止动件冲裁复合模说明书

课程设计说明书题 目：止动件课程设计学 号：姓 名：班 级： 专 业： 指导教师： 学 院：机械工程学院产品图零件名称：止动板 材料：B3厚度0.5mm工件精度：IT14生产批量：大批量摘要本设计为一止动件的冲压模具设计，根据零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的材料、结构工艺和尺寸精度，确定冲裁工艺方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和板料规格，计算冲裁力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件最终才完成这篇课程设计。关键词：冲压模具；凸模；凹模；凹凸模目 录1.设计任务62.冲压件工艺分析62.1材料72.2工件结构72.3尺寸精度72.4 工艺方案73.工艺设计计算83.1排样设计及计算83.2 冲裁力及压力中心的计算93.2.1 冲压力的计算93.2.2 压力机的选择93.2.3 冲模压力中心的确定103.3 凸凹模刃口尺寸的计算114.模具零部件结构的确定124.1 工作零件尺寸计算：124.2其他模具零件结构尺寸:124.3模具中弹性元件的计算:134.4模架的选用144.5 其他零部件结构145.冲裁设备的选择146模具装配图147.模具零件图167.1 上模座167.2 下模座17总结17参考文献181.设计任务完成止动件落料冲孔复合模的设计与制造，材料为B3，厚度为0.5mm，大批量生产，未注尺寸均为自由公差，按IT14级查找。图1.1 止动件零件图2.冲压件工艺分析在进行工艺分析时，一般应进行以下几方面的工作：材料分析；零件结构分析；尺寸精度分析；工艺方案分析。2.1材料B3是合金，厚度为0.5mm,具有良好的冲裁成型性能。2.2工件结构该零件结构简单且左右对称。外形有多处尖角，建议过度圆弧大小为R0.5。零件有两个相等的通孔，直径为9mm，满足冲裁件上孔尺寸最小要求。孔与边的最小间距为3.3mm，满足凹、凸模允许的最小要求。2.3尺寸精度无特殊要求精度要求的尺寸，都属于自由尺寸，按IT14级查，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。零件外形： 65-0.74 0 20-0.520 10-0.360 13-0.430 R30-0.520零件内形：90+0.36孔心距：370.31结论：可以冲裁2.4 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，冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证，而且生产率也高。尽管模具较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案三也只需要一副模具，生产率也很高，但零件的冲压精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装较复合模复杂。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为佳。复合模又可分为正装式和倒装式两种。正装式较适用于冲制材质较软的或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距较小的冲裁件。而倒装式不宜冲制孔边距较小的冲裁件，但倒装式复合结构简单，又可直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸件可靠，便于操作。采用倒装复合模。3.工艺设计计算3.1排样设计及计算根据材料的合理利用情况，可将排样方法分为三种：有废料排样、少废料排样和无废料排样。各有各的优点和缺点，在本设计中，结合了此零件的结构特点、生产率、材料使用率及其他方面的考虑，采用了有废料排样中的直排，如图所示：查表，确定搭边值：两工件间的搭边：a1 =1.8mm；工件边缘搭边：a=2mm；步距为:：s=21.8料宽：B=(D+2a+)=69.5-0.50利用率：A1hB=70.5%图1.1 止动件零件图3.2 冲裁力及压力中心的计算3.2.1 冲压力的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，是选用压力机和设计模具的重要依据之一。为计算方便，其冲裁力F按下式计算估算：F落=Ltb=172x0.5x760=65.36KNF卸= F落x k卸=0.05*65.36=3.27KNF推=n k推 F落=6*0.055*65.36=21.57KNF冲=kLT=1.3*2*9*0.5*760=27.9KNF总= F落+ F卸+ F推+ F冲=118.1KN3.2.2 压力机的选择初选压力机为J23-16标称压力/KN：160滑块行程/mm：50行程次数/(次/min) 120连杆调节高度：45最大模高度：220工作台尺寸前后左右/（mmmm）：300450模柄孔尺寸直径深度/mm：40*160电动机功率： 1.53.2.3 冲模压力中心的确定模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了要保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。要确定该零件的压力中心，先将各个凸模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心。