冷冲模具课程设计计算说明书.docx

冷冲模具设计制造模具课程设计计算说明书设计课题：冲压模具设计与制造 目录一、题目3二、始数据3三、制件的冲压工艺性分析3四、冲压工艺方案的制定3五、主要设计计算31、排样方式的确定及计算42、冲压力的计算及压力机的选用43、压力中心的确定及相关计算44模具零部件设计5（1）工作零件刃口尺寸计算（2）工作零件的结构设计（3）定位零件设计（4）卸料板的设计（5）模架及其他零部件设计六、模具总装图9七、冲压设备选取及校核10八、小结11参考文献12一、题目：传动片二、原始数据中大批量生产，材料为q235，厚度t=1.5mm，工件精度it14三、制件的冲压工艺性分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。一般情况下，对冲裁件工艺性影响最大的是几何形状、尺寸和精度要求。良好的冲裁工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为q235钢由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛，具有良好的冲压性能，适合冲裁。抗剪强度为310380 mpa，抗拉强度为380470 mpa，屈服强度为240 mpa。工件结构相对简单，有一个12的孔和一个6的孔，孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3mm。工件的尺寸全部为自由公差，可看作it14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。四、冲压工艺方案的制定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产方案二：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产方案三：冲孔落料复合冲压。采用复合模生产 方案一模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，难以满足中批量生产要求。级进模是一种多工位、效率高的一种加工方法。方案二只需要一副模具,生产效率和加工精度较高，但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量，小型冲压件。方案三只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸、制造相对前面两种方案都有比较好。五、主要设计计算1、排样方式的确定及计算传动片的形状具有一头大一头小得特点，直排时材料利用率低，应采用直对排，如图所示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压后的条料水平方向旋转180度，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取1.2mm和1.5mm，条料宽度为42mm，步距为36.4mm，一个步距的材料利用率为54.8% （计算见下表）。项目分类项目公式结果排样冲裁件面积aa=+5x22+17x12419.19条料宽度bb=22+1.5x2+6+1142mm步距ss=12+11x2+1.2x236.4mm一个步距的材料利用率=x100%=x100%54.8%2、冲压力的计算及压力机的选用项目分类项目公式结果备注冲压力冲裁力ff=kltb =1.3x163.9x300x1.595881.5nl=163.5mmb=300mp卸料力fxfx=kxf=0.04x95881.53835.5n查表kx=0.04推件力ftft=nktf=4x0.055x95881.521093.3nn=h/t=6/1.5=4冲压工艺总力fzfz=f+fx+ft120800.3n 由以上计算结果可以看出，总冲压力为120.8kn，压力机应选择jc23-16冲床3、压力中心的确定及相关计算计算压力中心时先画出凹模型口图，如下图所示。在图中将xoy坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成l1l10共10组基本线段，用解析法求得该模具的压力中心c点的坐标（3.57,0）。有关计算如表所示。基本要素长度l/mm各基本要素压力中心的坐标值xyl1=17-2.56l2=568.5l3=58.511l4=34.54180l5=5-8.5-11l6=5-6-8.5l7=17-2.5-6l8=18.84-12.910l9=18.84-110l10=37.68110合计163.93.570 由以上计算结果可以看出，压力中心偏移坐标原点o较小，为了便于模具的加工和装配，模具压力中心仍选坐标原点o。选用jc23-16冲床，c点仍在压力机模柄投影面积内，满足要求。