落料冲孔模具设计说明书
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目录：
一、设计要求 二、零件工艺性分析 三、制定冲压工艺方案 四、零件工艺计算
1、冲裁件的排样设计与计算 2、设计冲压力和压力中心 3、设备选择 五、模具设计
1、确定模具的结构形式 2、凹凸模刃口尺寸计算 六、模具零部件结构的确定
1、凹模设计 2、卸料板的设计 3、固定板的设计 4、垫板的设计
5、卸料装置中弹性元件的设计 6、凸模设计 7、凸凹模设计
8、选择紧固件和定位零件 9、选择模架及其它安装零件 10、模柄的设计
一、分析冲压工艺性
1.材料
该冲裁件的材料为20#钢，具有较好的冲压性能。
2．零件结构
该冲裁件结构简单，未注圆角半径均为R3，比较适合冲裁。
3．尺寸精度
图中尺寸未注公差，属于自由尺寸，据《模具设计及CAD》P15知非圆形件一般按IT14精度来处理，冲模可按IT11精度制造。标准公差数值可查《现代冷冲模设计应用实例》表
2-16.
以上分析可以看出，该零件适合冲裁。
二、制定冲压工艺方案
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。 方案一：先落料，再冲孔，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—落料连续生产，采用级进模生产。
方案一模具结构简单，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要求。由于零件结构简单，为提高生产效率，应采用复合模或级进模生产。为更好保证尺寸精度，最后确定用复合模生产。 送料方式选手动送料，卸料方式选弹性卸料。
三、排样方式的设计
1.分析零件形状
考虑到定位方便，采用单行直排；
2.搭边值确定
查《冲压模具简明设计手册》表2-26得，a=3.5mm b=2.5mm 确定排样图如图所示
3.步距
步距为126.5mm
4.条料宽度
B错误！未找到引用源。=(D+2a+Z)0-δ=
a=3.5 Z=1.2 δ=-1.2 A=B+Z=152.7+1.2=153.9 根据实际情况，料宽定为152mm
四、计算冲压力
1．落料力
材料厚度：t=1.5mm
查《现代冷冲模设计应用实例》表2-1知条料抗剪强度：τ
b
=300MP
长度L采用Auto-CAD的查询功能方法得出为469mm。 则有：
F落=1.3L1tτb=1.3×469×1.5×300=274365N=274.365KN 2.冲孔力
采用Auto-CAD的查询功能方法得出为L2=66.7mm F冲=1.3L2tτ
b
=1.3×66.7×1.5×300=39019.5N=39.02KN
由于采用弹性卸料装置和下出料方式，查课本表2-6有：
K卸
=0.045,
K推
=0.055,
3.卸料力
F卸=K卸F冲=0.045×39.02=1.76KN
4.推件力
查《冲压模具简明设计手册》表2-40，根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=7.5mm,则n=7.5/1.5=5
F推=nK推F冲=5×0.055×39.02=10.73KN
5.总冲压力
F总=F落+F冲+F卸+F推=274.37+39.02+1.76+10.73=325.88KN
6.压力中心计算
（1）按比例绘出凸模工作部位的轮廓图； （2）以
的圆心作为坐标原点，选择坐标轴x-y轴。
（3）将轮廓图分为由直线和圆弧14部分组成。计算出每一个凸模轮廓周长L1、L2、L3……Ln ,然后计算各部分的压力中心坐标。
（4）直线和圆弧的压力中心的确定。直线线段的重心即是线段的中点，圆弧的长度和压力中心按以下两式计算
X0= X0为圆弧压力中心与圆心距离 Α为中心半角
r 为圆弧半径 L为展开长度
(5)压力中心坐标位置公式 x0=（l1x1+l2x2+....+lnxn）/(l1+l2+...+ln) Y0=(l1y1+l2y2+...+lnxn)/(l1+l2+...+ln) (6)计算得压力中心坐标x0=-3.56 y0=-19.48
