冲压设计说明书.doc

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江汉大学

课

程

设

计

说

明

书

题目：

落料冲孔模具设计

设计者：

毕思（200706104120）

指导老师：

杨俊杰余五新

目录

1.目录

2.任务书

3.工艺分析

4.工艺方案的分析与确定

5.排样图

材料利用率

计算冲压力

冲裁力

卸料力

初定压力机

压力中心

模刃口尺寸

6.模具结构设计

7.参考文献

8.心得体会

设计任务书

1）目录

2）简述设计任务及说明要求

3）冲件的工艺分析

4）工艺方案的制定及分析比较

5）排样设计及材料利用率计算，进行排样与模具结构及生产率，操作安全和经济性分析，然后确定排样方案画出排样图

6）写工艺规程卡

7）模具结构设计的分析过程

8）冲压力，推件力，卸料力的计算过程和典型结构选择压力中心的计算过程

9）凹模轮廓尺寸计算过程和典型组合的选择

10）冲模的主要零件的结构形状材料公差的要求及技术要求说明

11）凸凹模工作刃口尺寸计算过程

12）其他计算过程及需要说明内容

13）该设计的优缺点及改进措施

14）设计所用的参考资料

一：

工艺分析

冲压材料为10钢，料厚t=1.5mm，冲件尺寸精度为IT12级，形状并不复杂，尺寸大小为小型冲件，属于普通冲件，

此冲件在冲裁时应注意以下事项：

1.φ20mm和φ8mm的周边和孔壁均匀，模具设计时应妥善处理。

2.冲件较大，故必须考虑到工人的操作方便性。

以上2点是此冲件冲压时较为困难之处，要想得到合格冲件，还应该尽量提高模具寿命

二：

工艺方案的分析与确定

从工件的结构形状可知，其基本工序有冲孔和落料两种，但根据先后顺序的不同排列，可设定以下方案

有以下三种冲裁方案可供选择：

方案一：

先冲孔，后落料。

单工序模生产。

方案二：

冲孔——落料复合冲压。

复合模生产。

方案三：

冲孔——落料级进冲压。

级进模生产。

三：

模具结构形式的确定

因制件材料较薄，为保证制作平整，采用弹压卸料装置，他还可以对冲孔小凸模起导向作用和保护作用，为方便操作和取件，选用双柱可倾压力机横向送料，因制件薄而窄，故采用侧刃定位，生产效率高材料消耗也不大

冲压模具设计题19

材料：

10刚厚度：

工件图

综上所述，由模具设计指导表5-3，5-7选用弹压卸料横向送料典型组合形式，中间导柱滑动导向模架。

1）排样图设计

排样图在模具设计中有重要的作用，它具体反映了零件在整个冲压成形过程中，毛坯外形在条料上的截取方式和与相邻毛坯的关系，而且对材料的利用率、冲压加工的工艺性以及模具的结构和寿命等有着显著地影响。

排样方式的选择：

方案一：

有废料排样：

沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。

冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。

方案二：

少废料排样：

因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。

方案三：

无废料排样：

冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。

通过上述三种方案的分析比较，由于该零件形状对称，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案二为佳。

考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。

2）因由冷冲压技术表3－14查的最小搭边值，侧边a=2.0工件之间b=2.0,步距s=148由冷冲压技术公式3－25和3－26和公式3－27的条料宽度，因由文献侧刃条料宽度尺寸B（mm）确定公式得条料宽度B

D－条料最大宽度

a－侧搭边值

Z－冲裁前的条料宽度与板料间的间隙

如图所示排样图,查模具设计指导书4-8选板料的规格mm率

3）确定步距

送料步距S：

条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。

进距与排样方式有关，是决定挡料销位置的依据。

条料宽度的确定与模具的结构有关。

进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。

送料步距S

S＝120+44+2+4=170=mm

3）计算材料利用率η，由文献[2]材料通用计算公式

BS—一个步距的板料面积

A—一个公步的工件面积

排样图

4）计算冲压力。

完成本制作所需的冲压力，由冲裁力，卸料力，推件力组成

（1）冲裁力。

式中K：

系数K=1.3

L：

冲裁周边长度（mm）

：

材料抗剪强度（Mpa）

:

