冲压模具课程设计说明书.doc

课 程 设 计 报 告题目： 冲孔落料模具设计 专业：材料成型及控制工程姓名： 韩洪波 导师： 赵茂俞 时间： 2011年6月29日 目录第1章、设计课题2第2章、设计内容32.1 制件的工艺性分析及工艺计算32.1.1 工艺分析和确定冲压方案32.1.2 排样及工艺计算 32.2 冲压力及压力中心的计算42.3 凸模 凹模 凸凹模刃口及结构尺寸计算62.3.1 计算模具刃口尺寸62.3.2 落料凹模结构尺寸计算 72.3.3冲孔凸模与凸凹模结构尺寸确定 92.4 模具总体结构设计112.4.1送料定位机构设计 112.4.2卸料机构设计 122.4.3 出件机构设计 122.5 其他零件尺寸的确定 122.6 压力机的确定 13第3章、建模 装配体及工程图153.1 三维图153.2爆炸图153.3 工程图16结束语16参考文献17一、设计课题材料：A3材料厚度： 2mm二、 设计内容2.1.1冲压件工艺分析 图2.1.1此工件冲孔落料两个工序，材料为A3，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个直径为90和50的孔，两者之间的距离满足要求。工件全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度低，普通冲裁完全满足。确定冲压工艺方案可以有如下三种方案：先落料后冲孔，采用单工序模落料冲孔复合模冲压，采用复合膜冲孔落料级进模冲压，采用级进模方案一模具结构简单，但需要有两副模具，成本高而且生产效率低难以满足需要方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但成本高。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。2.1.2 排样及工艺计算2.1.2.1排样 零件外形为圆形 ，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件为中等批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用单排结构。如图所示2.1。图2.1 排样图 2.1.2.2 搭边查参考文献冲压工艺与模具设计 ，确定搭边值，。当t=2时，a=1.5，b=1.22.1.2.3条料宽度 B=D+2a=80+2*1.5=93mm (公式2.1.2.3)2.1.2.4材料利用率 （公式2.1.2.4）式中 一个歩距内冲裁件数目； A冲裁件面积（包括内形结构废料）； S歩距长度； B板料宽度；取：n=1; A=*45=6358.5；S=91.2；B=93 =6358.591.2*93=75.0%2.2 冲压力及压力中心的计算2.2.1 计算冲压力 2.2.1.1 冲裁力 冲裁力公式为 （公式2.2.1.1） 式中 冲裁力； 冲孔冲裁力； 落料冲裁力。2.2.1.2 冲孔冲裁力 （公式2.2.1.2）式中 K系数（取K=1.3）； 孔的个数，n=1。 冲孔周长，mm 材料厚度， 材料抗剪强度，查参考文献知A3（Q235），取MPa。 =257530N=142.87KN2.2.1.3 落料冲裁力。 （公式2.2.1.3） mm 所以 2.2.1.4卸料力。 （公式2.2.1.4） 式中 卸料系数，查参考文献知0.05，取。 所以 KN2.2.1.5 推料力 （公式2.2.1.5） 式中 推料系数，查参考文献1取。 同时卡在凹模洞孔内的件数，。 所以 KN2.2.1.6 顶件力 （公式2.2.1.6） 式中 顶件系数，查参考文献取。 所以 KN 2.2.1.7 总冲压力冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，总的冲压力为458KN 初选压力机：JB23-63。 2.2.2 计算模具压力中心 由于该零件完全对称于相互垂直大大两条多层次线，所以模具的压力中心在几何图形的狭槽点上。2.3 凸模 凹模 凸凹模刃口及结构尺寸计算2.3.1计算模具刃口尺寸 模具采用复合模结构，计算刃口尺寸时宜采用尺寸转换法计算。零件上包含两个尺寸：落料尺寸；冲孔尺寸；查得冲裁模刃口双间隙mm， mm。则1）落料刃口尺寸计算：的凸凹模的制造公差由表查得 ， 。 由于 ， 故采用凸模与凹模 分开加工方法，由表查得X=0.5，则： 其工作部分结构尺寸如图所示：2）冲50mm孔刃口尺寸计算：的凸凹模的制造公差由表查得，.由于 ,故采用凸模与凹模分别加工方法，由表查得X=0.5 ，则： ,其工作部分结构尺寸如图所示： 2.3.2落料凹模结构尺寸计算落料凹模尺寸如图所示。 图2.3.22.3.2.1厚度 （公式2.3.2.1） 式中 凹模的理论厚度。mm进一位取整数取 mm查参考文献知刃磨余量为 。所以凹模厚度为 41+6 = 47mm。由图查知凹模厚度H=35mm。所以将凹模做成一块凹模板和一块夹板相拼的结构。综合模具结构设计，取凹模厚度mm，夹板厚度为12mm。2.3.2.2 凹模板直径 零件外形为圆形，而且完全对称，所以将凹模板做成圆形。 （公式2.3.2.2） 式中 切断轮廓线到凹模边缘的尺寸，轮廓为平滑曲线时， （公式2.3.2.2） 所以 mm 查参考文献2按推荐值取 mm 所以凹模板外形尺寸2.3.3冲孔凸模与凸凹模结构尺寸确定 图2.3.3 凸模尺寸2.3.3.1冲孔凸模长度如图所示 (公式2.3.3.1.1) （0.60.8） (公式2.3.3.1.2) (公式2.3.3.1.3) (公式2.3.3.1.4)式中 凸模固定板厚度； 冲孔凸模厚度； 凸模自由长度。 