冲压模具设计说明书 张勇强.doc

广西科技大学鹿山学院课程设计报告 课程名称：冲压工艺与模具设计 课题名称： 指导教师： 赵克政 班 级： 模具122班 姓 名： 张勇强 学 号： 20120762 成绩评定： 指导教师签字： 年 月 日 目录一、序言 -3二、设计任务书及产品图 -4三、冲压件工艺性分析的内容 -5四、冲裁零件工艺方案的确定 - -6五、工序压力计算、压力中心的确定、压力机的选择 -7六、模具工作零件刃口尺寸和公差的计算 -9七、模具零件的选用及设计 -10八、模具部分结构件详细设计及模具结构简图 -13九、其他需要说明的内容 -16十、参考文献 -18十一、设计的感想 -19一、序言当前这个社会生产行业都实现了机械自动化，模具就是专门给自动化生产提供工具的产业。模具是制造业的基础工业设备，被广泛用于制造业的各个领域。无论是工业制品，还是新产品的开发，都离不开模具。现代工业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平。许多新技术和新设备的产生与应用往往源于模具工业。从某种意义上说，模具制造技术代表了一个国家的工业制造技术的发展水平。随着我国经济的腾飞和产品制造业的蓬勃发展，模具制造业也相应进入了高速发展的时期。可以预见，我国经济的高速发展将对模具提供更为大量、更为迫切的需求，特别需要发展大型、精密、复杂、长寿命的模具。同时要求模具设计、制造和生产周期达到全新的水平。 模具是现代工业生产的主要工艺设备之一。其中冲裁模更是占有十分重要的地位。冲压技术应用范围十分广泛，在国民经济各个部门中，几乎都有冲压加工产品。它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相关。由于它具有生产效率高、生产成本低、操作简单、适合大批量生产等优点，在我国现代化建设中有着很好的发展前景。 我们这次课程设计的任务就是设计一套冲孔模具，即就老师所给的零件、生产要求以及精度要求，设计出一套符合要求的冲孔模。 由于时间紧迫、经验不足，在设计过程中走了不少弯路，犯了不少错误。总之，在设计中难免有疏漏和不当之处，恳请谅解。相信在今后的实践工作中能一步一步弥补以上不足。 在这次设计过程中，对冲裁模具有有了深一步的了解，获得了一定的设计经验，为将要到来的毕业设计打下了基础。在这期间得到了赵老师的和同学们的热心帮助，在此表示感谢。二、设计任务书及产品图已知：（1） 产品零件图：（2） 生产批量：大批量。 （3） 零件材料：钢板0.5-B-GB708-65/08F-II-T-GB710-65。（4） 材料厚度：0.5mm。 图1求作：（1）简述设计的任务与要求；（2）冲压件工艺性分析的内容；（3）模具结构与工序组合、冲件质量及批量的关系；（4）排样与模具结构、材料利用率的关系；（5）模具结构及排样对生产率、操作安全、方便及成本的关系；（6）模具结构设计的分析过程；（7）冲、推、卸料力的计算过程及选择冲压设备类型和规格的依据；（8）压力中心的计算过程；（9）凹模轮廓尺寸计算过程和典型组合的选择；（10）冲模主要零部件的结构形状、材料、公差的选择及技术要求的说明；（11）小凸模的刚度校核过程；（12）凸、凹模工作刃口计算的过程；（13）其他计算过程及需要说明的内容；（14）该设计的优缺点及改造措施；（15）设计所使用的参考文献；（16）设计的感想。要求：1拟定冲压件的工艺过程，并填写工艺过程卡 1 份；2设计指定冲压件的其中一道工序的冲压模（每人设计一副不同的模具），并绘制装配图和凸、凹模零件图： 1 套；3编写设计说明书1份，约20页左右。三、零件的工艺性分析冲压工序：此工件只有落料，拉伸，冲孔和修边四个工序。材料：材料为钢板0.5-B-GB708-65/08F-II-T-GB710-65。，具有良好的冲压性能，适合冲裁。结构：工件结构为一个护罩，有一个3.5mm的孔；孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为4.5mm。精度：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。综合以上各方面情况，可以确定零件主要冲压工序的工艺性良好，故选择冲压方法进行加工。工件简图如图所示： 四、冲裁零件工艺方案的确定该工件包括落料、拉伸、冲孔、修边四个工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后拉伸、冲左边孔、冲前后孔、冲上孔、修边。采用单工序模生产。方案二：落料拉伸复合冲压、冲左边孔、冲前后孔修边复合冲压。采用复合模生产。采用方案一，模具结构简单，成本低而生产效率高，满足大批量生产要求。采用方案二，只需两副模具，工件的要求精度高，但因工件孔距较小，制造难度大，模具强度较差，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。通过对上述两种方案的分析比较，该冲压生产采用方案一即单工序模生产为佳。 五、工序压力计算、压力中心的确定、压力机的选择5.1 计算冲压力已知 ：钢板0.5-B-GB708-65/08F-II-T-GB710-65。，则=300Pa。 F=KLt式中 F-冲裁力(N)；L-零件剪切周长(mm)，L=9.6mm；t-材料厚度(mm)； -材料抗剪强度(MPa)； k-系数，一般取k=1.3。1) 冲裁力 F=KLt =300*0.5*9.6*1=1440N2)卸料力 Fq=kfp=0.055*1140=62.7N 3)推件力 查得K推=0.055，材料的厚度为0.5mm，则凹模刃口高度h=4 h/t=4/0.5=8 则 F推=NK推F=(4/0.5)*0.065*1440=1123.2N4）顶件力Fq2=kFp=0.08*1140=115.2N为了避免各凸模冲裁力最大同时出现，且考虑到凸模相距很近时，避免小直径凸模由于承受材料流动挤压作用而产生倾斜或折断，故把凸模设计成阶梯凸模。