冲孔落料模具设计
如零件图所示，冲压件零件，材料为45钢，厚度为1.5mm ，小批量生产，计算冲裁模的凸模、凹模和凸凹模的刃口尺寸及公差并确定产品的冲裁工艺方案，完成模具设计。

一、冲裁件工艺性分析
零件的加工涉及冲孔和落料两道工序。

该零件属于无特殊要
求的一般冲孔、落料件，凸、凹模按互换法加工分别制造。

冲
孔中心尺寸为04
.00162+ΦX mm ，由冲孔获得，以凸模为基准件，外
形尺寸005.060±mm 、07.080±mm ，由落料获得，以凹模为基准件，同时加工两孔。

冲裁件内、外形达到的经济精度为IT12一IT14级，符合冲裁工艺要求。

查表2.2可知一般冲孔模冲压材料45钢的最小孔径d ≥1.3t,t=1.5mm,因而Φ16的孔符合工艺要求。

二、确定冲裁工艺方案及模具结构形式
该冲压件对内孔之间和内孔与外缘之间有较高的位置精度要求，生产批量较小，为保证孔的位置精度和提高生产效率，采用冲孔落料连续冲裁的工艺方案，且以两次冲压成形。

模具结构采用固定档料销和导料销对工件进行定位、弹性卸料、下方出料方式的连续冲裁模结构形式。

三、模具设计与计算 （1）排样设计
排样设计主要确定排样形式、送料步距、条料宽度、材料利用率和绘制排样图。

1）排样方式的确定 根据冲裁件的结构特点，排样方式可选择为竖排。

2）送料步距的确定 查表2.7工件间最小工艺搭边值为
=a 1
2mm ，最小工艺边距搭边值为a=2mm 。

送料步距确定为
h=62mm 。

3）条料宽度的确定 按照无侧压装置的条料宽度计算公式，查表2.9和表2.8可以确定条料与导料销的间隙和条料宽度偏差分别为b 0=0.8mm ，∆=1.0mm 。

B=（b a l ++20）0∆-=（80+2x1.8+0.8）0∆-=84.80
1-
4）材料利用率的确定 %7.83%100x 4
.84x 5.6192
.401-80x 60===bh A η
5）绘制排样图
(2)计算总冲压力
该模具采用弹性卸料和下方出料方式。

总冲压力F 0由冲裁力
F 、卸料力F 卸和推件力
F
推
组成。

其中冲裁力由落料力F 落料
和冲孔冲裁力F 冲孔两部分组成。

1）落料冲孔冲裁力 材料45钢的抗拉强度按Mpa b 600=δ N N L F 252000600x 5.1x 2x 6080t b =+==）（落料δ N N L F 90432600x 5.1x 48.100t b ===δ冲孔 N N F F F 34243290432252000=+=+=）（冲孔落料 2）卸料力 查表2.13，卸料力系数04.0=K 卸。

N N F K F 10080252000x 04.0.===落料卸卸 3）推件力 查表2.13，推件力系数055.0=K 推。

N F K F 52.9947x90432N 055.0x 2.2===冲孔推推 4）总冲压力F 0的确定
KN N N F F
F F 36252.36245952.994710080342432≈=++=++=）（推卸
压力机的公称压力应大于计算总压力362KN 。

可选JH23一40开式双柱可倾压力机。

四、刃口尺寸计算
在模具刃口尺寸计算中，冲孔mm 16Φ的圆孔采用凸、凹模分开加工的方法，外轮廓的落料采用配合加工的方法。

1）冲mm 16Φ的圆孔的凸、凹模刃口尺寸如下：
查表2.11得凸、凹模制造公差：mm p 010.0-=-δ，
mm d
015.0+=δ。

由于mm Z Z 04.0min max =-，mm d p 005.0=+δδ。

满
足：δδd p Z Z +≥-min max 查表2.12得磨损系数X=0.75. mm 03.1604.0x 75.016()
(0
010.00
010
.00---
===+∆+）
x d d p
p δ
mm min p 30.1627.003.16d d 015
.00
015
.00
d d
+++
===++）（）（Z δ
校核：Z Z d p min max -≤+δδ mm 025.0015.0010.0=+-
mm mm Z Z
04.0)27.031.0(min max
=-=-，满足Z Z d p min max -≤+δδ的
要求。

2）落料凸、凹模刃口尺寸计算
查表2.11得凸、凹模制造公差：mm p 012.0-=-δ，
mm d
020.0=+δ
，查表2.12得磨损系数X=1.
mm
99.59010.0x 160()
(020.000
d
+++==
=-∆-）δδx D D d
d
mm min 72.59)
27.099.59()
(0
012.000--
-
===--δ
δ
p
p
Z D D d p
校核：mm d p 032.0=+δδ，mm Z Z 04.0min max =-，满足
Z Z d p
min max -≤+δδ
的要求。

mm 86.79x0.14180()
(020.000
d
+++==
=-∆-）δδx D D d
d
mm min 59.79)
27.086.79()
(0
012.000--
-
===--δ
δ
p
p
Z D D d p
校核：mm 032.0=+δδd p ，mm 04.0min max =-Z Z ，满足
Z Z d p
min max -≤+δδ
的要求。

五、模具结构零件尺寸确定
1）凹模结构尺寸的确定 凹模外形尺寸主要包括凹模厚度h a 、凹模壁厚c 、凹模宽度B 1 和凹模长度L 1
确定凹模厚度尺寸。

查表2.15凹模厚度修正系数K=0.25，凹模厚度尺寸20mm x8025.0===Kb h a 。

凹模壁厚c=（1.5~2.0）h a 可取c=30mm 。

凹模宽度
mm 120mm 30x 260(21
=+=+=）c l B ，设计时取mm 1251=B 。

凹模长度尺寸的确定。

根据排样图，凹模长度
mm 120mm 30x 260c 211
=+=
+=）（，步距L L
，设计时取mm 2001=L 。

2）凸模长度尺寸的确定。

凸模长度尺寸与凸模固定板和推件板的厚度有关。

凸模固定板厚度取mm 201=H 。

卸料板厚度mm 202=H ，导料板厚度mm 103=H ，自由尺寸与修模量及进入凹模深度总计A /
取为8mm 。

凸模长度A H H H L /
3212+++= 可取mm 482=L 3）凸凹模尺寸的确定
根据模具的具体情况，凸凹模的厚度选取30mm 。

凸凹模的外刃口尺寸按凹模刃口尺寸配制，并保证间隙0.49~0.55mm 。

凸凹模上孔的中心距、孔与边缘的距离应比零件图所标精度高3~4级，即定公差为mm 02.0±。

七、参考文献
1、机械设计基础课程设计指导书（第三版）北京：高等教育出版社，2007.8
2、机械制图 北京：北京理工大学出版社，2007.9
3、模具设计与制造（第二版）北京：高等教育出版社，2008.3
4、模具设计与制造实训北京：高等教育出版社，2008.12。