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风的课程设计说明书

第一章设计题目

1.1

设计零件要求

名称：

引导板

材料：

SP320

料厚：

3.2mm

零件的视图如右图所示

第二章工艺方案分析及确定

2.1零件及其冲压工艺分析

此件有孔一个，在冲压过程中应保证孔的定位精度，工件的过渡角若为尖角，冲压工艺性较差，故将其改为圆角，其半径为3mm。

孔边至弯曲半径中心的距离明显大于材料本身厚度3.2mm。

弯曲过程不会影响孔的尺寸及孔的定位尺寸。

2.2确定工艺方案

此零件生产需要以下工艺过程：

冲孔、落料、弯曲。

第一种方案：

级进模一次成型。

冲孔→落料→弯曲。

优点：

提高生产率、减少操作人员和使用设备。

缺点:

模具本身设计和制造的费用较高，技术要求较高。

第二种方案：

冲孔落料复合+弯曲成型。

此方案需要增加设备和人员。

但是成型件的质量比较好。

技术要求也较上一方案低。

第三种方案：

三次成型：

冲孔→落料→弯曲。

此方案技术要求最低，模具生产最简单，但是需要的设备和人员比较多，从而成本较高且需要多次装夹，定位精度低。

较上所述：

选择第二种方案。

第三章主要工艺参数计算

3.1毛坯尺寸计算

展开尺寸按照图3-1计算

L=2（L1+L2）+L3

式中L1=5L3=41

L2=

其中圆角半径r=4，材料厚度t=3.2中性层系数x按

查《冲压工艺与模具设计》表3-1得

，则x=0.42

将以上数据代入式子L=2（L1+L2）+L3得L=67.78≈68

取毛坯尺寸L=68mm

3.2确定排样方案和材料的利用率

3.2.1确定排样方案

根据零件形状选择合理的排样方案，以提高材料的利用。

该零件采用冲孔和落料级进冲压毛坯形状为矩形，为便于送料，采用单排排样方案。

其排样图及搭边大小如下图示：

其中条料宽度为50mm，步距为70.9mm

3.2.2确定板料规格和裁料方式

根据条料的宽度尺寸，选择合适的板料规格，使废料越少越好，该零件用料为50mm，所以选择3.2mm×1500mm×2000mm板料规格比较适宜。

裁料方式既要考虑所选板料规格、冲制零件数量，又要考虑操作的方便性，该零件以横切下料为宜。

3.3材料利用率

一张板料冲制的零件数量为n=21×40=840，零件面积s≈2185mm2

=

=61.18℅

第四章计算工序冲压力和选择冲压设备

4.1冲孔落料冲压力的计算

该模具采用复合模，采用弹性卸料装置，结构采用倒装式复合模。

冲压力的相关计算见下表：

项目

公式

结果

裁边周长

278.1mm

冲裁力F

F=KLtτb=1.3×278.1×3.2×275

318146.4

卸料力Fx

Fx=KxF=0.04×318146.4

12725.9

顶件力FD

FD=KDF=318146.4×0.05

15907.3

冲压工艺总力FZ

FZ=F+Fx+FD=318146.4+12725.9+15907.3

346779.6

4.2冲压设备的选择

公称压力：

400KN

发生公称压力时滑块离下极点距离：

7MM

滑块固定行程100MM调节行程10MM

标准行程均数：

80次/MIN

最大闭合高度最低300MM

闭合高度调节是80MM

滑块中心到机身距离220MM

工作台左右尺寸630MM前后尺寸420MM

工作台孔尺寸左右300MM，前后150MM,直径200MM

模柄孔尺寸（直径×深度）

工作台板厚度80MM

4.3确定压力中心

冲裁模的压力中心是指冲裁力合力的作用点。

在设计冲裁模时，其压力中心要与冲床滑块中心相重合，否则冲模在工作中就会产生偏弯距，使冲模发生歪斜，从而会加速冲模导向机构的不均匀磨损，冲裁间隙得不到保证，刃口迅速变钝，将直接影响冲裁件的质量和模具的使用寿命，同时冲床导轨与滑块之间也会发生异常磨损。

