冲压设计说明书.docx

冲压工艺及模具课程设计说明书一、产品工艺性分析本设计采用单一冲裁工序，操作简单。落料件材料采用q235冷轧板，q235冷轧板是中碳结构用钢板, 屈服强度为235mpa，抗拉强度大于400mpa，强度较高,具有良好的综合性能，适合冷冲压，在表面和强度均有较高要求时使用。由于这次设计的冲压工件为l型，工件结构简单，名义尺寸分别为lwh46341.5mm，属中小型工件，工件的尺寸公差为46，34，20和20，精度要求较高。综上所述，该工件属于轮廓成型，工艺简单，可大批量生产，适合采用冲压加工工艺。二、工艺方案及模具结构方案构思工艺：本设计采用单一冲裁工序（落料），模具卸料板采用弹性卸料板。1、整体说明：（1）上、下模板之间采用导向零件的目的。导向零件是为了保证上、下模板运动时能够精确对准而设置的导向部件，起导向定位作用；而且精确、可靠的导向系统有利于减少模具工作零件的磨损，降低凸、凹模啃伤，提高模具的寿命，同时也提高了零件的尺寸精度。 （2）采用弹性卸料板的理由。由于本次设计所采用的冲裁料厚度为1.5mm，而弹压卸料板主要用于冲裁料厚度在 1.5mm以下的板料，而且弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，弹压卸料板提的供压料力可以防止条料不平或翘曲，从而冲压时零件变形小，平整度高，而且本模具所需的卸料力不大，适合采用弹性卸料板。2、凸模采用全长统一尺寸（等断面）的理由。等截面直通式凸模便于成型磨削和线切割加工，适于冲压非圆形的中小冲压件。淬火时下2/3为硬状态，上1/3保持为软状态用于紧配合。3、凹模外形设计为矩形的理由（内部结构如下图）。对于标准件，凹模的形状应根据冲压件形状选用，本设计冲压件外形为矩形，故凹模也要设计为矩形。工件段高度为8mm，出口段、内孔表面为直柱面（不用斜面）的理由。直柱面便于成型磨削和线切割加工，有利于提高冲压质量，适于冲压非圆形的中小冲压件，。4、凸模每次冲裁完后伸入凹模口1mm。5、冲裁出的工件经过冲床工作台的落料孔落入料筐内，过程是：冲裁时，后面某次的落料件进入凹模口内，把停留在凹模口（工作段）最下面的一个工件推出，经过工作台的落料孔排出。6、使用本模具的生产操作步骤。首先将条料沿托料板和导尺从右向左送料,首次冲裁时使用临时挡料销定位,首次冲裁以后再往前送料,搭边越过活动挡料销后，再反向拉拽条料，使挡料销后端面抵住条料搭边进行定位,凸模下行实现冲裁。三、工艺计算 1、毛坯尺寸的确定（1）排样按有废料排样和直排方式，根据公差表可得本设计采用的公差值为=-0.8，采用q235钢板，规格为长1000mm，宽500mm，厚1.5mm。工件的外形和尺寸如下图： 周长l=(46+34)*2=160mm面积s=46*34-20*20=1164mm2（2）分析各种排样方案a方案：横裁横排 b方案：橫裁纵排 c方案：纵裁纵排 d方案：纵裁橫排 按以上各方案选搭边值工件间a1和沿边a讨论条料宽度查1 p23表211,选搭边值。四种方案都一样。如图，a11.5、a1.8 方案a：条料宽b462a462x1.849.6 方案b：条料宽b342a342x1.837.6方案c：条料宽b342a342x1.837.6方案d：条料宽b462a462x1.849.6查【2】p3，得条料裁剪时有公差0.8,实际取条料宽: ba=49.6+0.8-0.8=50.4-0.8 bb=37.6+0.8-0.8=38.4-0.8 bc=37.6+0.8-0.8=38.4-0.8 bd=49.6+0.8-0.8=50.4-0.8 （3）计算各方案的材料利用率a方案 横裁横排 一块板裁成的条数 n条=100050.419.84 取整为19 一条能冲的件数 n件=500-a34+a1=500-1.834+1.514.03 取整为14 一块板冲出的总件数 n=n条n件=1914=266一块板的材料利用率 =26611641000500=61.92% b方案 橫裁纵排一块板裁成的条数 n条=100038.426.04 取整为26 一条能冲的件数 n件=500-a46+a1=500-1.846+1.510.49 取整为10 一块板冲出的总件数 n=n条n件=2610=260一块板的材料利用率 =26011641000500=60.53% c方案 