冲压模具课程设计说明书(止动片)
冲压模具课程设计说明书 课题名称：
学 院：
专业名称：
班 级：
姓 名：学 号：指导老师：完成日期： 止动片冲孔落料复合模课程设计 机械工程学院 机械设计制造及其自动化 模具11-2班 2014.09.15—2014.10.11
目 录
第一章 设计任务书.................................................. 1
1.1课程设计目的................................................. 1
1.2课程设计任务................................................. 1
第二章 冲压件工艺性分析............................................ 1
2.1零件的冲裁性能............................................... 1
2.2确定工艺方案................................................. 2
2.3排样设计..................................................... 2
2.4冲裁工艺力与压力中心计算..................................... 3
第三章 模具结构与设计计算.......................................... 4
3.1模具结构分析................................................. 4
3.2工作零件刃口尺寸计算......................................... 4
3.3工作零件结构尺寸............................................. 5
3.4其它模具零件结构尺寸......................................... 6
3.5冲床选用..................................................... 7
第四章 模具工作原理................................................ 7
4.1模具的特点................................................... 7
4.2模具工作过程................................................. 7
第五章 设计小结.................................................... 7
参考文献............................................................ 9
第一章 设计任务书
1.1课程设计目的
本课程设计的目的是使我们在学完《冲压模具设计与制造》课程之后，巩固和加深对冲压模有关理论的认识，提高设计计算、制图和查阅参考资料的能力。使得我们能正确运用专业知识，初步掌握制定冲压工艺规程及进行冲压模具设计的原则和方法。
在课程设计中应本着技术上先进、经济上合理的原则，制定冲压工艺规程和设计有关的冲压模具。
1.2课程设计任务
（1）冲压件名称：止动片，如图1所示：
图1 止动片
（2）生产批量：大批量；
（3）材料：Q235；
（4）厚度：t =2mm。
第二章 冲压件工艺性分析
2.1零件的冲裁性能
该冲裁件的材料为Q235钢，具备良好的冲压性能，且该冲裁件结构简单，并在转角有四处R2圆角，比较适合冲裁。零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。孔边距12mm 的公差为0.11，属IT11
级精度。查公差表可得各尺寸公差为：
（1
）零件外形尺寸：
mm ；
（2）零件圆孔尺寸：
（3）孔心距：（37mm ； mm ，mm ，mm ，mm
，0.31）mm 。
由以上分析可知，该零件适合冲裁。
2.2确定工艺方案
该零件主要包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案： 方案一：落料——冲孔，采用单工序模加工；
方案二：落料——冲孔复合冲压，采用复合模加工；
方案三：冲孔——落料连续冲压，采用级进模加工。
方案一模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合模或级进模生产。但由于孔边距尺寸mm 有公差要求，为了更好地保证此尺寸精度，因此采用复合冲裁方式进行生产。
