I摘要本次设计了一套冲孔﹑落料的模具。

经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用冲孔落料工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定模具的类型。

得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。

在论文中第一部分，主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。

第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。

再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据。

最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据。

通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。

本模具性能可靠，运行平稳，能够适应大批量生产要求，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。

关键词：冲压；落料冲孔模；模具结构；目录1冲压基础知识 (1)2工艺分析 (3)2.1零件的功用与经济性分析 (3)2.2零件钣金成形工艺性分析 (3)2.2.1结构形状与尺寸分析： (3)2.2.2 精度与表面粗糙度 (4)2.2.3 材料 (4)3制定工艺方案 (5)3.1工艺方案的分析 (5)3.2工艺方案的确定 (5)4工艺计算 (6)4.1排样及材料的利用率 (6)4.11排样的选用原则 (6)4.12材料利用率的计算 (6)4.2落料力、冲孔力、卸料力、推件力的计算 (7)4.4模具刃口的尺寸和公差的确定 (10)4.41冲裁间隙的确定 (10)4.42凸、凹模刃口尺寸计算 (10)5 主要零部件设计 (13)5.1 凹模设计 (13)5.2 凸模的设计 (14)5.3 凸凹模设计 (15)5.4 卸料橡胶的设计 (16)5.5 卸料板的设计 (17)5.6 固定板的设计 (17)5.7 上下模座、模柄的选用 (18)6 冲压设备的校核与选定 (20)6.1 冲压设备的校核 (20)6.2 冲压设备的选用 (20)7 绘制模具总装图及零件图 (21)7.1装配图绘制 (21)参考文献 (22)1冲压基础知识冲压是利用模具使板料沿一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。

它包括冲孔、落料、切口、切边、剖切等多种分离工序。

一、按变形性质分类（一）分离工序被加工材料在外力作用下产生变形，当作用在变形部分的相当应力达到了材料的抗剪强度，材料便产生剪裂而分离，从而形成一定形状和尺寸的零件。

这些冲压工序统称分离工序，如剪裁一冲孔、落料、切口等。

（二）成形工序被加工材料在外力作用下，作用在变形部分的相当应力处于材料的屈服极限与强度极限之间，材料仅仅产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件，这些冲压工序统称成形工序，如弯曲、拉深、成形等变形工序。

常用的各种冲压加工方法，可见表1-2和表1-3。

二、按基本变形方式分类（一）冲裁使材料沿封闭或不封闭的轮廓剪裂而分离的冲压工序为冲裁，如冲孔、落料等。

（二）弯曲将材料弯成一定角度或形状的冲压工序称为弯曲，如压弯、卷边、扭曲等。

（三）拉深将平板毛坯拉成空心件，或将空心件的形状和尺寸用拉深模作进一步改变的冲压工序，称为拉深，有不变薄拉深和变薄拉深。

（四）成形使材料产生局部变形，以改变零件或毛坯形状的冲压工序称为成形，如翻边、缩口等。

三、按工序组合形式分（一）简单工序当零件批量不大、形状简单、要求不高、尺寸较大时，在工艺上常采用工序分散的方案，即在一副模具内只完成零件的一个工序，此工序称为简单工序。

（二）组合工序当零件批量较大、尺寸较小、公差要求较严时，用若干个分散的简单工序来冲压零件是不经济的或难于达到要求的。

这时在工艺上多采用工序集中的方案，即将两种或两种以上的简单工序集中在一副模具内完成，称为组合工序。

根据工序组合的方法，又可将其分为三类：1．复合冲压在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上同时完成两种或两种以上的简单工序的冲压方法。

2．连续冲压在压力机的一次行程中，在一副模具的不同位置上同时完成两种或两种以上的简单工序的冲压方法。

连续冲压所完成的冲压工序依次分布在条料送进的方向上，压力机每一次行程中，条料送进一个步距，同时冲压相应的工序。

除最初几次冲压行程外，以后每次冲压行程都可以完成一个零件。

3．连续一复合冲压在一副模具内包括连续冲压和复合冲压的组合工序。

连续冲压和连续一复合冲压是高效率的组合工序，可使复杂零件在一副模具内冲压成形。

在大批量生产中广泛采用。

此外，在生产中也常用冷冲压方法使零件产生局部的塑性变形来进行装配，此工序称为冷冲压装配工序，如铆接、弯接、冷塑压焊接等。

2工艺分析2.1零件的功用与经济性分析该零件材料为Q235，厚度0.5mm。

尺寸公差等级为IT11级，该零件的产量属于大批量，零件外形对称，材料为一般用钢，故冲压加工经济性良好。

2.2零件钣金成形工艺性分析2.2.1结构形状与尺寸分析：图2-1 零件图图2-2 毛坯图该制件形状简单，厚度适中，属于普通冲压件，但有几点应该注意：1 根据工件的形状分析，该工件为落料、冲孔、弯曲件,因此在加工时要考虑到冲孔和弯曲工序的干涉问题；2 大批量生产，应重视模具材料的选择和模具结构的确定，保证模具的寿命；3 制件体积不是很小，从安全考虑，要采取适当的取件方式，模具结构上设计好推件和取件方式。

