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178 固定垫板冲裁模具设计【任务书+毕业论文+cad图纸】【全套机械资料】,固定,垫板,模具设计,任务书,毕业论文,cad,图纸,全套,机械,资料

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固定垫板冲裁模具设计 姓名：刘礼 班级： 机制 052 学号： 20050434 课题类型 ： 毕业设计 指导老师： 樊十全老师 专业： 机械设计制造及其自动化 设计零件图样 零件名称：固定垫板 冲压技术要求 材料： 材料厚度： 生产批量：月产 47万件 精度要求：保证中心孔与外形轮廓的一定位置精度 冲裁模设计程序及步骤 图样所示零件均未标注公差的一般尺寸 ,按惯例取公差等级 ,符合一般冲压的精度要求 ,模具精度取 可。 图样零件材为 板 ,能够进行一般的冲压加工 ,市场上也容易得到这种材料 ,价格适中。 外形落料的工艺性 : 零件属于中小零件 ,材料厚 t= 形简单 ,结构对称 ,是由圆弧和直线组成 ,尺寸精度要求一般 ,因此可用冲裁落料工艺。 冲孔工艺 : 冲中心孔孔径为 20 小孔孔径为 10 心孔与两个小孔之间距离为 5 料 =310 380般冲孔模可冲压的最小孔径为 dt=2.5 故各孔均符合冲压工艺要求。孔尺寸精度要求一般可采用冲孔工艺。 综合以上几个方面的情况可认为图样所示主要冲压工序的工艺性良好。 图样所示零件所需的基本工序为冲孔、落料。可拟定出如下工艺方案 : 方案 即 :冲孔 (中心孔 ) 冲孔 (小孔 )小孔 ) 落料。 方案 即 :落料 冲孔 (中心孔和小孔 ) 。 方案 方案 采用方案 1、 2工序太多会使工件尺寸的积累误差加大 ,生产率低 ,操作不方便也不安全 ,但模具简单 ,制造周期短 ,不过工序分散 ,模具和设备数量要求多。 采用方案 3零件生产率提高 ,尺寸精度较好 ,使用的设备较少 ,产品质量高 ,但复合模具结构复杂 ,制造精度要求高，成本高且模具寿命较低。 采用方案 4生产率提高 ,尺寸精度可以保证 ,模具寿命长 ,但设计制造也复杂。 比较各个方案 ,方案 4适合在大批量生产用任意几何形状板类零件冲裁 ,而且比较简单，内孔数量不太多，能够保证产品的质量 ,生产效率也高 ,使用寿命长。 综合生产成本方案 4更经济 ,现确定用此方案进行生产。 根据给定的产量的要求 ,按每月 22天 /每天 8小时计 ,实行单班生产 ,则每分钟的产量是 45件。 因此采用普通板人工送料 ,即可满足生产的需要。 根据市场的供应情况原材料选 10002000 对所示零件 ,依据条料的供应形式，被冲零件形状及尺寸变形关系，典型的排样方案有两种如下图 : 采用第一种方案要求条料宽度小 ,模具宽度小 ,但模具会较长 ,而且送进步距长 ,不便实现快速生产。 采用第二种方案模具宽度增加 ,但模具长度会缩短 ,送进步距小 ,便于提高生产效率。 两种方案的材料的利用率相当 ,在同样保证产品质量的情况下 ,根据少（无）废料及最佳经济原则，方案二的生产效率较高 ,所以考虑拟用第二种排样方案。 4零件排样分析 根据零件的冲压要求 ,所以该零件的冲压适于落料型工序排样。设定工序排样为：（ 1）冲中心孔 20，（ 2）冲两个小孔 3）落料。 冲裁位置的确定既是确定凹模形孔的分布位置，工位数及各工位的作业内容，明确零件在模具的冲制顺序。 如图所示 ： 根据以上几个方向的设计 ,经综合分析比较 ,可确定图样所示零件的冲压工序排样图如图所示，采用直排的排样方式，零件的冲制用三工位级进模。 第一工位：冲中心孔 第二工位 : 冲小孔 (两个小孔一个工位完成 ) 第三工位 : 落料 冲缺口 外形落料 冲小孔 冲中心孔 查表（搭边数值表）知，搭边值为： 沿送进方向搭边为 =2 向搭边为 =2.5 此可算出步距初定为： S=c+ =2 （ 5+15） +2=42 中： 由此可以算出一个步距内材料的利用率为： = 100%= 100%=式中： 由利用率可知，排样合理。 模具结构采用初始挡料销和挡料杆定距装置，并在条料的送进过程中安有侧压装置，这样能使条料始终紧靠同一侧导料板送进，因此只须在条料与另一侧导料板间留有间隙，故按下式计算，查表得： =5 条料宽度： B=（ a)=（ 70+2 75 料板之间的距离： A=B+Z= a +Z =70+2 =80 中： 向）偏差（ 条料宽度定为 B=75 步距为 S=42 步距精度 : 工位数为 n=3 ； 由轮廓尺寸精度查得 根据冲裁的间隙 从修正系数表中查得 K= 根据经验公式 : T/2 = 取 T/2= T/2 由钢板尺寸规格 10002000可将板料按下图所示裁成条料进行冲压 ,这样每块板裁成 13条长度为 1972度为 75 每整块钢板可冲的零件数为 47个 13=611个 ,正常情况下每月使用 770张钢板，每张钢板的重量约为 13 以每月需要 10010设每吨钢材 2725元 ,则算出每个零件的材料成本约为 按工序排样图所示 ,该零件冲压力由多个部分组成 : 冲孔力 F :由四个部分组成 ,即 中 落料力 推件力 三个部分组成 ,冲中心孔和两个小孔及冲外形轮廓还有冲缺产生的力。 (1)F=b N); 般 由设计手册查得 b=310 b=343正系数 b= b= b= (2) b=2(5+5+40)+30 343= (3)计算推件力公式为 :Ft= N) n K 由表推件力系数查出 k= n=h/t 由模具设计手册查得 h=5 mm,n=5/2= 推件力： t3= t4= 则有 : (4)总的冲压力近似为 : 1(=70069=18 用解析法作法如下 : 任意选取一点为原点，送料的反方向为 如图所示： 由压力中心计算公式 :234(2+4) 234(2+4) 取 57,15,3,0, 0 将 F=可求得 : 0=40 即压力中心在落料中心偏右距离为 6. 模具结构示意图 模刃口尺寸计算 落料凸凹模的刃口尺寸由于零件的外形比较复杂 ,为保证零件冲压精度要求，采用凸、凹模配合加工的方法加工 ,落料时应以凹模为基准来配作凸模 ,根据凹模磨损后的尺寸变化情况将零件各尺寸分类 :C。如下图所示： 根据零件的形状，凹模磨损后其尺寸变化有两种情况： （ 1）凹模磨损后变大的尺寸（图中 ，即按一般落料凹模尺寸公式计算， 查表得 =按行业标准查制造精度得 1= 2 = =(A 1) =( = =(A 2) =( =d 1 0 +1d 0 + 0 +d 2 0 + 2d 0 + 0 + (2)凹模磨损后无变化尺寸 (图中 C),零件尺寸标注为 5。 按行业标准制造精度查手册得 = =c+ =5 =5 表得 可以保证双边间隙为 凸模尺寸按凹模实际尺寸配做 , A ， A ， C A ， C ， A ， C 相对应的冲裁件的基本尺寸 当标注为 + 或 时取 = /4；当标注为 时取 = /8。 A = A = 凸模的尺寸为相应的 5 d d 1d 2d d 12 1d 2d d d d d d d d 1d 0 +d 0 + 如下： 零件排样样图冲 压 零 件 厚 度 t = 2 . 5 m m 谢谢 欢迎各位老师批评指正！ 固定垫板冲裁模具设计 1 固定垫板冲裁模 具 设计 压的概念、特点及应用 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的 冲模 对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程 技术 。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所 需冲件的 一种工艺装备 。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺 与 模具 、 高效的冲压 设备 和冲压材料 构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工 等 其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下 ： (1)操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚 至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 （ 2） 一般不破坏冲压件的表面质量 ,而模具的寿命一般较长 ,所以冲压的质量稳定 ,互换性好 ,具有 “ 一模一样 ” 的特征。 （ 3） 状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高 ，冷冲压产品壁薄、质量轻、刚度好。 （ 4） 料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的 无切削 加工方法，冲压件的成 本较低。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品 ，制造成本高。 所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。 固定垫板冲裁模具设计 2 冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如 机械制造 、 车辆生产 、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则 60%以上，多则 90%以上 。