模具冷冲模课程设计说明书-环扣说明书x
冷冲模课程设计说明书———环扣
江西工业工程职业技 术学院
冷冲模—环扣 课程设计说明书
姓 名：
系 别：机电工程系
专 业：模具设计与制造
班 级：模具
指导老师：
2012年 03月 03日
冷冲模课程设计说明书———环扣
前 言
冷冲模课程设计是模具专业学生在学习过程中一个重要的实践性学习环节。其目是：
1. 应用本专业所学基础理论知识和实训技能， 进行一次冲压模具设计工作的实际训练，
以提高独立分析和解决实际问题的能力。
通过查阅设计资料手册，熟悉设计标准和技术规范，通过方案论证，设计与计算，计算机辅助绘图，数据处理与综合分析，编写设计说明书等环节，进行工程师的基本训练。培养从事科研工作的基本能力。
培养勤奋、求实、团结互助、勇于创新的优良品质。
希望通过本次冷冲模答辩，能进一步巩固深化，扩大所学到的知识。
由于初学者水平能力有限， 设计中难免有不足和错误之处， 恳请老师、 同学们给予批评
和指正。
名称：环扣
材料： Q235板厚 t=1.2mm 制件精度等级 IT12 级。批量 1000000 件。
图 1-1 工件简图
冷冲模课程设计说明书———环扣
目 录
一、冲压件工艺性分析 1
二、冲压工艺方案的确定 1
三、排样图的确定 1
四、压力中心的确定及相关计算 3
五、计算冲裁力 初选压力机 4
六、模具刃口尺寸的计算 6
七、模具工作零件设计与计算 9
八、模架的计算与选用 9
九、压力机相关参数的校核 11
十、配图与零件图 12
结 语 13
参考文献 14
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一、冲压件工艺性分析
此工件只有落料和冲孔两个工序，材料为 Q235，具有较好的冲压性能，适合冲裁。工
件结构相对简单， ，工件尺寸精度等级 IT12 ，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足。
二、冲压工艺方案的确定
该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下 3 种工艺方案：
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。
方案一的模具结构简单， 但需要两道工序， 两幅模具、 成本高、而且生产效率底。 方
案二只需一副模具、工件的精度及生产效率都较高，冲压后成品件留在模具上、在
清理模具上的物料时会影响冲压速度、操作不方便。
方案三也需要一副模具、生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，
结论：通过以上三种情况分析该工件适合级进模。
三、排样图的确定
1、排样方式的确定及其计算
设计级进模首先要设计条料排样图，工件形状类似方形、应采用直排。搭边查表所
得取 1.5mm和 1.8mm 查板料标准，宜选用 900mmx1000mm的钢板
a)
① 根据查表（ 2-4 ）可知搭边 a1 为： 1.5mm
② 根据查表（ 2-4 ）可知搭边 a 为： 1.8mm
③ 送料步距 A 为： A=35+1.5=37mm
④ 条料宽度 B 为：
0
（62.5
0
70
0
B (D 2a 2b1 )
21.822）
1.0 mm
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项目分
类
排
样
纵裁 :
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表 1-1 条料的相关计算
项目
公式
结果
冲裁件面积
S=
S 外矩—S 中矩—S 小矩+S
外半— S 小半
2
S
465mm
条料宽度 B
B=[62.5+(2x1.8)+2x2]=70mm
70mm
步距 A
A=30+1.5=32mm
32mm
一个步距的
S x100%=20.7%
材料利用率
=
20.7%
BA
图 1-2 零件排样图
① 一个步距的利用率为：
S
100%
465
1
BA
70
20.7%
1000
32
②
条料的利用率为：
31
个工件
32
2
31
465
20.5%
1000
70
③
板料利用率为：
900
12 张条料 、
1000
31 个工件
70
32
3
12
31
465
19.2%
1000
900
备注
查表得，最小搭值
a 1 =1.5mm; 条料宽
度 圆 整 为 70mm
a=1.8mm
横裁：
900
○4 条料的利用率为： 28 个工件
32
465
4
28
20.6%
900
70
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⑤板料利用率为： 1000
14
张条料 、
900
28 个工件
70
465
32
14
28
5
20.2%
1000
900
结论：纵裁与横裁相比，纵裁的利用率更高，故应选用纵裁。
四、压力中心的确定及相关计算
本工件采用级进模生产，工件形状对称，根据计算得出压力中心（
-7.0 ）
图 1-5 压力中心位置图
基本要素长度 L/mm
各基本要素压力中心的坐标值
X
Y
L1 =25
X1=41.5
Y1=46.3
L 2
=39.25
X2 =54
Y2 =78.4
L 3
=25
X3 = 66.5
Y3 =46.3
L 4
=25
X4 =54
Y4 =33.8
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5
X5 =32.5
Y5 =13.8
L =5
L6=45
X6 =35
Y6 =36.3
L 7 =54.95
X7 =17.5
Y7 =106.2
L8=45
X8=0
Y8=0
L =5
X =2.5
Y9=13.8
9
9
L10=10
X10=5
Y10=18.8
L =25
X =17.5
Y =23.8
11
11
11
L12=10
X12=30
Y12=18.8
L13=25
X13=17.5
Y13=33.8
L =25
X =30
Y =46.3
14
14
14
L15=39.25
X15=17.5
Y15=18.8
L =25
X =5
Y =46.3
16
16
16
