冲压模课程设计

目 录1 确定冲压工艺方案和模具结构形式(3)1.1分析制件的冲压工艺性(3)1.2分析和确定工艺方案(3)1.3选择冲压设备(4)2.工艺计算(4)2.1弯曲模设计(4)2.1.1 弯曲工件的毛坯尺寸计算(4)2.1.2 弯曲力计算(4)2.1.3 凸模与凹模的圆角半径(5)2.1.4弯曲模凸凹模间隙(5)2.1.5凸、凹模工作尺寸(6)2.1.6计算压力中心(6)2.1.7压力机的选择(6)2.2冲孔模设计(7)2.2.1冲压力计算(7)2.2.2冲裁模刃口尺寸(7)2.2.3孔距尺寸(8)2.2.4计算压力中心(8)2.2.5压力机的选择(8)3.选其他工作零件(8)参考文献（9）下图为支架冲压件的零件图以及相关要求，下面设计制作该冲压件的复合模。1 确定冲压工艺方案和模具结构形式1.1分析制件的冲压工艺性。工件材料为10钢，材料厚度为0.8mm。弯曲件结构较为简单且对称，便于加工。工件图上除孔间距离尺寸外均未标准尺寸偏差，则均以要求的IT12确定尺寸的公差。经查表得各尺寸公差。1.2分析和确定工艺方案。该工件已给定毛坯,因此不需要进行落料加工,只需弯曲和冲孔两道工序完成，而两孔孔间距离有精度要求，冲孔工序需要放在弯曲后进行以确保精度。由于弯曲后还需要冲孔，采用复合模结构和进级模结构都会使模具结构变得复杂，为了使模具便于加工和提高模具的寿命，故弯曲工序和冲孔工序分开两副模具进行加工。1.3选择冲压设备。由于零件尺寸较小，精度要求不高，则选用通用压力机，其次选用开式机械压力机，适合冲裁加工与弯曲加工。有一定的精度和刚度，操作方便，价格低廉，所以选用开式机械压力机。2.工艺计算2.1弯曲模设计2.1.1 弯曲工件的毛坯尺寸计算根据原始数据可得t =0.8 r =1所以r/t =1/0.8 = 1.25 0.5所以根据冷冲压工艺及模具设计4-4得L= l1 + 2( l2 + l3 )+4l弯l1=6-2=4mml2=9.75-1-0.8=7.95mml3=8-20.8-21=4.4mmx 中性层内移系数值。根据冷冲压工艺及模具设计表4-7取0.34l弯 =/2(r+xt) =/2(1+0.340.8)=1.997mm所以L=4+2(7.95+4.4)+41.997=36.688mm2.1.2 弯曲力计算弯曲力受材料力学性能，零件形状与尺寸，弯曲方式，模具结构形状与尺寸等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确计算。因此，在生产中均采用经验公式估算弯曲力。自由弯曲时的弯曲力校正弯曲时的弯曲力F校= qAF校= 925.540MPa=9.18KN压料力FQ= (0.30.8)*F自FQ=0.5*1.16=0.58KN2.1.3 凸模与凹模的圆角半径凸模圆角半径。弯曲件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模角半径rp可取弯曲件的内弯曲半径r，但不能小于允许的最小弯曲半径。如果r/t值小于最小相对弯曲半径，应先弯成较大的圆角半径，然后再用整形工序达到要求的圆角半径。当弯曲件的相对弯曲半径r/t较大且精度要求较高时凸模圆角半径应根据回弹值进行修正。由于影响rmin/t的因素很多，rmin/t值的理论计算公式并不实用。所以在生产中主要参考经验数据来确定rmin/t值。由冲压工艺与模具设计表4-1可查得：10钢最小相对弯曲半径rmin/t=0.8凹模圆角半径。凹模的圆角半径rd不能过小，以免增加弯曲力，擦伤工件表面。对称压弯时两边凹模圆角半径rd应一致，否则毛坯会产生偏移rd值通常按材料厚度t来选取t=0.8mm 2mm 时rd=（36）t取rd=42.1.4弯曲模凸凹模间隙弯曲形时，必须选择适当的凸凹模间隙。间隙过大,会造成U形件两边不半径,上宽下窄,降底工件的尺寸精度, 间隙过小,使弯曲力增大,直边壁厚变薄,容易擦伤工作表面,加速凹模的磨损,降低凹模使用寿命,弯曲凸、凹模间隙是指单边间隙。为了能顺利地进行弯曲，间隙值应梢大于板料的厚度。