4模具零部件设计（1）工作零件刃口尺寸计算结合该模具的特点，工作零件的形状相对简单，适宜采用线切割机床分别加工冲孔凸模、落料凹模、凸凹模及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各孔的同轴度，使装配工作简单化，因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体见下表：尺寸及分类尺寸转换计算公式凹模尺寸凸模尺寸备注冲孔66 dt=(dmin+x) da=(dt+zmin)6.2826.15查表得，冲裁双面间隙zmax=0.240zmin=0.132磨损系数x=0.5校核满足121212.34712.215落料r11r11da=(dmax-x) dt=(da-zmin) 10.78512.215r6r65.8510.653554.854.718孔心距22220.105la=l220.026（2）工作零件的结构设计a.落料凹模凹模厚度 h1=k1b=0.4x38=16mm壁厚 c=(1.5-2)h=24-32取凹模厚度 h1= 16mm，凹模壁厚c=30mm凹模宽度 b=b+2c=38+2x30=98mm凹模长度 l=22+2x30=82mm(送料方向)凹模轮廓尺寸为125mmx100mmx24mm，结构如图所示a. 落料凹模b.凸模固定板凸模固定板厚度 h2=(0.60.8)h=0.8x25=20mm垫板厚度 h1=10mm冲孔凸模 ： l=26+10+18+1=55mm冲孔凸模的高度l1=45mma）冲孔凸模b)冲孔凸模固定板c.凸凹模冲孔凹模高度 h2=k2b=0.4x12=4.8mm h2取5mm凸凹模固定板 （0.60.8）h2=12mm安全距离 20mm卸料板厚度10mm凸凹模高度43mm（3）定位零件设计挡料销和导料销内侧与条料接触，安装在卸料板上，尺寸为6材料为45钢，热处理为4348hrc（4）卸料板的设计a.卸料板的周界尺寸为凹模的周界尺寸，厚度为10mm，卸料板采用45钢制造b.卸料螺钉的选用 卸料板上设置四个卸料螺钉，公称直径为8mm，卸料螺钉尾部应留头足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸凹模断面0.51mm（5）模架及其他零部件设计模具采用后置导柱模架，这种模架的导柱在模具后侧位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。导柱 d/mm x l/mm为22x150mm 导套 d/mm x l/mm x d/mm为22x40x85mm上模座厚度h上模取 35mm 上模垫板厚度h垫取 10mm固定板厚度h固取 20mm下模座板厚度h下模取 45mm那么该模具的闭合高度h闭=h上模+h垫+l+h+h下模-h2=177mml冲孔凸模长度 45mmh凸凹模厚度 44mmh2冲孔凸模冲裁后进入凸凹模的深度 h2=1mm六、模具总装图通过以上的设计，可得到如图所示的模具总装图。模具上模部分由上模板，垫板，冲孔凸模（2个），凸模固定板，落料凹模，推件块，顶杆，推板（2个），推杆（4根）等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶味弹性元件。下摸部分由下摸板，垫板，凸凹模，卸料板，橡胶组成，冲孔废料由漏料孔漏出，废料向上顶出。条料送进时采用挡料销作定距，操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，且两个导料销代替导料板，条料紧靠导料销向前推。七、冲压设备选取及校核 通过校核，选择开式双柱可斜压力机jc23-16能满足使用要求。其主要技术参数如下： 公称压力：160kn 滑块行程：55mm 最大闭合高度：220mm 最大装模高度：175mm 工作台尺寸：（前后x左右）：300mmx450mm 垫板尺寸（厚度x孔径）：40mmx150mm 模柄孔尺寸：40mmx60mm 最大倾斜角度：20八、小结通过此次实训，巩固了我们模具设计课程及相关课程的基础理论和专业知识，让我们掌握了产品零件的成型工艺分析、模具结构设计的基本方法和步骤、非标准模具零件的设计等模具设计基本方法。同时我们学会正确应用技术标准和资料，培养认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度，强化了质量意识和时间观念，形成从业的基本职业素养。这次模具设计也让我我明白了冲压模具设计的重要性以及模具设计需要注意的问题。冲压过程中机械运动的概述冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料，利用模具和冲压设备对其施加压力，使之产生变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床，因而决定了冲压过程的主运动是上下运动，另外，还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制，以达到模具设计的要求；同时，在设计中还应当根据具体情况，灵活运用各种机械运动，以达到产品的要求。冲裁模具中机械运动的控制和运用冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，卸料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则