冲压模具课程设计说明书(参考)

冲压模具课程设计

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目 录

前 言·························（1）

一、 冲压模具课程设计的内容和步骤··············（2） 二、 确定冲裁工艺方案··························（2） 三、 制件工艺和设计计算························（2） 四、 冲裁力和压力中心的计算····················（3） 五、 计算凸凹模的刃口尺寸······················（4） 六、 凹模、凸模、凸凹模的设计··················（7） 七、 模具其他装置的设计························（7） 八、 模架的选择································（7） 九、 压力机相关参数的校核······················（7） 十、 结束语

前 言

模具课程设计是一个很重要的专业实训环节，学生通过对金属制件进行冲裁或拉深，成

形工艺与冷冲模的综合性分析设计、训练，要求达到如下目的：

1、通过课程设计，帮助学生运用和巩固《模具结构及设计》课程及相关课程的理论知

识，了解冷冲模的设计的一般方法和程序。

2、训练学生查阅相关技术资料（如《模具设计与制造简明手则》、《冷冲模结构图册》、

《塑料膜结构图册》等），使学生能够熟练地运用有关资料，熟悉有关国家标准、规范，使

用经验数据，进行估算等方面接受全面的训练。

3、掌握模具设计的基本程序和方法，综合运用《模具结构及设计》及相关专业课程的

知识，并按照相关的技术规范，进行冲压模具设计的基本技能训练，为今后在实际工程设计

中打好必要的基础。

一、 冲压模具课程设计的内容及步骤

1、 内容

设计一副简单的、具有典型结构的中小型模具为主，要求学生独立完成模具装配图一张，模具装配图相关的工作零件图、设计说明书一份。 2、 步骤

冲压生产的过程一般是从原材料剪切开始，经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序加工出图纸所要求的零件，对于某些组合冲压或精度要求较高的冲压件，还需要经过切削、焊接或铆接等工序，才能完成。进行冲压模具课程设计就是根据已有的生产条件，综合考虑各方面因素，合理安排零件的生产工序，优化确定各工艺参数的大小和变化范围，合理设计模具结构，正确选择模具加工方法，选用冲压设备等，使零件的整个生产达到优质、高产、帝豪和安全的目的。

二、 确定冲裁工艺方案

根据制件工艺分析，其基本工序有冲孔、拉深、落料三道，可得到三种方案：

1、 先冲孔，再落料，后拉深。采用单工序模生产。 2、 落料——拉深，后冲孔级进冲压。采用级进模生产。 3、 采用落料——拉深——冲孔同时进行的复合模生产。 由于制件批量较大，而方案一的生产效率较低，故可排除方案一；由于级进模是一种多工位、效率高的加工方法，但是级进模的轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，加工难度提高，因而也排除方案二；而方案三采用一套模具生产，在一套模具中同时完成三道工序，三次定位在一套模具中，精度高，模具的制造成本不高。故采用方案三复合模生产这批制件为最佳方案。

三、 制件工艺和设计计算

1、原始数据：如图1-1 材料为15钢，材料厚度为2.5mm，大批量生产。

图1-1

2、排样图设计与计算：

因该冲裁件结构简单，最大轮廓尺寸为60mm，而且是大批量生产，所以采用直排有废料排样。因t=2.5mm，查表得

最小搭边值： a=2.5mm，b=2mm 。

步距： A=D+a=60+2.5=62.5mm

条料宽度： B=（D+2b+Δ）=60+2×2+0.8=64.800.8mm （其中条料宽度公差Δ，查表得：Δ=0.8）

排样图如下图1-2所示：

排样图

材料利用率：η= AFO/AF×100% =71% 3、确定拉深次数

① 毛胚直径计算 根据凸缘相对直径Dt/d=60/（35+2.5）=1.6.

查表6-6-得，拉深件切边余量ΔR=3.0mm，因此。凸缘直径按dt=Φ63mm。由于r=R，所以毛胚直径D=Φ74mm。

② 判断能否一次拉深成形 根据凸缘相对直径dt/d=63/（35+2.5）=1.68和毛胚相对厚度t/D=2.5/74=3.4%，查得首次拉深极限高度（h1/d1）max=0.45，而工件的实际相对高度为（h1/d1）实=14/37.5=0.37