7.设备选择
根据总的冲压力，查《现代冷冲模设计应用实例》表2-8得选择压力机型号为JG23-40(开式双柱可倾式压力机)，主要技术参数如下： 公称压力 400KN 滑块行程 100mm 滑块行程次数 80次/min 最大封闭高度 300mm 滑块中心线至床身距离 80mm
立柱距离 错误！未找到引用源。00mm 工作台尺寸 前后420mm 左右 630mm
工作台孔尺寸 前后150mm 左右300mm 直径200mm 模柄孔尺寸 厚度50mm 直径70mm
五、模具设计
1．模具结构选择
落料—冲孔复合模可以采用正装和倒装两种形式。该冲压件精度一般IT14，为了操作方便、安全和提高效率且冲孔废料不会出现在工作台面上，所以选择倒装结构。
2．凹凸模刃口尺寸计算
由于零件为复杂薄板工件，采用凸凹模配合加工。
系数x可查课本表2-5得到 x=0.5 （1） 冲孔：
a磨损后凸膜尺寸变小 At=
： (22.2+0.5×0.52)0-0.13=22.460
-0.13
： （16.2+0.5×0.43）00-0.108=16.42-0.108
b磨损后凸模具尺寸不变 Ct=C±δ／
2
： 23±0.065错误！未找到引用源。
(2)落料
a磨损后凹模尺寸变大 Aa=(A-xΔ)+δ0
：
: 6.18+0.090
:18.26+0.130
50.77+0.1850
b磨损后凹模尺寸变小
C磨损后凹模尺寸不变
：8±0.045
：68±0.092
（六）模具零部件结构的确定
1.凹模设计：
采用直筒式孔口凹模，一般不做强度计算，查课本表2-15知： 凹模最小厚度H=28mm 凹模最小壁厚c=40mm
可知凹模长度L=144.5+40错误！未找到引用源。2=224.5mm
凹模宽度B=124+40错误！未找到引用源。2=204mm
为配合模架模座的选取，取凹模长度和宽度均为250mm。 即凹模板为250×250×28 GB/T2855.1-2008
2.卸料板的设计
用卸料板卸料，卸料板的平面外形与凸凹模板相同，卸料板起厚度H H=(0.8-1.0)Hd H=1×28=28mm 材料为45号钢。
3.固定板
(1) 凸模固定板：
凸模固定板的外形尺寸与凸模的外形尺寸一致，厚度为根据标准件要求，H=(0.6~0.9）×28，选择17mm，选取板的规格为 250×250×17 (2) 凸凹模固定板：
凸凹模固定板与垫板的尺寸一致，根据标准件要求厚度取20mm, 规格为 250×250×20
4垫板的设计
垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力，以防止模座被挤压损伤，因此在与模座接触面之间加上一块翠英磨平的垫板，垫板的外形尺寸与凸模固定板相同，厚度取10mm，选取规格250×250×10
5.卸料装置中弹性元件的计算
模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：
（1）确定橡胶的横截面积A 错误！未找到引用源。
查《冲压模具标准及应用手册》表8-13知矩形橡胶在预压缩量为15%时的单位压力是0.5Mp, 所以
A=P/p=1760/0.5=3520mm（2）确定橡胶的平面尺寸
根据零件的形状特点，橡胶的外形选为扇形。由于要布置固定螺钉和销钉，所以采用八块圆心角为80°扇形橡胶双层均布安装在卸料板上则： 设扇形内径为90mm，外径为150mm：
2
A=8π（75-45）⨯
此时，
22
80360
=20106
mm2
所以，
P=Aq=20106⨯0.5=10050N≥F卸
该方案满足预紧力卸料力的要求。 （3）确定橡胶的自由高度H
H=
L
0.25~0.30
①
L是考虑修模最后的卸料或压边的工作行程L=t+1=2mm
H
≥8mm。
②橡胶的自由高度H应满足0.5≤HD≤1.5
D=
d+1.27F/q=
2
90
2
+1.27⨯10050⨯2/8=106.3mm
H0取55mm。 （4）计算橡胶装模高度
H
橡胶的装模高度约0.85⨯55=46.75mm,所以选用的橡胶规格合理, 装模高度H取为47mm，工作高度H=47-t-1=45mm.