材料抗拉强度（Mpa）

由书中表4-12得

（2）卸料力和推件力F推—由文献[2]卸料力和顶料力推件力的计算公式

式中，—系数，查文献[2]表2-16卸料力，推件力系数得卡在凹模直壁洞口内的制件件数一般卡3-5件本题取

初选压力机，查文献[2]表1-8开式双柱可推压力机部分参数，初选压力机型号规格J23-25

（3）计算压力中心，本例由于图形排列规则，故可采用解析法求压力中心较方便建立工件坐标系如图所示

由于这图形是对称的，所以它的压力中心在对称线上。

假设距右边沿为x时右边面积等于冲孔后的房型面积，则

所以压力中心为中心线上距右边沿65.2mm处。

（4）.算凸凹模刃口尺寸，本制件形状简单可按分别加工法计算刃口尺寸

1．落料

工件尺寸120mm

由表3－5，3－6，3－7查得Z=0.132mm，Z=0.240mm

=0.043mm，=0.065mm，查表3-7得：

x=0.75；；

校核间隙：

因为Z－Z=0.240－0.132=0.108mm

0.108mm||+||=0.108mm

说明凸模公差能满足||+||≤Z－Z的条件

将已知和查表的数据代入公式中去得：

2、冲孔：

工件尺寸直径26mm

查表3-7得x=0.5；，

校核间隙：

Z－Z=0.240－0.132=0.108mm；||+||=0.108mm

0.108mm

凸凹模公差能满足||+||≤Z+Z的条件

将已知和查表得到的数据代入公式得

四：

模具结构设计

1）凹模设计，因制件形状简单，随有两个公步，但总体积并不大，选用整体式矩形凹模较为合理，因生产批量为中批，由查模具设计指导3－5表选用10钢为凹模材料。

确定凹模的厚度值：

由冷冲压技术：

凹模厚的确定3－5公式，确定厚度H值：

K=0.5（查资料）s=40mm

2）模座厚为（1.0~1.5）H，则

卸料板厚为0.8H，则

垫板为6~10，则取8mm

固定板厚为（0.6~0.8）H，则

模座长度一般比凹模板长度长40~70mm，则取60mm。

3）确定凹模的周边尺寸LXB，由模具设计指导3－43矩形凹模标准可以查到靠近凹模周界尺寸160mm×85mm×20mm.

4）选择模架及确定其他冲模零件尺寸，由凹模周界尺寸及模架闭和高度在一定的范围之间，查书5-7选用中间导柱模架，标记为（GB/T2851.1-1990）,并可以根据此标准画出模架图，类似也可以查出其它零件参数，此时即可画装备图

5）凸模强度和刚度校核

凸模长度计算：

凸模承受能力的校核：

凸模承压能力按下式校核：

式中：

—凸模最小截面压应力（Mpa）

F—凸模纵向承受的压力，包括冲裁力和推件力。

A—凸模最小截面积（）

—凸模材料的许用抗压强度

6）失稳弯曲应力校核：

根据凸模在冲裁过程中的受力情况，可以把凸模看做压杆，所以，凸模不发生失稳纵弯的最大冲裁力可以用欧拉极限力公式确定。

对于圆凸模不发生失稳弯曲的最大长度为

因为=62，则满足条件。

总结

在本次设计中，我主要完成了连接支架落料冲孔工序的模具设计工作。

采用倒装复合模生产，既节约了模具制造成本，又能保证制件的精度要求。

在设计过程中分析了零件的工艺性，通过查阅冷冲压模具设计的相关资料，从而确定模具各零件的参数，熟悉了整个复合模的设计过程，收获很多。

复合模的设计的基本思路，即分析零件→设计冲裁件→选择压力机→确定总体结构尺寸→设计凸、凹模轮廓形状→设计辅助零件。

板料冲压成型是一复杂的塑性成型过程，应用三维绘图软件可以使人们更好的了解模具的结构及工作情况。

掌握及熟练的应用三维立体绘图技术非常的有用，可以优化模具设计过程，及早发现模具设计中的不足，做出相应调整，减短模具开发周期。

尤其是在现在电脑普及，科学技术迅猛发展的时代。

模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。

进入21世纪以来，我国模具工业产值一直保持每年20%左右的增长速度。

航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门对模具产品的要求越来越高。

振兴和发展我国的模具工业，已经受到人们的广泛关注和重视。

作为一名锻压专业学生要加强专业知识学习，为将来的工作、科研打奠定坚实的基础。

五：

参考文献

1.冷冲压技术、翁其金、北京、机械工业出版社、2003

2.冷冲压模具设计指导、王芳、北京、机械工业出版社、2003

3.模具制造工艺学、郭铁良、北京、高等教育出版

4.模具先进制造技术[M]、北京、机械工业出版社、2003

5.冲压手册、北京、机械工业出版社、2000

6.冲压工艺学、北京、机械工业出版社、1982

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