托板零件的冲压模具设计
引言 1
一、 托板冲压零件的工艺分析 2
(一) 材料分析 2
（二） 零件结构分析 3
（三）尺寸精度分析 3
（四）对展开毛坯尺寸计算 3
二、 冲裁模具的计算过程 5
（一）选择排样方式布局 5
（二）冲裁力理解及算法 6
（三） 冲压设备的选择 8
（四） 确定冲裁间隙 8
（五） 刃口尺寸分析及判据 8
（六） 凹模设计 10
（七）确定以及分析凸模 12
（八） 确定卸料板 13
（九） 分析设计固定板 14
（十）垫板尺寸分析确定 15
（十一）上下模座以及模柄的选用 15
三 设计弯曲模 16
（一）毛坯零件尺寸计算 16
（二） 计算弯曲的力量 16
（三） 设备选择 17
（四）凹凸模刃口尺寸计算 17
四 装配图及工作原理 19
（一）装配图 19
（二）工作原理 19
总结 20
参考文献 21
谢辞 22
引言
冲压模设计要求方便选择材料，并且工件在生产时要方便可靠。模具加工的零件设备需要尽量简单，同时要降低模具的成本，减少其制造周期，尽可能使用既有的标准零件。
21世纪出现多种特种模具，满足小批量及大批量的加工生产，对原材料的性能要求不断提高，所以人们在设计模具过程中，也不断地提高模具的质量来满足生产的需求。
本论文设计零件为托板，图纸要求使用的材料为Q235，厚度为3.0mm，精度要求为IT14，为提高一些零件的生产速度与效率，通常会采用一些模具结构比较简单加工工序比较少的加工方式来做零件，并且可以维护使用年限，下料机构尽可能形状简单结构对称的方式，这样如果采用级进模变可完成一幅模具多个工序的动作，也便于实现自动化，如使用复合模，工件的尺寸精度会相对较高，生产出的工件也相对要平整，同轴度对称度等位置误差也较小，可提高生产效率。
针对托板的加工要求，论文设计选用复合模生产加工，复
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
提高一些零件的生产速度与效率，通常会采用一些模具结构比较简单加工工序比较少的加工方式来做零件，并且可以维护使用年限，下料机构尽可能形状简单结构对称的方式，这样如果采用级进模变可完成一幅模具多个工序的动作，也便于实现自动化，如使用复合模，工件的尺寸精度会相对较高，生产出的工件也相对要平整，同轴度对称度等位置误差也较小，可提高生产效率。
针对托板的加工要求，论文设计选用复合模生产加工，复合模可以在一套模具上满足弯曲，落料等多步加工生产，很大程度上提高了工件的生产效率。同时也可以满足托板工件上的孔的位置精度，虽然模具制造成本略有提高，但有效的节约了制造时间，后期还可以缩短维修时间以及修模成本。总体而言，采用复合模具设计比采用单一的落料、弯曲模具设计存在很多的优点。 一、 托板冲压零件的工艺分析
(一) 材料分析
要求设计的托板经过分析外形，得到外形简单且对称的结论。图纸设计要求是：托板的材料选取材料为优质碳素钢Q235，而要求的板料的加工厚度3mm，零件的加工为IT14的精度；托板零件图纸如图1-1所示：
图1-1 托板
Q235材料的性能如表1-1所示：
表1-1托板材料抗剪性能
材料名称
牌号
材料状态
抗剪程度
T/MPa
碳素结构钢
Q295
已退火
255～314
Q235
303～372
Q2aa75
392～490
通过查表1-2分析可知： 碳素钢Q235可以满足冲压性能较高的工件，适合进行冲裁加工。
（二） 零件结构分析
托板结构简单，矩形的外面结构形状，通常的几个工序的话主要组成有落料、钻圆孔和弯曲落料这几个。有两个小圆孔通过图纸1-1可以看出，它的直径显示的尺寸为16mm，圆孔距离工件边缘的实际距离为12mm。综上分析可得，这个工件可以满足冲裁生产的各种要求，并可以大批量投入生产。
（三）尺寸精度分析
根据零件图纸可以分析大部分零件尺寸没有标注公差，再通过得取精度的过程当中，可以查询资料寻找实际的零件公差查取数据，通过查询相关资料能够得到分析出来零件的公差等级如图的图表1-2：
相关得到的尺寸精度A类：、
相关得到的尺寸精度B类：
相关得到的尺寸精度C类 ：
为了能够满足其的精度要求可以通过查询公差等级表来获取满足其精度的一些基本尺寸
表1-2常见的零件公差等级
公差等级
IT4
IT7
IT8
IT14
基本尺寸
/mm
/um
/mm
﹥15～20
5
18
43
0.021
﹥35～55
7
25
39
0.1
﹥85～125
10
35
54
0.021
结论：该冲裁件使用的是常用的碳素结构钢Q235钢。
（四）对展开毛坯尺寸计算
所展开的折弯曲面边零件尺寸可引用式（1-1）来计算，即
（1-1）
从上面的引用式当中可以看出已经已知的几个数据，毛坯板材的厚度t=3.0mm，圆弧的半径r=2.5mm，并且其中的k为一个规定的系数，通过查取资料得到中性层的系数可以取值k=0.31，然而l1 是托板零件的整体长度除去零件当中的圆角部分，那么可以通过图1-1可以得到l1 的长度为28mm，l2 为两个竖直边的长度那么可以得到它的数值为88mm，然后我们可以将这些数值带入到我们刚刚写的公式当中，算出我们所需要的毛坯弯曲边所展开尺寸L的数值为98.8mm，最后就可以得出所需要的毛坯尺寸
一、 托板冲压零件的工艺分析 2
