目录
一、冲压件工艺性分析－－－－－－－－－－－－－－1 二、冲压工艺方案的确定－－－－－－－－－－－－－2 三、主要设计计算－－－－－－－－－－－－－－－ 2
1、排样方案的确定及计算－－－－－－－－－－－－－－2 2、冲压力的计算－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3 3、压力中心的确定及其计算－－－－－－－－－－－－ 4 4、工作零件刃口尺寸的计算－－－－－－－－－－－－ 5 四、模具整体设计－－－－－－－－－－－－－－－ 6 1、模具类型的选择－－－－－－－－－－－－－－－ 6 2、定位方式的选择－－－－－－－－－－－－－－- - 6 3、卸料、出件方式的选择－－－－－－－－－－－－－ 7 4、导向方式的选择－－－－－－－－－－－－－－－ 7、 五、模具主要零件的设计－－－－－－－－－－－－ 8 1、凹模尺寸的确定－－－－－－－－－－－－－－－－－－2.凸模尺寸的确定－－－－－－－－－－－－－－－－－8 3、定位零件的设计－－－－－－－－－－－－－－－－－9 4、导料板的设计－－－－－－－－－－－－－－－－－10 5、卸料部件的设计－－－－－－－－－－－－－－－－11 6、模架及其他零部件的设计－－－－－－－－－－－－12 六、模具总装图－－－－－－－－－－－－－－－－ 13 七、冲压设备的选定及压力机的校核－－－－－－－ 14 参考文献－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 15
8 落料冲孔级进模设计
工件名称：限位板 生产批量：大批量 材料：A3 厚度：6mm 工件简图见下图:
一、冲压件工艺性分析
此工件只有冲孔和落料两个工序,材料为Q235,具有良好的冲压性能适合冲裁,工件结构简单,且对称，有一个φ30的孔和几个圆弧,孔与边缘之间的距离也满足要求,壁厚为6mm。工件的尺寸除孔全部为自由公差，按惯例取IT14级的尺寸精度较低普通冲
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- 1 -
裁完全能满足要求。 二、冲压工艺方案的确定
该零件所需冲压工序为落料和冲孔两个基本工序，可以有以下三种方案：
方案一:先落料，后冲孔，采用单工序模生产。 方案二:落料--冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三:冲孔--落料级进冲压，采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产率低且难以满足大批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高操作方便，工作精度也能满足要求。综上所述，该工件。但工件壁厚6mm较厚模具强度较差，制造难度大，对模具材料要求较高，成本较高。并且冲压后成品留在模具上，清理时影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，采用导正销导正，精度虽不及复合模，但能达到要求，综上所述，采用方案三比较适合。 三、主要设计计算 1、排样方式及计算
设计级进模，首先要设计条料排样图。限位板的形状近似为T型，采用对排比较好，如图1所示。搭边值侧面a=5.4mm、工件间b=4.8mm，步距S=118.8mm。
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冲压件面积A=3497.1mm条料宽度B=85.8mm
2
一个步距的材料利用率=nA/BSx100%=68.4%。
2，冲压力的计算
该模具采用级进模，拟选择刚性卸料、下出件。冲压力的相关计算：
F=KLtτ 查表取τ=420Mpa
F落=Ltτ=（252.2×6×420）=635.4KN F冲=Ltτ=（30π×6×420）=237.4KN 冲孔时的推件力：F推=nk推F空
取直筒形凹模刃口形式由表2.21查得h=9mm，n=h/t=1.5个，冲孔时的推件力，F推=1.5×0.45×237.4=16.0KN
卸料时：F推=1.5×0.045×635.4=42.9KN F=F落+F冲+F卸=(237.4+635.4+16.0+42.9) ×1.3=1211.2(KN)
根据计算结果，冲压设备拟选JA21-160。
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3、压力中心的确定及其计算
计算压力中心时，先画出凹模型口图，如图2所示。如图建立坐标系，用解析法得模具的压力中心的坐标（0，76.37）计算如表1。
由于工件高度对称，以落料件对称轴为y轴，以底边长为x轴，压力中心坐标为：
Y0=（67×22π+37.5×62+19.45×4π+9×18π）/22π+62+52+18π=30.56；
同理计算x轴坐标X0=44.33。
即压力中心坐标为（30.56；44.33）.
