模具设计说明书.docx
《模具设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模具设计说明书.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
模具设计说明书
冲压模具设计
说明书
设计者：
刘晨宇
学号：
2009301245
指导教师：
蒋建军康永刚
班级：
05010903班
时间：
2012年9月
目录
1.零件工艺方案分析及确定·······················2
1.1分析零件·································2
1.2工艺分析：
································3
2.拉深部分分析·······························4
2.1拉深工艺性分析···························4
2.2拉深工艺方案·····························4
2.3确定拉深力·······························6
2.4拉深模具结构形式的确定···················6
3.胚料落料冲孔分析····························7
3.1落料和冲孔受力分析·······················7
3.2模具压力中心的确定·······················8
3.3刃口尺寸确定·····························8
4.压力机公称压力的选择························8
5.模具的总体设计及装配························9
6．非标准零件的设计：
··························10
6.1.落料凹模：
·······························10
6.2凸凹模（落料凸模、拉深凹模、冲孔凹模）···11
6.3冲孔凸模：
·······························12
6.4上、下模板······························13
6.5垫板与固定板····························13
6.6标准件的选用····························13
7.参考资料···································14
8.心得体会···································15
1.零件工艺方案分析及确定
1.1分析零件
分析所要设计的零件，外形简单，要求按IT8级精度制造，为有孔无凸缘圆筒形件。
参考图1-1所示零件为无凸缘圆筒形件
图1-1有孔无凸缘圆筒工件
要求内形尺寸，料厚t=1mm，没有厚度不变的要求；零件的形状简单、对称，底部圆角半径r=1.5mm>t，参考表1-1知，满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求。
表1-1拉伸件的圆角半径
（2）要求按IT8级精度制造，采用普通的冲裁加工工艺修边便能满足要求。
（3）筒件拉深深度H（含修边余量）不宜大于2d（d为筒体直径），当一次可拉成时，其高度H最好为：
H≤（0.5～0.7）d
本套筒修边余量由参考文献1，表7-4查的修边余量为1.0mm，H=5+1=6mm<2d=27.5mm，故拉深高度不大，工艺性良好。
（4）零件采用的LY12M,硬铝的拉深性能较好，其冲压和拉深性能良好。
1.2工艺分析：
复合冲压模是在压力机滑块一次行程中、在模具同一工位同时完成冲孔、拉深和落料。
倒装复合模的凸凹模型孔内积存冲孔废料，对孔壁形成较大的张力。
因此倒装复合模最小壁厚b值不能太小，其值与板厚t有关。
顺装复合模的凸凹模型孔内不积存冲孔废料，每次冲孔废料均由打料装置逆冲入方向打出。
因此顺装复合模的凸凹模壁厚允许比倒装复合模的小些。
由工件图看，该工件需要先落料，然后拉深、之后再在底部冲一个圆孔。
为提高生产率可以采用落料、拉深、冲孔复合模结构来完成加工。
2.拉深部分分析
2.1拉深工艺性分析
为了确定零件的成形工艺方案，先应计算拉深次数及有关工序尺寸。
