模具设计说明书882011471.docx

冲压模具设计说明书设计者： 惠 俊学 号：2009301241班 级：05010903班时 间：2012年9月目 录1. 冲压件分析22. 工艺分析与工艺方案选择22.1 拉深工艺性22.2 翻边工艺性33. 分析并确定冲压工艺方案33.1模具对工序的要求33.2基本工序链33.3冲压工艺方案的选择44.排样方案的选择4 4.1排样4 4.2排样对工序的要求45.工艺参数的计算46.设计冲压模具56.1设计模具结构66.2模具零件设计87.压力机的选择138.参考文献141. 冲压件分析（1）冲压件的精度等级为8级，模具精度选为IT6级以保证冲压件的精度要求。（2）冲压件形状如图1，形状简单，便于排样、废料少。66885检签打在标竿上冲压件图1 工件图（3）内孔为光滑圆孔，外形无尖锐清角，对冲裁的凸模和凹模无不利影响。因此外形可以一次冲裁。模具的凸模和凹模可以是整体式，也可以是镶拼式。（4）孔的尺寸为52.8mm对照【1】表23知不属于小孔冲裁，冲孔凸模不必采用护套结构。2.工艺分析与工艺方案选择2.1 拉深工艺性（1）极限拉深系数 工件的材料为LY21M，查【2】表410可知极限拉深系数为，工件的拉伸系数m=dD=6685=0.78,大于极限拉伸系数，故可通过一次拉深使工件成形。（2）板料相对厚度t/D0 相对厚度为0.8/85=0.009，相对厚度大，不易引起失稳起皱，从而减小压边力，减小由压边力引起的摩擦，减小筒壁的拉应力，提高了拉伸性能。2.2 翻边工艺性（3）翻边系数 选取翻边高度为h=8mm,则预冲孔直径d=D+1.14r-2h=66+1.14*2-2*8=52.28mm,翻边系数m=d/D=52.28/66=0.79。查【2】表5可知铝板的极限翻边系数为0.7，因此可以一次翻边成形。3. 分析并确定冲压工艺方案冲压件工艺性表明，冲压件的工序有落料、拉深、冲孔、翻边。还得从排样、模具方面进一步对工序进行考察，是否需要增加或改变工数。3.1 模具对工序的要求从工序件在模具中的定位来看，工件自身带的孔66可以用来实现导正定位，毛料初始定位可用导料板和挡料销来实现定位。因此，没有必要增加辅助工序。3.2 基本工序链如果对落料、拉深、冲孔、翻边四个基本工序进行排序，可以有24种不同顺序的工序链，但冲孔必须在翻边之前，拉深也必须在冲孔之前。由此产生如下四种基本工序链：（1） 落料拉深冲孔翻边 （2） 拉深落料冲孔翻边 （3） 拉深冲孔落料翻边 （4） 拉深冲孔翻边落料3.3 冲压工艺方案的选择以上四种工艺方案均为可选方案，考虑到加工的精度以及模具设计的繁简程度，如果不首先去除毛料，后续加工精度将受到影响。因此，方案（1）是最佳方案。4. 排样方案的选择4.1 排样毛坯为120mm的圆板，冲压成形的工件为85mm,排样方式只有一种，如图2所示. 4.2 排样对工序的要求按图2所示的排样方法，毛料有充足的富裕，不影响后续工艺，与前面的工艺性分析也没有矛盾，是可行的。5.工艺参数的计算 图2 排样图（1）冲裁力冲裁力P=LtKP，L为冲裁件的周长，L1=D=266.9mm, L2=d=165.4mm。t为毛料厚度,t=0.8mm,KP为材料的抗拉强度，通常KP=0.70.9b,查【1】表16的铝板的屈服极限b=130MPa。带入公式得冲裁力P1=23.02kN. P2=13.76kN.（2）拉深力F拉=3b+s(D1-d-r凹)其中b为材料的抗拉强度，s为材料的屈服强度，d为拉深凹模直径，查表得s=325MPa,计算得F拉=29.40kN。（3）卸料力和顶件力P卸=K卸P查【4】表315得K卸=0.08，求得最大卸料力P卸max=2.35kN顶件力:P顶=顶P查【4】表315得K顶=0.07，求得最大卸料力P顶max=2.06kN（4）压边力查【2】表447压边力可按下列公式计算F=4D2-(d+2rd)2pP=48(1m-1.1)Dtb10-5式中p为单位压边力，m为拉深系数，m=0.74代入数据压边力F=4295.8N(5)翻边力查【2】表56翻边力可按下列公式计算F=1.1(D-d)tsD=66mm,d=52.68mm,代入数据求得F=5980.9N6. 