冲压模具课程设计说明书

学校代码：_ 学 号：0603200208Hefei University本科课程设计（论文）BACHELOR DISSERTATION 设计题目： 落料模 学科专业: 材料成型及控制工程 作者姓名： 导师姓名： 完成时间： 2011.06.29 目 录一、设计课题2二、设计内容32.1 冲压件工艺分析32.2 确定冲压工艺方案32.3 主要设计计算52.3.1 工件尺寸公差转换及毛坯尺寸计算52.3.2 排样及相关计算52.3.3 冲压力计算72.3.4 压力机初选82.3.5 凸凹模刃口尺寸计算83.3.6 压力中心的计算112.4 模具的总体设计122.4.1 模具类型的选择122.4.2 定位方式的选择122.4.3卸料方式的选择122.4.4 导向方式的选择122.5 模具零部件设计122.5.1 整体式凹模122.5.2 凸模132.5.3模架的选用152.5.4 导柱导套的选用162.5.5 压力机的选用17三、模具装配18四结论19参考文献20一、设计课题零件简图:如右图所示材料：黄铜H62材料厚度： 3mm精度等级：IT10生产批量：小批量图1.1二、设计内容2.1 冲压件工艺分析1) 该工件只有落料一个工序,材料为黄铜H62，为软材料；2) 工件的外形左右对称；3) 有文献（1）P65的表3-15有当交角时有过度圆角，在此工件中圆角均远大于这些最小值；4) 该工件上无过长的突出悬臂和凹槽；5) 该工件的精度等级为IT10，属于一般的精度等级；6) 由文献（1）p67表3-20有冲裁断面的表面粗糙度为综上所述，该工件的结构工艺性较好，冲裁较为容易。2.2 确定冲压工艺方案该工件只有落料一个工序，可以有以下几种工艺方案：方案一：采用一副简单的落料模，其排样图有两种形式，第一种是采用单排形式，其排样图如下图所示图2.2.1第二种是双排形式，冲裁时先冲一侧条料上的工件，冲完之后将工件翻转，冲裁安排在条料另一侧上的工件，其排样图如下图所示图2.2.2方案二：在一副落料模中不同的位置设置两副落料用的凸模和凹模，即在一次冲裁行程中同时冲下两个工件，根据凸模位置不同，其排样图有两种，如下图所示图2.2.3图2.2.4分析比较：方案一：.采用单工序模生产，模具结构简单，制造成本低。方案二：一副模具上装两副凸凹模，结构设计较为复杂，制造成本较高，但是生产效率高。方案确定：虽然方案二生产效率较高，但是模具的制造成本较高，结构设计较为复杂，对于小批量生产来说，没有必要在模具上投入过高资本。相比之下，方案一模具结构简单，制造成本低，更适合进行小批量生产，节约生产资本。2.3 主要设计计算2.3.1 工件尺寸公差转换及毛坯尺寸计算图2.3.1按“入体原则”标注工件尺寸公差，由文献（2）p257表3-2公差等级为10级时工件上的尺寸如下：毛坯的面积为毛坯周长为2.3.2 排样及相关计算 采用导料板进行侧向导料，且增加测压装置保证精度要求。采用单排，图2.3.2.1由文献（1）p56表3-9查的最小搭边值分别为：侧面；工件间。为方便计算，此次设计统一取值为2.5mm。由文献（1）p57表3-10查得工件最大宽度为11mm时，条料宽度的单向偏差为由文献（1）p58表3-12查的导料板与最宽条料之间的间隙值为则由文献（1）p56式（3-14）有条料的宽度为 由文献（1）p56式（3-15）有导料板间距离为 相邻两工件之间的中心距为材料的利用率为采用双排：图2.3.2.2由文献（1）p56表3-9查的最小搭边值分别为：侧面；工件间。上下两个工件的垂直距离计算 S1图2.3.2.3，取为13.5mm由文献（1）p57表3-10查得工件最大宽度为21.5mm时，条料宽度的单向偏差为由文献（1）p58表3-12查的导料板与最宽条料之间的间隙值为 则由文献（1）p56式（3-14）有条料的宽度为 由文献（1）p56式（3-15）有导料板间距离为 相邻两工件之间的中心距为材料的利用率为 由于采用双排排样时材料的利用率较单排的利用率高，所以排样方式选用双排排样。2.3.3 冲压力计算由文献（4）p29表1-50有黄铜H62抗拉强度，在此次计算中取，采用弹性卸料和下出料方式进行冲裁。由文献（1）p60式（3-20）有落料力：由文献（1）p61表3-14有，并取n=7由文献（1）p61式（3-22）有推件力为：由文献（1）p61表3-14有由文献（1）p61式（3-21）有卸料力为：由文献（1）p61式（3-24）有冲压工艺力为： 为使压力机安全工作，取压力机的公称压力为冲压工艺力的1.2倍，则有：压力机公称压力：2.3.4 压力机初选根据冲压工艺总力计算结果，并结合工件高度，初选开式双柱可倾压力机J23-10.2.3.5 凸凹模刃口尺寸计算由于工件的形状较为复杂，所以凸凹模采用配作法加工。由文献（1）P43式（3-2）由经验值法确定最小间隙值，则有图2.3.5.1该工件属于落料件，选凹模为设计基准，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作。