机电工程系2010届毕业生毕业论文（设计） 双孔垫片冲压模具设计与制造
材料厚度：2mm
图1.双孔垫片零件图
图2.双孔垫片三维零件图
（一）材料：
该冲裁件的材料A3钢是普通碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。
（二）零件结构：
该零件结构简单，在转角处有四个半径为2mm的圆角，并在对称中心线上有两个直径为10mm的圆孔。孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为7mm（直径为10mm的孔与最边缘的之间的尺寸）。由此可以看出该零件具有良好的冲压性能。
（三）尺寸精度：
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零件上所有未标公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。
00零件外形尺寸： 650?0.74mm 24?0.52mm R2?0.25mm
?0.36mm零件内形尺寸： 100孔心距尺寸： 37?0.31mm 结论：适合冲裁
二．工艺方案及模具结构类型
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： 1.先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 2.落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。 3.冲孔-落料连续冲压，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，
生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。
方案二：只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。 方案三：需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但制造难度大，并且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，作不方便。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二方案为佳。
工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为了便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方式。
三．排样设计
可采用以下两种排样方式： （一）少废料排样 （二）无废料排样
由于该工件结构比较简单，无论采用一方案还是二方案都能满足要求。相比而言少废料排样比无废料排样材料利用率低，但无废料排样会加快模具的磨损，使模具寿命减少，并直接影响到工件的断面质量，所以采用少废料排样即一方案。 查冲压模具设计与制造表2.5.2，确定搭边值： 两工件间的搭边： a=2.2mm; 工件边缘搭边： b=2.5mm; 步距为： S=26.2mm;
条料宽度： B=（D+2b）=65+2×2.5=70mm
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确定后排样图如下图3-1所示：
3-1．冲压件排样图
一个进距内的材料利用率为
nA η=×100%
Bh 式中A——冲裁件的面积（包括冲出的小孔在内）（mm2） n——一个进距内冲件的数目 B——条料宽度（mm） h——进距(mm)
A=65×24－2×π×25＝1403mm2
nAη=×100%
Bh =1403/70×26.2=76.5%
四．冲压力与压力中心计算
（一）计算冲压力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具。
计算冲压力：
冲压力的大小主要与材料的力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。 用平刃口冲裁时，冲裁力F（N）可按下式进行计算
F=KLτt
式中： L——冲裁件周边长度（mm）
t——材料厚度（mm） τ——材料抗剪强度（MPa）
K——系数。考虑到模具刃口的磨损。模具间隙的波动，材料力学
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性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3。
一般情况下，材料的σb=1.3τ,为方便计算，也可用下式计算冲裁力F（N）。 F=1.3Ltτ
式中τ——材料的抗剪强度。（MPa）
查手册得τ=450MPa
（1）、落料力
F落=1.3Ltτ450=208.26KN
（2）、冲孔力
其中τ按非退火A3钢板计算。
F冲=1.3 Ltτ=2π×1.3×2×10×450=73.45KN
其中：d为冲孔直径，2πd为两个孔圆
周长之和。
（3）、卸料力
K卸=0.05（查表2.52得）
F卸=K卸F落=0.05×208.26=10.41KN （4）、推件力
K推=0.055（查表2.52得）
F推=n K推F2
推
该模具凹模刃口形式，查《冲压手册》取h=6mm，则n=h/t=6/2=3个，但因为有两个孔所以n=6
F
=6×0.055×36.725=12.12kN
该套模具采用弹性卸料，下出件的卸料装置。
F=
n
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=1.3×178×2.0×
K
落推
：F= F落+ F冲+ F卸+ F推
=208.26+73.45+10.41+12.12 =304.24KN
总冲压力
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（二）压力中心
图4-1零件图
如上图4-1所示，该工件属于中心对称图形，所以压力中心在它的几何中心上，
无需计算。
五．压力机的选择
（一）压力机的选择原则
冲压设备的选择直接关系到设备的安全及生产效率，产品质量，模具寿命和生产成本等一系列重要问题。重压设备的选择主要包括设备的类型规格参数两方面的问题。冲压⑴设备类型的选择
主要根据所要完成冲压工序的性质，生产批量的大小，冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择冲压设备类型。
1、对于中小型冲裁件，弯曲件或浅拉深件的常采用开式曲柄压力机。 2、对于大中型对于大和精度要求高的冲压件，多采用闭式曲柄压力机。 3、对于大型或较复杂的拉深件，常采用上传动的闭式双动拉深压力机。 4、对于大批量生产或形状复杂，批量很大的中小形冲压件应优先选用自动高速压力机或者多工位自动压力机。
5、对于批量小，材料厚的冲压件，常采用液压机。 6、对于精冲零件最好选择专用的精冲压力机。
（二）冲压设备规格的选择
在选择冲压设备的类型后，应进一步根据冲压加工中所需的冲压力（包括卸料力，压料力等）变形功以及模具的结构形式或闭合高度，外形轮廓尺寸等选择冲压设备的规格。
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