L17=37
X17=53.5
Y17=78.1
L =12
X =35
Y18=84.1
18
18
L19=37
X19=18.5
Y19=12
L =12
X =37
Y =6
20
20
20
计算： x
0
= L1 x1
L2 x2
L20 x20=27
L1 L2
L20
y
0
= L1 y1
L2 y2
L20 y20 =41
L1
L2
L20
五、计算冲裁力 初选压力机
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表 1-2
冲压的相关计算
项目分
公式
结果
备注
项
类
目
冲
压
力
冲 裁 力
KLt
1.3
166546
l
314mm
FC
314 1.2 340 =166546
FC
K=1.3mm
340MPa
推 件 力
nK T FC
5
0.05
166546
41637N
查
表
2-14
得 h=6
` FT
41637
n=h/t=5mm
FT
0.05
查表 2-9
得 K T
冲 压 工
FC FT
166546
41637
208182N
FZ
208182
刚性卸料，下出件
艺 总 力
FZ
初选压力机规格：1.1 F总 F机 1.3 F总，所以 F机 可取1.3F总
F压 1.3 208182 N 271KN
冲压设备的选定
结论：通过压力计算选择开式双柱可倾压力机 JH23-40，能满足使
用要求。
其主要技术参数如下：
型号
JH23-40
公称压力 /KN
400
滑块行程 /mm
80
滑块行程次数 /min
55
最大封闭高度 / mm
330
封闭高度调节量 mm
65
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立柱间距 /mm
340
喉深
250
工作台尺寸 /mm
前后左右
460
左右
700
前后
460
工作台尺寸 /mm
左右
700
垫板尺寸 /mm
厚度
50
直径
260
模柄孔尺寸 /mm
直径
40
深度
60
六、模具刃口尺寸的计算
工件尺寸精度等级为 IT12 设凸模凹模分别按 IT6 IT7 级加工
制造 ，采用分别加工法计算
查表 (2-12) 得磨损系数 x=0.75 z m in ＝0.126 ， z m ax =0.180
冲孔：
尺寸： R12.500
.18
d凸＝（ d min
x
0
凸
）
＝（ 25
0.75
0
＝25.18
0
0.21） 0.013
0.013
d凹 ( d凸
Z min )
凹
0
＝（ 25.18 0.126）00.021 25.3060 0. 021
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校核：
凹
凸 Z max Zmin
（满足间隙公差条件）
0.021
0.013
0.034
0.054
故：
落料：
d凸＝25.180 0.013 mm
d凹＝25.3060 0.021 mm
尺寸： 450
0 .25
D 凹
＝（
D max
）
凹
x 0
＝（ 45
0.75
0.21）0
0 .025＝44.840
0.025
D凸＝（ D凹
0
Z min） 凸
＝（ 44.84
0.126）0.016
0
＝44.710
0.016
校核：
凹
凸 Z max Zmin
（满足间隙公差条件）
0.025
0.016
0.041
0.054
尺寸： R17.50 0. 125
D凹
＝（
D max
）
凹
x
0
＝（ 45
0.75
0.21）0
0.025
。
＝44.68
0
0 025
D凸＝（D凹
0
Zmin） 凸
44.68
0.126
0
0
＝（
） 0. 016＝
0.016
校核：
凹
凸 Z max Zmin
（满足间隙公差条件）
0.025
0.016
0.041
0.054
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故：
D凹＝44.80
0.025 mm
D凸＝44.550
0. 016 mm
尺寸： 100
0.15
D凹
＝（
D max
x
）
凹
0
＝（ 10
0.75
0.21）0
0.015
。
＝9.80
0 015
D凸＝（
D凹
Z min
0
）
凸
＝（
9.8
0
0. 09＝
0
0.09
）
0.126
9.55
校核：
凹
凸
Zmax
Z min
（满足间隙公差条件）
0.015
0.09
0.024
0.054
故：
D凹＝44.8
0
0. 015 mm
D凸＝44.55 0 0.09 mm
校核：
凹
凸
Z max
Z min
（满足间隙公差条件）
0.011
0.0075
0.0185
0.03
尺寸： 50
0.12
D凹
＝（
D max
x
）
凹
0
＝（ 5
0.75
0.21）0
0.012＝4.80
0.012
D凸＝（D凹
0
Z min） 凸
＝（
4.8
0
0.08＝
4.55
0
）
0.08
0.126
校核：
凹
凸
Zmax
Zmin
（满足间隙公差条件）
0.012
0.08
0.02
0.054
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七、模具工作零件设计与计算
凹模：
凹模材料选用 T8A. 直壁式，螺栓连接
凹模厚度：
H kb 0.25 72 18mm （查表 2-15
得 k=0.35 ）
凹模壁厚：
C (1.5 ~ 2)H 27 ~ 36mm
取凹模厚度 : H=18m、 凹模壁厚： C=30mm
凹模宽度：
L l 2c 72 2 30 132mm
B b 2c 66.1 2 30 126.1mm
因经过圆整选用凹模周界为 160mmx160mm
八、模架的计算与选用
根据查模架产品标准 选用对角导柱模架（ GB/T 2851.1-90 ）
凹模周界选用： 160mmx160mm
上模座 GB/T 2855.1 ：160mmx160mmx40mm
下模座 GB/T 2855.2 ：160mmx160mmx45mm
导柱 GB/T2861.1： 28
150
32
150
导套 GB/T2816.6： 28
100
38
32
100
38
凸模固定板 :
凸模固定板选用材料为 T8A.