纵裁纵排 一块板裁成的条数 n条=50038.413.02 取整为13 一条能冲的件数 n件=1000-a46+a1=1000-1.846+1.521.01 取整为21 一块板冲出的总件数 n=n条n件=1321=273一块板的材料利用率 =27311641000500=63.55% d方案 纵裁橫排一块板裁成的条数 n条=50050.49.92 取整为9 一条能冲的件数 n件=1000-a34+a1=1000-1.834+1.528.1 取整为28 一块板冲出的总件数 n=n条n件=289=252一块板的材料利用率 =25211641000500=58.67% 比较各种方案的利用率，选用利用率最大的排样方案c，即条料尺寸为：50.410002、力参数的计算（1）冲裁力 p冲=1.3f=1.3lt=1.31601.5310380=96720118560 取最大p冲118560 n查【3】得310380mpa（2）卸料力 p卸=kp冲=0.045118560=5335.2n查【1】p23表210取k0.045（3）推件力 p推=nkp冲=81.50.055118560=34777.6nn=8mm/t 查【1】 p23表210取k0.055（4）总冲裁力p=p冲+p卸+p推=118560+5335.2+34777.6=193450.4n=19739.84kgf（5）压力中心的计算 设压力中心为 x0=l1x1+l2x2+l3x3+l4x4+l5x5+l6x6l=4623+1446+2033+2023+2613+340160 19.75y0=l1y1+l2y2+l3y3+l4y4+l5y5+l6y6l=460+147+2014+2024+2634+3417160 14.50 所以（19.75,14.50）3、模具工作部分（刃口）尺寸计算用配合加工,根据零件形状，凹模磨损后其尺寸变化有两种情况。第一种尺寸、。由【1】p18表27查得：x =0.75由公式得： a1=34-0.750.220+0.055=33.8350+0.055 a2=46-0.750.220+0.055=45.8350+0.055第二种尺寸、 。由公式得： 由【1】p14表23查得该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值zminzmax=0.1200.150四、加工设备的选用由于总冲裁力p总=19739.84kgf，即为19.74吨，查【2】p1表1，可选用额定压力为25吨的冲床，其滑块行程为65mm，行程次数为55次/分，模柄孔尺寸为直径深度=5070mm，冲床最大闭合高度为270mm，连杆调节量为55mm，工作台尺寸为前后左右=560370mm。五、模具主要零件尺寸的确定1、冲压模模架选用后侧导柱式模架。2、凹模 （1）刃口的位置如下图所示（2）计算凹模尺寸长l凹 、宽w凹 、厚h凹：h凹=3p=319739.8427 取27mm边距c（1.52）=40.554mm（须3040mm）由此算出 和 选最大值 46240.554127154.2 mm 取200mm 34240.554115142 mm 取200mm材料：20钢 渗碳淬火hrc58-623、凸模固定板尺寸：200 mm 200 mm=(0.60.8)= (0.60.8)27=16.221.6 mm 取最大21mm材料：q2354、凸模垫板（1）检查是否需要用垫板设上模板材料许用的压应力为,查阅有关资料得知：模座材料为zg45时，1115 p=pa=19739.841164=16.96kg/mm2所以需要用垫板（2） 垫板尺寸：长、宽与凹模外形相同，厚度可选：6、8、10、12mm。200mm =200mm 厚度选10mmp=pa=19739.84/40000=0.49kg/mm2 符合要求材料：45钢 hrc43-485、卸料板尺寸：外形长、宽与凹模外形相同200mm 200mm厚度（0.81）21.627mm 取27对于带导向凸模的弹性卸料板，它和凸模的单边间隙应小于凸模与凹模之间的单边间隙z/2。