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冲压工艺与模具设计课程设计,1,冲裁模设计过程,2,(1)冲裁件的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。应从冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料和厚度等是否符合冲裁的工艺要求分析。(2)冲裁工艺方案的确定1)冲裁工序的组合2)冲裁顺序的安排(3)确定模具类型及结构形式1)毛坯定位方式2)导料方式3)出件方式4)模架及导向方式5)卸料方式,(一)确定冲压工艺方案和模具结构形式,3,1、排样及材料利用率计算(画出排样图)2、冲裁模刃口尺寸计算(画出刃口示意图，并标注尺寸)3、计算冲压力4、确定冲裁模压力中心5、冲压设备的初选F公=F冲*130%，确定设备参数6、凹模设计计算(画出凹模示意图，并标注尺寸)7、凸模设计计算(画出凸模示意图，并标注尺寸)8、其它主要零部件设计(定位、卸料、出件、导向),(二)工艺计算,结构、尺寸、固定方式、材料、硬度要求,4,(1)模架的选择(2)联接螺钉和销钉的选用(3)弹性元件的选用,(三)标准件的选择,5,(四)装配图的绘制,主视图，通常采用剖视图,俯视图，通常把上模拆掉后投影，表示下模部分,零件图,排样图,标题栏,技术要求,明细表,6,(1)凸模(2)凹模(3)凸凹模零件图是反应零件具体结构的详细图解，是用来指导加工的，必须把每个细节绘出，而且要有详细、完整的尺寸标注。图上应标注相应的技术要求：粗糙度、形位公差、尺寸公差等。,(五)零件图的绘制,7,（1）模具闭合高度校核（2）设备工作台尺寸校核（3）模柄孔尺寸校核,(六)校核冲压设备基本参数,8,3.8冲裁模设计举例,【例3-7】冲制图3-126所示工件，材料235，材料厚度1mm，抗剪强度350MPa，大量生产，试完成其冲裁工艺与模具设计。,图3-126工件图,9,1.冲裁件的工艺性分析（1）结构工艺性该工件结构简单，形状对称，无悬臂，凹槽宽度大于1.5倍材料厚度，可以直接冲出，因此比较适合冲裁。（2）精度由表3-11和表3-12可知，该工件的尺寸精度均不超过ST4等级，因此可以通过普通冲裁方式保证工件的精度要求。（3）原材料Q235是常用冲压材料，具有良好的塑性（A=21%25%），屈服极限为240MPa，适合冲裁加工。综上所述，该工件具有良好的冲裁工艺性，适合冲裁加工。2.冲裁工艺方案的确定该工件只需要一道落料工序即可完成，因此采用单工序落料模进行冲裁。,10,3.模具总体设计（1）模具类型的确定这里选用正装下出料的结构。（2）模具零件结构形式的确定1）凹模采用整体结构，凸模采用直通式结构。2）送料及定位方式。采用手工送料，导料板导料，固定挡料销挡料。3）卸料与出件方式。采用弹性卸料装置卸料，下出件方式出件。4）模架的选用。选用中间导柱导向的滑动导向钢板模架。,11,4.工艺计算（1）排样设计，根据工件的形状，这里选用有废料的单排排样类型，查表3-3得搭边：a1=1.5mm，侧搭边a=2mm，则条料宽度B=68+22=72mm，进距S=57+1.5=58.5mm，于是得到图3-127所示的排样图。,12,选用的钢板规格为1800mm1180mm，采用横裁法，则可裁得宽度为72mm的条料180072=25条；每条条料可冲出零件（1180-1.5）58.520个。由图3-126可计算出该零件的面积为：A=2558.43mm2，则材料利用率为：,条料宽度B=68+22=72mm，进距S=57+1.5=58.5mm,13,（2）冲裁工艺力计算因为采用弹性卸料和下出料的模具结构，这里需要计算冲裁力、卸料力和推件力。,卸料力,推件力,、,由表3-8查得,由表3-27查得凹模刃口直壁高度为6mm，则n=6/1，约为6）,14,（3）初选设备，由前述计算出的冲裁工艺力，在确定了模具结构形式后，可得到总的冲压力为：,这里选择J23-25压力机，由表1-7查得其主要参数如下：公称压力：250KN。最大闭合高度：270mm，闭合高度调节量：55mm。工作台尺寸：560mm370mm。模柄孔尺寸：40mm60mm。,15,（4）压力中心的计算1）建立图3-128所示坐标系。,2）由于外形以y轴对称，因此其压力中心应在y轴上，仅需计算y坐标值yc。将图形分成1、2、318共18条线段和圆弧，计算各冲裁线段和圆弧的长度及各段压力中心坐标，列于表3-41。,16,表3-41各冲裁线段长度及压力中心坐标,3）将上述各值代入公式（3-13）得压力中心坐标：,17,5.模具零件详细设计（1）工作零件设计，工作零件包括凸模、凹模，其模具采用分别加工法制造，以凹模为基准。