板料厚度t=1mm。
2.2拉深工艺方案
2.2.1计算毛胚尺寸
在计算毛坯尺寸时，先把零件分割成简单的几何形状，然后分别计算各个形状的面积最后把形状的面积相加，就得到制件的总面积，再利用圆的面积公式反推直径，即得到毛坯尺寸。
图1-2拉深件毛坯尺寸计算
查参考文献可知
2.2.2判断拉深次数
在设计拉深工艺时，必须知道工件能否能一次拉出，还是需要几道工序才能拉成。
正确解决这个问题直接关系到拉深工作的经济性的拉深件的质量，拉深次数决定于每次拉深时允许的极限变形程度。
圆筒件的拉深变形程度一般用拉深系数表示和衡量。
拉深系数m是指拉深前后拉深件筒部直径（或半成品筒部直径）与拉深前坯料（或半成品）直径的比值。
部分拉深件只需一次拉深就能成形，拉深系数就是拉深件筒部直径d与毛坯直径D的比值。
由
=6/29.5=0.203
×100=1/36.6×100=2.73
该拉伸件实际总拉伸系数为
m=
=28.5/36.6=0.778
判断拉深时是否需要压边：
查参考文献1，152页公式7.5知，因，t/D=0.027>0.017，可知普通平端凹模拉深时不会出现起皱现象，故拉伸时不采用压边圈。
查参考文献2170页表5-3得LY12M首次拉伸的极限拉深系数为
0.52<
<0.55
可见m>
故可以一次拉出
2.3确定拉深力
计算公式F=
计算，查《冲压模具设计师速查手册》得LY12M的强度极限
=470MP，查《实用冲压模具设计手册》。
已知t=1mm，取
=0.23.5，
=0.30.代入上式，即
P=0.3×3.14×23.5×1×470=10.4（KN）
则知道落料拉深复合工序中
浅拉深F>（1.6~1.8）Fr=16.65KN
2.4拉深模具结构形式的确定
2.4.1拉深模单边的间隙为：
查《冲压模具设计与制造》表得拉深模的单边间隙为：
Z=（1～1.1）t，取Z=1.05t=1.05（mm）,则拉深模的间隙2Z=2×1.05=2.1（mm）
2.4.2拉深模的圆角半径
凹模的圆角半径Rd=
=0.8
mm
则知凸模圆角半径R等于工件的圆角半径r=2mm
2.4.3凹凸模刃口部分尺寸
由于工件要求内型尺寸，则以凸模为设计基准
由公式
计算，由于模具公差按IT8选取，其中
代入上式，则凸模的尺寸为
3.胚料落料冲孔分析
3.1落料和冲孔受力分析
对比知落料时周长比冲孔时大则以落料时受力分析为准：
3.1.1冲裁力是板料作用在凸模上的最大抗力
F=LKtτ≈Ltδb
L=2*3.14*27.5，T=1，δb=470MPa
则F=81.169KN
3.1.2卸料力、推件力和顶件力的计算
其中查《冲压工艺模具设计》
3.2模具压力中心的确定
冲压合力的作用点称为压力中心
其中零件为圆形对称零件，落料冲孔都为对称图形。
则压力中心在圆心。
3.3刃口尺寸确定
3.3.1落料刃口尺寸计算
的凸凹模的制造公差由表2—12（见冲模具设计应用实例一书）查得
，
。
由于
，故采用凸模与凹模分开加工方法，因数由表2—13（见冲模具设计应用实例一书）查得X=0.75，则：
按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.020~0.030mm,
3.3.2冲孔刃口尺寸计算：
的凸凹模的制造公差由表2—12（见冲模具设计实例一书）查得
，
。
由于
，故采用凸模与凹模配合加工方法，因数由表2—13（见冲模具设计应用实例一书）查得X=0.5，则：
按凸模尺寸配制，其双面间隙为0.020mm,其工作部分结构尺寸如图所示：
4.压力机公称压力的选择
拉深力:
Fg=16.65KN
落料力：
F=81.169KN
模具的闭合高度H=145mm,最大高度
=180mm,最大冲压力
=
=81.169kN.该模具为复合模。
由文献冲压模具设计实用大全，表6.2-1开式双柱可倾式压力机
选择压力机规格为J23-10
滑块行程45mm
最大封闭高度180mm
封闭高度调节35mm
工作台尺寸前后240mm
左右370mm
5.模具的总体设计及装配
该工件的模具结构如图。
主要由上下模座、落料凹模、凸凹模、冲孔凸模、上下模板、卸料板等零件组成。
根据主要工作部分尺寸、结构以及弹性元件的尺寸，参照有关资料，可选取
级精度的后侧导柱模架（GB/T2851.3—1990）.即：