材料：q2356、上、下模板根据凹模周界尺寸选择后侧导柱上模板200x200x45 gb/t2855.5后侧导柱下模板200x200x50 gb/t2855.6材料：ht20 调质处理hrc28-327、弹性卸料板的弹簧计算(1)按4个弹簧设计弹性的预压缩力 5335.241333.8n136kgf 初选弹簧一组，使弹簧最大工作负荷由【2】附录二，可预选选7377号的弹簧，因为要使，而6872号的弹簧虽然可以满足，但是很危险。所以选7377号的。完成下表的计算h为弹簧在自由状态时的高度、h1为弹簧受最大工作负荷时的高度、f为弹簧压缩量、为最大压缩量、为弹簧总压缩量、p为允许极限负荷（kgf）、为最大工作负荷（kgf）序号p1hh1732108059.320.713.4221.92222.37412087.232.821.2629.76190.575160115.244.829.0337.53176.0762001435736.9445.44167.477240170.569.545.0453.54161.8要求弹簧的最大工作负荷,。满足条件的有74、75、76、77号，考虑到压力机闭合高度和弹簧及模具成本等因素。最后选用74号弹簧，其极限负荷为210kgf,自由长度h120mm，极限压缩长度87.2mm另查【2】p10 附录二知：弹簧外直径d50mm,钢丝直径d8.0mm，圈距t12.5mm序号弹簧外径（mm）钢丝直径（mm）圈距（mm）弹簧在自由状态的高度（mm）弹簧受最大工作负荷的高度（mm）最大工作负荷 （公斤力）每100件重量 （公斤）74508.012.512087.221052.8材料：65mn hrc40-488、导柱、导套尺寸：直径按上、下模板中规定的值。高向尺寸确定原则：导柱长：模具闭合状态时，导柱上端面不超出上模板的上平面（留1015mm余量）导套长：模具开启状态时，导柱上端面不离开导套（留1015mm余量）查【3】p381，可以选导柱外径d16、l=164mm的b型导柱。导套选d=48mm、l=148mm。材料：20钢 渗碳淬火hrc58-629、螺钉、销钉 螺钉尺寸：工作时受力的按力的大小计算，满足强度要求来确定直径；只起连接作用的可选 m8、m10、m12。长度按总图得出。 因为本套模具的螺钉都是起连接作用的，所以可以选m8的螺钉，销钉也选m8的销钉。 材料：45钢 hrc43-4810、销钉尺寸按h2d 由【1】p223表84查得挡料销h1.512.5mm查【3】p346圆柱销 得圆柱销直径d6,长度取60mm位置：（1）对螺钉要求均匀分布，对销钉有时为了判断方向性，有时采用不对称或不均匀分布。对于孔边距、孔间距，既要满足强度要求，又要保证安装操作方便。材料：t8 hrc58-6211、凸模弹簧预压缩后的高度 h预=h-f预=120-21.26=98.74mm凸模工作段长度 lx=h预+h卸-1=98.74+27-1=124.74mm 凸模连接段长度 l连=h固+23mm=21+23=2324mm取最大值 24mm 凸模总长度 l凸=lx+l连=124.74+24=148.74mm由于实际操作过程中，模具闭合高度的需要，会加长凸模的长度。材料：t10a 回火 hrc56-60 12、模柄：查【3】p389旋入式模柄。 在d=50mm、h95mm、h35mm 的旋入式模柄 材料：q235 13、模具闭合高度计算（按旧凸模时上模的工作行程算）从几何关系得：h闭=h上板+h垫+h固+h-f+h卸+t+h凹+h下板=40+10+21+120-29.76+27+1.5+27+45=261.74mmh为弹簧在自由状态时的高度 为弹簧总压缩量六、模具安装检测 设hmax为冲床最大装模高度，hmin为冲床最小装模高度，h闭为冲模闭合高度，m为冲床连杆调节量，则 hmin=hmaxm=27055=215mm h闭为262mm，符合hmax5h闭hmin+10下模板的尺寸为lw=200x200mm，而工作台的前后距离为560mm，左右距离为370mm在长度方向上，下模板边缘与工作台边缘的距离为85mm50-70mm在宽度方向上距离为180mm50-70mm在长度方向上，下模板边缘与下料孔外围距离为105.5mm40-50mm，宽度方向上距离为105.5mm40-50mm符合要求。七、主要参考文献1肖景容，姜奎华，冲压工艺学，机械工业出版社，19992黄钧声，课程设计指导书-冲压模具设计，广东工业大学印制，20133万战胜，冲压工艺及模具设计，北京：铁道