冲压模具设计其实，在分析冲压工艺方案的时候，已经考虑了相应的模具特点，针对已选定的最佳冲压工艺方案来设计模具，方案（1）中的各个工序是在同一工位上完成的，模具类型相应的以复合模为好，能满足冲压件的生产批量要求。6.1 设计模具结构设计模具结构是在最佳冲压工艺方案的基础上，设计复合模。模具结构如图3所示，下面将阐述主要结构的设计思想。 图3 模具结构图（1） 送料方式送料方式有自动送料和和人工送料。自动送料适合大批量生产，但要求模具、冲压设备有可靠的、自动化程度高的安全控制装置。就目前一般工业水平的企业而言，安全控制装置的设备较少，采用自动送料就受到很大程度的限制。事实上，人工送料更切合生产实际，更为普通。因此，本模具中采用人工送料方式。（2） 板料定位装置圆板毛料送入模具后，上下方向由导板2定位。考虑到毛料的形状为圆形，横向和纵向可由弹簧挡料销进行定位。具体过程为：毛料被送入模具，布置在导板后方对称分布的两个弹簧挡料销25组织了毛料的继续运动，实现横向定位，导板前方的弹簧挡料销弹起，限制了毛料的前后运动，从而实现纵向定位。由于毛坯有充分的富余，且后续工序有凸、凹模定位，故不再设置导正销进行精定位。（3）卸料和压料装置固定卸料装置适于厚度大于0.8mm的板料冲压，其结构简单，但是却没有压料功能。弹性卸料装置结构较复杂，它不仅能卸料，也能将料压紧。工件落料时需将板料压紧，由压边圈5进行压紧。工序件拉深、冲孔时必须将料压紧，拉深、冲孔后，又必须将板料从凸模、凹模上卸下。显然，选择弹性卸料装置更为合理。上模卸料装置由带肩推板7和推杆17组成，下模卸料装置由卸料板3和托杆23组成。（4）废料出模冲裁废料有两部分：落料圆环、冲孔52.8mm。废料出模分下出模（凹模位于下模时，废料通过凹模洞和下模座漏料孔或排料槽排出）、上出模（凹模位于上模时，废料通过凹模洞和上模出料通道排出）和中间出模（废料被打落或顶在下模上表面，板料送进时顺便推出或用专用工具取出）。落料圆环采用中间出模，而冲孔废料采用下出模，并相应地设计了专门的废料出模孔。（5）工件出模成形后的工件采用中间出模方式。板料送进时顺便推动工件前移，由模具后方取出。（6）工作零件的相对位置冲裁凸模（拉深凹模）6、冲孔凸模8按照由下到上的顺序设置在上模部分，相应的凸凹模8设置在下模部分，便于废料的排除。他们的空间位置与冲压工艺方案（1）一致，中心位于同一直线上。6.2 模具零件设计（1）冲裁凸模（拉深凹模）6的设计 选择结构类型 冲裁凸模用以落料，同时在拉深时作为凹模，由于内部有冲孔凸模及推板等结构，落料部分又是圆形，因此设计为空心圆柱形，其内径为D=66mm,翻边高度h=7.8mm,预冲孔直径d=D+1.14r-2h=52.68mm。拉深高度h=H-h+r+t=3mm。由拉深前后面积不变可得：D1=(D2+4dh)计算得冲孔凸模外径D1=89.54mm。考虑到凸模受多次冲击，易于松动，采用固定牢靠的凸缘结构，其结构如图4所示：图4 冲裁凸模结构计算刃口工作部分尺寸 冲压件生产批量大，模具的凸模、凹模应具有互换性，以延长寿命。因此凸模、凹模的刃口工作部分尺寸的加工不宜采用配合加工，应采用分开加工制度。相应的模具刃口工作部分尺寸的计算应以分开加工制度为基础。根据【1】表228，按冲裁工序计算公式 dp=(d+x)-pdd=(d+x+Zmin)+d计算冲裁凸模刃口部分尺寸，其值列于表1表1 冲裁凸模刃口工作部分尺寸d+xZmaxZminpddpdd88.10+0.04610.0320.0240.0030.00488.146-0.00388.170+0.004X磨损系数，由【1】表231查得。Zmax、Zmin由【1】表224查得。p、d由【1】表230查得。|p|+|d|Zmax-Zmin关系成立。确定结构尺寸 该冲裁模不属于标准模具，其结构尺寸要在设计过程中确定。选择模具材料 查【1】表734冲裁模具栏，供选用的材料有Cr12MoV、GCr15、120GrW2MoV、T10A等，因毛坯材料为LY12M,选T10A作为模具材料较为合理。同理，冲孔凸模8与凸凹模4也一并选用T10A。确定技术条件 冲裁凸模6与固定板的配合性质参照【1】图276采用H7/m6,表面粗糙度查【1】表85可相应的确定，硬度由【1】表734查得HRC=6062,为使凸模尾部有一定韧性，对尾部回火至HRC=4050,形状位置公差可以参照形位公差国家标准确定。