(一) 材料分析 2
（二） 零件结构分析 3
（三）尺寸精度分析 3
（四）对展开毛坯尺寸计算 3
二、 冲裁模具的计算过程 5
（一）选择排样方式布局 5
（二）冲裁力理解及算法 6
（三） 冲压设备的选择 8
（四） 确定冲裁间隙 8
（五） 刃口尺寸分析及判据 8
（六） 凹模设计 10
（七）确定以及分析凸模 12
（八） 确定卸料板 13
（九） 分析设计固定板 14
（十）垫板尺寸分析确定 15
（十一）上下模座以及模柄的选用 15
三 设计弯曲模 16
（一）毛坯零件尺寸计算 16
（二） 计算弯曲的力量 16
（三） 设备选择 17
（四）凹凸模刃口尺寸计算 17
四 装配图及工作原理 19
（一）装配图 19
（二）工作原理 19
总结 20
参考文献 21
谢辞 22
引言
冲压模设计要求方便选择材料，并且工件在生产时要方便可靠。模具加工的零件设备需要尽量简单，同时要降低模具的成本，减少其制造周期，尽可能使用既有的标准零件。
21世纪出现多种特种模具，满足小批量及大批量的加工生产，对原材料的性能要求不断提高，所以人们在设计模具过程中，也不断地提高模具的质量来满足生产的需求。
本论文设计零件为托板，图纸要求使用的材料为Q235，厚度为3.0mm，精度要求为IT14，为提高一些零件的生产速度与效率，通常会采用一些模具结构比较简单加工工序比较少的加工方式来做零件，并且可以维护使用年限，下料机构尽可能形状简单结构对称的方式，这样如果采用级进模变可完成一幅模具多个工序的动作，也便于实现自动化，如使用复合模，工件的尺寸精度会相对较高，生产出的工件也相对要平整，同轴度对称度等位置误差也较小，可提高生产效率。
针对托板的加工要求，论文设计选用复合模生产加工，复
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
提高一些零件的生产速度与效率，通常会采用一些模具结构比较简单加工工序比较少的加工方式来做零件，并且可以维护使用年限，下料机构尽可能形状简单结构对称的方式，这样如果采用级进模变可完成一幅模具多个工序的动作，也便于实现自动化，如使用复合模，工件的尺寸精度会相对较高，生产出的工件也相对要平整，同轴度对称度等位置误差也较小，可提高生产效率。
针对托板的加工要求，论文设计选用复合模生产加工，复合模可以在一套模具上满足弯曲，落料等多步加工生产，很大程度上提高了工件的生产效率。同时也可以满足托板工件上的孔的位置精度，虽然模具制造成本略有提高，但有效的节约了制造时间，后期还可以缩短维修时间以及修模成本。总体而言，采用复合模具设计比采用单一的落料、弯曲模具设计存在很多的优点。 一、 托板冲压零件的工艺分析
(一) 材料分析
要求设计的托板经过分析外形，得到外形简单且对称的结论。图纸设计要求是：托板的材料选取材料为优质碳素钢Q235，而要求的板料的加工厚度3mm，零件的加工为IT14的精度；托板零件图纸如图1-1所示：
图1-1 托板
Q235材料的性能如表1-1所示：
表1-1托板材料抗剪性能
材料名称
牌号
材料状态
抗剪程度
T/MPa
碳素结构钢
Q295
已退火
255～314
Q235
303～372
Q2aa75
392～490
通过查表1-2分析可知： 碳素钢Q235可以满足冲压性能较高的工件，适合进行冲裁加工。
（二） 零件结构分析
托板结构简单，矩形的外面结构形状，通常的几个工序的话主要组成有落料、钻圆孔和弯曲落料这几个。有两个小圆孔通过图纸1-1可以看出，它的直径显示的尺寸为16mm，圆孔距离工件边缘的实际距离为12mm。综上分析可得，这个工件可以满足冲裁生产的各种要求，并可以大批量投入生产。
（三）尺寸精度分析
根据零件图纸可以分析大部分零件尺寸没有标注公差，再通过得取精度的过程当中，可以查询资料寻找实际的零件公差查取数据，通过查询相关资料能够得到分析出来零件的公差等级如图的图表1-2：
相关得到的尺寸精度A类：、
相关得到的尺寸精度B类：
相关得到的尺寸精度C类 ：
为了能够满足其的精度要求可以通过查询公差等级表来获取满足其精度的一些基本尺寸
表1-2常见的零件公差等级
公差等级
IT4
IT7
IT8
IT14
基本尺寸
/mm
/um
/mm
﹥15～20
5
18
43
0.021
﹥35～55
7
25
39
0.1
﹥85～125
10
35
54
0.021
结论：该冲裁件使用的是常用的碳素结构钢Q235钢。
（四）对展开毛坯尺寸计算
所展开的折弯曲面边零件尺寸可引用式（1-1）来计算，即
（1-1）
从上面的引用式当中可以看出已经已知的几个数据，毛坯板材的厚度t=3.0mm，圆弧的半径r=2.5mm，并且其中的k为一个规定的系数，通过查取资料得到中性层的系数可以取值k=0.31，然而l1 是托板零件的整体长度除去零件当中的圆角部分，那么可以通过图1-1可以得到l1 的长度为28mm，l2 为两个竖直边的长度那么可以得到它的数值为88mm，然后我们可以将这些数值带入到我们刚刚写的公式当中，算出我们所需要的毛坯弯曲边所展开尺寸L的数值为98.8mm，最后就可以得出所需要的毛坯尺寸
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