6.凸模设计
冲孔凸模采用阶梯式
凸模长度 L=L固+L凹=17+28=45mm 凸模刃口具体尺寸见凸模零件图。
7.凸凹模设计
凸凹模的壁厚10mm，最小壁厚=1.5t=2.25mm,所以满足最小壁厚要求。 凸凹模高度H=H卸+H固+H橡=28+20+47=95mm，具体各部分尺寸见凸凹模零件图。
8.选择紧固件和定位零件
卸料板上设置1个卸料螺钉，查《冲压模具简明设计手册》表15-35得卸料螺钉选用圆柱头内六角卸料螺钉，公称直径为10mm，卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。
查《现代冷冲模设计应用实例》表2-31选用2个内六角圆柱头螺钉（GB70-85），公称直径均为10mm。 定位采用定位销。
9．选择模架及其它安装零件
查《冲压模具简明设计手册》表15-10及表15-11,由凹模周界 160及安装要求，选取凹模周界：L×B=250×250 上模座：250×250×45 下模座：250×250×55
查《冲压模具简明设计手册》表15-24及表15-22得 导柱 d错误！未找到引用源。L:40×180 导套 40×115×43 10.模柄的设计
由压力机型号 JG23-40，可查的模柄孔的直径为70mm，查《现代冷冲模设计应用实例》表2-39选压入式模柄A50错误！未找到引用源。 95 GB 2862.1-81。
参考文献
落料冲裁模具设计说明书
1、郝滨海主编 模具设计及CAD 山东大学出版社
2、郝滨海编著 冲压模具简明设计手册 化学工业出版社
3、欧阳波仪编著 现代冷冲模具设计应用实例化学工业出版社
4、姜银方 袁国定主编 冲压模具工程师手册 机械工业出版社
5、模具设计与制造技术教育丛书编委会 模具结构设计 机械工业出版社 11
落料冲孔模具设计说明书
姓名： 学号： 学院： 专业：
目录：
一、设计要求 二、零件工艺性分析 三、制定冲压工艺方案 四、零件工艺计算
1、冲裁件的排样设计与计算 2、设计冲压力和压力中心 3、设备选择 五、模具设计
1、确定模具的结构形式 2、凹凸模刃口尺寸计算 六、模具零部件结构的确定
1、凹模设计 2、卸料板的设计 3、固定板的设计 4、垫板的设计
5、卸料装置中弹性元件的设计 6、凸模设计 7、凸凹模设计
8、选择紧固件和定位零件 9、选择模架及其它安装零件 10、模柄的设计
一、分析冲压工艺性
1.材料
该冲裁件的材料为20#钢，具有较好的冲压性能。
2．零件结构
该冲裁件结构简单，未注圆角半径均为R3，比较适合冲裁。
3．尺寸精度
图中尺寸未注公差，属于自由尺寸，据《模具设计及CAD》P15知非圆形件一般按IT14精度来处理，冲模可按IT11精度制造。标准公差数值可查《现代冷冲模设计应用实例》表
2-16.