不少过去用锻造 、 铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数 已经 被质量轻、刚度好的冲压件所代替。 通过冲压加工，大大提高了生产效率，降低了成本。 因此可以说，如果生产中不采用冲压工艺，许多工业部门 的产品 提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。 压的基本工序及模具 由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸 、 精度要求 及生产批量 又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而 获得一定形状、尺寸和 切 断面质量的冲压 件 （俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深 、 成形 和立体压制五 种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少 ， 而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用 组合工序，即把两个以上的单独工序组成的一道工序，构成所谓复合、级进、复合 复合冲压 在压力机的一次工作行程中，在 一副 模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。 级进冲压 在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合 在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。 冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为 落料模、冲孔模、切断模、切边模、切舌模、剖切模、整修模、精冲模等 ；按工序的组合方式可分为单工序模 （俗称简单模） 、复合模和级进模 （俗称连续模） 等 。 尽管有的冲裁俗称简单模很复杂，但总是分为上模和下模。 上模 一般 固定在压力机 的滑块 上， 下模固定在压力机的工作台上 。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模 等 ）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。 固定垫板冲裁模具设计 3 压技术的现状及发展方向 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲 压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下 ： (1)冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（ 有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的 可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。 研究 和 推广 应用旨在 提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种 冲 压新工艺，也是冲压技术的发展 重要趋势 。目前，国内外相继涌现并迅速用于生产的冲压先进工艺有 精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。 这些冲压先进技术在实际生产中已经取得并将进一步取得良好的技术经济效果。 (2)冲模 是实现冲压生产的基本条件 目前 有两种趋向应给予足够的重视 :一是模具结构与精度正朝着两方面发展 。 一方面 ,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具 术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了 迅速发展。 二是模具设计与制造的现代化 。 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术 在模具技术中得到广泛的应用，使模具设计与制造水平发生了深刻的革命性的变化。目前最为突出的是模具这方面，国际上有许多应用成熟的计算机软件，我国不但能消化、应用国外的有关软件，少数单位还能自行开发或正在开发模具 一些行业，如汽车行业的主要模具企业，实现了模具 体化。尽管其总体水平与国际上的还有差距，但它代表了我 国模具技术的发展成果固定垫板冲裁模具设计 4 与发展方向。 (3)性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。 