模具设计 - 垫片的落料冲孔复合模具设计说明书

连接件落料冲孔复合模设计

摘 要：本模具的主要作用就是落料和冲孔，该模具在设计时不仅要根据冲裁件的材料选择模具的材料，还要根据冲裁件的形状、尺寸和精度来确定模具的类型和冲裁的工艺方案。确定合理的冲裁间隙是本模具的重中之重，它不仅影响冲裁件的形状、尺寸和精度，还影响模具的使用寿命。在模具材料的选择时应注意材料的性能和强度。应尽量选择模具的标准件，这样不仅可以提高模具的寿命还可以缩短模具的制造周期。

关键词：连接件，落料冲孔，复合模

引言:从工件图看，该我是江苏省盐城技师学院09届的一名毕业生,该零件是我在现实生活中见到的车链条中的一个连接垫片，每个链条需要很多个连接垫片，产品销量扩大，线切割加工也可以生产所需要零件，但是线切割加工成本较高，因此采用冷冲压模具进行生产。该模具设计制造难点是如何解决好零件中的小孔冲裁，如何确定模具结构、冲裁方案，如何进行模具制造等问题，以及模具制造装配要注意的问题。

1 零件的工艺分析 工艺分析

冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般来讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲裁出来，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等是确定冲裁工艺实

应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析如下： 1 材料：该冲裁材料为A3钢是普通碳素钢，具有良好的可冲压性。 2 零件结构：该冲裁件结构简单，比较适合冲裁。

3 尺寸精度：只有孔心距精度要求较高故采用IT11级，其余均采用14级。

2 工艺方案的确定

确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序

的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案，应进行全面的工艺分析与研究，比较其综合的经济技术效果。这样一个最佳的合理冲压工艺方案。

该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下3种工艺方案： （1）先落料，后冲孔，采用单工序模生产。 （2）先落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。 （3）冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。

方案（1）模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件

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的加工，生产效率低，难以满足大批量的生产要求。方案（2）和方案（3）对于该零件都可以采用，但由于孔心距尺寸精度要求高，为更好地保证尺寸精度，最后确定用复合冲裁的方式进行生产。 工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以采用倒装复合模结构及弹性卸料方式。 3 冲裁件的排样

排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。冲件的合理布置

（即材料的经济利用），与冲件的外形有很大关系。

根据不同几何形状的冲件，可得出于其相适应的排样类型，而根据排样的类型，又可分为少或无工艺余料的排样与工艺余料的排样两种。 考虑到该制造件的生产纲领与加工条件，采用条料加工余料的排样。排样如下：

4 材料利用率

衡量材料经济利用的指标是材料利用率。 一个进距内的材料利用率为：

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η?A*100% B*HA—冲裁件面积（包括冲出小孔在内）（㎜2）; B—条斜宽度（㎜）； H—近距（㎜）； η=

60*40?3.14*20*20?3.14*10*10*100%

42*105 =3341/4410 =75.8%

一张板料上总的材料利用率η∑为： η

∑=

N*A*100% B*L 式中： N—张条料上的冲件总数目: L—板料长度（㎜）； B—板料宽度（㎜）； A—冲裁件面积（㎜2）;

查板材标准。选600mmx2000mm的钢材，每张钢材可剪裁为5

张条料（5mmx2000mm），每张条料可冲47个工件：

η

∑=

5*47*3342*100%=65.4%

600*20005 搭边

排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以及保证条料有一定刚度，便于送料。 搭边数值取决于以下因素: （1）工件的尺寸和形状。 （2）材料的硬度和厚度。

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（3）排样的形式（直排、斜排、对排等）。 （4）条料到的送料方法（是否有侧压板）。