取 =31mm （0.60.8）=（0.60.8）18.624.8mm，取20mm。mm（考虑到在落料前冲孔凸模先接触板料，所以取 mm）。 =20+47.5=67.5mm2.3.3.4 凸凹模工作尺寸计算图2.3.3.41）凸凹模长度确定 mm式中 卸料板厚度，取mm； 凸凹模固定板厚度，（0.60.8）=（0.60.8）28.237.6mm，取mm。2）凸凹模壁厚校核查参考文献知，倒装复合模凸凹模最小壁厚（料厚mm）；本设计中所以凸凹模壁厚校核合格，按图设计的凸凹模符合要求。3）其他漏料孔直径取，刃口直边设计存三片料，高为6mm，凸凹模和凸凹模固定板之间在装配时安装止转销防转。2.4 模具总体结构设计冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大，因此凸凹模的壁厚应严格控制，以免强度不足。经分析，此工件有一个孔，若采用正装式复合模，操作很不方便；另外，此工件无较高的平直度要求，工件精度要求也较低，所以从操作方便、模具制造简单等方面考虑，决定采用倒装式复合模。2.4.1送料定位机构设计采用挡料销纵向定位，安装在活动卸料板之上。工作时可随凹模下行而压入孔内，工作很方便.2.4.2卸料机构设计 2.4.2.1条料的卸除 采用弹性卸料板。因为是倒装式复合模，所以卸料板安装在下模。 2.4.2.2 工件的卸除 采用打料装置将工件从落料凹模中推下，罗在模具工作表面上。2.4.2.3 冲孔废料的卸除下模座上采用漏料孔排出。冲孔废料在下模的凸凹模内积聚到一定数量，便从下模座的漏料孔中排出。 2.4.3 出件机构设计 因为是复合模结构，所以采用上出件机构2.5 其他零件尺寸的确定2.5.1 凸凹模固定板凸凹模固定板形状与凹模板一致，厚度为24mm。2.5.2凸模固定板凸模固定板将凸模固定在模座上，其平面轮廓尺寸与凹模板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6、H7/n6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。凸模固定板为圆形，厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，材料为Q235 20mm2.5.3垫板冲裁时，如果凸模的端部对模座的压应力超过模座材料的许用压应力，这时需要在凸模端部与模座之间加上一块强度较高的垫板。即下列情况下雨加垫板。式中 凸模端面的压应力，其数值为； 模座材料下雨压应力，其数值：铸铁约为100MPa，钢约为200 MPa； 冲裁力； 凸模上端面面积。垫板淬硬后两面应磨平，表面粗糙度Ra0.320.63。由于本套模具选用压入式模柄，在上模座与凸模固定板之间也必须安装垫板，厚度取为35mm。下面校核一下凸凹模与下模座之间是否下雨加垫板。已知凸凹模下端面直径mm，所以 所以 模座采用铸铁，所以不用加垫板。2.5.4卸料板卸料板同样为圆形板，直径和凹模板一致，厚度为10mm。卸料板材料选A3或（45）钢，不用热处理淬硬。取卸料板与凸凹模的双面间隙为0.10.3mm.卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10mm，螺纹部分为M1010mm。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面lmm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。2.5.5模座根据凹模板的尺寸，模座采用标准的中间导柱圆形模座，材料采用HT200。标记为：上模座 GB/T2855.1190；下模座 GB/T2855.1920。2.6 压力机的确定模具的闭合高度为H闭=H上模 H垫L H H下模h2 =（45+67.5+35+27+24+50-3.5）mm=265mm 式中 L凸模长度，L=67.5mm； H凹模厚度，H=35mm； h2凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=3.5mm。选择压力机JB-23-63公称压力630KN最大闭合高度460mm最小闭合高度220mm调节量为90mm 所以压力机工作台尺寸，一般工作台面尺寸每边应大于模具下模座尺寸5070mm，所以压力机合格，可用三、建模 装配体及工程图3.1proe三维图2爆炸图3.3 工程图四结论通过对连接板零件冲孔落料复合模的设计，更深一层地了解冲裁模的设计流程，包括冲裁件的工艺分析、工艺方案的确定、模具结构形式的选择、必要的工艺计算、主要零部件的设计、压力机型号的选择、总装图及零件图的绘制。在设计过程中，有些数据、尺寸是一点也马虎不得，只要一个数据有误，就得全部改动，使设计难度大大增加。条料送进时利用固定挡料销定步距。操作时完成第一步后，把条料向上抬起向前移动，移到刚冲过的料口里，再利用导料销继续下一个工件的冲裁。重复以上动作来完成所需工件的冲裁，首次定位用初始挡料销。通过本次冲压模具课程设计，是我对模具有了更深的认识，同时深刻认识到要成为一名优秀的模具设计人员还有很长的路要走，而非一朝一夕之事。再有，通过本次设计为今后的毕业设计，未来的工作奠定了一定的基础。本次设计是在导师赵茂俞教授的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢参考文献：1 翁其金，徐新成. 冲压工艺及冲模设计M. 北京：机械工业出版社，2004.72 林玉琼 许华昌等 冷冲压模具设计 华南理工大学出版社 2005.73 邓明. 实用模具设计简明手册M. 北京： 机械工艺出版社