冲压模具综合实训设计 参考.docx
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冲压模具综合实训设计参考
冲压模具设计说明书
年月日
前言
随着社会的发展，模具行业的兴起。
在社会上，冲压工艺用途十分的广泛，与制造成为一个行业越来越来受到人们的重视
模具是一种技术密集、资金密集型产品，在我国国民经济巾的地位也非常重要。
模具工业已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业。
由于新技术、新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术不断进步，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。
我国模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。
目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中，60％－80％的零部件，都要依靠模具成型。
用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟。
模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。
我国模具行业日趋大型化，而且精度将越来越高
模具标准件的应用将日渐广泛，模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。
使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。
同时，快速经济模具的前景十分广阔。
由于人们要求模具的生产周期越短越好，因此开发快速经济模具越来越引起人们的重视。
模具产业的发展是机械及其它制造行业快速增长的同时不断发展完善的。
通过在机械行业的工作实践，深深体会到了模具在机械制造业中的巨大作用。
模具的大量使用使的零件加工的周期缩短，成本降低。
一个高质量的模具可以直接投入产品的装配，这一点在铸件中更能显现，好的毛坯件需要的额外加工量小，材料损耗小，很好的降低了生产成本。
模具的发展前景将越来越好。
模具性能越来越高，生产的零件可以达到的数控加工的精度，甚至更高，产量又十分巨大。
投身模具事业将会给自己的人生带来辉煌.
一设计任务书及产品图……………………1
二工艺设计 ………………………………...1
三模具结构的确定…………………………2
四冲压工艺计算……………………………2
五弹性元件计算……………………………5
六零部件计算………………………………6
七落料凸模加工工艺规程的编制…………16
八凹模加工工艺规程的编制………………16
九工艺装配…………………………………17
十心得体会………………………………….18
十一参考文献…………………………………..19
一设计任务书及产品图
电机转子垫片冷冲压模
工件名称：
电机转子垫片
生产批量：
大批量
材料：
硅钢片
工件图
二工艺设计
2.1冲压件的工艺分析
该工件为不规范圆形无凹缘拉深件，外圆空在拉深变形区。
工件的尺寸不大，属于小型冲压件且尺寸精度和形位精度都有明显的要求。
所以按IT8级来计算并设计。
工件的材料为硅钢，不易拉深成型。
冲裁方案初选为：
单工序模：
落料——冲孔——拉深
落料——拉深——冲孔
级进模：
冲孔——拉深——落料
冲孔——落料——拉深
复合模：
落料————冲孔
冲孔————切快
因为生产批量较大，为达到此目的，采用单一的工序，生产效率达不到要求，而采用级进模，结构太复杂；要保证产品质量精度达到要求，哪么模具精度要求较高，综合上述分析比较，采用落料冲孔复合模。
三模具结构的确定
模具采用下出件方式，采用复合摸。
由于工件属于高精度高硬度合金钢，所以采用四导柱模架，弹性卸料方式，零件出模。
如下图所示:
四冲压工艺计算
4.1凸模和凹模刃口尺寸的确定
落料¢117+0.060
DA=（DmaxXΔ）
Dt=（DA-Zmin）
查表得：
Zmax=0.045mmZmin=0.035mm
ST=0.030mmSA=0.040mm
X=0.50
校核间隙：
因为Zmax-Zmin=（0.045-0.035）mm
=0.010mm
|
T|+|
A|=（0.030+0.040）mm
=0.070mm
说明所取凸、凹模公差不能满足|ST|+|SA|≤Zmax-Zmin的条件，且相差很大，则采用配合加工法
考虑到工件形状复杂，采用配合加工法加工凸、凹模，凹模磨损后其尺寸变化有三种情况
凹模磨损后变大的尺寸：
A1、A2、A3
刃口尺寸计算
公式：
AA=（DmaxXΔ）+SA0
查表得X1=X2=X3=1
A1=A2=（110-1х0.035）
=109.965
mm
A3=（117-1х0。
035）
=116.965
mm
凹模磨损后变小的尺寸：
B1、B2
￠70
7.5
7.5为未标注公差尺寸,按IT8确定公差,查公差表可以确定公差为0.22,为7.5为外形尺寸,按基轴制标注为7.5
刃口尺寸计算公式：
BA=（Bmin+XΔ）+SA0
查表得X1=1X2=0.75
B2=（7.5-0.75х0.22）
=7.335
mm
B1=（70-1х0.046）
=69.954
mm
凹模磨损无变化的尺寸：
C
查表得：
Zmin=0.035mmZmax=0.045mm
凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间隙值（0.035~0.045）mm
4.2排样及材料规格与利用率
排样如下图所示
（排样图）
搭边值：
查表可的a=1.2mma1=1mm（a:
侧面拾边值，a1：
冲件之间搭边值）
步距：
S=D+a1=117+1=118mm
条料宽度：
B=D+2a=117+2×1.2=119.4mm
钢板的规格
板料的选用：
1mm×1000mm×2000mm
每张钢板裁板条数N1：
为了操作方便，采用横裁，即N1=2000/119.4=16条，余89.6mm.