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凸模固定板的厚度：
Hx (0.6 ~ 0.8) H
(0.6 ~ 0.8) 18 10.8 ~ 14.4mm
取凸模固定板的厚度 Hx ＝12mm
凸模固定板的外形尺寸 160mmx160mmx12mm
垫板 :
垫板选用材料为 45 钢.
垫板的厚度：
垫板的厚度一般取 4～12mm
垫板的厚度取 6mm 外形尺寸 160mmx160mmx6mm
卸料板：
卸料板所选用的材 料为 45 钢, 热处理硬度 取
43～48HRC .
卸料板的厚度：
H 卸 =(0.8～1)H凹＝18mm
外形尺寸 160mmx160mmx18mm
导料板：
材料 45 钢 淬火硬度为： 43—48HRC
厚度 H导=查表 H导=6
其外形尺寸为： L×B×H=160×160×6
B 导 =（B-B’） /2=23mm
内六角螺钉：
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内六角螺钉选用的材料为 45，头部淬硬为
40~45HRC，基本尺寸分别为 M6,
侧刃 ：S=歩距公称尺寸 =37 宽度 B 为 12mm
模柄： 选择压入式模柄 d×H=40 mm×45 mm
凸模设计：
落料凸模：采用直通式，铆接固定，材料为 T8A 冲孔凸模：采用台阶式，台肩固定， T8A
凸模的长度： L=h1 +h2 +h3 +Y=12+18+20+15=65mm
其中： h 1 -- 凸模固定板厚度
h 1 =(0.6 ～0.8)H=12mm;
h2
-- 导料板厚度
h2 =18m
h3
- 刚性卸料板厚度
H=20mm
九、压力机相关参数的校核
H
H
上模座
下模座
mm
mm
H
L
垫板
6 mm
H
＝ 18mm
凹
凸65 mm
模具的闭合高度应介于压力机的最大装模高度与最小装模
高度之间，否则就不能保证正常的安装与工作。其关系为：
H max
330mm
H min 230
mm
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H H上模座
H 下模座
H垫板 L凸
H 凹 168mm
H min
10mm1
H H max
5mm
240mm 168mm 100mm 325mm
可见该模具闭合高度小于所选压力机 Jh23-40 的最小装模高度，需要
加厚 100mm 垫板调节高度。故可以使用
十、配图与零件图
详见 CAD 图
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结 语
通过这一次的设计实训 , 使我受益非浅。
这次设计在老师指导和同学的帮助下， 使我对
冷冲压模具的工作的整个工作有了进一步的了解，知道模具的基本结构和设计模具的基本
的步骤。怎样去选择模具材料和设计时要注意的基本问题，而且对 CAD的操作有了进一步
的了解，巩固了我以前所学的基础知识。
通过这段时间的努力， 我终于完成了这次实习。 在这个漫长的日子里， 我学会了很多以
前没有学到的知识，同时也看到了我的不足。
在实习中， 我学会了设计的基础知识， 能够独立的完成设计， 并且有一种从未有过的成
就感。在设计中，有很多东西是我在平时的学习中学不到的，因为它积聚了以前所学的知
识。虽然在这次设计中困难重重，但通过老师和同学的指导和支持，我终于走过来了。它
让我看到了团结的力量，体会到了胜利的喜悦。
在此， 我要向这次实习中帮助我的老师和同学们， 衷心的说声： 谢谢！是你们给了我力量，
给了我智慧，给了我快乐。我一定会努力！
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参考文献
1、陈智刚
《冷冲模设计》
江西高校出版社
2、王谟金
《机械制图》
清华大学出版社
3、王芳
《冷冲压模具设计指导》
械工业出版社
4、孙凤勤
《冲压设备》
机械工业出版社
5、《 AutoCAD2005 制图》机械工业出版社
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