触头落料单工序模

摘要…………………………………………………………………………………1

前言………………………………………………………………………………2

第1章 设计的相关知识………………………………………………………………3 1. 1 绪论………………………………………………………………………………………3 1.2设计任务书…………………………………………………4

第2章 工艺方案分析及确定………………………………………………………5

2.1 零件的工艺分析………………………………………………………………5 2.2 工艺方案的确定………………………………………………………………5 2.3 排样的确定……………………………………………………………………6 2.3.1冲裁件的排样…………………………………………………………7 2.3.2材料利用率……………………………………………………………8 2.3.3搭边值的选择及条料宽度的确定………………………………8

第3章 工艺设计与计算……………………………………………………………8

3.1 冲压力与压力中心的算……………………………………………………9 3.1.1冲裁方式与冲压力的计算………………………………………………9 3.1.2 冲裁力的计算………………………………………………………9 3.1.3卸料力、推件力的计算…………………………………………………9 3.1.4压力中心的计算…………………………………………………10 3.2 工作零件刃口尺寸计算……………………………………………………11 3.3 工件零件结构设计………………………………………………………12 3.3.1 凹模尺寸………………………………………………………………13 第4章 其他模具结构零件…………………………………………………………15 4.1其他模具结构零件……………………………………………………15 4.2典型零件加工工艺方案如下………………………………………………16 4.3冲压设备的选用……………………………………………………16 总结…………………………………………………………………………………18 参考文献……………………………………………………………………………19

摘 要

模具是现代工业生产中重要的工艺装备之一。在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷等生产行业中得到广泛应用。某些发达国家的模具总产值以超过机床工业的总产值在这些国家，模具工业已摆脱了从属地位而发展成为独立的行业。近年来，我国的模具工业也有了较大的发展，模具制造工艺和生产装备智能化程度越来越高，极大地提高了模具制造的精度、质量和生产率。

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。

在模具设计时不仅要考虑要使做出的零件能满足工作要求，还要保证它的使用寿命。在本次设计中主要是考虑到它的实际工作环境和必须完成的设计任务，模架采用后侧导柱模架，凹模采用洞口形状凹模，这样可以一次完成全部的工序加工，在设计中要考虑到很多关于我所设计零件的知识，包括它的使用场合，外观等。通过这次的设计使我深深的体会到怎样才能把所学的东西更好的运用到实践中，设计过程中应注意的问题，使自己在冲压模方面有了更深更多的了解。

模具的精度比较高在使用的过程中要合理的保养，发现问题要及时的修复，这样才能保证产品的质量，提高模具寿命。 关键字：触头，精度，落料

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前 言

模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石，被人称为“工业之母”和“磁力工业”。

该垫片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，本文通过采取给小凸模加保护套、在模具结构上选用倒装复合模取代以往采用的正装复合模，这样废料不落在模具表面便于工人操作；在模具制造过程中，为了提高凸模的韧性防止在使用过程中折断，采用 模具钢取代常规采用的 模具钢，并采用真空热处理，硬度取 ；在装配过程中为了提高凸模的稳定性，凸模与凸模固定板的装配采用厌氧胶固定等措施，这些措施较好的解决了该模具设计制造难点。

现代工业产品的生产对模具要求越来越高，模具结构日趋复杂，制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集和主要依靠人工技巧及采用传统机械加工设备转变为技术密集，更多的依靠各种高效、高精密的数控切削机床、电加工机床，从过去的机械加工时代转变成机、电结合加工以及其他特殊加工时代，模具钳工量正呈逐渐减少之势。现代模具制造集中了制造技术的精华，体现了先进制造技术，已成为技术密集型的综合加工技术。

毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用工程软件进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。

本文是连接板落料、冲孔复合模设计说明书，结合模具的设计，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化，标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。文中附有必要的插图和数据说明。

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第1章 绪论

1.1冲压的概念、特点及应用

冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。

与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。

（1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。

（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。

（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。

（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。

但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形

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产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。

1.2设计任务书

本设计为触头落料单工序模具，设计工件如图1.1所示

技术要求： 1. 材料08F

2.生产批量:大批量生产 3.材料厚度：2mm

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第2章 工艺方案分析及确定

2.1 零件的工艺分析

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08F是冲压用的钢板中的沸腾钢，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。

