《冲压工艺与模具设计》
目录
一.任务书--------------------------------------------2
二.冲压件工艺性分析----------------------------------3
三.冲压工艺方案的确定--------------------------------3
四.模具结构形式确定----------------------------------3
五.主要设计计算--------------------------------------4
六.模具总体设计--------------------------------------7
七.模具主要零件设计----------------------------------8
一、任务书
1、冲压件及要求
1.材料：08钢
2.厚度：1.5mm
3.精度：IT14
4.批量：大批量
2、主要内容
1.对所给零件进行工艺性分析并确定合理的冲压工艺方案；
2.确定模具的总体设计方案；
3.进行有关工艺与设计计算；
4.设计、选用模具零部件，绘制模具总装草图；
5.绘制模具总装图和主要工作零件的零件图；
6.编写设计说明书。
3、设计工作量
1.模具装配图1张；
2.模具工作零件的零件图3～4张；
3.设计计算说明书1份。
二、冲压件工艺性分析
该冲压件材料为08钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。
该冲压件结构相对简单，最小孔径为8mm,孔与孔之间的距离为65mm,孔与边缘之间的最小距离为6mm，所有尺寸均满足冲压工艺的要求，适合冲裁。
所有尺寸公差取IT14，满足普通冲裁的经济精度要求。
综上所述，该冲压件的冲压工艺性好，适合冲压加工。
三、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。
方案一的模具结构简单，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。
方案二的冲压件精度及生产效率都较高，但模具比较复杂，制造难度大，而且难以实现自动化。
方案三的生产效率高，操作方便，易于实现自动化，冲压件精度也能满足要求。
所以经过比较，采用方案三最为合适。
四、模具结构形式确定
（1）模具类型的选择根据上述方案，选择级进模。
（2）凹模结构形式采用整体式凹模。
（3）定位方式的选择利用导料板导料和侧刃定距。
（4）卸料，出件方式的选择采用弹性卸料和下出件方式。
（5）导向方式的选择选择中间导柱的滑动导向方式。
五、主要设计计算
（1）排样设计由于该工件为冲裁件，且外形和孔形结构都比较简单，因此可直接进行排样设计。
根据工件的结构，选用有废料的单直排，由表3-3查得搭边值为2mm，侧搭边值为2.5mm,则条料宽度为
图2设计的排样图
（侧刃定距时，条料宽度的计算公式为，这里
L=65mm+15mm+10mm=90mm;a是侧搭边值；n是侧刃数量，这里取1；b与材料和厚度有关，查表3-6得1.5mm）
进距为S=15mm+15mm+2mm=32mm
此工件只需落料和冲孔两道工序，因此在排样时，第一工位利用侧刃冲去等于进距的料边进行定位，第二工位冲孔，第三工位落料。
设计的排样图，如图所示。
（2）冲压力的计算该工件在冲压过程中需要的冲压工艺力有冲一个∅8mm孔及一个∅12mm孔需要的冲孔力，侧刃冲料边需要的力，落外形需要的落料力，卸料力以及推件力。
冲裁力为
式中，L是两个孔的总周长，侧边的冲切长度与外形轮廓长度之和，经计算约为305.3mm,材料厚度为1.5mm,08钢的抗剪强度取260到340MPa，=300MPa。
由式（3-7）和式（3-8）并查表3-8可得卸料板和推件力为
卸卸
=4X0.055X178.6kN=39.292kN
推推
式中，n=h/t=6mm/1.5mm=4,h是凹模刃口高度，由表3-27查得，t是材料厚度。
由于选用的是弹性卸料和下出件方式，因此总的冲压力为
总推卸
可选择公称压力为250kN的开式曲柄压力机J23-25，由表1-7查得其主要技术参数如下。
公称压力：250kN。
最大装模高度：230mm。
装模高度调节量：50mm。
工作台垫板尺寸：700mmX400mm。
模柄孔尺寸：∅40mm。
(3)压力中心的确定压力中心即冲裁力的作用点，计算压力中心的目的是在模具设计时保证模具的压力中心与模柄的中心线重合。
压力中心可按下述步骤进行计算。
