L 型工件冲压模具设计（含全套 CAD 图纸） 全套设计（图纸）Q 401339828 说明书 设计题目： L型工件冲压模具设计 专业年级： 机械设计制造及其自动化 2011级 学 号： 姓 名： 指导教师、职称： 2015 年 05 月 27 日 全套设计（图纸）Q 401339828 目录 摘要 I Abstract II 1 引言 - 1 - 1.1 本设计的目的与意义 - 1 - 1.2 冲压模具在国内外发展概况及存在问题 - 1 - 1.3 课题应解决的主体问题、指导思想和应达到的技术方面的要求 - 2 - 2 产品的结构分析和构成 - 3 - 2.1 产品设计 - 3 - 2.2 制作图及产品基本要求 - 3 - 2.3 冲裁件的工艺分析 - 4 - 2.4 确定工艺方案 - 5 - 3.计算冲裁力、压力中心和选用压力机 - 6 - 3.1 排样方式的确定及材料利用率的计算 - 6 - 3.2 计算冲裁力、卸料力 - 7 - 3.3 压力机的选用 - 8 - 3.4 确定模具压力中心 - 9 - 3.5 冲裁模间隙与凸凹模刃口尺寸及公差的计算 - 10 - 4.设计需要的模具 - 13 - 4.1 确定模具的结构 - 13 - 4.2 橡胶的选用 - 14 - 4.3 模柄的尺寸选用 - 16 - 4.4 凸模的外观尺寸 - 17 - 4.5 凸模强度校核 - 18 - 4.6 落料凹模尺寸的计算 - 18 - 4.7 定位零件 - 19 - 全套设计（图纸）Q 401339828 4.8 卸料装置 - 19 - 4.9 模具的闭合高度 - 19 - 结束语 - 20 - 参考文献 - 21 - 致谢 - 23 - 全套设计（图纸）Q 401339828 全套设计（图纸）Q 401339828 摘要 本设计压模进行了冲孔、落料级进模的设计。文中简要概述了冲具目前的发展状 况和趋势。对产品做了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般 步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、 凸凹模、卸料板、挡料销。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工 作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。如此设计出的结构可确保模具工作运 行可靠和冲压产品大批量生产的需要。 关键词：冲孔 落料 模具 复合模 冲压 I 全套设计（图纸）Q 401339828 II 全套设计（图纸）Q 401339828 Abstract The design of the punching and blanking multiple modulus design. This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends. The product of a detailed analysis and the identification process. Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts, such as : punch and die, Punch plate, plate, Die plate and dum plates I. feet behind the salesand marketing is. Die-standard model planes, to choose a suitable stamping equipment. So the structure is designed to ensure reliable operation of die stamping products and mass production requirements. Key words : Punching Drawing Blanking Mould & Die Progressive Die Stamping II 全套设计（图纸）Q 401339828 1 引言 1.1 本设计的目的与意义 随着制造业的加快速度进行发展，将我国由“制造业大国”转变为“制造业强国”的呼声 慢慢的升高。要实现这个大的转变，一定离不开冲压技术的改进提升。因为在发达国家， 冲压产品的数量远高于传统机床生产的产品数量，还可以用冲压产品在机器中所 占的比例来衡量一个国家制造业的发展水平。 冲压获得的产品一般无需进行切削加工，所以是一种节约能源的无（少）切削加 工方法。相当多的工业部门慢慢的变多地采用冲压加工零部件，如航空航天、机械制造、 医疗、仪器仪表等行业。可以说，如果不采用冲压工艺，，许多部门要提高生产率、 提高质量、减少相关成本简直是难以实现的。冲压生产便于实现自动化，生产率高，将来 定会慢慢的受到重视！ 本次模具设计是以 08 钢为坯料的复合冲裁模。本套模具结构紧密相连，制造精度一 班，零件是 L 型工件（大孔孔径 20mm,小孔孔径 10mm，中孔孔径 15mm）,其圆角半径 17.5mm。主要制造工艺过程是落料、冲孔、切边四大工序，最终生产出需要的工件。 通过本次设计，锻炼了设计冲压件的工艺过程和很复杂的冲模的能力；锻炼了运用 已学基础知识，分析和解决生产中常见的产品质量、工艺以及模具方面的问题的能力； 了解了冲压成型新工艺、新模具及其发展趋势。这次设计是对之前所学知识的一次综 合运用和考验。相信本次设计对以后自己从事冲压工艺与模具设计有很大的帮助。 1.2 冲压模具在国内外发展概况及存在问题 由于我国的模具行业起步较晚，，与国外相比，仍然有很大的差距，如产需矛盾、 企业结构不合理、产品水平低下等。此外模具行业的整体装备水平也存在相对落后、 利用率低下的现象。 随着近年来我国模具行业的加快速度进行发展，已经取得一些突破，如模具的加工方法迅 速现代化、代表冲压生产新趋势的冲压柔性制造单元（FMC）和冲压柔性制造系统（FMS） 在我国也已开始使用、一些国内企业已经普及二位 CAD、并陆续开始使用 UG 、 Pro/Engin r、Euclid-IS 等国际通用软件。 