 预=3mm 。

因此可算出模具中安装橡皮的空间高度尺寸为21mm 。

卸料板根据经验选择厚度为20mm 。

5)计算凹凸模工作部分尺寸：形状简单的矩形凹凸模一般采用分别加工的制造方法制造。

查表《冷冲压模具设计指导》p14冲裁模初始双边间隙，mm 360.0mm 246.0max min ==Z Z ，①冲孔工件孔尺寸：宽16mm ，长30mm 。

查表取x=1，根据经验公式取。

、，、mm 12.0mm 1.0mm 030.0mm 025.030163016=∆=∆==δδ 根据公式0min p p x d d δ-∆+=）（、d0min min d x d d δ++∆+=）（Z 。

则冲孔凸凹模的宽为0025.0p161.16d -=mm 、025.00d16346.16d +=mm 。

冲孔凸凹模的长为003.0p3012.30d -=mm 、03.00d30486.30d +=mm 。

满足max min d p Z Z +≤+δδ。

②落料工件尺寸：宽52mm ，长70mm 。

查表取x=1，根据经验公式取。

、，、mm 2.0mm 2.0mm 05.0mm 05.030163016=∆=∆==δδ 根据公式d0max d x D D δ+∆-=）（、0min max d p x D D δ--∆-=）（Z 。

则落料凸凹模的宽为05.00d528.51D +=mm 、005.0p52554.51D -=mm 。

落料凸凹模的长为05.00d708.69D +=mm 、005.0p70554.69D -=mm 。

6)模具具体设计 ①冲孔凸模具体设计凸模材料选用T10A ，刃口部分热处理硬度为58～60HRC ，尾部回火至40～50HRC 。

由于孔较小要求凸模有一定刚度，选择《冷冲压模具设计指导》图2-21a)所示的凸模结构。

图3 阶梯凸模（GB2863.1-81）根据前面的凸模刃口尺寸计算知，mm d 0025.0p161.16-=、mm d 003.0p3012.30-=523⨯+=d D ；则mm 1.26316p =D 、mm 12.40330p =D5232⨯+=D D ；则mm 12.522mm 1.362p30p16==D D 、5.0221⨯+=D D ；则。

、mm 12.531mm 1.371p30p16==D D选取mm h 10.005+=；选取mm l6=；选定卸料板厚为20mm ，则mm L 581202415=-++=。

②落料凸模具体设计凸模材料选用T10A ，刃口部分热处理硬度为58～60HRC ，尾部回火至40～50HRC 。

由于外形尺寸较大，结构选用《冷冲压模具设计指导》图2-21b)所示的凸模结构。

图4 阶梯凸模（GB2863.2-81）根据前面的凸模刃口尺寸计算知，mm d 005.052p 554.51-=、mm d 005.007p 554.69-=;522⨯+=d D ；因此mm p 554.612D 52=、mm p 554.792D 70= 5.0221⨯+=D D ;因此mm p 554.621D 52=、mm p 554.801D 70=选取mm h 10.005+=；选取L 与冲孔的凸模一样，mm L 58=。

凸模均采用台阶式凸模的固定方法，将凸模压入固定板内，采用H7/m6配合。

③凹模的结构设计由于采用向下顶出零件的模具，且精度要求较高，所以选择《冷冲压模具设计指导》表2-22，1号凹模刃口孔型。

材料为T10A,热处理硬度为58～62HRC 。

查《冷冲压模具设计指导》表2-23取h=12mm 。

由于凹模要求厚度相同因此选择H=30mm 。

图5凹模刃口孔型图6凹模结构（GB2863.4-81）通过上几步的计算，冲孔凹模的外形尺寸为90×76mm ；落料凹模的外形尺寸，为140×122mm 。

由于两凹模并排放置，考虑到进料的方向，最终确定两凹模尺寸为210×140（两凹模间隙为9mm ），具体如下图：图7凹模排布方式4.定位零件的设计与标准(1)导料板导料板主要是保证材料的正确送进及在冲模中的正确位置，此处选择挡料板。

根据《冷冲压模具设计指导》表2-28 导料板的高度H 视板料厚度t 与挡料销的高度h 而定，选择固定挡料销高度h=4mm ，导料板高度H=8mm ，两导料板到料面间距保证为75mm 。

此处由于可以用上述挡料形式，因此不再采用侧刃。

(2)导正销落料时要以之前冲好的30×16的矩形孔为定位，因此就要用到导正销，根据《冷冲压模具设计指导》P35的各型导正销适用的范围的设计，应该选用D 型导正销。

材料根据推荐选用9Mn2V ，热处理硬度为52～56HRC 。

根据GB2864.4-81知，D 型导正销外形如图8所示。

图8 D 型导正销（GB2864.4-81）导正销参数确定根据导正孔径知mm 3016==长宽、D mm D ；选取mm d mm d mm H 12,6;201===（M6的内六角圆柱头螺钉）； mm R mm h mm h mm h 2,4,8,821====。

级进模采用挡料销与导正销时，挡料销只做初步定位，而导正销将条料导正到精确的位置。

所以，挡料销的安装位置应保证导正销在导正条料的过程中，条料有少许被拉回的可能。

导正销与挡料销的位置1.801.02d2-e =++=D A ，位置如图所示：图9挡料销与导正销的位置关系5.卸料的设计卸料装置:此处卸料选择弹压卸料板的橡皮卸料装置，详细参阅《冲压模具设计指导》图2-36 e ）图。

6.模具总体设计（1）冲模模架的型号与选择选用后侧导柱模架，由于凹模整体为210mm ×140mm ，闭合凸凹模高度为83mm ，参考《冲压模具设计指导》表2-41，取L=250mm ，B=160mm ，上模座（GB/T2855.5）250×160×45，下模座（GB/T2855.6）250×160×50。