结合该模具的特点，工作零件的形状相对简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板。这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分别制造法来计算，具体计算见表2。
三、工作零件刃口尺寸的计算
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查表2-4得：间隙值Zmin=1.080mm；Zmax=1.440mm。
1、冲φ30空时凸模及凹模刃口尺寸的计算。由于制件结构简单，精度要求不高，采用凸、凹模分别制造法，其凸、凹模刃口尺寸计算如下：查表2-5得凸、凹模制造公差 δ凸=0.02mm；δ凹=0.025mm。
校核Zmax-Zmin=1.440-1.080=0.360；而δ凸+δ凹=0.045. 满足Zmax-Zmin>δ凸+δ凹的条件， 查表2-6得IT14级磨损系数x=0.75. 按式2〃6得：
d凸=（30+0.75×0.52）-0.02mm=30.39-0.02mm； D凹=（30.39+1.080）0
+0.0250
0
=31.47
+0.0250
mm。
2、外形落料凸、凹模刃口尺寸计算：
由于外轮廓落料件形状较为复杂，故采用配作法加工生产，这种方法有利于获得最小的合理间隙，放宽对模具和加工设备的精度要求，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：
以凹模为标准件，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此属于A类尺寸，工件图中未标注尺寸公差，按IT14级计算，查相关文献得出其极限偏差：44-0.62;18-0.43;53-0.74;4-0.3.
查表2.6得磨损系数x为：
0
0
0
0
- -
- 5 -
0.60时，x0.5；0.60时，x0.75； 0.30时，x1.0.25
按式（2.8）Aj=（Amax-x）0
0.25
0.19
53凹=（52-0.5×0.74）0×44凹=（44-0.5×0.62）0×4凹=（4-1×0.3）0
0.25
0.30.25
0.74
=52.630=43.690
； ；
0.620.16
×=3.70；
0.25
0.1
18凹=（18-0.75×0.43）0×
0.43
=17.680
0.11
。
落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是53mm；44mm；4mm；18mm。不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际人口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值Zmin=1.080mm。 四、模具总体设计
模具总体设计包括模具类型的确定和模具结构形式的确定。 模具类型的确定，由于该零件为大批量生产，Q235材料厚度为6mm，孔边距较小，为厚板冲裁，即选用级进冲裁模，先冲孔，后落料，为确保落料精度，在落料凸模上设置导正销，性卸料板卸料，在下模座开设通槽，使冲孔废料和落料件从通槽落下，由于材料较厚，采用刚性卸料板将冲裁后箍在凸模上的条料卸下。
该工件为大批量生产，采用手动送料方式，从右向左送料，该模具第一次冲孔和第一次落料时分别用两个始用挡料销定位。在落料过程中，始用挡料销进行粗定位，而导正销进行精定位，
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采用导料板导料。
从零件质量及稳定性方面考虑，采用导柱、导套导向，由于该零件尺寸不太大，且精度要求不是太高，宜采用后侧导柱模架。
4、导向方式的选择
为了提高模具寿命与工件质量，方便安装调整，该级进模采用对角导柱的导向方式。 五、模具主要零件结构的设计
1、凹模尺寸的确定
凹模采用整体凹模，凹模孔采用线切割机床加工，压力中心应与模柄中心重合。
凹模厚度HA=kb （H≥15mm）查表
[2.22]
取k=0.4
=75x0.4=30mm 由模具设计与制造实训教程表
[2-11]
确定凹模厚度为30mm。
凹模长度LA:由t=6mm，b=75mm 由模具设计与制造实训教程
表
[2-11]
查得c=47mm
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LA=b+2c=75+2x47=169mm
凹模宽度BA=步距+工件宽+2c=118.8+75+2xc=287.8mm 据设计尺寸，凹模外形尺寸:315x200x30
其结构如图3:
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图3 凹模
2.凸模尺寸的确定
结合工件外形考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工,用螺钉固定在垫板上合的配合按H6/m5。
凸模长度LT=h1+h2+h3+Y 其中板料厚度h1=10；卸料板厚h2=30；
凸模固定板厚h3=30；凸模修模量Y=10mm；则 LT=10+30+30+10=80mm
因为所冲的孔为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模。
3、定位零件的设计
落料凸模下部设置导正销，φ30mm导正销的结构查模具设计大典表
[22.5-40]
如图4所示。导正应在卸料板压紧板料之前完成导
正，考虑到料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面1mm，所以导正销直线部分的长度为3.6 mm。导正销采用H7/h6安装在落料