当前模具结构与精度朝着两个方面发展。一方面为实现大批量自动化生产的需 要，冲模正向多工位、多用途、高效方向发展；另一方面，为了适应市场的需求跟上 时代潮流，现在产品更新换代慢慢的变快，各种快速成型方法和经济模具的设计和加工 制造得以加快速度进行发展。 随时代的进步，模具的设计与制造也更加现代化。我国不但能够消化、应用国 - 1 - 全套设计（图纸）Q 401339828 外的有关软件，一些企业甚至开始自行研发模具 CAD/CAE/CAM 软件。 总之，为越来越好的与国际接轨，我们该着力发展以下几个方面 (1)全面推广 CAD/CAM/CAE 技术 （2 高速铣削加工 (3)模具扫描及数字化系统 （4)提高模具标准化程度 (5)模具自动加工系统 整合各种资源，最大限度是实现多目标全局综合优化。优化将从单一的成形环节 向整个生产制造全过程发展 (6)重视复合化成形技术的发展 存在的问题：我国冲压模具在数量，质量，技术和研发能力方面与国民经济发展 需求和发达国家相比仍有很大的差距。一些关键核心技术仍然要靠从国外进口，同时还 面临外国技术垄断的尴尬局面。 1.3 课题应解决的主体问题、指导思想和应达到的技术要求 本次课题设计来自于实际的生产和生活，具备极其重大的现实意义和应用价值。综合 运用所学基础知识和技能，能够熟悉模具开发、设计的思路和过程，提高搜索信息和 查阅资料的能力，有利于养成独立思考的习惯，提高分析和解决实际问题的能力，检验一 段时期来的学习效果，提高理论联系实际的能力，为进入社会大家坚实的基础。 基础要求和主要内容：零件所用的材料是 08 钢。用到的冲压工序有落料、冲孔 和切边。大批量生产；根据要求设计合适的模具，以此来提高产品质量、生产率和经济 效益。装配图 0 号图纸一张以及所有非标准件的零件图。 根据工艺分析选定模具种类，确定模具结构型式；确定模具的压力中心；确定模 具闭合高度；凸、凹模和垫板等零件的强度计算。 处理问题：选择正真适合的模具结构类型，解决各工序刃口的设计。 - 2 - 全套设计（图纸）Q 401339828 2 产品的结构分析和构成 2.1 产品设计 产品外观图如下 2-1 所示 图2-1 零件图 2.2 制作图及产品基本要求 该产品名为 L 型工件；其产品所用材料为 08 钢；为大批量生产；所用材料厚 度为 2mm 工件尺寸如下图所示 : - 3 - 全套设计（图纸）Q 401339828 产品整体要求光滑，所以在工艺流程中不产生裂痕或起皱。表面粗糙度 Ra12.5。标 注尺寸公差去 IT14 级精度。 2.3 冲裁件的工艺分析 L 型工件所用的材料为 08 刚，标准:GB/T 699-1988 材料特性及应用限制范围：08 刚为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而塑性和任性 极高，拥有非常良好的深冲、拉延等加工性能、焊接性能。 其力学性能： 抗拉强度σb (MPa)：≥295 屈服强度σs (MPa)：≥175 伸长率 δ5 (％)：≥30 断面 断面收缩率 ψ (％)：≥60 硬度：未热处理131HB 符合冲裁要求。由于工件相对简单，只有落料、冲孔两个工序。将其外形视为落 料需要冲的孔只有如图的四个。未标注尺寸公差为默认公差 IT14，尺寸精度要求较 低，普通冲裁即可满足规定的要求。 - 4 - 全套设计（图纸）Q 401339828 2.4 确定工艺方案 该工件的加工工程包括落料、冲孔两个基本工序，能够应用如下三种工艺方案： 方案一：采用单工序模 方案二：采用级进模 方案三：采用复合膜 单工序模的分析：单工序模只有一个工位，在冲床的一次行程中，只能完成一种 冲压基本工序的冲模。工件为大批量生产若用单工序模效率低下，所以不宜用单工序 模。另外单工序模精度不太高，也达不到生产规格要求，由这样来看采用级进模或复合膜。 级进模的分析：是一种工位多、效率高的冲模。整个冲件的成形是在连续过程中 逐步完成的。但是由于本次 L 型工件需要冲的孔较多，且是在几个不同的位置，所以 要好控制冲裁孔与外形相对位置精度就需要严控送料步距，为此常用两种不同的 类型：侧刃定距的弹压导板级进模和用导正销定位的级进模。从总的来看级进模需要 多个工位没有复合模效率高，而且级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本比较高。 复合模的分析：是在压力机的一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道分 离工序的模具。它不存在定位时的定位误差。优点是：生产率高，不受送料误差的影 响，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度较高，冲模的轮廓尺寸较小，适合应用于大 批量、高精度生产。复合模有正装和倒装两种类型，各有自己的优点和缺点。正装复 合模适于冲制工件上孔与外观尺寸较小的工件，对于料厚较小的薄件能达到平整要 求，尺寸精度较高。倒装复合模冲孔废料在凸凹模上有积累，要安设自动拨料装置。 有必要注意一下的是凸凹模壁厚太薄会导致凸凹模分裂，所以能采用正装复合模来提高凸 凹模强度。 经过以上分析比较工件的冲压选用正装复合模。 - 5 - 全套设计（图纸）Q 401339828 3.计算冲裁力、压力中心和选用压力机 3.1 排样方式的确定及材料利用率的计算 a 根据 t=1.5mm，可以得知搭边值为 a=1.8， =2.0。 1 一个步距内的材料利用率为： 式中： A——一个步距内冲件的面积 B——条料宽度 S——一个步距内条料的面积 一张条料的材料利用率为： 式中： n——一张板料上冲件总数目（mm） A——冲裁件面积（mm） B——条料宽度（mm） L——板材长度（mm） 设计冲压模具时，先要设计条料排样图，从工件形状等因素综合分析，采用直排 式比较好，如图所示 : - 6 - 全套设计（图纸）Q 401339828 图 3-1 排样图
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