冲压模具课程设计说明书支架冲压模设计

课 程 设 计 说 明 书设计（论文）题目： 支架冲压模设计 学 院 名 称： 机械工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 成型081 姓 名： 学 号 指 导 教 师： 职 称 讲 师 定稿日期： 年 月 日12目录1、引言21.1零件设计任务51.2零件展开图52、冲裁件的工艺分析62.1工件材料62.2工件结构形状62.3工件的尺寸精度62.4确定工艺方案63、冲压模具总体设计73.1模具类型73.2操作与定位方式73.3卸料及出件方式74、冲压模具工艺及设计计算84.1排样设计及计算84.1.1零件展开尺寸计算84.1.2.各部分工作尺寸94.2设备选择105、结论116、致谢127、参考文献131、引言冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以实现；没有先进的冲模，先进的冲压工艺也无法实现。冲压工艺与模具，冲压设备与冲压材料构成冲压加工的三大要素，只有他们结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其他方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有独特的优点，主要表现如下：（1）冲压加工的生产效率高，操作方便，易于实现机械化和自动化。这是因为冲压是依靠冲模及冲压设备完成加工的，普通压力机的行程次数为每分钟几十次，高速压力要每分钟达数百次甚至上千次以上，而且每次冲压行程就可以得到一个冲压件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸及形状精度，一般不破坏冲压件的表面质量，且模具寿命一般比较长，所以冲压的质量很稳定，互换性好，具有“一模一样”的特性。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁，覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和硬度都较高。（4）冲压一般没有切削碎屑生成，材料的消耗较少，且不需要加热设备，所以是一种节省材料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工时模具一般具有专用性，又是一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集型产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的有点才能充分得到体现，从而获得较好的经济效益。冲压工艺在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多的使用冲压加工方法加工产品零部件，如汽车，农机，仪器仪表，电子，航空航天，家电及轻工业等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重相当大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造铸造和切削方法加工制造的零件，现在大多也被质量轻刚度好的冲压件所替代。因此可以说如果生产中不采用冲压工艺，许多工艺部门要提高生产效率和产品质量，降低生产成本，对产品进行快速更新换代都是难以实现的。 随着科学的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压工艺的不断革新和快速发展。其主要表现和发展方向如下：（1）冲压成形理论及冲压工艺方面冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成型技术的研究非常重视，在材料冲压成形研究、冲压成形过程应力应变分析，板料变形规律研究，坯料与模具间相互作用的研究等方面取得了重大研究成果。（2）冲模是实现冲压的基本条件。在冲压模设计上朝两个方面发展，一方面，为了适应高速，自动，精密，安全大批量生产的需要，冲模向高效率高精度高寿命及多工位多功能发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，各种简易冲模及制造技术也得到迅速发展。（3）冲压设备与冲压生产自动化方面。性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术的基本条件，高效率，高精度，高寿命的冲模需要高精度高自动化的设备相匹配。近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，切更新换代周期越来越短。冲压生产为了适应这一新的要求，开发了各种适应不同批量生产的工艺设备和模具。（4）模具标准化：不仅要有各种规格和精度的模架标准，还要发展典型模具结构和零部件的标准化工作，降低模具设计复杂程度，降低模具制造技术，缩短生产准备周期。 （5）发展模具的计算机辅助设计与辅助制造：计算机辅助设计，就是用电子计算机作为信息处理手段，进行最佳判断、计算，实现综合设计。计算机辅助制造，就是生产人员借助计算机对模具制造实行监督、控制和管理。将模具设计与制造联成一个统一的计算机控制系统，是向自动化发展的有效途径，对提高模具设计与制造质量、简化模具设计和生产管理将起巨大的作用。 1.1零件设计任务图1-1零件图1.2零件展开图图1-2零件展开图生产批量：大批量零件名称：支架零件材料：Q235材料厚度：2mm2、冲裁件的工艺分析2.1工件材料如上图1-1所示分析，Q235是普通碳素钢，Q235代表的是材料的屈服度，后面的235就是指这种材质的屈服值，在235MPa左右。