1）按比例绘制出各凸模刃口形状，侧刃需要按照切去的料边绘制，如图3所示的凸模1,2，3,4。
2）建立坐标系xOy。
3）按照3.3.2节介绍的方法首先分别求出每一形状的压力中心位置。
这里各圆形凸模的压力中心位于其圆心，根据图3中的几何关系，得到它们在坐标系xOy中的坐标分别为（32,65）和（32,0）。
对于侧刃冲去的料边（凸模1），可首先建立图3所示坐标系，得到其压力中心的坐标为（0.72,0.03），再转换到xOy坐标系中为
（64.72,81.28）。
对于外形，可首先分别建立和xOy 坐标系，求出R15mm和
R10mm的重心坐标（0,9.08）和（0，-6.67），再按照3.3.2节中介绍的单凸
模冲裁复杂工件的压力中心的求解方法求出外形在xOy坐标系中的压力中心坐标（0,36.14）。
4）按照求多凸模压力中心的求解方法得到模具的压力中心的位置
（17.50,43.23）。
（4）工作零件刃口尺寸计算因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凸模及凹模。
由于零件无任何质量要求，模具间歇选用表
3-20中iii类间歇，即单边间歇 c=(7%~10%) t (t为材料厚度)，则=0.105mm,。
凸，凹模刃口尺寸见下表。
表 1 凸，凹模刃口尺寸（单位：mm）
六、模具总体设计
（1）凹模设计凹模采用整体式结构,考虑到凹模固定时需要加工螺孔、销孔,并尽量做到压力中心与模块中心的偏移量在允许范围内(不超过凹模各边
长的1/6),这里选用标准凹模板:矩形凹模板。
由表3-26得板料厚度的影响的系数 K=0.28
零件外形最大尺寸b=90mm
凹模厚度 H =Kb=0.28x90=25.2mm,取H=25mm
凹模壁厚 c=（1.5～2）H=37.8～50.4mm,取c=45mm
凹模宽度 B ==14.785+2x45=104.785mm,取B=160mm
凹模长度 L= =65+9.73+14.785+2x45=179.515mm,取L=200mm
选用标准凹模板：矩形凹模板 200x160x25 JB/T 7643.1-2008.
(2)其他零件设计凹模设计完成后，即可以选择模架，固定板，垫板，导柱，导套等。
模架：中间导柱模架 200x160x190-I GB/T 23565.3-2009
上模座：中间导柱上模座 200x160x40 GB/T 23566.3-2009
下模座：中间导柱下模座 200x160x50 GB/T 23562.3-2009
导柱：滑动导向导柱 A 28x190 GB/T 2861.1-2008
滑动导向导柱 A 32x190 GB/T 2861.1-2008
导套：滑动导向导套 A 28x100x38 GB/T 2861.3-2008
滑动导向导套 A 32x100x38 GB/T 2861.3-2008 固定板：矩形固定板 200x160x16 JB/T 7643.2-2008
垫板：矩形垫板 200x160x8 JB/T 7643.3-2008
侧刃：侧刃 IA 32.2x12x56 JB/T 7648.1-2008
侧刃挡块：A 型侧刃挡块 20x8 JB/T 7648.2-2008
导料板:导料板 160x50x8 JB/T 7648.5-2008
内六角圆柱头螺钉：螺钉 GB/T 70.1-2008 M8x50
内六角圆柱头螺钉：螺钉 GB/T 70.1-2008 M8x60
内六角圆柱头螺钉：螺钉 GB/T 70.1-2008 M8x70
内六角螺钉：螺钉 GB/T 70.2-2008 M4x10
销：销 GB/T 119.2-2000 6x35
销：销 GB/T 119.2-2000 8x60
销：销 GB/T 119.2-2000 8x80
查表3-36得卸料板的厚度是16mm,则卸料板尺寸：200x160x16.
卸料螺钉：圆柱头内六角卸料螺钉 M8x45 JB/T 7650.6-2008
根据初选设备J23-25模柄孔的尺寸，查JB/T 7646.1-2008得：
压入式模柄A 40x110 JB/T 7646.1-2008
模具总装配图，（见CAD文件）
七、模具主要零件设计（图见CAD文件）
（1）落料凸模落料凸模如图所示，材料选用Cr12。
（2）冲孔凸模由于是圆形，采用台阶式，如图所示，材料选用Cr12。
（3）凹模凹模如图所示，材料选用Cr12。
（4）垫板垫板如图所示，材料选用45钢。
（5）固定板固定板如图所示，材料选用45钢。