以上分析可以看出，该零件适合冲裁。
二、制定冲压工艺方案
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。 方案一：先落料，再冲孔，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—落料连续生产，采用级进模生产。
方案一模具结构简单，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要求。由于零件结构简单，为提高生产效率，应采用复合模或级进模生产。为更好保证尺寸精度，最后确定用复合模生产。 送料方式选手动送料，卸料方式选弹性卸料。
三、排样方式的设计
1.分析零件形状
考虑到定位方便，采用单行直排；
2.搭边值确定
查《冲压模具简明设计手册》表2-26得，a=3.5mm b=2.5mm 确定排样图如图所示
3.步距
步距为126.5mm
4.条料宽度
B错误！未找到引用源。=(D+2a+Z)0-δ=
a=3.5 Z=1.2 δ=-1.2 A=B+Z=152.7+1.2=153.9 根据实际情况，料宽定为152mm
四、计算冲压力
1．落料力
材料厚度：t=1.5mm
查《现代冷冲模设计应用实例》表2-1知条料抗剪强度：τ
b
=300MP
长度L采用Auto-CAD的查询功能方法得出为469mm。 则有：
F落=1.3L1tτb=1.3×469×1.5×300=274365N=274.365KN 2.冲孔力
采用Auto-CAD的查询功能方法得出为L2=66.7mm F冲=1.3L2tτ
b
=1.3×66.7×1.5×300=39019.5N=39.02KN
由于采用弹性卸料装置和下出料方式，查课本表2-6有：
K卸
=0.045,
K推
=0.055,
3.卸料力
F卸=K卸F冲=0.045×39.02=1.76KN
4.推件力
查《冲压模具简明设计手册》表2-40，根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=7.5mm,则n=7.5/1.5=5
F推=nK推F冲=5×0.055×39.02=10.73KN
5.总冲压力
F总=F落+F冲+F卸+F推=274.37+39.02+1.76+10.73=325.88KN
6.压力中心计算
（1）按比例绘出凸模工作部位的轮廓图； （2）以
的圆心作为坐标原点，选择坐标轴x-y轴。
（3）将轮廓图分为由直线和圆弧14部分组成。计算出每一个凸模轮廓周长L1、L2、L3……Ln ,然后计算各部分的压力中心坐标。
（4）直线和圆弧的压力中心的确定。直线线段的重心即是线段的中点，圆弧的长度和压力中心按以下两式计算
X0= X0为圆弧压力中心与圆心距离 Α为中心半角
r 为圆弧半径 L为展开长度
(5)压力中心坐标位置公式 x0=（l1x1+l2x2+....+lnxn）/(l1+l2+...+ln) Y0=(l1y1+l2y2+...+lnxn)/(l1+l2+...+ln) (6)计算得压力中心坐标x0=-3.56 y0=-19.48
7.设备选择
根据总的冲压力，查《现代冷冲模设计应用实例》表2-8得选择压力机型号为JG23-40(开式双柱可倾式压力机)，主要技术参数如下： 公称压力 400KN 滑块行程 100mm 滑块行程次数 80次/min 最大封闭高度 300mm 滑块中心线至床身距离 80mm
立柱距离 错误！未找到引用源。00mm 工作台尺寸 前后420mm 左右 630mm
工作台孔尺寸 前后150mm 左右300mm 直径200mm 模柄孔尺寸 厚度50mm 直径70mm
五、模具设计
1．模具结构选择
落料—冲孔复合模可以采用正装和倒装两种形式。该冲压件精度一般IT14，为了操作方便、安全和提高效率且冲孔废料不会出现在工作台面上，所以选择倒装结构。
2．凹凸模刃口尺寸计算
由于零件为复杂薄板工件，采用凸凹模配合加工。
系数x可查课本表2-5得到 x=0.5 （1） 冲孔：
a磨损后凸膜尺寸变小 At=
： (22.2+0.5×0.52)0-0.13=22.460
-0.13
： （16.2+0.5×0.43）00-0.108=16.42-0.108
b磨损后凸模具尺寸不变 Ct=C±δ／
2
： 23±0.065错误！未找到引用源。
(2)落料
a磨损后凹模尺寸变大 Aa=(A-xΔ)+δ0
：
: 6.18+0.090
:18.26+0.130
50.77+0.1850
b磨损后凹模尺寸变小