同时应考虑下列因素的影响，弯曲件宽度较大时，受模具制造与装配误差的影响，将加大间隙的不均匀程度，因此间隙值应取大些。宽度较小时间隙值可以取小些，硬材料则应取大些，弯曲件相对弯曲半径r/t较小时可以取大些。此外还应考虑弯曲件尺寸精度和板料厚度偏差的影响综上所述，对于尺寸精度高要求一般的弯曲件板料为黑色金属时，单边c可按下式计算：C= t + nt=0.8+0.050.8=0.84取单边间隙为0.84mm2.1.5凸、凹模工作尺寸弯曲凸、凹模工作尺寸的计算与工件尺寸的标注形成有关。一般原则是：当工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上，当工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上，并来用配作法制模。因此:凸模尺寸为:凹模尺寸为:2.1.6计算压力中心该工件为对称件，因此冲模的压力中心就是工件的几何中心。2.1.7压力机的选择确定压力机的额定压力要注意防止压力机过载。压力机的额定压力等于或略大于该计算值，并不能保证在整个弯曲过程中压力机不过载。因此，在确定压力机的压力时，应预留出较大的安全范围。由于校正力是发生在接近压力机下死点的位置,校正力的数值比自由弯曲力和压料力大得多，故F自和FQ可以忽略不计。则按校正弯曲力选择压力机的吨位，即：F压机F校 代入数据得：F压机9.18KN查文献（1）表9-9，初选压力机J23-3.15，其主要技术参数为：公称压力：31.5KN滑块行程：25mm滑块行程次数：200/min最大闭合高度：120mm闭合高度调节量：25mm工作台尺寸：160mm*250mm模柄孔尺寸：25*40床身最大倾角：452.2冲孔模设计2.2.1冲压力计算冲裁力FPFP= KptLb式中K系数，K=1.3L冲裁周边长度（mm）b材料的抗拉强度（MPa）b=295430（MPa）（为方便计算，取400（MPa）FP=1.3*0.8*（2*4.5*3.14）*400=11.7KN卸料力FQ=KFP根据冷冲压模具设计与制造提供的表2.10得K=0.05FQ=0.05*11700N=585N顶出力FQ2=K2FP根据冷冲压模具设计与制造提供的表2.10得K2=0.08FQ2=0.08*11700N=936N2.2.2冲裁模刃口尺寸mm由文献3表3-4冲裁模初始双面间隙2c得到2c min=0.10mm2.2.3孔距尺寸(16.50.05)Ld=(Lmin+0.5)0.125=(16.5-0.05)+0.5*0.18mm0.125*0.18mm=16.54mm0.0225mm2.2.4计算压力中心该工件为对称件，因此冲模的压力中心就是工件的几何中心。2.2.5压力机的选择冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁时各工艺力的总和FP总。冲裁时各工艺力的总和FP总为:FP总=FP+FQ+FQ2=11700+585+936= 13221N则:F压机13221N查文献（1）表9-9，初选压力机J23-3.15，其主要技术参数为：公称压力：31.5KN滑块行程：25mm滑块行程次数：200/min最大闭合高度：120mm闭合高度调节量：25mm工作台尺寸：160mm*250mm模柄孔尺寸：25*40床身最大倾角：453.选其他工作零件选冲模标准模架和标准零件，依据冲裁与弯曲的凸、凹模周界尺寸，后定设备额定参数，选用滑动导向后侧导柱模架，标记为6350100115 I GB/T 2851.11990。联接螺钉选用：螺钉GB/T 70-2000 M8内六角圆柱头螺钉，螺钉长度依据联接件厚度而定，依据卸料力、圧边力的大小选弹簧种类模具总体设计及绘制出模具总装图，依据冲裁工艺设计，非标准的尺寸，结构设计，标注件的选用，绘制出总装图。参考文献1 王孝培.冲压手册.北京2 赵孟栋.冷冲模设计.北京 3 张海星.冷冲压工艺与模具设计.浙江 4 史铁梁.模具设计指导.北京 5 赵发樾.模具标准应用手册.北京 6 李天佑.冲模图册.北京 7 陈勇.模具材料及表面处理.北京 7