4 落料的尺寸为128mm、40mm、72mm 、24mm ,冲孔的尺寸为16mm、R6mm、Ψ10mm,中心距为100mm

2.2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、胀型和冲孔三个基本工序，可以采用以下3种工艺方案：

（1）先落料，接着胀型，后冲孔，采用单工序模生产。 （2）落料-胀型-冲孔复合冲压，采用复合模生产。 （3）冲孔-胀型-落料连续冲压，采用级进模生产。

方案（1）模具结构简单，制造成本低，易于加工和模具的维修。本次设计采用方案一进行设计。

工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以采用弹性卸料方式。

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2.3排样的确定

在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。 2.3.1 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：

图2.1 2.3.2搭边值的选择及条料狂度的确定 1.搭边值的选择

查≤冲压及塑料注射模具课程设计指导与实例≥一下简称“设计”

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表3.1

得出工件间的搭边值a1=2.2mm 沿边的搭边值a2=2.5mm

2.条料宽度的确定：

条料宽度的确定原则是：最小条料狂度要保证冲裁时工件周边有

足够的搭边值。

本设计采用无侧压装置，则条料宽度为

00 B[D2(A)C1] D=27

查表得



=0.6mm，C1=0.5mm

000 则B[802(2.50.6)0.5]0.6=86.70.6mm

3.进距的确定

每次只冲一个零件的进距h为

h=D+a1=27+2.2=29.2mm 导料板间距:

S=B+C1=86.7+0.5=87.2

2.3.3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：

ηAx100% = BxHA—冲裁件面积（包括冲出小孔在内）（㎜2）; B—条斜宽度（㎜）； H—进距（㎜）； A=1626mm2 η=

1626*100%

86.7*29.2 =63.9%

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:

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L—板料长度（㎜）； B—板料宽度（㎜）； A—冲裁件面积（㎜2）;

查板材标准。选200mmx1000mm的钢材，每张钢材可剪裁为2张条料（100mmx1000mm），每张条料可冲37个工件： η∑=

2371626*100%=60.1%

2001000

第3章 工艺设计与计算

3.1 冲压力与压力中心的计算

3.1.1 冲裁方式与冲压力的计算

当一次冲裁完成以后，为了能够顺利地进行下一次冲裁，必须适时的解

决出件、卸料及排除废料等问题。选取的冲裁方式不同时，出件、卸料及排除废料的形式也就不同。因此冲裁方式将直接决定冲裁的结构形式，并影响冲裁的质量。

3.1.2 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,本设计采用平刃冲裁可按下式计算：

P冲=1.3Ltτ=Ltτ 式中： P冲—冲裁力(N)

L—冲裁的总长度（mm）：

t—板料厚度（mm）：

τ—板料的抗剪强度（MPa）。常取抗剪强度为抗拉强度

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的80%,即τ=0.8Rm.

Rm—材料抗拉强度，MPa

经查资料取Rm=260Mpa . 落料L由UG软件画出制件测量得L=200mm

将相应数据代入.得冲裁力为：

落料 P冲=1.3 x 200x2x260=276560N=135.2KN

3.1.3 卸料力、推件力的计算

由于影响卸料力、推件力的因素很多无法准确计算。在生产中均采用下列经验公式：

P卸=K1nP冲 (N)

式中：P卸、P推—分别为卸料力、推件力：

K1、 K2—分别为卸料力系数、推件力系数，其值表3.1 n—同时卡在凹模孔内的工件或废料数， P冲—冲裁力 (N),按式（3.1）计算。

表3.1 卸料力、推件力系数表

材料种类 钢 板料厚度／mm -0.1 ＞0.1-0.5 ＞0.5-2.5 ＞2.5-6.5 ＞6.5

K1 0.065-0.075 0.045-0.055 0.04-0.05 0.03-0.04 0.02-0.03 K2 0.1 0.065 0.055 0.045 0.025 查表3.1得K1=0.045 K2=0.055 。代人公式得： 卸料力P卸=K1 P冲=0.045x135.2=6.08KN 推件力P推=K2NP冲1=5x0.055x135.2 =37.18KN 总冲裁力的计算

根据工件的要求以及对模具的要求，故选总冲压力为：

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P总=P冲+P卸+P推=135.2+6.08+37.18=178.36KN

3.1.4压力中心的计算

冲裁复杂形状的零件的压力中心,其压力中心计算公式如下:

L1x1L2x2```Lnxnxoi1nL1L2```LnnLixi

LiinnL1y1L2y2```Lnynyoi1nL1L2```LnLiyi

Liin选择的坐标系如上图其原点为L2的中点。 分划线段

将工件图中的线段分为L1,L2,L3,L3`,L4,L4`L5

L1=68 x1=0 y1=17

L2=11 x2=38 y2=14 L2`=11 x2`=-38 y2`=14 L3=14 x3=-38 y3=3 L3`=14 x3`=-38 y3`=3 L4=28 x4=26 y4=-7 L4`=28 x4`=26 y4=-7 L5=32 x5=0 y5=0 压力中心计算

将以上数据带入压力中心计算公式得： 压力中心为(xo,yo)=(0,6.6)

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3.2 工件零件刃口尺寸计算

在冲裁轮廓为复杂形状时，为保证凸模和凹模的间隙在周边都均匀合适，所以采用凸模和凹模配合加工方法

落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配置。冲孔部分以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙配制。既已落料凹模冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。

尺寸如下图：

具体刃口尺寸计算见下表： 基本尺寸分类 冲裁间隙 磨损系数 计算公式 制造公差 Ad1=（AMAX1 - X△） 计算结果 落料变大 Zmin=0.246 Zmax=0.360 Zmax-Zmin=0.126 工件公差IT14级，故X=0.5 为 △/40 Ad1= △／4 800.55 =(80.55-0.5+0.2750 ×Ad1=80+0.275 1.1) 11

落料变大Ad2= Zmin=0.246 Zmax=0.360 Zmax-Zmin=0.126 工件公差IT14级，故X=0.5 为 Ad2=（AMAX2 - X△）△/40 Ad2=27+0.2270.4 △／4 =(27.4-0.5×0.8)+0.20 变Bd1= Zmin=0.246 Zmax=0.360 Zmax-Zmin=0.126 工件公差IT14级，故X=0.5 为 0△／4 320.55Bd1=（Bmax1-X△）=(31.45-0.51.1)0-0.275 △／4 小 ×Bd1= 32-0.275 0不 Cd1=Zmin=0.246 Zmax=0.360 Zmax-Zmin=0.126 Cd1= C 4 =52△／4 Cd1= 520.1375 520.55 变 0.55 43.3 工作零件结构设计

3.3.1 凹模尺寸

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凹模高度 H=Kb（≥15mm） =0.28x80=23mm 取H=25mm

其中K查《冲压及塑料注塑模具课程设计指导与实例》表3.13，得K=0.28 凹模边缘壁厚 C≥(1.5-2）H

C=（1.5-2）x25=（37.5-50），实取C=40mm 凹模边长 L=b+2C=80+2x40=160mm

查标准 JB／T6743.1-94;凹模宽 125mm,长160mm. 因此确定凹模外形尺寸为160x125x25mm。

表3.2 凹模厚度系数K

b/mm ≤50 t/mm 1 0.35 2 0.42 13

＞50-100 >100-200 0.22 0.18 0.28 0.20

3.3.2凸模长度确定及强度校核

（1）凸模长度计算

凸模长度 L=h1+h2+h3+a=25+20+3+22=70mm 式中 h1---凸模固定板的厚度，mm h2---固定卸料板的厚度，mm

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h3---导正销的厚度，mm

a---附加长度，包括凸模的修磨量6-12mm、凸模进入凹模的深度0.5-1mm及凸模固定板与卸料板之间的安全距离（这一尺寸如无特殊要求，可取10-20mm）

3.3.3凸模强度校核

由于本设计的凸模非细长凸模,则其强度无需校核,可直接加工。

第4章其他模具结构零件

4.1其他模具结构零件

根据凹模零件尺寸，查JB/T2885.1-94,确定其他模具结构零件，如

下表所示：

表4.1 模具主要零件尺寸

名称 垫板 导柱 导套 卸料板 凸模固定板 橡胶

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长x宽x高 160x125x8 25x180 25 x95 x38 160x125x20 160x125x25 160 x125x20 材料 45钢 20Gr 20Gr渗碳钢 45钢 T8A 标准 设计P125 GB 2858.3-81 设计P79 GB/T2861.1 设计P79 GB/T2861.3 经计算所得 H卸料=0.8×H凹模 厚度为凹模厚度的80% 由经验取25mm 数量 1 2 2 1 1 1 聚氨酯橡胶 由经验所得 根据模具零件结构尺寸，查GB/T2851-2008选取后侧导柱160×125标准