2.2.2 精度与表面粗糙度此零件的表面粗糙度均为自由表面粗糙度，尺寸公差等级为IT11级。

2.2.3 材料零件材料是Q235，参考文献[1]可知Q235为极软的碳酸钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。

但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。

大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。

力学性能：抗拉强度σb (MPa)：310-380屈服强度σs (MPa)：240伸长率δs (％)：21-25综上所述，该零件的形状、尺寸、精度、材料均符合冲裁工艺性要求，故可以采用冲压方法加工。

3制定工艺方案3.1工艺方案的分析根据以上基本工序，可拟定出以下三种冲压工艺方案：方案一：落料、冲孔、弯曲单工序模方案二：落料冲孔复合模、冲孔単工序完成方案三：采用多工位级进模分析比较上述三种工艺方案，可以看出：方案一模具简单，数量多，冲压效率低。

方案二相对于方案一模具较复杂，数量减少，冲压效率提高。

方案三相对于前两种方案模具最复杂，制造周期长，数量最少，冲压效率最高，但是由于弯曲工序的尺寸较大，设计模具和加工模具都比较困难。

3.2工艺方案的确定经过全面分析、综合考虑，以零件质量、生产效益及经济性几个方面衡量，认为三种方案中方案三为最佳的方案，即采用落料冲孔复合模和单工序弯曲模完成此制件，本次设计主要设计落料冲孔复合模。

4工艺计算4.1排样及材料的利用率4.11排样的选用原则由于产量大，材料利用率是一项很重要的经济指标，要提高材料利用率就必须减小废料面积，条料在冲裁过程中翻动要少，使工人操作方便、安全，减轻劳动强度，排样应保证冲裁件的质量，无论是采用有废料或少、无废料的排样，根据冲裁件在条料上的不同布置方法，排样方法有直排、斜排、对排、多排等多种形式的排列方式，可以根据不同的冲裁件形状加以选出用。

现工件外形为圆形，采用有废料的直排法，比较方便、合理。

搭边起补偿条料的剪裁误差，送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。

使凸，凹模刃口双边受力，受力平衡，合理间隙一易破坏，模具寿命与工件断面质量都能提高。

对于利用搭边自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。

搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。

一般板料愈厚，材料愈软以及冲裁件尺寸愈大，形状愈复杂，则搭边值也应愈大。

由查表得工件=1.5mm、侧面a=2mm。

间搭边值a14.12材料利用率的计算采用直排的排排样方案，如图4-1所示：计算冲压件的毛坯面积(用CAD自带的测量面积工具)：S=672mm2送料步距A：送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应，点之间的距离，每次只冲一个零件的步距按式：A＝D＋a1A=8＋1.5＝9.5mm条料宽度B：B=（84+2×2）mm=88mm图4-1 排样图通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率來表示，按式：η=01S S ⨯100%=AB S 1⨯100% 式中 1S —— 一个步距内零件的实际面积0S —— 一个步距内所需毛坯面积A —— 送料步距B —— 条料宽度带入数据可得：η=AB S ⨯100%=26729.588mm mm mm⨯⨯100%≈80.4% 4.2落料力、冲孔力、卸料力、推件力的计算计算冲裁力的目的是为了选用合理的压力机，设计模具以及检验模具的强度。

压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求。

一般可按下公式计算：τLt F P =式中 F P -------冲裁力（N ）；L--------冲裁周边长度（mm ）；t--------冲裁料厚(mm)；τb ---------------抗剪强度（MPa ）；落料力材料的抗剪强度 τ=360Mpa=t F KL τ落 ﹙4-1﹚1.31840.536043.1KN=⨯⨯⨯≈其中 F ——冲裁力L ——冲裁周边长度，cad 测量184mm 。

t ——材料厚度 τ——材料抗剪强度 K ——系数 冲孔力=t F KL τ孔 ﹙4-2﹚1.325.20.53605.9KN=⨯⨯⨯≈冲裁时的推件力和卸料力及压力机的选择表4-1 卸料力、推件力及顶件力系数冲裁材料 K 卸 K 推K 顶纯铜、黄铜 0.02～0.06 0.03～0.09 铝、铝合金0.025～0.080.03～0.07钢材料厚度mm～0.1 0.06～0.075 0.1 0.14>0.1～0.5 0.045～0055 0.065 0.08>0.5～2.5 0.04～0.05 0.050 0.06>2.5～6.5 0.03～0.04 0.040 0.05>6.5 0.02～0.03 0.025 0.03查表4-1 0.065K=推，0.055K=卸，4h mm=，则n取8个故F n K F=⨯孔推推（4-3）0.0658 5.9 3.1KN=⨯⨯≈0.05543.1F=⨯卸=2.4KN则最大冲压力：43.1 5.9 2.4 3.154.5F F F F FKN=+++++=总落冲卸推＋＝﹙4-4﹚查表选取国产100KN开式压力机J23-10其最大闭合高度为180mm连杆调节高度为35mm模柄孔尺寸为直径30mm，深度为55mm工作台尺寸左右为240mm、前后370mm，垫板厚度35mm4.4模具刃口的尺寸和公差的确定4.41冲裁间隙的确定间隙在冲裁模中指凸、凹模刃口间缝隙的距离，通常称为单边间隙。