凸模端面，导正销的导正部分与导正孔采用H7/h6配合。
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图4 导正销
第一次冲孔和第一次落料时，都是采用始用挡料销挡料，始用挡料销采用标准件，（图略）。
4、导料板的设计
导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模外侧平齐，在此模具中我们把导料板和刚性卸料板做成一个整体，即带有凹槽的卸料板。导料板与条料之间的间隙取1mm，这样就可确定了凹槽的宽度，导料板的厚度查表
[22.5-45]
选择15mm，卸料部分厚度是15mm，
这样就确定了卸料板厚度为15mm。导料板采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉和销钉固定在凹模上。导料板的进料端安装有承料板。
5、卸料部件的设计 （1）卸料板的设计
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卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为30mm，卸
料板采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC。
图5 卸料板
（2）卸料螺钉的选用
卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为φ16mm，其余螺栓为M10、M12、M6。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面1mm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。
6、模架及其他零部件的设计
该模具采用对角导柱模架，以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格,由模具设计大典表[22.4-2]查得:
导柱d/mmxL/mm分别为φ32x190, φ35x190；导套d/mmxL/mmxD/mm分别为φ32x105x43,φ35x105x43。
上模座厚度H上模取50mm，凸模垫板厚度H垫上查模具设计大
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典表
[22.5-17]
取值10mm，凹模垫板H垫下取12mm，凸固定板厚度H固
=(0.6～0.8)HA取19mm，下模座厚度H下模取50mm如图7，模柄选压入式，查模具设计大典表
[22.5-24]
,那么，该模具的闭合高度：
H闭=H柄+H上模+H垫上+H垫下+H+H下模+LT+H导料+h2
=60+50+10+50+12+50+54+6+9 =300mm
式中：H柄——模柄伸出高度，H柄=60mm；
LT-——凸模长度，LT=54mm；
H——凹模厚度，H=50mm；
h2——凸与凹模的距离，h2=9mm。
可见该模具闭合高度小于所选压力机JA21-160的最大装模高度，可以使用。 六、模具总装图
通过以上设计，可以得到如图8的模具总装图。模具上模部分主要由上模座、垫板、凸模（2个）、凸模固定板及 卸料板等组成。
卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、凹模、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用挡料销作粗定距，在落料凸模上安装导正销，作为精定距。操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，并向前推紧，冲压时凸模上的导正销再作精确定距。
活动挡料销位置的设定比理想的几何位置向前偏移0.2mm，
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冲压过程中初定位完成以后，当用导正销作精定位时，由导正销上圆锥形斜面再将条料向后拉回约0.2mm而完成精确定距，精度可以达到0.02mm。
图8 装配图
七、冲压设备的选定
通过校核，由冲压与塑料成型设备表
[1-8]
,选择可倾压力机
JA21-160能满足要求。其主要技术参数如下：
公称压力：1600KN 滑块行程：160mm 滑块行程次数：40次/min 最大闭合高度：450mm 最大装模高度：320mm 立柱距离：530mm 连杆调节长度：130mm 工作台尺寸：710mmx1120mm 垫板尺寸：厚度130mm 模柄孔尺寸：φ70mmx80mm 滑块底面尺寸：460mmx650mm
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参考文献
1、王孝培主编，冲压手册，机械工业出版社，1988年2月
2、付宏生主编, 冷冲压成形工艺与模具设计制造, 化学工业出版社,
2005年3月
3、马霄主编，互换性与测量技术基础，北京理工大学出版社 4、郝滨海编著，冲压模具简明设计手册，化学工业出版社，2005年1月
5、杨玉英主编，实用冲压工艺及模具设计手册，机械工业出版
社，2005年1月
6、中国机床总公司编著，全国机床产品供货目录，机械工业出
版社，2002年6月
7、刘建超、张宝中主编，冲压模具设计与制造，高等教育出版社，
2004年6月
8、孙凤勤、阎亚林主编，冲压与塑料成型设备，高等教育出版社，
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2003年4月
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