四、 冲裁力与压力中心的计算

1、 冲裁力的计算

a) 冲裁力F

查表，取材料15钢的抗拉强度σb =400MPa 为计算方便，可按下式计算冲裁力：

F≈Ltσb =π×79×2.5×400=248.06≈248 KN b) 卸料力FX

由FX =KXF，查表得，KX=0.05 则 FX =0.05×248=12.4 KN c) 推件力FT

由FT =nKTF，已知n=3，查表得，KT =0.055 则 FT = 3×0.055×248=40.92 KN d) 顶件力FD

由FD =KDF，查表得，KD=0.06

FD =0.06×248 = 14.38 KN

本模具采用弹性卸料装置和下出料方式，所以

压力机公称压力 FZ=F+FX+FT=248+12.4+40.92=301.32 KN

根据以上计算结果，压力机拟选350KN 的开式双柱可倾压力机，型号为 JC23-35。查表可得如下：

2、 冲裁压力中心的确定

此工件为圆形工件，其冲裁时的压力中心与几何中心重合。

五、 尺寸的计算

1、计算凸、凹模的刃口尺寸

①确定落料凸、凹模工作部分尺寸及制造偏差

查表3-3，取Zmax=0.5mm，Zmin=0.36mm。

查表3-5，取δp=-0.02mm，δd=+0.025mm。 查表3-6，取x=0.75。

0.020.0.50.36。即0.045

60

0.025

mm Dt = （60—Zmin）

00.02

mm = 59.64

00.02

mm

②确定冲孔凸、凹模工作部分尺寸及制造偏差

查表3-3，取Zmax=0.5mm，Zmin=0.36mm。

查表3-5，取δp=-0.02mm，δd=+0.025mm。 查表3-6，取x=0.75。

0.020.0.50.36。即0.045

19

00.02

mm， da=

19.36

0.025

mm 。

2、拉深模工作零件设计 ①拉深凸、凹模的圆角半径 a.凹模圆角半径rA

rA = 0.8Dd）t =7.376mm 取rA =8mm

b.凸模圆角半径rT

rT = （0.6～1）rA =4.8～8mm 取rT =6mm

②拉深模工作部分尺寸计算

凹模尺寸DA =（Dmax－0.75Δ）=

六、 凹模、凸模、凸凹模的设计

1、 凸模的结构设计

由于采用弹压卸料板，则其凸模长度按下式计算 L= h1 + h2 + t + h =50mm 2、 凹模的结构设计

依公式，得

凹模高度 H = kb （其中查表得k=0.3）=0.3×60=18mm 凹模壁厚 C =（1.5～2）H = 30mm 凹模的外形尺寸：L = 2C+60 = 120mm

B = b+（2.5～4）H =105mm

取标准凹模尺寸：120×105×18 允许误差5～15 。

七、 模具的其他装置的设计

1、 垫板的厚度取6mm。

2、 凸模固定板：凸模固定板的形状一般与凹模形状相同，凸模固定板的厚度取12mm。 3、 卸料板的确定：材料为45钢，长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，厚度取12mm。 4、 凸模、凸模固定板、垫板、上模座是用圆柱销和内六角螺钉来连接的。

5、 圆柱销的数量为4根，其尺寸为：Φ6mm。材料采用35钢，与上下模座，垫板，凹模，

凸模固定板的配合为H7/m6的过度配合。

6、 内六角圆柱头螺钉的数量是12个，材料采用45钢。 7、 聚氨酯橡胶的自由高度：

根据工件材料的厚度为2.5mm，冲裁时凸凹模进入凹模深度取1mm，考虑模具维修时刃磨留量2mm，再考虑开启时卸料板高出凸凹模1mm，则总的工作行程H=7mm。由公式可以算出模具中安装橡胶的空间高度尺寸为15mm。

八、 模架的选择

模架选用适合中等精度，上下滑平稳，可横向送料，适于大批量生产的后侧导柱

模架。根据凹模尺寸的确定查表得模架参数：

九、 压力机的相关参数的校核 模具的闭合高度计算：

Hmin +10≤H≤Hmax－5 140+10≤H≤170－5 即 150≤H≤165

其中：Hmin — 压力机的最小闭合高度 Hmax — 压力机的最大闭合高度

十、 结束语

紧张的冷冲压模具设计，在老师和我们的共同努力下，终于结束了。通过这次课程设计实习，使我在原来的理论基础上增加了实战性的知识，同时我也感受到要成为一个模具设计师需要付出很多努力。

本次设计中，我们利用计算机辅助设计（CAXA）来进行冷冲压模的设计，计算机辅助设计，是在设计时，把原始数据图形数据化的参数输入计算机对其进行分析和处理并通过显示器给出分析结果和图形，同时还可在显示器上对分析结果和图形进行补充修改和完整，使设计达到最佳水平，比动手画图更省时省力，而且清晰明了，可见（CAXA）技术在冲模设计中已从研究阶段走上了实用阶段。

参考文献：

【1】 刘建超，张宝忠主编。冲压模具设计与制造。北京：高等教育出版社，2004

【2】 王孝培主编，冲压手册。北京：机械工业出版社，1998

【3】 林承全，余小燕主编，机械设计基础学习与实训指导。武汉：华中科技大学出版社，2007

【4】 史铁梁，模具设计指导。北京：机械工业出版社，2009