上模座：
125×125×25mmHT200
下模座：
125×125×30mmHT200
下模座轮廓尺寸：
L=B=130mm；
S=130mm；
R=32mm；
A1=65mm；
A2=110mm
导柱：
20×100；导套：
20×65×23；
渗碳深度为0.8-1.2mm,硬度为HRC58-62。
见（实用冲压技术手册）模架结构如零件图所示：
6．非标准零件的设计：
6.1.落料凹模：
由于此套模具为复合模，并且是逆出件式，所以凹模内壁采用全直壁式的，材料选择为T10A，热处理硬度为60~64HRC，此凹模板采用圆形凹模板，由于压力中心在几何中心，查表（见冲压工艺与模具设计一书）可得：
、凹模壁厚为大于15mm，所以可得凹模的最小外形尺寸：
L=37+50=87mm
取标准值：
L=B=125mm
、凹模的厚度为：
H=
F-冲裁力（N）；
-凹模材料修正系数，合金工具钢取1，碳素工具钢取1.3;
-凹模刃口周边长度修正系数见表2-18（见冲压工艺与模具设计一书）；
按GB2858.1-81取标准值30mm
、螺孔与凹模型孔及销孔之间的尺寸：
，取18mm。
6.2凸凹模（落料的凸模、拉深的凹模、冲孔的凹模）：
材料选择为T10A，热处理硬度为60~64HRC。
刃口尺寸在前面已经确定，综合考虑其它的因素决定其具体尺寸如下：
查文献冲压模具实用手册表5.2-2表应用B型圆凸模。
当原料t<2，d=6
D=14，D1=18，H=15
h=h1=5
H=40
由所示各部分数值的结合工作部分尺寸。
则有
6.3冲孔凸模：
材料选择为T10A，热处理硬度为60~64HRC。
查文献冲压模具实用手册表5.2-2表应用B型圆凸模。
d=6,H=40,D=10,D1=13
由所示各部分数值的结合工作部分尺寸。
则有
在装配时其下端面位置比凹模上端面高一个工件内形高度，刃口尺寸在前面已经确定过。
6.4上、下模板：
选后侧导柱模架，圆形模座外形带导柱（套）模座按凹模周界尺寸L×B对应确定，由上查表即知：
上模座：
125×125×25mmHT200
下模座：
125×125×30mmHT200
导柱：
20×100；导套：
20×65×23；
6.5垫板与固定板：
垫板外形尺寸与凹模周界尺寸一致，其厚度尺寸参照周界尺寸按国标确定，一般为3～10mm材料为45钢，热处理后硬度为45HRC。
固定板外形与凹模轮廓尺寸基本是一致的，厚度可按照经验公式（0.6～0.8）Hd=（0.6～0.8）×30。
即：
固定板厚度为18～24式中Hd-凹模厚度材料为Q235。
6.6标准件的选用
1模柄JB/T7646.3-19
查【2】表6—64，选A型凸缘模柄（JB/T7646.3-1994），d=55mm,
极限偏差
.
2推杆、托杆
查【2】表6—47顶杆（JB/T7650.3-1994）d=8mm,推杆L=35mm
托杆L=60mm.
3顶料板（该模具兼做压力圈）
内形与拉深冲头间隙配合。
外形由落料凸模孔限制
查【2】表6—48A型顶板（JB/T7650.4-1994）D=40mm,H=6mm.
7.参考资料
【1】冲压设计资料重庆大学王孝培主编机械工业出版社出版
1983年12月第一版
【2】冲压模具设计手册《冲压模具设计手册》编写组编著械
工业出版社出版1988年7月第一版
【3】简明冲压模具设计齐卫东主编北京理工大学出版社出版
【4】飞机钣金成形原理与工艺翟平主编西北工业大学出版社出
版
8.心得体会
在老师的指导下，通过自己对很多的资料的查阅。
此次课程设计顺利地完成了。
通过本次课程设计我们再次把所学的专业知识用于实践当中，可以说本次设计就是对我们所学知识的一次大检阅，也是一个查漏补缺的过程；同时让我们进一步地掌握了冷冲模设计的基本流程，懂得了如何把知识用于我们的专业，懂得了如何查阅和运用技术资料。
当然，在这个过程中，我们遇到的困难和挫折也是不少的，主要来源于我们的专业知识还不够，实践经验还不足等等。
但是我们可以把本次设计作为我们新的起点，加强专业的学习，加强实践，不断地去丰富经验。
因此，尽管这次设计不能算作是成功之作，但是它给我们带来的收获是具大的，影响是深远的。
所以我们在今后的学习和工作中要敢于实践，不断吸取经验教训，要敢于向难点挑战，发扬一丝不苟的工作作风，为我们模具事业的发展作出不懈努力！
升级会员 