00000腰形限位板冲孔落料复合模设计.docx

1、00000腰形限位板冲孔落料复合模设计华东交通大学机电工程学院 课程设计说明书课程名称： 模具设计 设计题目：腰形限位板冲孔/落料复合模设计姓 名： 刘云 学 号： 20090310040217 班 级： 09材料（2）班 院 系： 机电学院 指导老师： 李树桢 华东交大机电学院 二 零 一 二 年 十一月目录课程任务设计书-3一、 零件工艺性分析-41、 材料分析-42、 结构分析-43、 精度分析-4二、 冲裁工艺方案确定-4三、 零件工艺计算-51、 排样计算-52、 刃口尺寸计算-73、 冲压力计算-84、 压力中心计算-8四、 冲压设备的选用-8五、 模具零部件结构的确定-91、 凹

2、模外形尺寸-92、 凸模固定板厚度-103、 凸模固定板的采用及厚度-104、 凸模外形结构、尺寸的确定-105、 卸料装置中弹性元件的计算-11六、 模具材料的选择-11七、 模具整体装配-11八、 课程设计总结-12九、 参考文献-13“模具设计” 课程设计任务书姓 名刘云专业班级09材料教研室主任题 目腰形限位板冲孔/落料复合模设计指导教师李树桢设计时间2012年 月 日 月 日（共3周）设计地点制品： 腰形限位板 材料： 45 t=2mm 规格： 2.5 m 1.5m 数量： 50 万件 课程设计提交的档案材料1. 设计计算说明书（A4幅面） 1份2. 模具装配图（0#或1#图纸） 1

3、张3. 模具工作零件图（2#或3#图纸） 3张4. 上述材料电子文档 基本要求及设计步骤建议：1、 冲裁工艺设计：对制件的结构、尺寸、精度、数量、材质等要素进行分析，初步确定制件的冲裁工艺，计算搭边尺寸、毛坯尺寸，确定排样图（绘在总装图上）；2、 模具结构方案设计；根据冲裁工艺方案，初步确定模具结构方案和坯料导向、定位方式；3、 计算冲裁力，初步选择冲压设备；了解其行程、吨位、容模尺寸等有关技术参数；4、 计算卸料力，确定卸料方案及卸料元件的规格、尺寸；5、 计算并确定冲裁间隙继而确定凸模、凹模等主要工作零件的尺寸、结构形式；选择凸模、凹模或凸凹 模进行强度、刚度的计算并校核；6、 协调模具各

4、零件的结构、尺寸，完善导料、定位等辅助功能件结构及尺寸设计；7、 绘制模具总装配图：1)、考虑采用“半剖法”表示上模使用中的两个极限位置；2)、按装配图要求标注尺寸及配合性质、技术要求等；3)、零件标号无遗漏；明细表内容详实、规范；4)、制图遵照国家标准；排样图按习惯绘在总装图的右上角或适当位置。8、 绘制凸模、凹模零件图，尺寸、粗糙度标注齐全； 9、 编写设计说明书一份，要求内容详实，措词准确，具有较好的可读性；10、计划进度：第1周 接受并消化设计任务，搜集资料，冲压工艺及模具结构方案设计； 第2周 模具工作零件设计，绘制装配图、凸模、凹模或凸凹零件图；第3周 编写计算说明书；答辩。 机电

5、工程学院 材料成型及控制工程教研室 一、 零件工艺性分析工件为图1所示的落料冲孔件，材料为45钢，材料厚度2mm，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下：图1 工件图1.材料分析45为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。2. 结构分析零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中部有一异形孔，孔的最小尺寸为12mm，满足冲裁最小孔径的要求。另外，经计算异形孔距零件外形之间的最小孔边距为11.5mm，满足冲裁件最小孔边距的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。3. 精度分析：零件上有2个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属IT13，所以普通冲裁可以达到零件的精度要求。对于未注

6、公差尺寸按IT14精度等级查补。由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。二、 冲裁工艺方案确定零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。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，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件

7、的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。所以，比较三个方案欲采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为2mm时，可查得凸凹模最小壁厚为4.9mm，现零件上的最小孔边距为5.5mm，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。三、 零件工艺计算1、 排样计算计算条料宽度时，按公式 B=D+2a+ 式中：B条料宽度基本尺寸（mm） D工件在宽度方向上的最大尺寸（mm） a侧搭边的最小值（mm） 条料宽度的单向（负向）公差（mm） 查模具设计与制造（第二版）中表27得：a=3.0mm。工件间搭边值a1=2.8mm查冷冲模具设计及制造中表313得=0.5mm。综

8、上所述，由于零件尺寸不是很小，应采用单直排的排样方式。 由零件尺寸图可知，工件在宽度上最大尺寸D=120mm所以条料宽度： B=（120+21.5）-1=122mm 进料步距： h=120+1.2=121.2mm 一个步距内材料的利用率为： =F/（Bh）100% 式中：F单个零件的实际面积由零件出可得：F=9246mm2 所以 0 =9246/（122121.2）100%=62.53%板料规格选用2.0mm1000mm2000mm（1） 采用纵裁时每板条数： n1 =1000/122=8.20，取8每条工件数： n2 =（2000-a）/121.2=16.49，取16每板工件数： n=816

