冲压课程设计.doc

冲压模具课程设计 课程设计任务书一、零件工艺性分析二、冲压工艺方案的确定三、冲压模具设计 1. 模具结构类型及结构形式2. 定位方式选择3. 卸料方式确定四、排样方案的确定1. 排样方法的选择，2. 搭边值的确定，3. 材料利用率的计算五、 计算工序压力六、 压力机的初选七、 模具设计计算1. 计算模具压力中心2. 计算或估算零件主要外形尺寸3. 确定凸凹模间隙，计算凸凹模工作部分尺寸4. 校核压力机八、冲模主要零件设计一 零件工艺性分析1.可行性分析1.1、形状、尺寸： 制件形状规则、简单、对称。形状为带圆角半径为6mm的方形垫圈，内孔半径为6mm。1.2、精度： 该制件尺寸精度为IT12，用一般精度模具即可满足。1.3、材料： 20钢是优质碳素结构钢，强度比15号钢稍高，很少淬火，无回火脆性。冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好，气焊时厚度小，外形要求严格或形状复杂的制件上易发生裂纹。切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不大而韧性要求高的。抗拉强度b(MPa)：410(42)屈服强度s(MPa)：245(25)伸长率5(%)：25断面收缩率(%)：55硬度：未热处理,156HB 1.4、表面粗糙度：表面粗糙度为6.32、经济性分析由于生产批量大，所以采用自动化生产、工序集中的工艺方案，能降低制造成本，又能提高生产效率，并能实现安全生产。二、冲压工艺方案的确定2.1、冲压工序性质的确定：先进行冲孔，再进行落料。 2.2、冲压方案的确定： 方案一：采用单工序模生产。 方案二：采用连续模生产。 因为方案二的工件精度和生产效率较高，属于大批量生产，所以选用方案二最为合适。三、冲压模具设计1、模具结构类型及结构形式根据零件冲裁工艺方案，选用级进冲裁模具。2、定位方式选择由于考虑该模具采用的是条料，零件的尺寸较小，材料厚度较薄，为了便于操作和保证零件的精度要求，应采用导料板导向，无侧压装置控制调料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定位。而第一件的冲压装置，因为条料长度有一定的余量，可以靠操作工目测来定。3、卸料方式确定因为工件厚度为2mm，相对较薄，卸料力也较小，故可以采用弹性卸料，又因为采用的是级进模冲裁，为了便于操作与提高生产率课采用下出件方式。4、导向方式的选择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。四、排样方案的确定 1、排样方法的选择查冷冲压工艺及模具设计P53，表2-7，确定排样方式为单行直排。 2、搭边值的确定查塑性成形工艺与模具设计P37，表2-5，确定a=2mm，a1=2.2mm，P39页表2-7查得条料宽度偏差=0.5，查表2-8得条料与导尺之间的间隙C1=0.5 。故可计算出条料宽度B=D+2（a+）+C1=45.5mm，导尺间距S=B+C1=46mm, 送料进距为32。 3、材料利用率A冲裁件面积B调料宽度h送料进距n一个进距内冲件数其中n=1 B=45.5h=32冲裁面积为；A=3040-3.1436=1087所以材料利用率为：=1087/(45.532)100%=74.7%五、计算工序压力计算压力公式为：F=LtbL-制件周长t-材料厚度b-抗拉强度查20钢的力学性能表得 410Mpa 取=410Mpa落料： F落=（40+30）22410=114800N 冲孔: F孔=3.14122410=30897.6NF冲=114800+30897.6=145697.6N查表得 K=0.05 K=0.055F=KF落=0.05114800=5740NF=KF孔=0.05530897.6=1699.368N总的冲裁力为：F=145697.6N+5740N+1699.386N=153.137KN六、压力机的初选因为总的冲裁力不得超过压力机的80%，所以所需压力机的总的冲压力为：F=153.137/0.8=191.42KN 选择开式双柱可倾压力机，型号J23-25，公称压力250kN，滑块行程：70mm，最大封闭高度：270mm，最大装模高度：220mm，连杆调节长度:55mm，工作台尺寸（前后x左右）：370x560 mm，垫板尺寸（厚度x直径）：50x200 mm，模柄孔尺寸：40x60 mm，最大倾斜角度：30度。七、模具设计计算1、模压中心 因为制件形状对称，所以冲模的压力中心位于其制件的几何中心。2、主要外形尺寸 2.1、冲裁模刃口尺寸的计算由于此冲裁件是简单规则形状的零件，所以采用凸模与凹模分别加工。