档料装置的形式（包括档料销、导料销和定距侧刃等的形式）。搭边值一般由经验在经过简单计算确定的。 6 冲裁力的计算

计算冲裁力的目的是为了确定压力机的额定压力，因此要计算最大冲裁力。则冲裁力可按下式计算：

F=Aτ

式中：A 为剪切断面面积. τ 为板料的抗剪强度。

考虑到刃口磨损、间隙的波动、材料力学性能的变化、板料厚度的偏差等因素的影响，可取安全系数为1.3,于是在生产冲裁力便可按下式计算：

F=1.3LTτ

式中： L—冲裁的总长度（mm）：

T—板料厚度（mm）： τ—板料的抗剪强度（Mpa）。

经查资料取τ=450Mpa . τ按非退火A3钢板计算 将相应数据代入.得冲裁力为：

落料 F=1.3x(2x3.14x20+60x2)x1.6x450=330KN 冲孔 F1=1.3x2x3.14x10x2x1.6x450=117.6KN 7 模具总体设计

根据已确定的工艺方案，分析可知模具结构可采用前后送料，挡

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料销定距，导料销定位，弹性卸料装置卸料，下漏料方式的倒装式冲裁，模具结构形式可采用后置导柱标准模架。 模具结构草图，如下图所示：

1.下模座 2.导柱 3.凸凹模固定板 4.弹簧 5.卸料板 6.落料凹模板 7.空心垫板 8.导套 9.上模座 10.螺钉 11.模柄 12.打杆 13.圆柱销 14.凸模 15.垫板 16. 凸模固定板 17.推件块 18.导料销 19. 凸凹模

8 工作零件设计 (1)冲孔凸模

凸模长度： Lt=h1+h2+h3

=14+12+14 =40mm

式中h1—凸模固定板厚度，一般取（0.6~0.8）凹模板厚

h2—空心垫板厚 h3—落料凹模板厚

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凸模零件图如图所示：

(2)落料凹模

由式H=ks(H≥8)

H=0.30x60 =18mm

由式B=s+(2.5~4.0)H

B=60+(2.5~4.0)x18

=105~132

由式L=s1+2s2

L=20+2x30

=80mm

式中H—凹模厚度

B—垂直于送料方向的凹模宽度 L—送料方向的凹模长度 k—系数，取k=0.30

s—垂直于送料料方向的凹模刃壁间的最大距离 s1—送料方向的凹模刃壁间的最大距离

s2—送料料方向的凹模刃壁到凹模边缘的最小距离

根据上面所算得的尺寸，确定凹模

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板外形规格为125x125x18(mm)，因考虑到昂贵的模具材料的节省，将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后实取为125x125x14(mm)其

零件图如图所示：

(3)凸凹模

L凸凹 = h1+h2+h3

=10+34+14 =58mm

式中 h1—卸料板厚度一般取（6~12）在此取h1=10mm

h2—卸料板下平面到凸凹模固定板上平面的之间距离，根据经验值一般取（25~35）mm,在此取34mm.

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h3—凸凹模固定板厚度，一般取（0.6~0.8）倍凹模板厚度，在此取为14mm 凸凹模零件图如图所示：

9 结束语

本通过这次毕业设计的锻炼，深刻体会到了做模具设计要求的知识范围之广，要求对各种专业知识都熟练的掌握。在指导老师的指导下顺利完成了此次毕业设计。通过此次毕业设计的锻炼，让我对模具设计的基本流程有了更加清晰的认识，对模具的构造有了进一步的认识。在设计过程中，培养了我积极，认真，细心的工作态度，为以后的工作打下了良好的基础。并通过此次锻炼对以后知识学习方向更加明确，相信在以后的模具学习中将更加的顺利。

参考文献

(1). 《冷冲压工艺与模具设计》/汤习成/中国劳动社会保障出版社/2005

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(2). 《冲模设计手册》/机械工业出版社 编写组/机械工业出版社/2000 (3). 《冲压模具设计与制造》/徐正坤/化学工业出版社/2003 (4). 《模具制造工艺学》/郭铁良/高等教育出版社/2002

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/gh2.html