9、=128材料利用率： =nF/(10002000) 100%=59.17%（2） 采用横裁时每板条数： n1 =2000/121.2=16.50，取16每条工件数： n2 =（1000-a）/122=8.18，取8每板工件数： n=168=128材料利用率： =nF/(10002000) 100%=59.17%纵裁时材料的利用率比横裁时相等。裁板时，横裁用16刀而纵裁用8到，实用工时相差一半。总上所述，采用纵裁样式方法。如下图 ： 排样图2、 刃口尺寸计算根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。（1）落料件尺寸的基本计算公式为尺寸，可查得凸、凹模最小间隙Zmin=0.28mm，最大间隙Z

10、max=0.32mm，凸模制造公差，凹模制造公差。将以上各值代入校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。 即 （2）冲孔基本公式为尺寸，查得其凸模制造公差，凹模制造公差。经验算，满足不等式，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得 尺寸，查得其凸模制造公差，凹模制造公差。经验算，满足不等式，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得 （3）中心距：尺寸尺寸尺寸3、 冲压力计算可知冲裁力基本计算公式为此例中零件的周长为377mm，材料厚度2mm，45钢的抗剪强度取480MPa，则冲裁该零件所需冲裁力为模具采用弹性卸料装置和推件结构，所以所需卸料力和推

11、件力为则零件所需得冲压力为初选设备为开式压力机J2335。4、 压力中心计算零件外形为对称件，中间的异形孔虽然左右不对称，但孔的尺寸很小，左右两边圆弧各自的压力中心距零件中心线的距离差距很小，所以该零件的压力中心可近似认为就是零件外形中心线的交点。四、 冲压设备的选用根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机JH2335，其主要技术参数如下：公称压力：350kN滑块行程：80mm最大闭合高度：280 mm闭合高度调节量：60 mm滑块中心线到床身距离：205mm工作台尺寸：380 mm610 mm工作台孔尺寸：200 mm290 mm模柄孔尺寸：50 mm70 mm垫板厚度：6 mm五、 模具零

12、部件结构的确定1、 凹模外形尺寸凹模厚度：H=Kb凹模壁厚：C=（1.52）H式中：b为冲裁件的最大外形尺寸，b=120mm K系数，考虑板料厚度的影响，查模具设计与制造表29得K=0.28则： H=Kb=0.2812034mm C=（1.52）=1.83462mm因此，凹模总长： L=120+262=244mm，取整为250mm凹模宽度： B=120+262=244mm，取整为250mm模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为上模座280mm200mm25mm，下模座280mm200mm28mm，导柱30mm170mm，导套30mm85mm33mm。 凹模结构图2、 凸模固定

13、板的厚度 厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍H1=0.7H=23.8mm，取整为24mm3、 凸模垫板的采用和厚度 凸模垫板的采用与否，以凸模的承压面进行计算，按以下公式计算“ =F/A式中：F冲裁力 A凸模的承压面积，A=2058mm2则：=228.38额因此必须采用垫板，查冷冲压模具设计指导书表239得额=90140Pa额 垫板厚度取10mm4、 凸模外形结构、尺寸确定 落料凸模截面形状与冲裁件一致，截面尺寸即刃口尺寸，前面已完成计算。 长度L为固定板厚度、安全距离、修模余量、凸模进入凹模的深度总和。其中固定板的厚度为24mm，凸模修模余量去3mm，凸模进入凹模的深度取1mm,安全距离为3

14、5mm，即 L=24+3+1+35=63mm 凸模外形结构图 凹凸模长度：其长L0为固定板厚度、中间板厚、卸料板厚、凸模进入凹模深度的总和。 L0=24+34+10+1=69mm 凸凹模外形结构图5、 卸料装置中弹性元件的计算确定橡胶的自由高度 由以上两个公式，取。橡胶的装模高度约为0.8540 mm =34mm。六、模具材料的选择根据材料特性，模柄、打杆、一块、上下模板、垫板、凸模固定板、卸料板的材料使用45钢；推杆、冲孔凸模、落料凹模、凹凸模的模具材料使用 Cr12MoV；导柱和导套使用T8A。 七、整体模具装配 八、课程设计总结通过这次课程设计，把先修课程（机械制图，机械制造，机械设计，

15、冷冲压与塑料成型机械，模具工艺学，模具材料与热处理，冷冲压模具设计资料与指导，冷冲压工艺与模具设计）中所学到的理论知识在实际的设计工作中综合地加以运用。使这些知识得到巩固发展，初步培养了我冷冲压模具设计的独立工作打下良好基础，树立正确的设计思路。在这短短的几天里，从白纸到完成模具总装图，零件图，设计说明书。学到很多原本学到的但不是很懂的知识，了解了一些设计的原理和过程。例如，冲裁模具设计一般步骤： （1）冲裁件工艺性分析； （2）确定冲裁工艺方案； （3）选择模具的结构形式； （4）进行必要的工艺计算； （5）选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸； (6)选择压力机的型号或验算已选的压力机；

16、 （7）绘制模具总装图及零件图； 还有更多的知识，在这里不做过多的叙述。虽然在这次设计过程中遇到很多问题与麻烦，但通过辅导老师的耐心教导和帮助，克服了这些困难。在此，我向一直关心支持我的各位辅导老师道一声：谢谢！ 在这次设计中，我总结了：要学会亲自去尝试，不要害怕失败。失败也是一份财富，经历也是一份拥有。此外，这次设计过程中还有许多不如意和不完善的地方，通过这次的经历，希望以后会越做越好！九、参考文献1、模具设计与制造（第二版） 西安科技大学出版社 2010年版2、冷冲模设计与制造 机械工业出版社 2004年版3、冲压工艺及模具设计 化学工业出版社 2008年版4、冲压模设计指导 北京理工大学出版社 2010年版5、现代冷冲模设计应用实例 化学工业出版社 2008年版