一、.如图所示零件：托板

生产批量：大批量生产

材料：08F     t=2㎜

设计该零件的冲压工艺和模具。

冲裁模设计——托板

一、零件的冲裁工艺性分析

1. 材料

该冲裁件用的是08F冲裁，而08F是碳素结构钢，它具有良好的冲压成型性能。

2. 结构

工件的内形、外形应该要尽量避免有尖锐清角，以免产生毛刺和塌角，避免过紧公差。为了提高模具寿命，建议将所有90°的清角改为R=1的圆角。

3. 尺寸精度

零件图上的所有尺寸均未注公差，属于自由尺寸。按IT14级确定工件尺寸的偏差，以外形尺寸按基轴制、内形尺寸按基孔制以及定位尺寸取其中间偏差，各尺寸偏差为：  580 -0.74、380 -0.62、300 -0.52、160 -0.44、Φ3.50.3 0；14±0.22、17±0.22

总结以上特点：该制件符合冲裁工艺性，所以适合冲裁。

二、拟定制件的冲裁工艺方案

托板所需的基本冲压工序为落料、冲孔，可以拟出以下的几种方案：

方案一：先落料后冲孔

方案二：先冲孔后落料

方案三：冲孔、落料一次复合冲裁

方案四：冲孔、落料连续冲裁模

若采用方案一、方案二，工序分散，则生产率低，工件尺寸的累积误差大，而且还会影响到孔的定位精度。

若采用方案三，冲裁时结构紧凑，生产率较高，冲出制件精度高、平整。但是，模具结构复杂，制造难度大，成本较高；而且操作不安全，需要采取安全措施。

若采用方案四，采用工序集中原则，生产率比复合模要高，可保证零件的尺寸精度和孔的定位精度。但是可以减少模具和设备的数量，容易实现自动化，操作比较安全。

三、模具的结构形式

由于工件尺寸精度要求不高，形状不大，料厚（2㎜）而且还是大批量生产这个特点。为了保证孔的定位精度及冲模的生产率。将以上四种方案进行比较后，采用方案四，根据方案四来决定采用导正钉进行定位，刚性卸料装置，自然漏料方式的连续冲裁模具的结构形式。

四、模具的设计以及计算

1.排样

因为排样方法的不同，材料的利用率也不同。合理的排样对冲裁件质量和模具寿命等有着影响。

零件外轮廓尺寸为58×30，考虑到操作方便和保证制件精度，决定采用单排有废料排样。

（1）条料宽度的计算和步距的确定

由于塔边值对冲裁工艺有着很大的影响，它能够补偿条料送进时的下料误差和定位误差，可以保持条料的刚性，还可以避免冲裁时毛刺掉入模具间隙，从而提高了模具的使用寿命。

查表（《模具设计与制造》中P28表2-7）可确定它的搭边值。根据厚度两工件间按矩形取其搭边值a 1=2,而侧边则按圆形取其搭边值a=1.5。

（2）步距    连续模的步距A=D+a=30+2=32mm

（3）该冲裁件采用的是有侧压装置，查表（《冷冲压工艺及模具设计》中表3-14）

可得到条料宽度B的计算公式：B-Δ=（Dmax+2b）-Δ

=（58+2×1.5）-Δ

=61-Δ

查表（《冷冲压工艺及模具设计》中P表3-15）可得到Δ=0.6

所以：条料宽度B=61-0.6(mm)

由此，可以画出排样图，如下图

2.裁板

步距A= 30+ a=30+2=32（mm）

根据所确定的搭边值和步距

选用板料规格为2mm×900mm×1800mm,采用纵裁，

剪切条料尺寸为61mm×900mm.

一块板可裁的条数：           n1=1800/61=29条，余50mm

每条可冲零件的个数：         n2=900/32=28个，余12.5mm

每板可冲零件的总个数：       n= n1×n2=29×28=812个

托板面积            A=Л8×8++38×30-4Л1.75×1.75

                                    =1366.6 

材料利用率   

                  η=n A。/A×100％ 

式中：

        N：冲裁件的个数

        A: 板料总面积

         A。：单个冲裁件的面积

        η=n A。/A×100％

              =812×1366.6/900×1800 ×100％

              =68.5﹪                                       

3.计算工序压力、总压力，选择压力机

由于该制件采用刚性卸料装置和下出料（自然漏料）方式冲裁模

查表（《冷冲压工艺及模具设计》中附表1）得到δ=380MPa

查表（《冷冲压工艺及模具设计》中表3-18）KT=0.05，

它是推件力、系数K=1.3

根据冲裁力公式：

                  F=Kltδ

   式中：

           F  ━  冲裁力，单位N

           L  ━  冲裁件周边长度，单位mm

           K  ━  系数，K=1.3

           δ ━  材料抗剪强度，单位mP a

           t  ━  材料厚度，单位mm

落料力F1=KLtδ=1.3[2(58-16)+2(30-16)+16π] ×2×380

                     =160.3Kn

冲孔力F2=KLtδ=1.3×4π×3.5×2×380

                  =43.5Kn 

推件力FT=nkTF 

            衬套落料凹模刃口高度h取5mm，凹模孔内卡料数n=h／t

   即：n=5／2=2.5≈3

查表≤冷冲压工艺及模具设计≥中表2-11  P 26得  K T=0.05 即可得到:

        F T=3×0.05×(160.3+43.5)

         =30.6Kn 

总压力P= F1+ F2+FT

              =160.3+43.5+30.6

        =234.4Kn

冲床的公称压力，应大于或等于计算出的总压力的1.1~1.3倍；最大闭合高度应大于冲模闭合高度+5mm；工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可选J23-63开式双柱可倾压力机。并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。