冲模压力中心的确定，对大型复杂冲模、无导柱冲模、多凸模冲孔及多工序连续模冲裁尤为重要。

因此，在设计冲模时必须确定模具的压力中心，并使其通过模柄的轴线，从而保证模具压力中心与冲床滑块中心重合。

由于该模具属于小型的模具，且图形对称，可以不进行压力中心的计算。

第五章模具设计

5.1凸凹模尺寸及公差的计算

5.1.1落料凸凹模具尺寸及公差计算

落料冲孔简图

对于冲制薄材料，采用配制法，计算凸模或凹模刃口尺寸，首先是根据凸模或凹模磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大、变小还是不变这三种情况，然后分别按不不同的公式计算。

为保证凸、凹模之间的间隙值，必须采用凸、凹模配合加工的方法。

由于此零件为落料件，所以采用凹模为基准件，根据凹模磨损后的尺寸变化情况。

见《冲压工艺与模具设计》公式2-11所示

（1）凹模磨损后，上偏差为0的尺寸变大。

查《冲压工艺与模具设计》表2-11得：

X1=0.5X2=0.5X3=0.5X4=0.75X5=0.75X6=0.75X7=0.5

由以上公式得

A1d=（68－0.5×0.74）0+（1／4）×0.74=67.630+0.19mm

A2d=（30－0.5×0.52）0+（1/4）×0.52=29.740+0.13

A3d=（35－0.5×0.62）0+（1/4）×0.62=34.690+0.16

A4d=（2－0.75×0.25）0+（1/4）×0.25=1.810+0.06

A5d=（13.5-0.75×0.43）0+（1/4）×0.43=13.180+0.1

A6d=（13.45-0.75×0.43）0+（1/4）×0.43=13.130+0.1

A7d=（25-0.5×0.52）0+（1/4）×0.52=24.740+0.13

（2）凹模磨损后下偏差为0的尺寸变小

查《冲压工艺与模具设计》表2-11得x1=0.75

由以上公式得

B1d=（3+0.75×0.25）0-（1/4）×0.25=3.180-0.06

该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配合，保证双面间隙Zmin～Zmax为0.460mm～0.640mm.

5.1.2冲孔凸凹模具尺寸及公差计算

由于此步骤为冲孔，所以采用凸2模模为基准件，根据凸模磨损后的尺寸变化情况。

见《冲压工艺与模具设计》公式2-16所示

凸模磨损后其尺寸变小，查《冲压工艺与模具设计》表2-11得x2=0.75x3=0.5

B2d=（5+0.75×0.3）0-（1/4）×0.3=5.220-0.07mm

B3d=（18.5+0.5×0.52）0-（1/4）×0.52=18.760-0.13mm

该零件凹模刃口各部分尺寸按上述凸模的相应部分尺寸配合，保证双面间隙Zmin～Zmax为0.460mm～0.640mm.。

5.2工作部分结构尺寸计算

5.2.1落料凹模板尺寸

凹模板厚度：

H=kb（≧8mm）式中：

H—凹模板厚度b—凹模孔的最大宽度k—系数

查《模具设计手册》

长度方向取k=0.42：

H=0.42×68=28.56MM

宽度方向取k=0.6H=0.6×44=26.4MM

K可取凹模板厚度为50mm

凹模边壁厚：

C=（1.5～2）H=（1.5～2）×28=（42～56）mm

凹模最小长度L=28×2+68=124mm

凹模最小宽度B=28×2+44=100mm

即可选取凹模板外形为：

124×100×50（mm）

5.2.2落料凸凹模尺寸

凹凸模具长度：

L=h1+h2+h3+h4=10+30+15+15=60mm

h1—顶板厚度h2—凹凸模固定板厚度h3—橡皮厚度h4—卸料板厚度

5.2.3冲孔凸模长度

L1=50mm

5.3模架的选择

由凹模板外形为：

124×100×50（mm）得应选模架如下所示

上模座160×125×35下模座160×125×40

导柱25×150导套25×85×33闭合高度160～190

5.4模柄的选择

模柄简图如右图所示

查书知道模柄有好几种形式

右图为带台阶的压入式模柄。

它与模座安装孔用H7/n6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小模具。

在设计模柄时要注意，模柄的长度不得大于冲床滑块里模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔一致