冲孔凸模8与凸凹模4的技术条件同上。校核强度 校核冲裁凸模6的强度，包括压应力校核、弯曲应力校核和接触应力校核，这里只考虑前两种。a.压应力校核 根据【1】67页公式 dmin=4t/压 （mm）计算，将t=0.8mm,=130MP、压=300MP代入公式得等式右边为1.39mm，凸模最小断面直径dmin1.39mm，抗拉强度足够。b.弯曲应力校核 由【1】68页公式凸模伸出固定板的最大长度应满足 Lmax90(D12-D2)/P 将D1 =88.10mm,D=66mm,P=23.02kN代入公式，右边等于2027.1mm,凸模6的Lmax2027.1mm,抗弯刚度足够。(2)设计冲孔凸模8选择结构类型 料厚0.8mm，孔的直径为52.68mm，为了提高凸模的强度和刚度，选择台阶式结构凸模在固定板中不宜采用铆接式、胶接式、低熔点合金浇铸式，又因为冲孔凸模不属于易损件，没必要采用易换结构，为了固定可靠，采用凸缘式 为好，其结构如图5： 图5 冲孔凸模结构 计算刃口工作部分尺寸 计算方法同冲裁凸模，现将其值列于表2。表2 冲孔凸模刃口工作部分尺寸d+xZmaxZminpddpdd52.68+0.04610.0320.0240.0020.00352.726-0.00252.750+0.003X磨损系数，由【1】表231查得。Zmax、Zmin由【1】表224查得。p、d由【1】表230查得。|p|+|d|Zmax-Zmin关系成立。确定结构尺寸 根据冲孔凸模的结构类型，可参照JB/T 8057.2-19 B型圆凸模来确定结构尺寸。其中长度L=60mm,l=30mm,h=3mm。校核强度 a.压应力校核 根据【1】67页公式 dmin=4t/压 （mm）计算，将t=0.8mm,=130MP、压=300MP代入公式得等式右边为1.39mm，凸模最小断面直径dmin=52.68mm1.39mm，抗拉强度足够。b.弯曲应力校核 由【1】68页公式凸模伸出固定板的最大长度应满足 Lmax90d2/P 将d=52.68mm,P=23.02kN代入公式，右边等于1651.9mm,凸模6的Lmax=60mm1651.9mm,抗弯刚度足够。（3）设计凸凹模 凸凹模既是冲孔凹模，又是拉深凸模，在此主要设计拉深凸模。结构形式 拉深件外形是圆筒形，因此凸凹模外形应取圆形，D=66mm,为防止拉裂，减小拉应力，凸模底部边缘应倒圆，取圆角半径R=2mm,凸凹模内部空心，为冲孔凹模，d=52.68mm,为了方便落料，期内倒角r=2mm。固定方式依然采用凸缘结构，理由同冲孔凸模，其结构形式见图6.图6 凸凹模结构确定主要结构尺寸 凸凹模作为冲孔凹模的同时，也是拉深凸模 ，其外形尺寸及内部尺寸已经确定，如图6所示，长度尺寸则依赖于装配来确定。校核强度 a.压应力校核 凸模最小断面直径dmin=66mm0.8mm，抗拉强度足够。b.弯曲应力校核 由【1】68页公式凸模伸出固定板的最大长度应满足 Lmax90(D12-D2)/P 将D1 =66mm,D=52.68mm,P=23.02kN代入公式，右边等于941.0mm,凸模6的Lmax941.0mm,抗弯刚度足够。(4)其他零件的设计 为了简化模具设计的过程，垫板、固定板、模座等均选用标准零件，查【3】第六章冲模零件设计，具体标准如下： 上下模座、模架查【2】表673，选后侧导柱模架下模座（GB/T 2851.3-1990）160160，上模座16016040，下模座16016045，A型导柱28150，导套2810038。 垫板查【2】表671圆形垫板（JB/T 7643.6-1994）D=160mm,H=6mm。 固定板查【2】表670圆形固定板（JB/T 7643.5-19）D=160mm,H=12mm。 模柄JB/T 7646.3-19 查【2】表664，选A型凸缘模柄（JB/T 7646.3-1994），d=40mm,极限偏差0.050mm. 推杆、托杆 查【2】表647顶杆（JB/T 7650.3-1994 ）d=8mm,推杆L=35mm托杆L=60mm. 顶板查【2】表648A型顶板（JB/T 7650.4-1994）D=40mm,H=6mm.7.压力机的选择模具的闭合高度H=180mm,最大高度Hmax=220mm,最大冲压力Pmax=P1=