则最大冲裁力： F总=F+F卸+F推 +F顶=1440+62.7+11232=2625.9N5.2 确定模具压力中心 由图可知冲孔的位置为矩形中心（也是圆心），当冲孔中心是规则的图形时，压力中心可以看做是几何中心。 。5.3 压力机的选择：（通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-6.3能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：63KN滑块行程：36最大闭合高度：150最大装模高度：120工作台尺寸（前后左右）：200*310垫板尺寸（厚度孔径）：30*140模柄孔尺寸：30*55电动机功率：0.75KW六 、模具工作零件刃口尺寸和公差的计算在确定工作零件刃口尺寸法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用结切割机床分别加工冲孔凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算如下：已知工件材料为钢板0.5-B-GB708-65/08F-II-T-GB710-65，材料厚度为0.5mm，查表得冲裁双面间隙Zmax=0.03, Zmin=0.02。冲口：以凹模为基准，且凹模在实际工作中磨损后减小，为使模具具有一定使用寿命，应加上一个被磨量X。工件上未标注公差，故公差按IT14级查表，得直径为3.5孔=0.3mm，磨损系数X查表得X=0.5，凸凹模制造公差：2Cmax=0.04mm2Cmin=0.06mm则：2Cmax-2Cmin=(0.06-0.04)=0.02mm由公差表得： IT14 X=0.5 3.5+0.12 -0p=0.4*0.02=0.008mmd=0.6*0.02=0.012mmdp=（dmin+X）-p=(3.5+0.5*0.3)-0.008=3.65-0.008dd=(dp+2Cmin)+ d=(3.62+0.04)+0.012=3.69+0.012校核p+d2Cmax-2Cmin得 0.02 0.02 左边=右边满足间隙公差条件七 、模具零件的选用及设计7.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序冲压，所以模具类型为单工序进模。7.2 定位方式的选择因为该模具采用的是护罩，所以放置时因由单向放入，在标准模架的类型中，可选用定位销定位。但考虑到放置的位置，可直接用凹模内的垫板来定位。7.3 卸料、出件方式的选择因为工件料厚为0.5mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是单工序模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。 7.4 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，该单工序模采用后侧导柱的导向方式。7.5 主要零部件设计1）工作零件的结构设计 1 冲孔凸模：结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工成直通凸模，用凸模固定板固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。落料凸模的高度是凸模固定板（厚10mm）、卸料板（厚10mm）、的总和再减去凸模凹入卸料板的1mm，则凸模高度是以上四项的代数和，为36mm。落料凸模下部设置四个固定螺钉，板料应处于自由状态。在手工送料时，板料已由突起的垫板定位，导正销将工件导正的过程是将板料向后拉回约0.2mm。一般凸模应进入卸料板4-2.5mm，此值定为1mm。应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面lmm ，所以垫板定位直线部分的长度为18mm。垫板定位采用H7/r6，垫板定位正部分与导正孔采用H7/h6配合。 弹性卸料板应对凸模具有保护作用，故凸模与卸料板的间隙选择应小一点，使落料凸模对卸料板起导向作用。凸模与卸料板的间隙选为0.025mm，凸模材料选用一般材料T10A即可。凸模承载能力的校核：Dmin4tT/ 3.5(4*0.5*300)961=0.624复合要求凸模弯曲极限长度：Lmax(85d*d)/Fp(85*3.65*3.65)/38=29L=26 LmaxL复合要求2 凹模：凹模采用整体凹模，凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸计算如下：凹模厚度H=kb=0.3*27.5=8.25mm （查表得k=0.3）因为H15mm 所以 H=15mm凹模壁厚C=(1.52)H取凹模厚度H=15.625mm，凹模壁厚c=31.25mm，凹模宽度 A=a+2=12.5+60.25=75mm B=b+2c=27.5+62.5=90mm凹模长度L取L=h1+h2+t+(1520)=10+10+0.5+15.5=36mm凹模轮廓尺寸为90-mm*75mm*15mm2）卸料板的设计本模具的卸料板不仅有卸料作用，还具有用外形凸模导向，对小凸模起保护的作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相同，厚度为10mm。卸料板与各凸模的间隙已在凸模设计中确定。 卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径6mm，螺纹部分为M656mm。