第六章弯曲模具的设计

6.1弯曲力计算

该工序为U型件弯曲变形。

自由弯曲力

k——安全系数，一般取k=1.3；

b——弯曲件宽度，mm。

将数值代入自由弯曲力公式得

P=0.5

P=0.5*17366=8683N

卸料力

第二道工序总冲压力

=17366+8683=26049N

第二道工序所需的冲压力较小，若单从这一角度考虑，所选压力机太小，滑块行程远远不能满足工序的加工要求。

故该工序宜选择滑块行程较大的600KN压力机。

6.2弯曲模工作部分的尺寸计算

6.2.1凸、凹模圆角半径

凸模圆角半径

应等于弯曲件内件的圆角半径r，但不能小于材料允许的最小弯曲半径

。

弯曲件内侧圆角半径r=4mm。

查表得

/t=0.5.

=0.5t=0.5*3.2=1.6mm<4mm

凹模圆角半径

可根据板材厚度t来选取：

t=2～4mm,

=（2～3）t

=2t=2*3.2=6.4mm

凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时毛坯会发生偏移。

6.2.2凹模深度

凹模深度尺寸选取20mm.

6.2.3凸、凹模间隙

生产中长按照材料性能和厚度选取：

对于钢板C=（1.05～1.15）t

根据材料属性C取1.1t.

C=1.1×3.2=3.52mm

6.2.4摸具宽度尺寸

以凸模为基准，凸模宽度尺寸

=（B+0.25

凹模尺寸按凸模配制，保证单边间隙C，即

=

+2C。

式中B——弯曲件基本尺寸；

——弯曲件制造公差；

——凸、凹模制造公差，按IT6～8级公差选取。

=0.020mm

=41.02

=

+2*3.52=48.06

6.2.5模架及压力机件选用

由于所需压力较小，为便于摸具生产及模具装卸，仍选用上到工序所需模架。

后侧导柱模架（GB/T2851.3—1990）：

上摸板：

50

50

30mm,下模板220

90

35mm。

弯曲工序所需的冲压力较小，若单从这一角度考虑，所选压力机太小，滑块行程远远不能满足工序的加工要求。

故该工序宜选择滑块行程较大的选用J23—63双柱可倾压力机。

其主要参数如下：

公称压力：

630KN

滑块行程：

130mm

行程次数：

50次/分

最大闭合高度：

360mm

连杆调整长度：

80mm

工作尺寸：

480mm

710mm

第七章小结

通过这次课程设计实习，我有如下几方面的感触：

①、对冲压模的理论知识有了更深的理解，在设计的过程中翻阅了大量的参考书及手册，让我对一些参数有一个认识。

通过参考一些别人的设计作品和查阅资料，吸取其中的精华，去除糟粕，自己可以学会许多东西。

②、通过这次课程设计，让我对以前学过的制图软件有了加深，比如CAD,Proe,ug让我以后在工作中奠定可基础。

③、通过这次课程设计，让我知道，模具的设计和制造只有一些理论知识是不行的，任何模具的设计都要有一定的实际经验才可以设计出更合理的模具。

第八章参考文献

[1]实用模具设计简明手册/邓明主编.－北京：

机械工业出版社，2006.1

[2]冲压模具设计简明手册/郝滨海主编.－北京：

化学工业出版社，2004.11

[3]冲压工艺与模具设计/姜奎华主编.－北京：

机械工业出版社，1998.7

[4]冲压模具设计实用手册/郑家贤主编.－北京：

机械工业出版社，2007.7

[5]冲压模具设计及实例精解/宛强编著。

—北京：

化学工业出版社，2008，3

[6]模具设计及制造/党根茂，骆志斌编。

—西安电子科技大学出版社，2006。

1

目录

第一章设计题目---------------------------------------------------------1

第二章工艺方案分析及确定-------------------------------------------1

第三章主要工艺参数计算---------------------------------------------2

第四章计算工序冲压力和选择冲压设备------------------3

第五章模具设计------------------------------------------5

第六章弯曲模具的设计------------------------------------------------8

第七章小结---------------------------------------------------------------11

第八章参考文献---------------------------------------------------------12