课程设计说明书题目：落料冲孔复合模设计姓名：专业：材料成型及控制工程班级：班学号：指导老师：2 0 年7 月15 日集美大学专业课程设计任务书——材料成型及控制工程设计题目：落料冲孔复合模设计任务：设计一简单冲压零件，并根据该零件设计一副冲压模具。

制件年产量：50万件完成的任务：1.冲压工艺过程卡一份；2.产品零件图一份；3.冲压模具装配及模具成形零件工程图各一份；4.设计说明书一份。

时间安排：1. 借资料、产品的结构设计及绘制零件图；（1.5天）2.确定零件冲压工艺方案，填写冲压工艺过程卡；（1天）3.零件工艺性分析及冲压工艺方案的确定；毛坯排样方案设计及材料利用率计算；冲裁力及压力中心计算；选择压力设备；模具总体结构设计，包括送料方式、卸料和出件方式、凹模板外形尺寸的计算、其它模板尺寸的确定和模架的选择；凸、凹模零件设计，包括刃口尺寸计算、凸模结构及凹模型腔结构设计；卸料和顶件装置设计；模具结构三维设计。

（4天）4.绘制模具结构装配图、模具成型零件工程图；（2.5天）5.编写设计说明书；（2天）6.答辩。

（1天）参考书目：[1]翁其金.冲压工艺及冲模设计[M].北京：机械工业出版社，2012.1[2]匡和碧.冲压模具设计实用教程[M].北京：化学工业出版社，2014.2[3]薛啓翔.冲压模具设计和加工计算速查手册[M].北京：化学工业出版社，2007.10[4]黄毅宏.模具制造工艺[M].北京：机械工业出版社，2004[5]王新华.冲模结构图册[M].北京：机械工业出版社，2004[6]杨玉英.实用冲压工艺模具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2005指导教师：年月日材料成型及控制工程12 级12 班学生：李立煌学号：201221136051目录引言 (1)1 冲压件工艺性分析 (2)1.1 工件与材料分析 (2)1.2 结构分析 (2)1.3 精度分析 (2)2 冲裁工艺方案的确定 (3)3 零件工艺计算 (4)3.1 刃口尺寸计算 (4)3.2 排样方式与搭边的确定 (5)3.3 冲压力计算和初选压力机 (6)3.4 压力中心的计算 (7)4 模具总体设计 (8)5 主要零部件设计 (9)5.1 工作零件的设计 (9)5.2 定位零件的设计 (11)5.3 刚性推件装置的设计 (11)5.4 卸料装置的设计 (12)5.5 弹性元件的计算 (12)5.6 模架及导柱导套设计和选用 (12)5.7 连接与固定零件设计和选用 (13)5.8 模具各部分材料的选用 (13)6 模具装配图 (14)7 模具的装配与检测 (16)7.1 模具的装配 (16)7.2 模具的检测 (16)8 总结 (18)致谢语 (19)参考文献 (20)垫片落料冲孔复合模设计[摘要]本设计题目为倒装式落料冲孔复合模模具设计，体现了板类冲压零件的设计要求、内容及方向，有一定的设计意义。

通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冲压模具设计的基础知识，为设计更复杂的冲压模具做好了铺垫并吸取了更深刻的经验。

在本次课程设计中利用计算机辅助设计（CAD）绘制模具主要工作零件图和模具的总装配图。

在这次设计中根据所给题目的要求，首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择加工方案。

根据对零件的综合分析，这次设计的是倒装落料冲孔复合模，主要介绍的是冲裁工艺、冲裁模的结构与设计、冲裁模落料冲孔的工作原理等。

[关键词]模具倒装式复合模凸凹模工艺分析模具零部件的设计引言在现在工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造，锻造，冲压，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。

由于采用模具能提高生产效率、节约材料、降低成本，并且可以保证一定的加工质量要求，所以，汽车，飞机、拖拉机电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。

