冲压模具设计说明书
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冲压工艺学课程设计说明书
模具类型：冲孔——落料 连续模
姓名：
学号：
指导教师：
2015年6月
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目录
一、 设计任务 .......................................................................................... 1
二、 原始数据 .......................................................................................... 1
三、 零件图的工艺分析 ......................................................................... 1
四、 工艺方案及模具结构类型 .............................................................. 2
五、 冲裁件排样分析 .............................................................................. 2
六、 各种工艺计算 .................................................................................. 3
6.1 冲裁力计算 ............................................................................... 4
6.2 压力中心计算 ........................................................................... 4
6.3 凸凹模刃口尺寸及公差计算 ................................................... 5
6.4 压力机的选取…………………………………………………6
七、 模具零件设计与选择 ...................................................................... 6
7.1 主要元件设计 ........................................................................... 6
7.2主要元件强度校核………………………………………… 8
7.3 其他元件设计及尺寸选取 ..................................................... 10
八、 设计心得 .........................................................................................11
九、 主要参考书 .................................................................................... 12
1 一、 设计任务 1. 绘制模具装配图
2. 绘制重要元件零件图2~3个
3. 完成模具设计说明书
二、 原始数据
三、 零件图的工艺分析
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。一般的讲，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制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，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，尺寸等对冲裁件工艺的适应性的主要因素。根据这一φ30 φ20
3 零件名称：垫圈
材料：30CrMnSi 镀锌
精度等级：IT12
产量：50万件/年
板料尺寸：1000×2000
2
要求对该零件进行工艺性分析。
零件尺寸公差要求IT12级，零件尺寸为大径30mm，公差为0.21mm，小径为20mm，公差为0.21mm。由于该件外形简单，形状规则，利用普通冲裁方 式可达到图样要求。材料为30CrMnSi镀锌，厚度为3mm，σ=529～736MPa，此种材料有足够的强度，适合于冲压生产。根据以上数据分析，此产品冲压工艺性较好，故选择冲压方法进行加工。
四、工艺方案及模具结构类型
该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：
（1）先落料，再冲孔，采用单工序模生产；
（2）落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产；
（3）冲孔—落料连续冲压，采用连续模生产。
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的加工，生产效率低，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，主要应采用复合冲裁或连续冲裁方式。
考虑使用连续模，可以同时完成冲孔和落料两道工序，有因为零件厚度较大，表面平直度和精度要求不高，可以采用固定卸料板。
五、冲裁件排样分析
因为外形尺寸为30mm 查《冷冲压成形工艺与模具设计制造》4-19
3
孔边距为2mm 侧搭边值为2.2mm
方案一：
个1860623032220002.322.21000n
整个板料的材料利用率η为：
η=𝐴0𝐴∗100℅10020001000186010-1522%≈36.5%
方案二：
个192262312.322.220003221000n
整个板料的材料利用率η为：
η=10020001000192210-1522%≈37.7%
所以选取案二。
调料宽度：34.4mm
4
六、各种工艺计算
6.1 冲裁力计算
冲裁力：F=1.30F=1.3Ltτ查《冷冲压成形工艺与模具设计制造》式4-28
落料时：L=πD=94.2mm t=3mm
所以1F=1.394.2t500=183690N
冲孔时：L=3.14D=62.8mm t=3mm
F2=1.362.83500=122460N
卸料力：查《冷冲压成形工艺与模具设计制造》式4-30 4-31 4-32及表4-24
3F=KF K=0.04
落料时：3F=0.04184=7.4kN
冲孔时：4F=0.04123=4.9kN
总冲裁力：落料F=31FF=191.09kN
冲孔'F=42FF=127.36kN
总F=F+'F=318.45kN
顶件力：
4F =KF K=0.05
落料时：5F =0.05184=9.2kN
冲孔时：6F =0.05123=6.15kN
6.2 压力中心计算
设落料凹模中心为原点，设压力中心距原点为X，
5
则：XLFXF21
根据排样图可得：L=32 所以
183690×X=122460×(32-X)
即 落料凸模距压力机中心：X=12.8mm
冲孔凸模距压力机中心：X－L=19.2mm
6.3 凸凹模刃口尺寸及公差计算
查《冷冲压成形工艺与模具设计制造》4-5
axZm=0.3mm minZ=0.24mm
axZm-minZ=0.06mm
查《冷冲压成形工艺与模具设计制造》4-15
落料部分：𝛿𝑑=0.025mm 𝛿𝑝=0.02mm
𝛿𝑑+𝛿𝑝=0.025+0.02=0.045＜𝑍𝑚𝑎𝑥－𝑍𝑚𝑖𝑛
冲孔部分：𝛿𝑑=0.025mm 𝛿𝑝=0.02mm
𝛿𝑑+𝛿𝑝=0.045＜𝑍𝑚𝑎𝑥－𝑍𝑚𝑖𝑛
由《冷冲压成形工艺与模具设计制造》4-16得X=0.75
落料部分：凹模𝐷𝑑=（D－xΔ）0+𝛿𝑑 =29.840+0.025 mm L
6
凸模=（D－𝑍𝑚𝑖𝑛）−𝛿𝑝0 =28.54−0.020 mm
冲孔部分：凸模𝑑𝑝=（d＋xΔ ）−𝛿𝑝0 = 20.16−0.020 mm
凹模𝑑𝑑=（𝑑𝑝＋𝑍𝑚𝑖𝑛）0+𝛿𝑑 = 20.400+0.025 mm
6.4 压力机的选取
选用开式压力机
由最大冲裁力F=318.45kN，选用40吨的压力机
其重要参数如下：
公称压力： 400KN
滑块行程： 100mm
行程次数： 80次/分
最大闭模高度： 最高: 200mm
最低: 400mm
闭模高度调节量： 80mm
工作台尺寸： 左右 300mm
前后 150mm
七、模具零件设计与选择
7.1 主要元件设计
（1）凹模的设计
凹槽厚：H≥K×S=0.5×15
H≥15
凹模厚度：B=S+4×H=78
7
凹模长度：L=S1+2×S2=113
查《冷冲压成形工艺与模具设计制造》4-35
最小壁厚a=6.7 最小直径D=28
根据《中华人民共和国国家标准》选取凹模板尺寸：
L=125 mm B=100 mm H=22mm
刃口高度 H=10 mm
（2）凸模的设计
凸模的结构形式主要根据冲裁件的形状和尺寸而定。凸模形式常见的以圆形为多。为了避免应力集中和较好的强度、刚度，圆形凸模常做成台阶形式。选用T10A为凹模材料。
其长度主要根据模具结构，并考虑修磨，操作安全，装配等的需要来确定。根据国标（GB2863.1 ～2-81），刃口部分热处理硬度为58〜 62HRC，尾部回火至40〜50HRC。 模厚度及板料厚度之和决定。再加上修磨量为凸模的总长。 凹模板俯视