2.3排样设计
查《冲压模具设计与制造》表2.5.2，两工件间的搭边值为a =2.2mm，工件与边缘搭边值为a 1 =2.5mm，步距为32.2mm 。
条料宽度为
B==mm ，最后确定的排样图如图2所示：
图2 排样图
2.4冲裁工艺力与压力中心计算
（1）冲裁工艺力
落料力：F 落 =1.3Ltτ =1.3×215.96×2×370=207.75（kN ），其中τ按非退火Q235钢板计算，查《冷冲压模具设计与制造》表8.1得τ=（304~373）MPa ；
冲孔力：F 冲 =1.3Lt τ=1.3×2×3.14×10×2×370=60.41（kN ），其中L 为两个冲孔的圆周长之和；
卸料力：F 卸 =K 卸F 落 =0.05×207.75=10.39（kN ）；查《冲压模具设计与制造》表2.10得K 卸 =0.02~0.06；
推件力：F 推 =nK 推F 落 =1×0.055×207.75=11.43（kN ），其中n =1，查《冷冲压模具设计与制造》表2.10得K 推 =0.055；
总工艺力：F 总 =F 落+F 冲+F 卸+F 推 =207.75+60.41+10.39+11.43=289.98（kN ）。
（2）压力中心
如图3所示：
由于工件x 方向对称，故压力中心到y 轴的距离为：x 0=32.5mm；
压力中心到x 轴的距离为： 图3 压力中心示意图
y =
=
其中：
L 1 =24mm，Y 1 =12mm；
L 2 =65mm，Y 2 =0mm；
L 3 =24mm，Y 3 =12mm；
L 4 =14.5mm，Y 4 =24mm；
L 5 =38.61mm，Y 5 =27.97mm；
L 6 =14.5mm，Y 6 =24mm；
L 7 =31.4mm，Y 7 =12mm；
L 8 =31.4mm，Y 8 =12mm；
由以上计算可知冲压件的压力中心坐标为（32.5，13）。 13.0mm
第三章 模具结构与设计计算
3.1模具结构分析
为了保证零件所要求的各项精度指标，生产效率高，适于大批量生产，其结构采用滑动式导柱导套的后倾式标准模架，并采用倒装式复合模结构，以保证制件的平直度及冲压工作的操作安全性。因该制件材料厚度较大，适合采用手动送料，挡料销装置采用标准见钩形挡料销，可避免挡料销安装孔距离凸凹模太近。退料机构分别为上模刚性推件装置和下模卸料装置，卸料装置采用的是弹簧作为弹性元件。
3.2工作零件刃口尺寸计算
落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制。即以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。查《冷冲压模具设计与制造》表2.12得落料、冲孔模刃口间隙Z min = 0.22mm，Z max = 0.26mm，Z max - Z min = 0.04mm。
（1）落料凹模各尺寸计算
查《冷冲压模具设计与制造》表2.17，落料凹模各尺寸
mm ，mm ，mm ，mm
，mm 的磨损系数均为x =0.5。由
计算可得其于这些尺寸在凹模磨损后均增大，故由公式A d =
相对应的凹模尺寸如下：
：A d1 =
mm
：A d2 =
：A d3 =
：A d4 =
：A d5 =mm mm mm mm
相应的凸尺寸按凹模尺寸配制，保证双面间隙在0.22~0.26mm之间。
（2）冲孔凸模尺寸计算
查《冷冲压模具设计与制造》表2.17，冲孔凸模尺寸
数为x =0.5。由于这个尺寸在凸模磨损后减小，故由公式B p =
算可得其对应的凸模尺寸如下：
：B p =mm mm 的磨损系 计
相应的凹模尺寸按凸模尺寸配制，保证双面间隙在0.22~0.26mm之间。
（3）孔边距尺寸计算
查《冷冲压模具设计与制造》表2.17，孔边距尺寸
为x =1。由于这个尺寸在模具磨损后增大，故由公式L p =
得：
=
（4）孔心距尺寸计算
查《冷冲压模具设计与制造》表2.17，孔边距尺寸（370.31）mm 的磨损：L p =mm mm 的磨损系数计算可系数为x =0.5。由于这个尺寸在模具磨损后不变，故由公式L d =L0.125计算可得：
L =370.31：L d =370.078mm
3.3工作零件结构尺寸
（1）落料凹模尺寸：
落料凹模采用整体式矩形凹模板，则：
凹模厚度：H =Kb 1（H 8mm ），b 1为垂直于送料方向凹模模型孔壁间最大距
离，b 1=65mm，查《冷冲压模具设计与制造》表2.20得K =0.22~0.35，取K =0.28，则：H =0.28×65=18.2mm；