根据力学定理，合力对某轴的力矩等于各分力对同轴力矩的代数和，则可得压力中心坐标（x0，y0）计算公式：x0=i=1nLixii=1nLi y0=i=1nLiyii=1nLi 建立如图所示坐标系压力中心 x轴方向对称 故x0=32.5mm y轴方向 y0=i=1nLiyii=1nLi =20*10+65*0+20*10+13.24*20+41.83*13+13.24*2020+65+20+13.24+41.83+13.24+28.26+28.26+10*2 =8.87 8.9压力中心为（32.5,8.9）3.3 凸凹模刃口尺寸的计算落料部分以落料凹模为基准计算 ,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。基本尺寸分类冲裁间隙磨损系数计算公式结果落料凹模65-0.740Zmin=0.04Zmzx0.06Zmax-Zmin=0.02制件精度为IT14级，故X=0.5Dd=（Dmax-x）0+464.630+0.18520-0.52019.740+0.1313-0.43012.740+0.11冲孔凸模900.36同上dd=（dmin+x）-409.18-0.090孔心距C2=372同上查表X=0.5CP=C+0.5P370.078孔边距10-0.360查表X=1Ad=(A-X)0+d9.640+0.094.模具零部件结构的确定4.1 工作零件尺寸计算：落料凹模板尺寸：凹模厚度：H=kb(15mm) H=0.25*65=16.25 实取16mm凹模壁厚：c（1.52）H 取30凹模板长：B=b+2c=65+2x30=125mm凹模板宽：A=a+2c=20+2x30=80mm故确定凹模板外形为：125x125x16(mm)冲孔凸模尺寸：凸模长度：L凸=h1+h2+h3=14+2.5+16=32.5 h1:凸模固定板厚 h2:空心垫板厚 h3：凹模板厚凸凹模尺寸： 凸凹模长度：L=h1+h2+h3=15+10+24=49 h1:凸凹模固定板厚度 h2：弹性卸料板厚度 h3=增加长度凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。4.2其他模具零件结构尺寸:名称长宽厚(mm)材料数量上垫板1251256T8A1凸凹模固定板1251251545钢1卸料板1251251045钢1落料凹模1251251645钢1凸模固定板1251251545钢1下垫板1251256T8A1弹簧5206560Si2MnA14.3模具中弹性元件的计算:根据模具结构初选六根弹簧，每根弹簧的预压力为 F0F卸/n =3270/6=545N 根据预压力和模具结构尺寸， 初选弹簧为 52065 GB/T2089-80， 其最大工作负荷 F j =1200545N。 弹簧参数：外径D=25 材料直径d=5 自由高度 h0=65 节距t=6.6 工作极限下的变形量hj=14.7 f=1.57 极限负荷Fj=1200 有效圈数n=9弹簧预压缩量 L=F0FtLmax =545120014.7=6.68校核：卸料板工作行程 t+h1=（6.6+0.5）mm=7mm 凸模刃磨量和调节量h2=6.68mm 弹簧实际总压缩量 L 总 = L +t+h1 +h2=13.7814.7 所以选择是合适的 装配高度：H2=h0-L =65-6.68 =58.32弹簧的窝座深度： h=h0-Lmax+h卸料板+t+1-h0凸凹模-h0修模 =32.4弹簧的外露高度： H3=H2-h-h卸料板窝深 =19.924.4模架的选用上模座下模座导柱导套1251253012512535221102480364.5 其他零部件结构凸模由凸模固定板固定，凸凹模由凸凹模固定板与螺钉固定，两者皆采用过渡配合关系。模柄采用压入式模柄5.冲裁设备的选择冲压设备选用：J23-16标称压力/KN：160滑块行程/mm：55行程次数/(次/min) 120连杆调节高度：45最大模高度：220工作台尺寸前后左右/（mmmm）：300450模柄孔尺寸直径深度/mm：40160 电动机功率： 1.56模具装配图 7.模具零件图 7.1 上模座7.2 下模座总结经过一段时间的课程设计，至此已基本完成了任务书所规定的任务。本课程设计涉及的课程很多，涉及到机械制图、冷冲压工艺及模具设计、模具制造工艺学、金属学与热处理、CAD绘图等相关课程的知识。通过这次的课程设计我收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。但是这次设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，等等。这次实训是对自己进大学来所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己成为一个对社会有所贡献的人。 参考文献1.周玲.冲模设计实例详解. 北京：化学工业出版社，2007 2.梅伶.模具课程设计指导. 北京：机械工业出版社，2007 3.刘靖岩.冷冲压工艺与模具设计.北京：中国轻工业出版社，20064.江维建. 冷冲压模具设计.广州：华南理工大学出版社，2005 5.王树勋.典型模具结构图册. 广州：华南理工大学出版社，20056.翁其金.冲压工艺与冲模设计.北京：机械工业出版社，2004 7.陈剑鹤.模具设计基础.北京：机械工业出版社，2003 8.王树勋.模具实用技术设计综合手册.广州：华南理工大学出版社，2003 9.王孝培.冲压手册. 北京：机械工业出版社，2001 10.杜东福.冷冲压模具设计.长沙：湖南科技出版社，1997 11.冲模设计手册编写组.冲模设计手册. 北京：机械工业出版社，1988 12.冯炳尧.模具设计与制造简明手册.上海：上海科学技术出版社，198513.刘建超、张宝忠编.冲压模具设计与制造.北京：高等教育出版社.2004 14.杨关全、匡余华.冷冲模设计资料与设计指导（第二版）.大连：大连理工大学出版社，2009 15.杨老记、马英合编.机械制图.北京：机械工业出版社，2006