并会随着材质的厚度的增并会随着材质的厚度的增加。Q235具有良好的塑性，焊接性以及压力加工性，适合冲压件。2.2工件结构形状工件结构形状相对简单，有两个圆孔，孔与边缘之间的距离符合要求，料厚为2mm满足许用壁厚要求，（孔与孔之间，孔与边缘之间的壁厚）可以冲裁加工。2.3工件的尺寸精度根据零件图所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用IT13级精度，普通冲裁完全可以满足要求。根据以上分析，该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。2.4确定工艺方案该冲裁件包括落料和冲空两个两个工序，可采用的冲裁方案有单工序冲裁，复合模冲裁和级进模冲裁三种。零件属于大批量生产，采用单工序模需要模具数量较多，生产效率低，成本较高，不合理。若采用复合模，结构紧凑，生产效率高，可以得出冲裁件的精度和平直度较好，特别是制件孔对外形的形状容易保证，生产成本低。级进模生产效率高，操作方便，但是模具结构复杂，要求精度高。综上所述，该零件采用复合模冲裁工艺方案。3、冲压模具总体设计3.1模具类型根据零件的冲裁工艺方案，采用复合模。3.2操作与定位方式零件大批量生产，安排生产可以采用自动送料的方式达到大批量生产，以此降低人的劳动强度，并降低人工成本。由于零件尺寸较大，厚度较厚，保证孔的精度以及较好的定位，采用导正销导正，为了提高材料的利用率采用挡料销和固定挡料销。3.3卸料及出件方式考虑到零件较小，采用固定的卸料方式，为了方便操作，提高生产效率，冲件及废料采用凸模直接从凹模洞口往下推的下出尖方式。4、冲压模具工艺及设计计算4.1排样设计及计算该冲压件厚度较厚，零件形状简单，为方形，可以直接采用直排或横排比较合理，考虑到装配图的简便，用横排。如下图图3-1排样图4.1.1零件展开尺寸计算 =28.5+2.42=32.96mm4.1.2.各部分工作尺寸材料厚度t=2mm，查表2.2.4得 Cmin=0.22, Cmax=0.26.（1）冲孔部分5 5.5零件公差0.2, 查表2.3.1得 X=0.5对5d=(d+x)=(5+0.51) =5.5对5.5d=(d+x)=（5.5+0.51）=(2)落料部分 零件公差，x=0.5对对25（3）材料厚度t=2mm，由公式a=(1.5-2)t=3-4mm,取a=4mm，a=4mm计算条料宽度 =25+4+0.5)+0.2=34.2步距A=32.96+4=36.96材料利用率%冲裁力 =卸料力推料力 h=6 n=h/t=3顶件力采用刚性卸料和下出件 4.2设备选择根据冲裁力大小，选开式双柱固定台压力机JH21-35公称压力：350Kn滑块行程：130mm滑块行程次数：50次/min最大封闭高度：280mm封闭高度调节量：60mm滑块中心线至床身的距离：205mm立柱距离：428mm工作台尺寸：380mm610mm垫板尺寸：60mm22.5mm模柄孔尺寸：50mm70mm滑块底面尺寸：210mm270mm5、结论通过这次课程设计，我了解了冲压技术的发展方向，加深了自己在对专业知识的理解，也锻炼了动手能力与思考解决问题的能力。设计的过程有艰辛也有快乐，让我明白了自己要学习的东西还有很多。以前老是觉得自己什么都懂，有点眼高手低，现在终于明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作生活中都应该不断地积极地去学习，努力丰富自己的知识水平，提高综合素质。另外，通过这次课程设计，我还得到了一个启示：知识只有通过应用才能实现其价值。有些东西当时以为学会了，到真正用到时又是两回事。所以，我认为，只有到真正会用的时候才是真的学会了。最后，还要感谢王可胜老师的悉心指导，还有各位同学的热心帮助。在设计过程中，通过查阅大量资料，积极自学，和同学交流有关经验，向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也培养了独立工作的能力，树立了独立工作的信心，充分体会到了创作过程的艰难和接近成功时的喜悦。对于设计中存在的一些不足，望各位老师批评指正。作为模具的设计与制造，本课题提出的级进模设计方案仍然有不是很完善的地方，若要发展此行业要不断的提高生产效率，降低生产成本，就尽量采用半自动化或着是全自动化的机器来代替人工操作。对于现在国内的发展的情况来看本课题的研究结果仍然具有相当的成效，并有较高的参考价值和实用价值。6、致谢本文是在导师王可胜的热情关怀和悉心指导下完成的。从设计的内容的讲解及本课题的设计分析及设计要求，无不凝聚了导师的心血，导师严谨的治学态度、渊博的知识、丰富的实践经验、创新的思维，特别是孜孜不倦的育人态度和对教学工作的热情，使笔者受益匪浅，带给了我们很多无法从课本中学到的知识，也教我们学到了做什么事都要耐心和恒心，同时也教会了我们怎样去面对困难。借此课程设计之际，特向导师致以深深的谢意和最真挚的敬意！在设计过程中，通过查阅大量资料，积极自学，和同学交流有关经验，向老师请教等方式感谢同学的无私帮助，是我更懂得了这是一个集体团体的工作，加深了同学间的感情，是一个集体更加团结。使自己学到了不少知识，也培养了独立工作的能力，树立了独立工作的信心，充分体会到了创作过程的艰难和接近成功时的喜悦。对于设计中存在的一些不足，望各位老师批评指正。7、参考文献1张曙光等编著.AutoCAD2008中文版M.北京.清华大学出版社.2007.102成虹主编.冲压工艺与模具设计M.北京:高等教育出版社,2006.73梅伶主编.模具课程设计指导M.北京:机械工业出版社,2006.124李硕本等编著.冲压工艺理论与新技术M.北京：机械工业出版社，2002.115机械制图/大连理工大学工程图学教研室编.6版.北京.高等教育出版社,2007.7