为了适应冲压新工艺的需要，研制了许多新型结构的冲压设备，为了满足新产品少批量生产的需要。 目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展， 为了提高生产效率和安全保障，应用各种自动化装置、 机械 手 乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷 纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达 97%；公称压力为 250000次 /多功能压力机方面，日本 丰 田公司生产的 2000压中心”采用 制，只需 5料和调整工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的 属板材加工中心，在 相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的 4 10 倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。 (4)模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达 70% 80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零 件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在 40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问 题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。 固定垫板冲裁模具设计 5 设计要求 :设计该零件的冲裁模 冲压件图如下图所示 : 图 1压技术要求 : 1. 材料 : 2. 材料厚度 : 2.5 3. 生产批量 ： 大批 量 生产， 月产 470000件 ； 4. 精度要求： 保证中心孔与外形轮廓 一般 相对位置 精度。 艺性分析 和方案确定 件的工艺性分析 图样所示零件均未标注公差的一般尺寸 ,按惯例取 公差等级 ,符合一般冲压的精度要求 ,模具精度取 图样零件材为 板 ,能够进行一般的冲压加工 ,市场上也容易得到这种材料 ,价格适中 。 外形落料的工艺性 : 零件属于中小零件 ,材料厚 t= 2.5 形简单 ,结构对称，是由圆弧和直线组成， 尺寸精度要求一般 ,因此可用冲裁落料工艺 。 冲孔工艺 : 冲中心孔孔径为 20 小孔孔径为 10 心孔与两个小孔之间距离为 5料 310 380般冲孔模可冲压的最小孔径为 d t=2.5 个孔均符合冲压 工艺要求。 孔尺寸精度要求 一般 可采用冲孔工艺 。 固定垫板冲裁模具设计 6 综合以上几个方面的情况可认为图样所示主要冲压工序的工艺性良好 。 定 合理冲压 工艺方案 图样所示零件所需的基本工序为冲孔 、 落料 。 可拟定出如下工艺方案 : 方案 工序模 分四次加工 ， 即 :冲孔 (中心孔 ) 冲孔 (小孔 )小孔 )落料。 方案 工序模 和复合模分两次加工 ， 即 :落料 中心孔和小孔 )。 方案 方案 进模冲制 。 采用方案 1,2会使工件尺寸的积累误差加大 ,生产率低 ,操作不方便也不安全 ,但模具简单 ,制造周期 短 ,不过工序分散 ,模具和设备数量要求多 零件生产率提高 ,尺寸精度较好 ,使用的设备较少 ,产品质量高 ,但复合模具结构复杂 ,制造 精度要求高，成本高， 且模具寿命较低 ； 采用方案 4生产率提高 ,尺寸精度可以保证 ,模具寿命长 ,但设计制造也复杂 ； 比较各个方案 ,方案 4适合 在大批量生产用任意几何形状板类零件，而且形状比较简单，内孔数量不太多 ,能够保证产品的质量 ,生产效率也高 ,使用寿命长 ,减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现自动化生产， 综合的生产成本方案 4更经济 ,现确定用此方案进行生产 。 根据给定的产量的 要求 ,按每月 22天 /每天 8小时计 ,实行单班生产 ,则每分钟的产量是 45件 ,因此采用普通板人工送料 ,即可满足生产的需要 ， 根据市场的供应情况原材料选 100020002.5 型选择 由 所示零件 ,依据条料的供应形式、被冲压零件形状及尺寸变形关系， 典型的排样方案有两种如下图 : 图 3定垫板冲裁模具设计 7 采用第一种方案要求条料宽度 小 ,模具宽度小 ,但模具会较长 ,而且送进步距长 ,不便实现快速生产 。 采用第二种方案 模 具宽度增加 ,但模具长度会缩短 ,送进步距小 ,便于提高生产效率 。 