由文献（2）p257表3-2公差等级为10级时工件上的尺寸，及文献（1）p48表3-7相应的磨损系数如下表所示尺寸的编号尺寸大小尺寸公差磨损系数a0.058mm1b0.048mm1c0.04mm1d0.058mm1e0.04mm1f0.048mm1落料凹凸模的尺寸如下图所示： 凸模刃口尺寸（图2.3.5.2）凹模刃口尺寸（图2.3.5.3） 3.3.6 压力中心的计算图2.3.6由图可知压力中心一定在Y轴上，只需计算出图中标注的几部分的Y值即可，圆弧的压力中心位置可由文献（1）P63式（3-27）求得。理论压力中心与模具中心的偏移量较小，所以直接取凹模几何中心为压力中心。2.4 模具的总体设计2.4.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序冲压，所以模具类型为单工序落料模，又由于精度要求不高，所以选用后侧导柱型模座。图2.4.12.4.2 定位方式的选择导料采用导料板，并采用挡料销、初始挡料销定位。2.4.2.12.4.3卸料方式的选择由于材料较软，在冲压过程中板料可能发生翘曲变形，必须添加压料装置，所以采用弹性卸料和下出料方式。2.4.3.12.4.4 导向方式的选择由于工件的结构较为简单，同时为了节约生产成本，简化模具结构降低模具制造难度，方便安装调整，该单工序落料模采用后侧导柱导套式落料模。2.5 模具零部件设计2.5.1 整体式凹模冲裁时凹模承受冲裁力和侧向压力的作用，受力情况比较复杂，通常根据冲裁的板料的厚度和冲裁件的轮廓尺寸按经验公式来确定，由文献（1）p86式（3-41）、（3-42），查表3-24中的凹模厚度系数k=0.5，得凹模的尺寸为：图2.5.1.22.5.2 凸模图2.5.2.1由工件形状可知凸模形式为非圆形凸模，且通过分析比较：落料凸模截面较大，为固定方便采用圆凸台固定较为可靠。凸模长度计算：L=h+（1520）mm；上式中，-凸模固定板厚度； -卸料板厚度； -导尺厚度 L凸模长度。1520mm包含凸模进入凹模的深度、凸模修磨量、冲模在闭合状态下卸料板到凸模固定板间的距离。凸模长度由上表可查得, L=50 mm由于此工件的形状较为复杂，加工时比较适合采用线切割加工，考虑到加工工艺性要求，凸模采用直通式，固定方式采用铆接式，凸模的长度取为50mm,当凹模的尺寸确定之后，由文献(3)p128表5-3得弹压卸料纵向和横向送料典型组合尺寸（GB/T8066.2-95）2.5.3模架的选用2.5.3.1表1 模架尺寸零件名称零件数零件尺寸(mm)凸模142配用模架闭合高度（H）最大最小150130垫板厚度18固定板厚度18卸料板厚度114导料板(长度厚度)1100X8凹模厚度116凹模固定螺钉4M8承料板固定螺钉4M8凹模固定销定4导料板固定螺钉4卸料弹簧4设计时根据卸料力选取卸料螺钉48X35凸模固定螺钉4M8X35凸模固定销钉4M8X35由于工件精度要求不太高，且考虑模具结构简单。故选择后侧导柱模架。由 3 105页表4-6可查得表2 模座尺寸（单位：mm）凹模周界L100B100模座厚度H上模座25下模座30上模座宽度L110导柱孔间距S116导柱孔中心与上、下模座中心的距离A75导柱孔中心与上、下模座最大距离A110模座导柱凸缘半径 R32上、下模座凸缘长度 l60上模座D(H7)基本尺寸32极限偏差下模座d（R7） 基本尺寸20极限偏差2.5.4 导柱导套的选用由模架尺寸选用导柱导套，选用滑动导柱B型及滑动导套B型，由 4 78页表3-38及表3-39 可查得导柱导套尺寸如下表： 表4 导柱尺寸（单位：mm） 导柱直径d基本尺寸20极限偏差h5h6导柱长度L100-130 表5 导套尺寸（单位：mm）导套外圆直径D基本尺寸20极限偏差导套长度L65导套上端尺寸H232.5.5 压力机的选用由前面冲裁力计算结果可知F= 88.71KN。由模具的设计及实际情况考虑选择开式双柱可倾压力机J23-25。具体参数见下表：表 6开式双柱可倾压力机参数d基本尺寸32极限偏差0.050d1M20X1.2L79L156L23S27d218d311d4M6b3.5c1.5三、模具装配 根据落料模的特点，先装上模，再装下模较为合理，并调整间隙，试冲，返修。具体过程如下。图3.1四结论通过对连接板零件冲孔落料级进模的设计，更深一层地了解冲裁模的设计流程，包括冲裁件的工艺分析、工艺方案的确定、模具结构形式的选择、必要的工艺计算、主要零部件的设计、压力机型号的选择、总装图及零件图的绘制。在设计过程中，有些数据、尺寸是一点也马虎不得，只要一个数据有误，就得全部改动，使设计难度大大增加。条料送进时利用固定挡料销定步距。操作时完成第一步后，把条料向上抬起向前移动，移到刚冲过的料口里，再利用导料销继续下一个工件的冲裁。重复以上动作来完成所需工件的冲裁，冲完一侧的工件之后翻遍冲另一侧的工件，首次定位用初始挡料销。通过本次冲压模具课程设计，是我对模具有了更深的认识，同时深刻认识到要成为一名优秀的模具设计人员还有很长的路要走，而非一朝一夕之事。再有，通过本次设计为今后的毕业设计，未来的工作奠定了一定的基础。参考文献1 李奇涵主编.冲压成形工艺与模具设计M北京：科学出版社，2007年；2 甘永立主编几何公差与检测M8版,上海：上海科学出版社，2008.1；3.王立人，张辉主编.冲压模具设计指导M北京：北京理工大学出版社，2009.8；4 冯炳尧，韩泰荣，蒋文森主编.模具设计与制造简明手册S第二版.上海：上海科学技术出版社，1998.7；5侯洪生主编。机械工程图学M北京：科学出版社，200121 / 22