C磨损后凹模尺寸不变
：8±0.045
：68±0.092
（六）模具零部件结构的确定
1.凹模设计：
采用直筒式孔口凹模，一般不做强度计算，查课本表2-15知： 凹模最小厚度H=28mm 凹模最小壁厚c=40mm
可知凹模长度L=144.5+40错误！未找到引用源。2=224.5mm
凹模宽度B=124+40错误！未找到引用源。2=204mm
为配合模架模座的选取，取凹模长度和宽度均为250mm。 即凹模板为250×250×28 GB/T2855.1-2008
2.卸料板的设计
用卸料板卸料，卸料板的平面外形与凸凹模板相同，卸料板起厚度H H=(0.8-1.0)Hd H=1×28=28mm 材料为45号钢。
3.固定板
(1) 凸模固定板：
凸模固定板的外形尺寸与凸模的外形尺寸一致，厚度为根据标准件要求，H=(0.6~0.9）×28，选择17mm，选取板的规格为 250×250×17 (2) 凸凹模固定板：
凸凹模固定板与垫板的尺寸一致，根据标准件要求厚度取20mm, 规格为 250×250×20
4垫板的设计
垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力，以防止模座被挤压损伤，因此在与模座接触面之间加上一块翠英磨平的垫板，垫板的外形尺寸与凸模固定板相同，厚度取10mm，选取规格250×250×10
5.卸料装置中弹性元件的计算
模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：
（1）确定橡胶的横截面积A 错误！未找到引用源。
查《冲压模具标准及应用手册》表8-13知矩形橡胶在预压缩量为15%时的单位压力是0.5Mp, 所以
A=P/p=1760/0.5=3520mm（2）确定橡胶的平面尺寸
根据零件的形状特点，橡胶的外形选为扇形。由于要布置固定螺钉和销钉，所以采用八块圆心角为80°扇形橡胶双层均布安装在卸料板上则： 设扇形内径为90mm，外径为150mm：
2
A=8π（75-45）⨯
此时，
22
80360
=20106
mm2
所以，
P=Aq=20106⨯0.5=10050N≥F卸
该方案满足预紧力卸料力的要求。 （3）确定橡胶的自由高度H
H=
L
0.25~0.30
①
L是考虑修模最后的卸料或压边的工作行程L=t+1=2mm
H
≥8mm。
②橡胶的自由高度H应满足0.5≤HD≤1.5
D=
d+1.27F/q=
2
90
2
+1.27⨯10050⨯2/8=106.3mm
H0取55mm。 （4）计算橡胶装模高度
H
橡胶的装模高度约0.85⨯55=46.75mm,所以选用的橡胶规格合理, 装模高度H取为47mm，工作高度H=47-t-1=45mm.
6.凸模设计
冲孔凸模采用阶梯式
凸模长度 L=L固+L凹=17+28=45mm 凸模刃口具体尺寸见凸模零件图。
7.凸凹模设计
凸凹模的壁厚10mm，最小壁厚=1.5t=2.25mm,所以满足最小壁厚要求。 凸凹模高度H=H卸+H固+H橡=28+20+47=95mm，具体各部分尺寸见凸凹模零件图。
8.选择紧固件和定位零件
卸料板上设置1个卸料螺钉，查《冲压模具简明设计手册》表15-35得卸料螺钉选用圆柱头内六角卸料螺钉，公称直径为10mm，卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。
查《现代冷冲模设计应用实例》表2-31选用2个内六角圆柱头螺钉（GB70-85），公称直径均为10mm。 定位采用定位销。
9．选择模架及其它安装零件
查《冲压模具简明设计手册》表15-10及表15-11,由凹模周界 160及安装要求，选取凹模周界：L×B=250×250 上模座：250×250×45 下模座：250×250×55
查《冲压模具简明设计手册》表15-24及表15-22得 导柱 d错误！未找到引用源。L:40×180 导套 40×115×43 10.模柄的设计
由压力机型号 JG23-40，可查的模柄孔的直径为70mm，查《现代冷冲模设计应用实例》表2-39选压入式模柄A50错误！未找到引用源。 95 GB 2862.1-81。
参考文献
落料冲裁模具设计说明书
1、郝滨海主编 模具设计及CAD 山东大学出版社
2、郝滨海编著 冲压模具简明设计手册 化学工业出版社
3、欧阳波仪编著 现代冷冲模具设计应用实例化学工业出版社
4、姜银方 袁国定主编 冲压模具工程师手册 机械工业出版社
5、模具设计与制造技术教育丛书编委会 模具结构设计 机械工业出版社 11