凹模边壁厚：C =（1.5~2）H =（1.5~2）×18.2 =（27.3~36.4）mm ； 垂直于送料方向凹模宽度B 为：B = b1 +（2.5~4）H ，由于其边界型孔为直线段，故取B =65+3×18.2=119.6mm；
送料方向的凹模长度A 为：A=L1 + 2l ，其中L 1 = 30mm，并查《冷冲压模具设计与制造》表2.21得l = 36mm，故A = 30 + 2×36 =102mm。
查标准JB/T 6743.1—1994，取凹模板外形尺寸为：125×125×18（mm ），将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后实取为：125×125×14（mm ）。
（2）凸凹模尺寸：
凸凹模长度：L = h 1 + h 2 + h = 16 + 10 + 30 = 56mm
其中：h 1——凸凹模固定板厚度；
h 2——弹性卸料板厚度；
h ——增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等）。 凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为7mm ，由于该模具采用倒装结构，根据强度要求查《冷冲压模具设计与制造》表
2.23知，最小壁厚为4.9mm 即可，故该凸凹模侧壁强度足够。
（3）冲孔凸模尺寸：
凸模长度：L 凸 = h1 + h 2 + h 3 = 14 + 12 + 14 = 40mm
其中：h 1——凸模固定板厚；
h 2——空心垫板厚；
h 3——凹模板厚。
凸模强度校核：由于L 凸/d =40/10=4
3.4其它模具零件结构尺寸
根据倒装复合模形式特点及凹模板尺寸，通过查标准JB/T 6743.1—1994确定其它模具模板尺寸，如表1：
表1 其它模具模板尺寸
3.5冲床选用
根据总冲压力F 总 =289.98 kN，模具闭合高度、冲床工作台面尺寸等，查《冷
冲压模具设计与制造》表8.10，选用JC23-35开式可倾压力机，并在工作台面上备制垫块。其主要工艺参数如下：
公称压力：350 kN；
滑块行程：80mm ；
滑块行程次数：50 次∕分；
最大封闭高度：280mm ；
封闭高度调节量：60mm ；
垫板厚度：60mm ；
模柄孔尺寸（直径×深度）：50mm ×70mm ；
工作台尺寸（前后×左右）：380mm × 610mm。
第四章 模具工作原理
4.1模具的特点
该模具采用滑动式导柱导套的后侧式标准模架，并采用倒装式复合模结构，保证了零件所要求的各项精度指标，生产效率高，适合大批量生产。
4.2模具工作过程
条料沿导料销送进抵住挡料销；上模下行，首先是条料由下模的弹性卸料装置与凹模夹紧；上模继续下行，凸凹模、冲孔凸模和凹模同时工作，将条料冲断后，上模到达下止点；冲孔废料被卡在凸凹模的冲孔凹模型孔中，待下一次冲裁周期将其推出，从下模漏料孔中漏出；落料废料箍在凸凹模的落料刃口上，上模回程时，弹簧回弹，推动卸料板将其拨落下来；制件则卡在凹模的型孔中，上模回程时打杆在上模没有到达上止点时即碰到压力机上的打料横梁而停止运动，推动推件块将制件推出，落在下模表面。移走制件后，再将条料抵住挡料销，开始第二次冲裁，周而复始。
第五章 设计小结
课程设计是对我们知识运用能力的一次全面的考核，也是对我们进行科学研究基本功的训练，培养我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文和工作打下良好的基础。
通过对冲裁件的工艺性分析以及对相应的冲压模具的设计，使自己更进一步地掌握了冷冲压模具的结构特点及设计计算方法，对独立设计模具有了一次新的
锻炼。
在设计过程充分利用了各种可以利用的方式，参考各类书籍，同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解，而在设计中利用AutoCAD 软件绘制模具装配图则大大提高了工作效率。
这次课程设计不仅提高了自己动手的能力，也使自己充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计还有很多不足，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。
参考文献
[1] 王秀凤 张永春. 冷冲压模具设计与制造. 北京航空航天大学出版社，2012.
[2] 徐政坤. 冲压模具设计与制造. 化学工业出版社，2009.
[3] 甘永立. 几何量公差与检测（第8版）. 上海科学技术出版社，2009.
[4] 韩泰荣 蒋文森. 模具设计与制造简明手册. 上海科学技术出版社，2008.
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