冲压模具设计说明书一、课题名称：垫片冲孔落料连续模二、设计要求：1．主要内容（1）编制冲压工艺（2）设计模具（分析、计算、装配图、非标零件图）（3）编制模具主要零件制造工艺（4）分析估算工时，确定完成工期（5）核算成本，报价（6）编写全套设计制造说明书2．基本要求：（1）分析计算全面，图纸表达准确；（2）工艺水平规程制定，力求符合实际；（3）必要的数据须进行市场调查；（4）分析核算工期、成本，着重于过程。

第2章工艺分析及模具结构设计2.1 制件的工艺性分析及工艺计算2.1.1 工艺分析，方形垫片，结构如图所示，材料08，t=1.2mm。

精度要求为IT14。

三、主要内容1、制件的工艺性分析1.1、可行性分析1.1.1、形状、尺寸：制件形状规则、简单、对称。

1.1.2、精度：该制件尺寸精度为IT14，用一般精度制造模具即可满足。

1.1.3、材料：08是冲压用钢板中沸腾钢的一种牌号（中国称08，日本称S9CK，德国用C10，前苏联用08）08指的是含碳量万分之八；特性：强度低和硬度、塑性、韧性好，易于深冲、拉延、弯曲和焊接。

用途：钢板用作深冲压和深拉延的容器，如搪瓷制品、仪表板、汽车驾驶室盖板等。

圆钢用作心部强度要求不高的渗碳或氰化零件。

力学性能：抗拉强度σb （MPa）：≥295（30）屈服强度σs （MPa）：≥175（18）伸长率δ5 （%）：≥35断面收缩率ψ （%）：≥60硬度：未热处理，≤131HB推荐热处理/℃：正火930正火推荐保温保温时间≤30min，空冷；淬火推荐保温时间≤30min，70.80和85钢油冷，其余钢水冷；回火推荐保温时间≤1h。

2、总体工艺方案的确定2.1、冲压工序性质的确定：先进行冲孔再进行落料。

2.2、冲压方案的确定：方案一：采用单工序模生产。

方案二：采用复合模生产。

因为方案二的工件精度和生产效率较高，属于大批量生产，所以选用方案二最为合适。

3、主要工艺计算3.1、排样设计3.1.1、排样方式：查《冷冲压工艺及模具设计》P53，表2-7，确定排样方式为单行直排。

搭边值取2.5mm 和2mm3.1.2、搭边：查《冷冲压工艺及模具设计》P55，表2-8，搭边值取2.5mm 和2mma=2.5mm ，计算得宽度b=φ+2a=35+2.5*2+1=41mm ，步距L=D+a1=35+2=37mm 。

一个步距的材料利用率为67.5%查板材标准，宜选1400×3000mm 的钢板，每张钢板可剪裁34张条料，每张可冲出81个工件，故每张钢板的利用率为67.15%3.1.3、材料利用率：A —冲裁件面积B —调料宽度h —送料进距n —一个进距内冲件数%100hn 11⨯=B A η 其中n=1B=41H=37冲裁面积为；A=35*35-64*3.14=1024.04mm2所以其材料利用率为：η=1024.04/(41⨯37)=67.5%3.2、冲击力的计算：1 方形冲裁力为F=140⨯1.2⨯1.3⨯390=85176N中间圆形冲裁力为:F=3.14⨯16⨯1.3⨯1.2×390=30566.016N 总的冲裁力为；F=85176+30566.016=115742.016N查常用T08钢的力学性能表得bσ=390Mpa查表得K卸=0.045 K推=0.55F卸=K卸F=0.045×115742.016=5208.39NF推=nK推F=0.55×115742.016×7=445606.762N总的冲裁力为：F=115742.016+5208.39+445606.762=566.6KN因为总的冲裁力不得超过压力机的80%所以所需压力机的总的冲压里为F=566.6/0.8=708.25KN模具压力中心：因为制件形状对称，所以冲模的压力中心位于其制件的几何中心。

3.5.3、根据冲压工艺及模具设可知；由于制件的外形为落料所以以凹模为基准配合加工凸模查表的2-5得x=0.5凹模尺寸的计算当冲裁精度在IT14时， x=0.5。

凹模变大尺寸20,10.尺寸公差52.020-,36.010-,30.05-落料时D A=（35－0.5×0.2）13.00+=34.913.00+㎜ D T =（D A －0.2）90.00+=34.790.00+冲孔时 以凸模为计算标准配合加工凹模当冲裁精度在IT12时， x=0.75。

d T=（16+0.75×0.14）0750.0-=16.1050750.0- Da=16.1054、模具结构设计4.1、凹模设计：因为制件简单，所以选择锥筒式凹模。

由冲压工艺与模具设计查的 p56图2-15可得到；查《冲压工艺与模具设计》由公式（2-19）可知，凹模的高度H为；H=kb=0.2*140=28mm(查表2.9.5得k=0.2) H取30mm凹模壁厚c=(1.5∽2)H=45∽60mm凹模壁厚C取50mm凹模宽度 B=b+2c=140+100=240mm凹模长度L取250mm凹模轮廓尺寸为250mm×240mm×30mm有冲压工艺与模具设计可得；H上模板 =30~45mm 圆整按照标准取值45mm 垫板厚度为（6~12）取值10凸模固定板H固定板=18~24mm H固定板取20mm橡胶圈厚度为15δ=3H凹=30mm有标准模架可查的：下模座为55mm综合上述由中国模具大典可知：选取模架为对角导柱模架；其尺寸规格为；选取100x80有计算的模具闭合高度为H=45+20+15+30+80+55+3=248mm有模架可知符合其具体可以参见冲压工艺与模具设计 p76图2-42 4.3、凸模设计：因为是落料凸模。