模架一副。

上模座尺寸 ： 160x125x40 下模座尺寸 ： 160x125x50 最小闭合高度：190 最大闭合高度225 材料为HT

4.2 典型零件加工工艺方案如下

以凹模板的加工为类，典型零件的加工工艺为：备料—热处理—磨平面

—钳工——磨平面—热处理—线切割。工艺过程如表4.2

表4.2 凹模板加工工艺

序号 1 2 3 4 5 6 7 工序名称 备料 热处理 磨平面 钳工 磨平面 热处理 线切割 工序的主要内容 根据图纸下适合的毛胚料 退火 铣（刨）六平面 划线、打螺纹孔、销钉孔和穿丝孔 光上下平面至图纸要求 淬火、回火达到硬度要求 线割内型、保证间隙达到要求

4.3 冲压设备的选用

压力机对模具寿命的影响也不容被忽视。压力机在不加载状态下的精度称为静精度，加载状态下的精度称为动精度。

当压力机的动精度不好时，就等于用精度不好的压力机进行冲压加工。由于测量动精度很困难，目前还没有压力机动精度的标准，生产厂家也只保证压力机的静精度。因此压力机的动精度一般只能根据其静精度的好坏、框

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架结构形式和尺寸以及对压力机生产厂家的信 任程度来推断。

根据总的冲裁力、模具闭合高度、冲床工作台面尺寸等，故选压力机型号为J23_25开式双柱可倾冲床，并在工作台面上备制垫块。其技术规格如下：

公称压力： 250KN 滑块行程： 65mm 滑块行程次数： 50次/分 最大的封闭高度为： 270mm

工作台尺寸前后; 前后370mm 左右560mm

滑块底面尺寸： 前后220mm 左右 250mm 垫块： 高50mm 校核模具闭合高度

H模=上模座厚度+垫板厚度+凸模长度+凹模厚度+下模座厚度-凸模进入凹模的深度

=40+8+70+25+50-1 =192

已知上述设备参数，J23_25压力机的最大闭合高度为：固定台和可倾最大闭合高度270mm（封闭高度调节量为55mm）,该压力机的垫板厚度为50mm。 模具应满足闭合高度Hmax-5≥H模≥Hmin+10,即 270-50-5≥192≥270-50-55+10 Hmax-5=215mm Hmin+10=180mm 模具闭合高度设计合理。

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设计总结

本文是在论文指导老师精心指导和大力支持下完成的。老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。在此次课程设计过程中我也学到了许多有关设计方面的知识，对其现状和未来发展趋势有了很大的了解。

通过这次模具设计，本人在多方面能力都得到了提高。通过这次课程设计，综合运用了本专业所学课程的理论知识和结合生产实际知识进行一次冷冲压模具设计，通过实际设计从而培养和提高了自己的独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能，懂得了从分析零件的工艺性入手，确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，特别是绘图能力，此次设计所有的图纸完全采用CAD画图，在这边学习边作图的过程中对CAD的操作更加的熟悉了，同时也认识到了CAD软件带来的便利，无论是更改图纸还是其他的操作等。同时熟悉了相应规范和标准，对各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。并提高了查阅设计资料和手册的能力，熟悉了设计中的标准和规范等。

在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

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参 考 文 献

[1] 韩飞 崔令江.冲压及塑料注射磨具课程设计指导与实例. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社

[2] 乔世民 机械制造基础. 北京：高等教育出版社 [3] 名尧. 模具 CAD/CAM[M].北京：机械工业出版社 [4] 金龙建.冲压模具设计要点，北京:化学工业出版社 [5] 杨殿英等，机械制造工艺，北京机械工业出版社

[6] 中国机械工程学会，中国模具设计大典编委会。中国模具设计大典（第三卷）。南昌：江西科学技术出版社

[7] 冲模设计手册编写组. 冲压设计手册机械工业出版社

[8] 林承全，胡绍子 .冲压模具课程设计指导与范例，化学工业出版社 [9] 王卫卫 .材料成型设备，北京:机械工业出版社出版社 [10] 翁其金，徐新成 .冲压工艺及冲模设计，机械工业出版社 [11] 付宏生 .冷冲压成型工艺与模具设计制造，化学工业出版社

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