卸料螺钉的尾部在上模座的台阶孔中定位，卸料螺钉工作时的行程为7.2mm，上模座在螺钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板螺钉在上模板内，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。卸料板工作时进入导料板压紧条料，卸料板在导料板的位置留有台阶，在凹模上没有条料的情况下，卸料板的下平面与导料板的上表面之间保留0.5mm的间隙，卸料板水平方向与两导料板之间的双边间隙为0.5mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为4045HRC。3）模架及其它零部件设计该模具采用后侧导柱模架，这种模架的导柱在模具后侧位置，冲压时可方便进料。以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。导柱d/L/分别为20100；导套d/L/D/分别为206532。上模座厚度H上模取25，上模垫板厚度H垫取5，固定板厚度H固取10，下模座厚度H下模取30，那么，该模具的闭合高度：H=25+5+10+30+36-0.5=105.5mm式中L凸模长度，L=36；H凹模长度，H=30；h凸模冲裁后进入凹模的深度，h=3。可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-6.3的最大装模高度（120），故可以使用。八、模具部分结构件详细设计及模具结构简图8.1 冲孔凸模详细结构图 冲孔凸模零件图8.3 凹模详细结构图 图7 凹模零件图8.3 模具装配图 主视图俯视图图8模具装配图1下模座 2凹模 3 卸料板 4 卸料螺钉5凸模固定板 6 垫板 7 内六角螺钉 8 模柄 9上模座 10 导柱 11 导 套 12凸模13 下模座 说明：条料从前向后送入模具加工台面，上模在模柄的推动下向下运动，冲孔凸模向下运动，冲出1个3.69mm的孔，废料直接经过下模的漏料孔漏出。操作完成后取出零件。在以后的每次行程中，模具都能生产出一个零件。胚料完成冲孔以后，便可以进行下一步的加工。九、其他需要说明的内容由于在结构设计时，已经确定了的零件的基本尺寸，查相关标准即可得到，所以说明书中将一些内容省略。在现在生产中，模具广泛用于各个行业，模具生产水平已成衡量一个国家制造水平高低的重要标志，所以学校模具设计知识对我自身来说有着很重要的作用。本论文的顺利完成，离不开各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在此感谢指导老师以及同学们的指导和帮助。凹模周界闭合高度（参考）H零件件号、名称及标准编号1234上模座GB/T2855.5下模座GB/2855.6导柱GB/286.1导套GB/T2861.6数量LB最小最大1122规格635010011563*50*2063*50*2516*9016*60*1811012510011013063*50*2563*50*3010065*23120140110636310011563*63*2063*63*259060*1811012510011013063*63*2563*63*3010065*231201401108011013080*63*2580*63*3018*10018*65*2313015012011070*2812014580*63*3080*63*4013014016510065*23100110130100*63*25100*63*3012013015011070*28120145100*63*30100*63*40140165130凹模周界闭合高度（参考）H零件件号、名称及标准编号1234上模座GB/T2855.5下模座GB/T2855.6导柱GB/T2861.1导套GB/T2861.6数 量LB最小最大1122规 格808011013080*80*2580*80*3020*10020*65*2313015012012014580*80*3080*80*4011070*28140165130100110130100*80*25100*80*3010065*2313015012010080120145100*80*30100*80*4020*11020*70*28140165130125110130125*80*25125*80*3010065*23130150120120145125*80*30125*80*4011070*28140165130100100110130100*100*25100*100*3020*10020*65*23130150120120145100*100*30100*100*4011070*28140165130125120150125*100*30125*100*3522*11022*80*28140165130140170125*100*35125*100*4513080*33160190150十、参考文献1、姜奎华主编的 冲压工艺与模具设计 机械工业出版社2、太原重型机械学院 李天佑 主编冲模图册 机械工业出版社3、模具实用技术丛书编委会冲模设计应用实例 机械工业出版社4、郑家贤 编著冲压模具设计手册机械工业出版社5、中国机械工程学会 中国模具设计大典3 江西科学技术出版社6、梁炳文主编 冷冲压工艺手册 北京航空航天大学出版社7、吴伯杰主编 冲压工艺与模具 电子工业出版社8、江维健主编 冷冲压模具设计 华南理工大学出版社9、华玉培主编 冷冲压机模具设计 山东科学技术出版社10、模设计手册编写组编著 冲模设计手册 机械工业出版社11、丁松聚主编 冷冲模设计 机械工业出版社12、何铭新、钱可强主编 机械制图 高等教育出版社13、郝滨海编著 冲压模具简明设计手册 化学工业出版社14、王新华主编 冲模设计与计算手册 机械工业出版社十一、设计的感想两周的冲压模具课程设计结束了，说是两周，实则一周半，有两科考试在这段时间进行，因而无暇