止动杠杆冲压模具设计计算说明书分享

冷冲模设计课程训练项目名称： 链板模具设计 零件名称： 止动杠杆 小组成员： XXXXXXXXX 完 成 人： * 强 指导老师； 柴畅 ！完成时间： 2016 年 10 月 14 日 ！合肥工业大学冷冲模设计课程训练目录1.冲裁件工艺分析 .21.1 产品材料分析 .21.2 产品结构分析 .21.3 产品精度分析 .22.冲裁工艺方案的确定 .32.1 待选方案与分析 .33.模具总体设计 .33.1 模具类型的选择 .33.2 操作与定位方式 .33.3 卸料、出件方式 .43.4 确定送料方式 .43.5 确定导向方式 .44. 排样图的设计与材料利用率的计算 .54.1 排样方式的选择 .54.2 计算条料宽度 .54.3 确定步距 .64.4 计算材料利用率 .75.1 冲裁工艺设计计算 .85.1 凸凹模工艺设计 .85.2 冲裁力的计算 .125.3 模具压力中心的确定 .136. 冲裁模主要零部件结构设计 .146.1 凸模的结构设计 .146.2 凹模的结构设计 .157. 设备选择 .177.1 本套模具的主要参数 .178. 装配图和零件图的绘制 .18总结 .19参考资料 .20合肥工业大学冷冲模设计课程训练1绪论冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展， 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义，模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、具使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。写在这里：本次课程训练的计算说明书正文部分基本上是自主原创，期间也遇到了不少问题，甚至最终分享版也有不少疏漏偏颇乃至错误之处，期望借鉴的同学们能够擦亮双眼，发现错误，及时摒弃。还有一点就是不同学校的具体要求不同，诸如材料类型、厚度，加工条件、批量、设备等都可能有差异，所以请不要完全照搬（更有甚者直接下载打印） ，本人对此甚为鄙视，最后希望这份说明书能给参阅者带来一合肥工业大学冷冲模设计课程训练2点价值。 林子中1.冲裁件工艺分析图 1 冲裁件零件图1.1 产品材料分析设计所用 L2-Y2 为半硬纯铝，冲裁性能优良，可以获得较好的冲裁效果。1.2 产品结构分析零件图唯一标注公差的尺寸是最大的冲孔尺寸 ,为 IT12 级精 20+0.210 度，在普通冲裁加工的经济精度范围之内；其他均为未注尺寸，而未注圆角R1mm，查 毕业设计指导 表 3-1 中对于材料为铝、连接角度大于 90的落料工序的最小圆角半径为 0.18t=0.54mm，故最小圆角可以满足；零件图最小冲裁孔径为 4mm，查2表 3-2 对于材料为铝的自由凸模冲制圆形孔的最小尺寸为 0.8t=2.4mm，此项也满足工艺性性要求；因此该零件的尺寸精度和几何公差等设计的工艺性合理。1.3 产品精度分析产品唯一标注公差的冲裁孔尺寸为 IT12 级精度，在冲压加工经济精度范围之内，因此整体精度要求不高，可以满足要求。合肥工业大学冷冲模设计课程训练32.冲裁工艺方案的确定2.1 待选方案与分析方案一：先落料，后冲孔。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。方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，两倍的设备数，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，但考虑到零件小端的冲孔和落料单边壁厚仅为 3mm,会导致凸凹模的强度不足，容易变形，且制造复杂，成本较高。方案二也只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，采用合理的定距方案，得到的冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，制造比方案二简单。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳。3.模具总体设计3.1 模具类型的选择由上述的冲压工艺方案分析可知，采用连续模冲压生产。3.2 操作与定位方式1）操作方式零件的生产批量较大，但是精度要求不高，合理安排生产可用手工送料方式，也能满足生产要求，这样就可以降低生产成本，提高经济效益。2）定位方式因为导料销和固定挡料销结构简单，制造方便。且该模具采用的是条料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销，控制送料步距用固定挡料销，精确定位用导正销。 合肥工业大学冷冲模设计课程训练43.3 卸料、出件方式3.3.1 卸料方式刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.20.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于 2mm 且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于 2mm 的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.10.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。综合以上考虑，采用刚性卸料装置。 3.3.2 出件方式因为使用的是连续模的常规凹模在下的布置方式，可选择下出件。3.4 确定送料方式因课题要求人工送料，为了降低操作的复杂性，拟采用横向送料。3.5 确定导向方式方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压合肥工业大学冷冲模设计课程训练5模架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。单只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，选择方案二 后侧导柱导向。4. 排样图的设计与材料利用率的计算4.1 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，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一为佳。4.2 计算条料宽度搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值通常由经验确定，根据零件形状，查 2 表 3-10 首先得到低碳钢的相关参数如下：对于圆件以及 r2t 的圆角之间的工件搭边值 a=2.2mm,工件与侧边之间的搭边值 a1=2.5mm;对于 r2t 的圆角之间的工件搭边值 a=2.5mm，工件与侧边之间的搭边合肥工业大学冷冲模设计课程训练6值 a1=3mm；对于 r2t 的圆角部分工件搭边值 a=3.2mm。另条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，小偏差为负值。从而条料宽度为：B=（Dmax2a） 0 式中 Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a 冲裁件之间的搭边值；板料剪裁下偏差（其值查表3取 1.0mm） ；B=14223=148 0-1.0mm故条料宽度在 147148mm 之间.4.3 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。步距与排样方式有关，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。使用 CAD 草图布局确定最终的送料步距为 S38.4mm。排样图如下：合肥工业大学冷冲模设计课程训练7图 2 排样图设计4.4 计算材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。一个步距内的材料利用率n/BS 100%式中 n 一个步距内的冲裁件数目；冲裁件的实际面积（包括冲出小孔在内） ；条了宽度；步距.由此可之， 值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的合肥工业大学冷冲模设计课程训练8的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。因此，排样时应考虑如下原则：1）提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状） ；2）排样方法使应操作方便，劳动强