两种方案的材料的利用率相当 ,在同样保证产品质量的情况下 ,根据少（无）废料及最佳经济原则， 方案二的生产效率较高 ,所以考虑拟用第二种排样方案 。 根据零件的冲压要求 ,所以 该 零件的冲压适于落料型工序排样 。 设定工序排样为： （ 1） 冲中心孔 20， （ 2） 冲两个小孔 （ 3） 落料 。 冲裁位置的确定既是确定凹模形孔的分布位置 ，工位数及各 工 位的作业内容， 明确零件在模具的冲制顺序。 如下图所示 ： 图 4根据以上几个方向的设计 ,经综合分析比较 ,可确定图样所示零件的冲压工序排样图如图所示 ，采用直排的排样方式， 零件的冲制用三工位级进模 。 第一工位 ： 冲中心孔 ； 第二工位 : 冲小孔 (两个 小孔 一个工位完成 )； 第三工位 : 落料 。 固定垫板冲裁模具设计 8 冲缺口 外形落料 冲小孔 冲中心孔 图 4步距大小 表 4 手送料 自动送料 料厚 圆形 非圆形 往复送料 a 1a a 1a a 1a a 1a 1 2 1 2 2 2 2 3 3 3 4 3 5 4 4 3 4 5 4 3 5 4 6 5 5 4 5 6 5 4 6 5 7 6 6 5 6 8 6 5 7 6 8 7 7 6 8以上 7 6 8 7 9 8 8 7 注：冲非金属材料（皮革、纸板、石棉等）时，搭边值应乘 2。 查表 4 ,搭边 值 为 : 沿送进方向搭边为 1a =2 向搭边为 a =2.5 此可算出步距初定为 ： S=c+1a =2（ 5+15） +2=42 定垫板冲裁模具设计 9 式中： ； 1a 。 由此可以算出 一个步距内 材料的利用率为： =100%=100%=式中： 裁 件 的实际面积（ ； ； 。 由利用率可知，排样合理。 模具 结构采用 初始挡料销和挡料杆 定距装置， 并在条料的送进过程中安有侧压装置，这样能使条料始终紧靠同一侧导料板送进，因此只须在条料与另一侧导料板间留有间隙，故按下式计算 ，查表 44 =5。 表 4度偏差 （ 部分 条料宽度 B/料厚度 t/ 1 1 2 2 3 3 5 50 0 100 4（ 部分 材料厚度 t/侧压装置 有侧压装置 条料宽度 B/料宽度 B/00以下 100 200 100 200 100以下 100以上 1 2 1 5 8 2 3 1 5 8 3 4 1 5 8 条料宽度： =（ ） 0 =（ 70+2 7508.0料板之间的距离： A=B+Z= +Z =70+2 =80 中： ； ； 固定垫板冲裁模具设计 10 向）偏差（ ； ； a ； 。 条料宽度定为 B=75 步距为 S=42 步距精度 : 工位数为 n=3 ； 由轮廓尺寸精度查得 T = 根据冲裁的间隙从 修正系数 表中查得 K= 根据经验公式 : 3 0 . 0 3 1 42 23T T K 取 2T = 2T ； T 品 材料成本 计算 由钢板尺寸规格 10002000可将板料按下图所示裁成条料进行冲压 ,这样每块板裁成 13条长度为 1972度为 75 图 4 每 整 块钢板可冲的零件数为 47个 13=611个 ,正常情况下 每 月使用 770张钢板 ， 每张钢板的重量约为 13 以每月需要 10010设每吨钢材 2725固定垫板冲裁模具设计 11 元 ,则算出每个零件的材料成本 约 为 类及 计算步骤 按工序排样图所示 ,该 零件冲压力由多个部分组成 。 冲 孔 力 F : 由 三 个 部 分组成 ,即 1F 、 2F 、 4F ， 其中 1F 为冲中心孔的力 ， 2F 为冲两小孔的力 ， 4F 为冲缺口的力 。 落料力 推件力 有三个部分组成 ,冲中心孔和两个小孔 及 冲外形轮廓还有冲缺产生的力 。 (1) N） ； 周边长度 （ ； ； b ； 数 ，一般 由设计手册查得b=310 380 取b=343 修正系数 .3,t=2.5 11 = 22 = 44 = (2)33 =2（ 5+5+40） +30 343= (3)T N） ； n 工 件 （或废料） 数 ； 表 5件力和顶件力系数 料厚 t/K 钢 、铝合金 纯铜、黄铜 ：卸料力系数 在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限值。 固定垫板冲裁模具设计 12 由表 5件力系数 hn=t 表 5（ 材料厚度 t/度 h/ 5 5 5 10 5 10 10 15 由 表 5 h=5 2t 2 个 。 推件力： 11 T =2 22 T = 1 33 T =2 44 T =2 则有： 4321 =+= (4) 压 力近似为 ：13213 )( 总= 318 力中心的确定 用解析法作法如下 : 任意选取一点为原点，送料的反方向为 如 下 图所示： 固定垫板冲裁模具设计 13 图 5压力中心计算公式 : 0X=43214433211 4321443322110 取 1X =157, 2X =115 , 3X=73 , 4X =10 ; 4321 bP 代入上面方程，可求得： 0X=Y=40 即可压力中心在落料中心偏右距离为 模刃口尺寸计算 落料 凹模 的刃口尺寸由于零件的外形比较复杂 ，为了保证零件冲压精度，采用凸、凹模配合加工法加工。