4.4、导柱、导套选择：查《冲压模具标准件选用与设计指南》P67，表3-2，P68，表3-3得出所选用导柱、导套尺寸。

其中：D=32 L=70 H=30 b=3 a=2 导柱的选择；其中基本尺寸d=20 L=1304.5、模架的选择因为制件的对称性好，所以采用中间导柱模架查《冲压模具标准件选用与设计指南》P24，表2-7，P25，表2-8 得出所选用下模架尺寸其中BXL=100X100 H=25 L1=90 B1=90 S=125 R=35 D=32 D1=354.6、模柄的选择：d=25mm5、模具的装配（1）先将凸模8装入固定板14中，保证凸模挂台不高出固定板。

（2）讲凹模16与下垫板4用螺钉5与下模架2连接，拧紧螺钉。

（3）通过凹模上的销钉孔配做下模架上的销钉孔，把销钉17装入其中。

（4）把凸模固定板和上垫板用螺钉连接，螺钉不拧紧。

（5）把装好的上模和下模合模。

（6）通过下模架的漏料孔，用透光法调整凹、凸模间的间隙，调好后拧紧螺钉15。

（7）把上模架的销钉孔钻绞成，装入销钉10。

（8）上模装上弹性橡胶15，卸料板6，并用卸料螺钉11紧固。

（9）下模装上定位销17，导料销18。

（10）合模，并装上模柄9。

（总装配图见下页）由图可知，产品为圆片落料、圆片冲孔。

产品形状结构简单对称，无狭槽、尖角；孔与孔之间、孔与零件之间的最小距离满足c>1.5t要求。

（5.175.224080=--=c 1.5t=1.5） （1）尺寸精度任务书对冲件的尺寸精度要求为IT12级，查参考文献[2]知，普通冲裁时对于该冲件的精度要求为IT12～IT11级，所以尺寸精度满足要求。

（2）冲裁件断面质量因为一般用普通冲裁方式冲1mm 以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra 可达12.5～3.2m μ，毛刺允许高度为0.05～0.1mm ；本产品在断面粗糙度上没有太严格的要求，单要求孔及轮廓边缘无毛刺，所以只要模具精度达到一定要求，在冲裁后加修整工序，冲裁件断面的质量就可以保证。

（3）产品材料分析对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。

本设计的产品材料为08钢，属优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度低而塑性较好，非常适合冲裁加工。

另外产品对于厚度与表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。

2.1.2 排样及工艺计算2.1.2.1排样零件外形为圆形 ，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件为中等批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用单排结构。

如图所示。

图2.1 排样图2.1.2.2 搭边查参考文献[1] ，确定搭边值a，b。

当t=1时，a=2，b=1.52.1.2.3条料宽度B=D+2a=80+2*2=84mm2.1.2.4材料利用率ηnAη=⨯100%SB式中n—一个歩距内冲裁件数目；A——冲裁件面积（包括内形结构废料）；S——歩距长度；B——板料宽度；取：n=1; A=π*40²=5026.55；S=81.5；B=84η=5026.55／81.5*84=73.42.2 冲压力及压力中心的计算2.2.1 计算冲压力2.2.1.1 冲裁力冲裁力公式为 落孔P P P += 式中 P —冲裁力； 孔P —冲孔冲裁力； 落P —落料冲裁力。

2.2.1.2 冲孔冲裁力孔Pτt n K L P 孔孔=式中 K —系数（取K=1.3）； n —孔的个数，n=3。

孔L —冲孔周长，66.125401=⨯==ππd L 孔mm 7.1552=⨯==ππd L 孔mm t —材料厚度，mm 1=tτ—材料抗剪强度，查参考文献[2]知LY12，280=τ～320MPa ，取300=τMPa 。

30017.153.12300166.1253.121⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=P P P 孔=61253.4=61.25KN 2.2.1.3 落料冲裁力落P 。

τt KL P 落落= 3.325180=⨯==ππD L 落mm所以 98.02KN .7N 9801830013.32513.1==⨯⨯⨯=落P 2.2.1.4卸料力卸P 。

卸卸卸P K P =式中 卸K —卸料系数，查参考文献[1]知01.0=卸K ～0.05，取03.0=卸K 。

所以 4.922.09803.0=⨯=卸P KN 2.2.1.5 推料力推P推推推P nK P =式中 推K —推料系数，查参考文献[1]取055.0=卸K 。

n —同时卡在凹模洞孔内的件数，3=n 。

所以 1.1025.6155.003=⨯⨯=推P KN 2.2.1.6 顶件力顶P）（落孔顶顶P P K P +=式中 顶K —顶件系数，查参考文献[1]取06.0=顶K 。

所以 ()56.92.09825.6106.0=+⨯=顶P KN 2.2.1.7 总冲压力总P冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。