每条板上的工件数N2:
B——a11000—1
N2=————=———————=8个
S118
每张钢板上的工件总数：
N=N1×N2=16×8=128个
板数的利用率N：
N=（f×F0）×100%=（128×3.14×58.5×58.5/1×1000×2000）×100%＝68.7%
4.3冲压力计算及压力机的初选
4.3.1计算工序压力
a冲裁力：
P冲=KPtL
=1.3×3.14×117×0.5×186≈44.42kn
（其中
—材料抗剪强度，硅钢片的
=186Mpa）
b卸料力：
P卸=K卸P落=0.055×44.42kn=2.44kn
c冲孔力：
p冲=KLT
＝1.3×0.5×186×3.14×（8＋42.6）
＝19.2Kn
d推件力：
P推=nk推P冲=8×0.063×44.42=22.39Kn
4.3.2冲压设备的选择
为了使压力机能安全工作取
P压机≥（1.1~1.3）P0
P0=P冲+P卸+P推+P冲孔=44.42kn+2.44kn+22.39Kn＋19.2Kn=88.43Kn
P压机=1.3×88.43Kn=114.96Kn
所以选用闭式单点压力机J31-160A
型号为J31-160A压力机的基本参数如下表：
公称压力/T
160
滑块行程/mm
160
滑块行程次数/次.min
32
最大闭合高度/mm
480
闭合高度调节量/mm
120
离合器工作气压㎏.㎝
4
床身两立柱距离/mm
750
工作台尺寸：
前后/mm
790
工作台尺寸：
左右/mm
710
垫板尺寸：
厚度/mm
105
电动机功率/KW
10
垫板尺寸：
孔径/mm
430
五．弹性元件计算
5.1.1弹性元件选用聚氨酯橡胶
5.1.2自由高度：
H=h工件行程/Єi－Єy
=（2＋1＋6）/（35﹪～45﹪）－（10﹪～15﹪）
=36～30
取H=35
查表：
Єi=35﹪～45﹪；Єy=10﹪～15﹪；q=0.26
hm=凸模刃模量；hm=4～10mm，取h=6
5.1.3橡胶装模高度：
H装=H－H预
=35－4
=31mm
5.1.4面积：
取整体橡胶块
A实=F卸/q
=11090/1.1
=10081.818
=10082
L×B=A实＋A空
假设先确定B取90；（图三）橡胶块
L×90=10082＋（130×50）
L=184mm
L和B＜L凹和B凹,符合要求。
六．零部件设计
6.1凹模设计
a）材料：
Cr12
硬度：
58～63HRC
b）外形尺寸：
H=Kb
=0.2×120
=24mm
b为冲裁件最大的外形尺寸；查表K=0.2
据国家标准取H=30mm
长度：
L=D1＋2C
=120＋2×60
=240mm
其中C=（1.5～2）H取C=2H=2×30=60
宽度：
B=D＋2C
=40＋2×60
=160mm（如图四）
（图四）凹模
按经验：
选M8连接螺钉
选销钉为Φ8
螺钉数量：
6个，销钉：
2个
销钉孔公差为：
H7
c．挡料销孔：
直径D=14mm、d=6mm、高度h=3mm的A型挡料销。
定位距离：
L=D2/2+a纵+D挡/2
=40/2+2+12/2
=28mm（如图五）
（图五）挡料销孔
6.2冲孔凸模设计
材料：
Cr12
硬度：
55～60HRC
a）形状结构：
h=h固＋h凹
=H凹＋h凹
=24＋30
=54mm（如图六）
（图六）冲孔凸模
6.3凸凹模：
a）材料：
Cr12
硬度：
58～60HRC
b）形状尺寸：
直通式，铆接。
h=h固＋h橡胶＋h卸－（0.2～0.5）＋h铆接
=24＋35＋20－0.5＋3
=81.5mm
h卸=（0.6～0.8）H凹
取h卸=0.8H凹
=0.8×24
=19.2mm
取h卸=20mm
（图七）凸凹模
6.4凸凹模固定板:
材料:
45
外形尺寸:
L×B=L凹×B凹
=240×160
厚度:
H=（0.8～1）H凹=H凹
=24mm（如图八）
型孔尺寸与形状：
与凸模固定板一致，公差按H7制造。
（图八）凸凹模固定板
6.5卸料板：
材料：
T7
外形尺寸:
L×B=L凹×B凹
型孔与凸凹模固定板一致
尺寸比凹模型腔稍大（0.1～0.3）