计算公式：落料：外径尺寸A-0 A凹=（D-X）+d0 A凸=（D-x-Zmin）-p0 冲孔：孔的尺寸d+0 d凸=（d+x）-p0 d凹=（d+x+Zmin）+d02.1.1、工件极限偏差： 查互换性与技术测量表1-8得，得工件标准公差：当基本尺寸为40时：=0.25 P =0.02 d =0.030当基本尺寸为30时：=0.21 p =0.02 d=0.025当基本尺寸为12时：=0.18 p =0.02 d=0.0202.1.2、冲裁间隙 模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时采用双面间隙，查表可知：Zmin=0.302.1.3、磨损系数根据冲压工艺及模具设可知；由于制件的外形为落料所以以凹模为基准配合加工凸模查表得得x=0.75落料时：以凹模为基准，然后配做凸模外径尺寸为40-0.250：A凹=（40-0.75*0.25）0+0.03=39.80+0.03外径尺寸为30-0.210：A凹=（30-0.75*0.21）0+0.025=29.80+0.025凸模尺寸为 A凸=39.8-0.3=39.5-0.020A凸=29.8-0.3=29.5-0.020冲孔时：以凸模为计算标准配合加工凹模，孔的尺寸为12+0.180 凸模：d凸=（d+x）0-p=（12+0.75*0.18）0-0.02=12.1350-0.02凹模：d凹=12.135+0.3=12.435+0.0203、压力机的校核(1)公称压力在实际生产中，为了简便起见，压力机的公称压力可按如下经验公式确定。对于施力行程较小的冲压工序（如冲裁、浅弯曲、浅拉深等）已知P=250（1.11.3）F=（1.11.3）153.137=（168.45199.08）KN(2)滑块行程滑块行程70mm满足制件的成形要求；（3）工作台面尺寸压力机工作台面（或垫板平面）的长宽等尺寸一般应大于模具下模具尺寸，且每边留出5070mm，以便于安装固定模具。当冲压件或废料从下模漏料时，工作台尺寸必须大于漏料件的尺寸。（4）闭合高度模具的闭合高度应满足Hmax-5mmHHmin+10mm式中Hmax压力机最大装模高度Hmin压力机最小装模高度； Hmax=220mm Hmin=165mm H=h1h2h3h4+h5=40+12+50+16+55=173mmh1为上模座厚度 h2 为凸模固定板厚度 h3 为凸模厚度 h4 为凹模厚度 h5 为下模座厚度满足Hmax-5mmHHmin+10mm所以压力机型号合适八、冲模主要零件的设计1、工作零件1.1、凹模设计：凹模因为制件简单，所以选择锥筒式。凹模外形尺寸的确定：查书本P56页表2-19得K=0.42凹模高：H凹=K*b=0.42*40=16.8mm（15mm）凹模壁厚:C=(1.52) H凹=25.233.6mm（3040mm）1.2、凸模设计：采用如图所示的凸模固定形式当采用弹性卸料板时凸模长度按下式计算：L=h1+h2+t+h 其中：h1为凸模固定板的厚度； h2为卸料板的厚度；t-为材料厚度 固定板厚h1=（0.60.8）H凹=10.0813.44 取12mm 卸料板厚h2=（0.81.0）H凹=13.4416.8 取16mm附加厚度h一般取1520，取 20故凸模长度L=12+16+2+20=50mm2、导柱导套的设计 采用最常用的滑动导柱、导套结构形式。导套孔径d上有油槽，用以存润滑油，外经D与上模板孔采用过盈配合，配合时导套孔径会收缩，所以导套过盈配合部分的孔径应比导套和导柱的间隙配合部分孔径d增大1mm，为（d+1）mm。其中：D=32 L=70 H=30 b=3 a=2导柱的选择；其中基本尺寸d=20 L=1303、模架的选择 因为制件的对称性好，所以采用中间导柱模架，对角布置。这种布置方式受力比较平衡，使用时可以两个方向送料，操作较为方便。 4、模柄的选择： d=25mm5、导料板的确定导料板导料适用于简单模和级进模。卫士条料顺利通过，导料板互相之间的距离应该等于条料的最大宽度加上双边间隙值。无侧压装置时，条料的宽度和导料板间的距离按无侧压装置的公式计算。导料板的高度H与条料厚度t、挡料销高度及挡料方式有关，查表可知：h=4mm，H=1012mm。 6、卸料装置的确定 常用的卸料方式有：刚性卸料和弹压卸料板。此次设计选用弹压卸料板， 材料选择为10 钢，冲裁时，条料容易粘在凸模上，固需要卸料装置，来使条料脱离凸模。 由卸料板、弹性元件、卸料螺钉组成。卸料板形状与凹模相似，厚度 H=（0.81.0）H凹=13.4416.8，取16mm。7、模具的装配（1）先将凸模装入固定板中，保证凸模挂台不高出固定板。（2）