落料时应以凹模为基准 来配作凸模 。 根据凹模磨损后的尺寸变化情况将零件各尺寸分为： 1A 、 2A 、 C，如下图所示： 固定垫板冲裁模具设计 14 图 6 6据零件的形状，凹模磨损后其尺寸变化有两种情况： 1. 凹模磨损后 变大的尺寸（图中 1A 、 2A ） ，即按一般落料凹模尺寸公式计算。 冲裁模初始双面间隙表如下 表 所示： 固定垫板冲裁模具设计 15 表 6（ 部分 材料厚度 08、 10、 35、 0960、 50 小间隙 ：冲裁皮革、石棉 和纸板时，间隙取 08钢的 25。 表 6x 料厚 t/圆形 圆形 1 件公差 / 2 4 4 表 66 x = 按 行业标准 制造 精度查 手册 得 1 = 2 = d m 1 ） =（ 4/= mm d m 2 ） =（ 4/= 变化 尺寸 （图中 C） ， 零件尺寸标注为 5。 按 行业标准 制造精度查手册得 = C 表 6可以保证双边间隙为 凸模尺寸按凹模实际尺寸配做 。 1A ， 2A ， C 对应的冲裁件的基本尺寸 ； d 当标注为 +d或 取d= /4；当标注为 d时取d= /8， mm，mm，定垫板冲裁模具设计 16 以上是落料凹模刃口尺寸的计算方法，落料凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配合，并保证最小间隙 而凸模的尺寸为相应的 5 模刃口尺寸计算 （ 1） 0凸 、 凹 模 刃口尺寸计算 ， 冲孔时以凸模尺寸为基准， 按 凸模与凹 模 分别加工法加工。 表 6形、方形）冲裁凸模、凹模制造偏差（ 部分 基本尺寸 凸模偏差 p 凹模偏差 d 18 18 30 30 80 表 6 mm 、 凹模 制造公差分别为： p= d=mm p+d=为p+d= 故符合条件 查表 6x =， = x ） 0p=（ 20+mm d0=（ 2） 0凸 、 凹模 刃口尺寸计算 查表 6 mm 查表 6p= d=mm p+d=因为p+d= 故符合条件 查表 6x = = x ） 0p=（ 10+mm d0=（ 3） 0凹模孔心距尺寸计算 查 得孔心距公差 =有 ： 2）2d=（ 2）8=(40+ （ 4） 凹 模 刃口 尺寸计算 因 为这一工序是为了使送料连续不断而加的一步，对凸 凹 模的尺寸精度要求固定垫板冲裁模具设计 17 不高，力求能顺利冲断即可 。 凸模选用标准件圆凸模 B 20 60中心镗光孔 8 1.8 底部螺纹孔 6 纹孔的钻盲孔深度取 12纹孔的深度为 10 （ 1） 的确定 计算公式： H=小于 15） 式中： 虑板料厚度的影响 ； 。 表 7k（ s 材料厚度 t 1 1 3 3 6 50 50 100 100 200 200 据零件排样图，取 s=70 查表 7k=有： H=70=24.5 15 H=25 2） 计算公式： B=s+（ H =70+3 21 =133 3） 计算公式： L=1s +22s 式中： 1s ； 2s 。 表 7s （ 材料宽度 B 材料厚度 t 40 20 22 28 32 2 25 30 35 固定垫板冲裁模具设计 18 8 30 36 40 4 36 42 46 8 42 48 52 0 45 52 55 注： 2s 的公差视凹模型孔复杂程度而定，一般不超过 8 查表 72s =36 中 1s 根据零件排样图取 1s =40 有： L=40+2 36=112 构形式 由于冲裁 采用刚性卸料装置和自然落料方式进行加工，所以孔结构 形式选用阶梯形直刃壁形孔 。 采用固定卸料板和导料板冲模，其凸模长度应按下 式计算： 1h +2h +3h +h 式中： 1h ； 2h ； 3； h 包括凸模的修模量，凸模进入凹模的深度（ 凸模固定板与卸料板之间的安全距离（一般取 10 20 。 其中初定； 1h =20 1h = 2h =15 2h = 3h=10 mm h =15 中凸模进入凹模的深度为 4 则有： 1h + 2h +3h+h =20+15+10+15=60 置 设计及标准件选择 由于生产批量大，冲中心孔凸模 根据国家标准选用圆凸模 B （ 1995）样式加工，材料选用为 加工尺寸为设计尺寸。 冲中心孔凹模根据国家标准选用圆凹模 A（ 式加工，材料为 工尺寸为设计尺寸 。 冲小孔凸模根据国家标准选用圆凸模 B （ 材料为 工尺寸为设计尺寸 。 冲小孔凹模根据国家标准选用圆凹模 A（ 料为 工尺寸为设计尺寸 。 