冲孔落料件冷冲模具设计
目录
1. 冲压件工艺性分析———————————————————（1）
2.冲压工艺方案的确定——————————————————（3）
3. 主要设计计算
（1）排样方式的确定以及计算—————————————————————（3）（2）压力中心的确定及相关计算————————————————————（3）（3）冲压力的计算—————————————————————————（4）（4）工作零件刃口尺寸计算——————————————————————（4）（5）卸料橡胶的设计—————————————————————————（5）
4.模具总体设计
（1）模具类型的选择————————————————————————（5）（2）定位方式的选择———————————————————————（5）
（3）卸料，出件方式的选择—————————————————————（6）（4）导向方式选择—————————————————————————（6）
5. 主要零部件设计
（1）主要零件的结构设计———————————————————————（6）（2）定位零件的设计—————————————————————————（8）（3）导料板的设计——————————————————————————（8）（4）卸料板部件设计—————————————————————————（8）（5）模架及其他零部件设计——————————————————————（8）
6．模具总装图
7．冲压设备的选定——————————————————————（8）
8.工作零件的加工工艺—————————————————————（8）
9. 模具的装配—————————————————————————（10）主要参考文献————————————————————————（12）
设计小结——————————————————————————（12）
工件名称：冲孔落料件
工件简图：如下图
生产批量：大批量
材料：紫铜
材料厚度：1mm
要求：1.完成模具总装图（3D电子文档）；
2.完成总装配图，图纸符合国家制图标准；
3．绘制工程图，图纸符合国家制图标准；
4．编写设计说明书。
（A4纸打印）
工件图
此工件只有冲孔和落料两个工序。
材料为紫铜，具有良好的冲压性能，适合冲裁。
工件结果简单，有2个直径8mm的孔；孔与孔，孔与边缘之间的距离满足要求，工件的尺寸全部为自由公差，可看着IT14级，尺寸精度底，普通冲裁就能满足要求。
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。
方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。
方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高，完全能满足工件技术要求。
所以经过比较，采用方案三最为合适。
3.主要设计计算
（1）排样方式的确定以及计算
设计级进模，先要设计条料排样图。
工件图可视为一矩形中间两个孔，直排材料利用率最高。
如图一所示的排样方法，可减少废料。
第一次冲裁使用活动挡料销，然后第二次可用固定挡料销。
搭边值取1mm，壁厚取1.5mm，条料宽度为63.5mm，步距为21mm，一个步距的材料利用率为76%
（2）压力中心的确定及相关计算
画出凹模型口图如下；通过软件得出压力中心点（-2.89，0）。
（3）冲压力的计算
该模具采用级进模，选择弹性卸料，下出件。
冲压力的相关计算见表1
根据计算结果，冲压设备拟选择J23-25。
（4）工作零件刃口尺寸计算
在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。
结合该模具的特点，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落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配简化。
因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见表二所示。
（5）卸料橡胶的设计
卸料橡胶的设计计算见表三。
选用的4快橡胶板的厚度无比一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。
4. 模具总体设计
（1）模具类型的选择
由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。
（2）定位方式的选择
因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。
控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。
而第一件的冲压位置可由活动挡料销定距。
（3）卸料，出件方式的选择
因为工件料厚1mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。
又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。
（4）导向方式选择
为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。
5. 主要零部件设计
（1）主要零件的结构设计 a.落料凸模
结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。
总长L 可按公式计算： L =21h t h h ++=工+h =14.4+14+1+20.6=50mm
落料凸模结构如下图所示
b.冲孔凸模
因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，加工简单，便于装备与更换。
冲孔凸模结构如下图所示。
c.凹模
凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位置时。
要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄范围内。
其轮廓尺寸可按公式计算：
凹模厚度H=kb=0.3x60=18，为了方便橡胶安装，取H=25
凹模壁厚c=（1.5-2）H=27-36m，取c=40
凹模宽度B=b+2c=60+2x40=140 取B=150
凹模长度L取130mm（送料方向）
凹模轮廓尺寸为130⨯150⨯25mm，凹模结构如图所示
凹模
（2）定位零件的设计
落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径8mm的的两个孔作为导正孔。
导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/r6配合。
（3）导料板的设计
导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板厚度取4mm，采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉固定在凹模上。
导料板上有活动挡料销凹槽。
（4）卸料板部件设计
a.卸料板的设计
卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为8mm。
采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC。
b. 卸料螺钉的选用
卸料板上设置4个螺钉，公称直径为8mm，螺纹部分为M6⨯4。
（5）模架及其他零部件设计
该模具采用对角式导柱模架，导柱分别为Φ28⨯100,导套分别为Φ28⨯42x95。
上模座厚度取40mm ，上垫板厚度取10mm ，固定板厚度取15mm ，下模座厚度取45mm ，那么该模具的闭合高度：
闭H =2h H H L H H -++++下模垫上模=40+10+50+25+45-2=168mm 式中：h2为凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mm
L —凸模长度，L=50mm H —凹模厚度，H=25mm
可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模高度（220 mm ），可以使用。
6．模具总装图
通过以上设计，可得如图所示的模具总装图。
模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（3个）、凸模固定板及卸料板等组成。
卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。
冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。
条料送进时采用活动挡料销21作为粗定距，在落料凸模上安装2个导正销，利用条料上10
的孔作为导正销孔导正，以此作为条料送进的精确定距。
7．冲压设备的选定
通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足要求。
起主要参数如下：公称压力：250kN
滑块行程：65mm
最大闭合高度：270mm
最大装模高度：220mm
连杆调节长度:55mm
工作台尺寸（前后x左右）：370x560 mm
垫板尺寸（厚度x直径）：50x200 mm
模柄孔尺寸： 40x60 mm
最大倾斜角度：30度
8、模具零件的加工工艺
本副冲裁模，模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。
若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。
表四所示为落料凸模的加工工艺过程。
表四。