螺孔与卸料螺钉一致（M8）（如图九）
（图九）卸料板
6.6橡胶块:
（如图三）
6.7卸料螺钉:
材料为45钢
L=h凸凹固＋h橡＋H下模座－h1
=24＋35＋60－21
=100mm
其中h1=t＋hm＋H＋（3～5）
=2＋1＋5＋8＋3
=19（如图十）
6.8凸凹模垫板:
材料:
T8
硬度:
50～60HRC
外形尺寸:
L×B=L凹×B凹=240×160
厚度:
H=6～12取10
螺孔、销孔与凸模固定板一致。
（如图十一）
凸凹模垫板（如图十一）
6.9推件板：
材料：
45
h=4＋（3～4）t＋（3～5）
=4＋4t＋5
=4＋4×2＋5
=17mm
形状与凹模刃口形状一致（如图十二）
（图十二）推件板
6.10打杆：
直径比模柄内孔小（1～3mm），则D=15mm
高度高出模柄（3～5mm）
h打杆=h凸凹垫＋h凸凹固＋h模柄＋（3～5）
=10＋24＋110＋5
=149mm（如图十三）
（图十三）打杆
6.11模柄根据压力机模柄孔径大小查表得：
（如图十四）
（图十四）模柄
6.12计算封闭高度：
h=h凹＋h凸凹固＋h凸凹垫＋h卸＋h凸＋h橡＋h上模座＋h下模座
=30＋24＋10＋20＋24＋31＋45＋55
=239mm
6.13选模架：
根据凹模周界和闭合高度查表得：
（如表二）
凹模周界
闭合高度
1。
2
L
B
最小
最大
上模座
下模座
240
160
220
280
250×160×45
250×160×55
表二
6.14上模座（如图十五）下模座（如图十六）：
（图十五）上模座
（图十六）下模座
6.15导套（如图十七）导柱（如图十八）：
导套
（一）
导套
（二）
（图十七）
导柱
（一）
导柱
（二）
（图十八）
七．落料凸模加工工艺规程的编制
7.1备料 备制锻造加工
7.2执处理、退火（消除的锻后残余内应力，降低硬度）
7.3粗加工毛坯、铣（刨）六面保证尺寸.
7.4磨削两端面
7.5钳工划线，划刃口轮廓线。
7.6仿形刨削、精刨型面。
7.7热处理：
淬火达硬度58-62HRC，铆接端不淬火。
7.8磨端面：
磨两端面保证与型面垂直。
7.9磨型面：
成形磨削刃口型面达到设计要求。
7.10钳工：
修磨刃口达到设计要求。
八凹模加工工艺规程的编制
8.1下料：
按等体积计算后再加上锻造烧损量。
8.2锻造：
将毛胚锻成尺寸250X170X35的平行六面体。
8.3处理：
退火（清除锻后残余内应力，降低硬度）。
8.4铣平面：
刨（铣）六个面达尺寸240X160X35，磨削余里单面0.5mm。
8.5平磨：
磨口下大平面、留精磨余量0.2mm，与卸料板、凸磨固定板叠合磨一对垂直侧基面，并对角尺寸。
8.6钳工：
划销孔、螺钉孔及漏料孔中心位置；钻铰销孔2-φ8+0.0160钻螺孔过孔6-M8
8.7立铣：
铣漏料孔至尺寸。
8.8热处理：
淬火、回火达硬度60-64HRC
8.9平磨：
磨上下平面达图，磨一对垂直侧基面对角尺。
8.10退磁
8.11线切割：
按程序切割型孔、切割型面留研磨量0.015mm。
8.12研磨型孔：
钳工研磨型孔达设计要求。
九．工艺装配：
9.1先装下模（或上模）的工作零件（凸模、凹模或或凸凹模）。
一般情况下，先装下模较方便。
但若上模的工作零件是配入上模板窝座内的，或者是由拼块组成的，则应先装上模。
9.2装配导柱和导套。
9.3根据下模（上模）校装上模（下模），找正上、下模之间的间隙。
9.4装配其它零件。
十参考文献
1.翁其金主编.冷冲压技术.北京:
机械工业出版社.2001
2.高等职业教育机电专业教学研究会组编.冷冲压工艺及模具设计.中南大学出版社.2006
3.黄云清.公差配和与测量技术.北京.机械工业出版社.2001
4.刘建超主编.冷冲压与塑料成型加工原理.西安:
西北工业大学出版社.1966
5.王芳主编.冷冲压模具设计指导.机械工业出版社1999
6.冯炳尧等主编.模具标准应用手册.北京:
机械工业出版社,1994
7.金大鹰主编.机械制图.机械工业出版社.2001
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