冲缺口凹模根据过家标准选用圆凹模 25 固定垫板冲裁模具设计 19 外形落料凸、凹模和冲缺口凸 、凹 模都采用国家标准为模型制造，刃口尺寸见尺寸 计算 ，该模具用于大批量生产，故工作零件选用较好材料，凸模和凹模材料选用 置 设计 该零件有冲孔、落料工序，为了保证零件的质量及生产稳定，选用固定卸料板作为卸料装置 ，并采用整体式，即卸料板和导料板制成一体 。 当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度，一般在 0.5 料薄时取小值，板料厚时取大值，固定卸料板厚度应取凹模厚度的 固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，当冲裁板料较厚（大于 、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。 定距 装置 设计 在工序排样中，确定了用始用挡料销挡料，在第一，二，三工位上的第一次加工用始用挡料销定位，从而来确定条料进距，后面接着的工序就可以以挡料杆来确定条料进距，挡料杆装在冲搭边的 冲缺口 凸模下面较长，当上模 在上死点时，挡料杆 仍不离开凹模刃面，故条料往左送进即被挡料杆挡住。在冲裁的同时，冲缺口凸模将搭边冲开一个缺口，条料可顺利（不用抬料）继续向左送料，实现连续冲裁。 在第三工位落料时，由导正销精确定位，这样可以保证垫圈孔与外圆同心。 始用挡料销选用 50 8用直径为 8 为 48 一端以螺纹连接固定在冲缺口凸模中。 置 设计 本模具工位数不多，冲压精度要求一般，所以采用一个导正销，根据型导正销 16 本模具才用手工送料，由工序排样图可知，模具第三工位通过落料工序实现产品零件与条料分离。 产品由落料槽中落下，所以使用中应注意在第三工位 收集冲制好的零件。 凸模一律使用凸模固定板固定安装于上模座，用螺钉固定和销钉定位，凹模采用 整体 式结构，凹模固定板用螺钉固定于下模座。 凸模固定板和垫板采用 4个 2个销钉定位，由于冲孔落料凸模平面尺寸都比较小，所以用 模 板上的型孔配合定位，采用台肩固定，采用 H7/配合。 冲小孔时导正销安装在凸模固定板上用台肩固定，落料时安装在落料凸模固定垫板冲裁模具设计 20 中。挡料杆用螺纹固定在冲缺口凸模中，始用挡料销用间隙配合安装在第一，二，三工位前 22 压块安装在第一工位处及冲缺口处用弹簧片顶住以间隙配合安装在导板上。 选用冲床的公称压力 F 应大于计算出来的总压力总F= 318 而 F =（ F=318=381 最大闭合高度应大于冲模闭合高度 +5 作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可选用 需要在工作抬面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。 双柱压力机 公称压力： 400 块行程： 100 块行程次数： 45次 /大闭合高度： 330 大装模高度： 265 杆调节长度： 65 作台尺寸（前后 右 460 700 板尺 寸（厚度 径 65 220 柄尺寸（直径 度 50 70 大倾斜角度： 30 按已确定的模具形式及参数，根据特点和排样方案以及纵向送料方式，考虑到开敞性和导向精度要求，从冷冲压模标准中选取标准模架，选用后侧导柱模架。查冷冲模国家标准，选用： 160 200 400 分零件尺寸如下： 上模座：（ 250 160 45 模座：（ 250 160 50 柱：（ 32 190 套：（ 32 115 48 具开启高度为 240 合高度为 200 根据 上述计算结果，该模具为中小型模具，可采用模柄固定上模，查压力机规格，模柄安装孔径的尺寸为 50 冷冲模国家标准，可选螺钉固定式模柄，规格为 固定垫板冲裁模具设计 21 国家标准中规定：模 板的规格由凹模周界 L 来确定。由工序排样图可知，凹模的工作尺寸基本在 112 133 整后选取矩形凹模为： 250 16025 他模板尺寸取为凹模板平面一致。本零件冲压的最小行程是 4 具开启状态下，凸模下表面到凹模上表面的最小距离取 16 他模板的厚度为： 凹模模板厚度为： 25 板厚度为： 15 定卸料板厚度： 15 模固定板厚度为： 20 板厚度为： 10 模 长 度为 ： 60 和刚度校核 在一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，没有必要校核。但是当凸模的截面尺寸很小而冲裁板料厚度较大或根据结构需要确定的凸模特别细长时，则应进行承压能力和抗纵弯曲能力的校核。 （ 1） 凸模承压能力按下式校核： = 式中： 括冲裁力和推件力（或顶件力）（ N）； ； 查表得： =103 对冲中心孔凸模校核 F= 1F + 177707 N A= 331.5 = 故满足要求 对冲小孔凸模强度校核 F= 2F + 277707 N A= = 故满足要求 落料凸模强度校核 F=3F+3 A=40（