随着工业科学技术的，工业产品的品种和数量不断增加，产品的改性换代加快，对产品质量、外观不断提出新的要求，对模具质量的要求也越来越高。

，如果模具设计及制造水平落后，产品质量低劣，制造周期长，必将影响产品的更新换代，使产品失去竞争能力，阻碍生产和经济的发展。

因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。

冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。

冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。

冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。

冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。

冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。

冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。

1 冲压件工艺性分析1.1 工件与材料分析工件名称：垫片 模具名称：倒装式复合模 生产批量：大批量(50万件) 工件材料：Q235。

材料厚度：1mm 。

Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。

其抗拉强度MPa 295b =σ；屈服强度MPa 175s =σ；抗剪强度a 340b MP =τ伸长率%30%≥δ；断面收缩率%60≥ϕ符合冲裁要求。

1.2 结构分析该工件结构简单对称，对冲裁加工较为有利。

零件中部有一个方孔，两侧对称分布两个圆孔，孔的最小尺寸为6mm ，满足冲裁最小孔径mm t 10.1d min =≥的要求。

另外，经计算只异形孔距零件外形之间的最小孔边距为6mm ，满足冲裁件最小孔边距m m 5.1t 5.1l min =≥的要求。

所以，该零件的结构满足冲裁的要求。

1.3 精度分析该平冲压件尺寸精度为ST6，各尺寸的公差如图1-1所示。

图 1-1 工件尺寸图2冲裁工艺方案的确定该工件为落料冲孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后冲孔。

采用两套单工序模生产。

方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。

方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。

方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。

尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。

方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差。

欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。

所以，比较三个方案欲采用方案二生产。

同时因为工件平面度要求不高，拟定采用倒装式复合模。

现对倒装式复合模中凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为1mm时，可查表3-14]1[得倒装式复合模的凸凹模最小壁厚 为2.7mm，现工件上的最小孔边距为3mm，所以可以采用倒装式复合模生产。

3 零件工艺计算3.1 刃口尺寸计算根据零件形状特点，刃口尺寸计算可采用配作法。

可查表1-13[]2可查得凸、凹模最小间隙Zmin=0.17mm ，最大间隙Zmax=0.20mm 。

落料尺寸以凹模为基准件来配作。

凹模磨损后尺寸变大的尺寸 ：035.00414.0040max d 895.9)14.075.010(++∆+=⨯-=∆-=）（x A A （3-1） 凹模磨损后尺寸不变的尺寸： 025.02041.0204'±=±=∆±=C C d （3-2） 冲孔尺寸以凸模为基准件来配作。

凸模磨损后尺寸变小的尺寸：035.00414.004min 1d 105.6)14.075.06()(--∆-=⨯+=∆+=x B B （3-3） 0035.00414.004min 2d 14.8)14.018()(--∆-=⨯+=∆+=x B B （3-4） 凸凹模中的刃口尺寸，按冲孔凸模和落料凹模的实际尺寸配制，并保证双面间隙值为0.17mm 至0.20mm 。

3.2排样方式与搭边的确定冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法称为排样。

排样方案对材料的利用率、冲件质量、生产率、模具结构与寿命等都有重要影响。

因此，选择搭边值时应考虑材料的利用率，如：设计合理的排样方案，选择合理的板料规格和合理的裁板法，利用废料制作小零件。

由零件的形状，确定采用单直排的排样方式，排样方式如图3-1所示。

图 3-1条料排样图根据零件形状及尺寸，查表1-8]2[，取工件间搭边值mm a 2.11=，侧边取搭边值mm a 1=。

零件属于大批量生产，故采用自动送料方式。

(1)送料步距:mm S 2.212.120=+= (3-5)(2)条料宽度:05.005.0042)1240()2(--∆-=⨯+=+=a D B （3-6）其中D 为冲裁件宽度方向的尺寸；∆为条料宽度下偏差查表1-9]2[得。

(3)材料的利用率：%70.66%1002.2142825.593%100=⨯⨯=⨯=BS A η （3-7） 其中A 为一个步距内工件的有效面积3.3冲压力的计算和初选压力机冲裁力是指冲裁是凸模所承受的最大压力。

压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的需求。

本模具采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模 (1)落料力计算：N K F 68.4545134011022203.1lt =⨯⨯⨯⨯+⨯⨯==）（落πτ （3-8）(2)冲孔力计算：N K F 6.3042734015,02742323.1lt =⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯==）（冲ππτ （3-9）(3)卸料力计算：N F K F 55.136368.4545103.0=⨯==落卸卸 （3-10）(4)推件力计算：N F nK F 9.76066.3042705.015=⨯⨯==冲推推（3-11） (5)总压力计算：NF F F F F 73.848499.760655.13636.3042768.45451=+++=+++=推卸冲落总 （3-12） 其中t 为材料厚度；τ为材料抗剪强度（取340MPa ）；K 为系数（取1.3）；卸K 为卸料力系数（查表2-15]3[取0.03）；推K 为推件力系数（查表2-15]3[取0.05）；n 为卡件数目(515t h n ===)。

依据上述计算的总压力参照表B3]3[选取公称压力为100kN 的J23-10开式可倾压力机。

相关尺寸参数如下：公称压力100Kn 滑块行程45mm 最大闭合高度180mm 最大装模高度145mm 工作台尺寸240mm ⨯340mm 模柄孔尺寸5530⨯Φ。