1）模具间隙，由于零件无特殊要求，精度一般，这里选用iii类冲裁间隙，由表3-20查得：c=（710）%t，即：,2）凸、凹模制造公差,和分别按照IT6级和IT7级查附录I，磨损系数查表3-24，图3-126中未注公差尺寸35、25、R5、57按ST7级精度查表3-11得偏差值。落料凹模和冲孔凸模刃口尺寸计算见表3-42。,18,表3-42凸、凹模刃口尺寸计算,19,3）落料凹模采用整体式结构，外形为矩形，首先由经验公式计算出凹模外形的参考尺寸，再查阅标准得到凹模外形的标准尺寸，见表3-43所示。表3-43落料凹模外形设计（单位：mm）,4）落料凸模为直通式结构，凸模高度由模具结构决定，取50mm。,20,（2）其他板类零件的设计，当落料凹模的外形尺寸确定后，即可根据凹模外形尺寸查阅有关标准或资料得到模座、固定板、垫板、卸料板、导料板的外形尺寸了。查GB/T23565.3-2009得：中间导柱模架160125165-IGB/T23565.3-2009。查GB/T23562.3-2009得：中间导柱下模座16012540GB/T23562.3-2009。材料45钢，硬度2428HRC。查GB/T23566.3-2009得：中间导柱上模座16012532GB/T23566.3-2009。材料45钢，硬度2428HRC。查JB/T7643.2-2008得：矩形固定板16012516JB/T7643.2-2008。查JB/T7643.3-2008得：矩形垫板1601256JB/T7643.3-2008。查表3-36得卸料板的厚度为12mm，则卸料板的尺寸为：16012512。由于采用导料板导料，因此卸料板应该是台阶结构，台阶高度为6-1+0.11=5.1mm（这里6是导料板高度，1是板料厚度）。查JB/T7650.6-2008得：圆柱头内六角卸料螺钉M1050JB/T7650.6-2008。材料45钢，硬度3540HRC。,21,（3）导料板、挡料销的选用查JB/T7648.5-2008得：导料板125406JB/T7648.5-2008。材料45钢，硬度2832HRC。查JB/T7649.10-2008得：固定挡料销A6JB/T7649.10-2008。材料45钢。（4）导柱、导套的选用，查GB/T2861.1-2008和GB/T2861.3-2008得：滑动导向导柱A22150GB/T2861.1-2008。材料20Cr。滑动导向导柱A25150GB/T2861.1-2008。材料20Cr。滑动导向导套A228533GB/T2861.3-2008。材料20Cr。滑动导向导套A258533GB/T2861.3-2008。材料20Cr。（5）模柄的选用，根据初选设备J23-25模柄孔的尺寸，查JB/T7646.1-2008得：压入式模柄A40mm110mmJB/T7646.1-2008。材料选用Q235A。,22,（6）螺钉、销钉的选用查表3-40，选M6内六角螺钉，直径为6mm的圆柱形销钉，上、下模螺钉直径相同，但长度不同，销钉规格一致，分别是：上模部分：内六角圆柱头螺钉M655GB/T70.1-2008。材料45钢，头部硬度4348HRC。下模部分：内六角圆柱头螺钉M650GB/T70.1-2008。材料45钢，头部硬度4348HRC。销GB/T119.2640。材料T10A，硬度5660HRC。,23,6设备选择及校核设备验收，主要验收平面尺寸和闭合高度。由标记为“中间导柱下模座16012540GB/T23562.3-2009”可知，下模座平面的最大外形尺寸为：315mm125mm，长度方向单边小于压力机工作台面尺寸（560-315）/2=122.5mm，因此满足模具安装和支撑要求。模具的闭合高度为：40+16+50+6+40-1=151mm，小于压力机的最大闭合高度270mm，因此所选设备合适。,24,7.绘图当上述各零件设计完成后，即可绘制模具总装配图和各设计件的零件图了，分别如图3-129图3-134所示。,25,图3-130落料凹模零件图,26,图3-131落料凸模零件图,27,图3-132凸模固定板零件图,28,图3-133垫板零件图,29,图3-134卸料板零件图,30,常见问题,图纸与说明书中计算不符说明书计算错误或缺少计算过程说明书格式不规范装配图与零件图不符图纸不规范，错误太多,31,格式范例,32,说明书主要问题,摘要和绪论不分设计说明不详细准确、不完整,33,必要的图在说明书中没有画出：排样图、凸（凹）模结构图说明书中计算值与任务书不一致说明书书写太乱,34,计算错误凸模、凹模、凸凹模尺寸，凹模没有选择标准尺寸冲裁力压力中心的计算,35,缺少冲压设备