4.压力中心的确定

为了避免压力机的滑块受到偏心载荷而损坏导轨及模具，就必须使得模具的压力中心与滑块轴线重合。

该冲裁件是个对称几何图形，则落料时的压力中心是O1，冲孔时压力中心是O2

设冲裁压力中心距离O1为x，根据力矩平衡原理，

         F1x=（32-x）F2 

算得x=6.8 ≈7

5.凸、凹模刃口尺寸及公差的计算

该制件既有落料件又有冲孔件，按照凸模与凹模刃口尺寸确定的原则。根据《冷冲压工艺及模具设计》查表2-20冲裁模初始双面间隙Z得双面间隙为0.25~0.36mm。

落料时以凹模为基准件来配作凸模，但凹模得磨损情分为3类，

第一类是凹模磨损后增大的尺寸A；第二类是凹模磨损后得尺寸B；第三类是凹模磨损后保持不变C，冲孔时应以凸模为基准件，其尺寸的增减情况也是A类尺寸增大，B类尺寸减小，C类尺寸保持不变的规律。

（1）落料时以凹模为基准来配制凸模，凹模得刃口形式为直筒式，β取3度。

a.变大的有：58、38、30、16、R8

均未注公差，按IT14查公差表确定其公差，用基轴制标注各尺寸，查表《模具课程设计指导》表5-14（标准公差数值）得到：

  580 -0.74、380 -0.62、300 -0.52、160 -0.44、80 -0.24

其计算公式：AA=（Amax－xΔ）+δ 0

查表（《模具设计与制造》中表2-12）得到：                                           X=0.5,

Δ    ——工件公差

X     ——磨损系数

δ    ——模具制造公差

此工件的δ=Δ／4

将已知数据代入公式得：

A1=（58-0.5×0.74）+0.19 0=57.63+0.19 0

A2=（38-0.5×0.62）+0.16 0=37.69+0.16 0

A3=（30-0.5×0.52）+0.13 0=29.74+0.13 0

A4=（16-0.5×0.44）+0.11 0=15.78+0.11 0

A5=（8-0.5×0.24）+0.06 0=7.88+0.06 0.

b.凹模磨损后所有的尺寸都没有变小

c.尺寸不变的有：14和17(孔距)

均未注公差，按IT14查公差表确定其公差，各尺寸为：14+0.22 -0.22、17+0.22 -0.22

其计算公式：CA=（Cmin+0.5Δ）+0.5δ -0.5δ        取δ=Δ/4

将已知数据代入得：

CA1=（13.78+0.5×0.44）+0.055 -0.055=14+0.055 -0.055

CA2=（16.78+0.5×0.44）+0.055 -0.055=17+0.055 -0.055

（2）冲孔时以凸模尺寸为基准。

其中Φ3.5没有标注公差，按IT14查公差表确定公差《模具课程设计指导》中表5-14标准公差数值，用基孔制表示Φ3.5+0.3 0

     计算公式为：

凸模          dp=(dmin+ xΔ)0 -δp

                               dd = (dmin+ xδ+Zmin)+δd 0

查表（《冷冲压工艺及模具设计》中表3-3,3-4,3-5）得到：

δp=0.02㎜,δd=0.03㎜,Zmin =0.25㎜,Zmax=0.36㎜,x=0.5,Δ=0.3

校核条件：

     |δp|+|δd|= 0.02+0.03=0.05，

（Zmax -Zmin）=0.36-0.25=0.11

满足条件|δp|+|δd|≤（Zmax -Zmin）

将以知数据代入公式，得到

凸模    dp=（3.5+0.5×0.3）0 -0.02=3.650 -0.02

凹模    dd=（3.65+0.25）+0.03 0=3.9+0.03 0

6.各主要零件结构尺寸的确定

（1）凹模外形尺寸的确定

凹模的厚度H的确定

          ha =kb

ha ——凹模厚度

k ——修正系数  ，见表2-14

b —— 最大孔尺寸，mm

查《模具设计与制造》表2-14得

K=0.28

B=58

Ha=58*0.28=16mm

凹模壁厚:       c=∝（1.5，2）ha   且c≥30—40mm

凹模长度:     L=b+2c=58+2*32=58+=122mm

凹模宽度得确定：  B=步距+工件宽度+2c=32+30+=126

（2）凸模长度L1的确定

凸模长度计算为：

L1=h1+h2+h3+Y

其中  导料板厚h1=8；卸料板厚h2=12；凸模固定板厚h3=18; 凸模修磨量Y=18则：

L1=8+12+18+18=56mm

五、编写冲压工艺卡片

                   托板冲压工艺卡

按确定的模具形式及参数，从冷冲压模具标准库中选取所需的标准件。

                    单排冲孔落料连续模 

1.下模座   2.凹模   3.螺钉   4.承料板   5.导料板   6.始用挡料销   7.卸料板     8、22.导柱   9、21.导套   10.挡料钉   11.冲孔凸模   12.上模座   13.凸模固定板   14.圆柱销   15.垫板   16.模柄    17.防转销    18. 内六角螺钉    19.圆柱销     20.螺钉    23.导正销    24.螺钉   25.簧片

七、绘制非标准件零件图

此次设计的托板只绘制凸凹模、凹模、凸模固定板和卸料板四个零件图样。

八、模具主要零件的加工工艺规程的编制

1. 凸模加工工艺规程的编制

2. 落料凹模加工工艺规程的编制

凹凸模加工工艺规程

落料凹模

凸模

卸料板

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