冲压模具课程设计

1、冲压模具课程设计 课程设计目的和意义 课程设计步骤流程 课程设计主要内容 注意事项 一 课程设计目的和意义 1.进一步巩固冲压工艺学课程中的理论知识 2.了解并掌握冲压模具设计的一般步骤和方法 3.熟练运用相关的设计资料，具备初步独立设计能力 4.了解并掌握模具标准化知识 5.在设计过程中，了解并掌握冷冲模具的制造工艺 工作量和日程安排工作量和日程安排 工作量工作量： 绘制模具装配图一张； 绘制模具零件图两张（由指导教师指定）； 编制设计计算说明书，1015页。 日程安排：日程安排： 2010.9.132010.9.15 查阅资料，初步计算（3） 2010.9.162010.9.21 绘制草图

2、（5） 2010.9.232010.9.28绘制总装配图，零件 图， 编写设计说明书（4） 2010.9.29 答辩（1） 二 课程设计步骤流程 本课程设计主要包括三个部分： 冲压工艺分析与计算冲压工艺分析与计算 冲压模具零部件结构设计冲压模具零部件结构设计 绘制零件图、总装图并编写设计说明书绘制零件图、总装图并编写设计说明书 零件图 工艺分析 工艺方案确定 排样设计 计算工艺力 计算刃口尺寸 确定压力中心 工作零件设计 固定零件设计 卸料零件设计 其他零件设计 绘制总装图 三 课程设计的主要内容 零件名称： 止动件 生产批量：大批量 材料：a3 材料厚度：2mm 三 课程设计的主要内容 1.

3、冲压工艺分析与计算 冲压件的工艺性分析 结构工艺性 冲压件尺寸和精度等级 冲压件材料 结构工艺性教p209 bl tb 5 5 . 1 max min tc tc )25 . 1 ( )5 . 11 ( 冲裁件的形状应力求简单、对称 尽量避免过长的凸出悬臂和凹槽 孔边距和孔间距不能过小（如图） 孔的尺寸不应太小，否则凸模 易折断或压弯 教p210表13-1 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 冲压件的工艺性分析 尺寸标注和精度等级 未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可根据国标（gb） it12it14确定其公差等级 一般外形尺寸公差值为负()，内形尺寸公差值为正() ，中 心距公差为正

4、负() 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 冲压件的工艺性分析 冲压件材料（分析材料的机械性能、使用、冲压性能） 冲压件材料可冲压性能应该较好，常用的材料： 优质碳素钢（08f、10、15、20、45） 合金结构钢（15cr、40cr） 碳素工具钢（t8、t10） 黄铜（h62） 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 工艺方案的确定 根据冲裁件的结构特点，确定工序的种类，然后确定工艺方案根据冲裁件的结构特点，确定工序的种类，然后确定工艺方案 单工序模 在压力机的一次行程中，在同一工位完成单一工序的冲压；包括 落料模、冲孔模、切断模等。 模具结构简单，制造较为容易，适合于精

5、度要求不高、小批量 生产或试制生产。 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 工艺方案的确定 根据冲裁件的结构特点，确定工序的种类，然后确定工艺方案 连续模 在压力机的一次行程中，在模具不同工位多道工序的冲压。 工件上孔与孔之间的距离或者孔与边缘的距离太小时，或者 形状比较复杂，宽度很小的异形件等；可采用连续模。 - 所得工件的尺寸公差较低，采用导正销结构，可提高工件精度； 模具外形较大，受压力机台面影响，冲压件尺寸不能太大； 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 工艺方案的确定 连续模 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 工艺方案的确定 连续模 三 课程设计的主

6、要内容 1.冲压工艺分析与计算 工艺方案的确定 根据冲裁件的结构特点，确定工序的种类，然后确定工艺方案 复合模 在压力机的一次行程中，在模具同一工位完成多道工序的冲压。 有一个凸凹模（落料凸模兼作冲孔凹模）。 - 所得工件的尺寸公差较高，避免了多次冲压的定位误差，并且在 冲裁过程中可以进行压料，工件较为平整； 模具结构较为复杂，出件和清除废料较为困难。 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 工艺方案的确定 复合模 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 工艺方案的 确定 复合模 分析手中的零件特分析手中的零件特 点，（单孔垫圈，加点，（单孔垫圈，加 工需要冲孔和落料两工需要冲

7、孔和落料两 个工序）初步考虑工个工序）初步考虑工 艺方案有几种。艺方案有几种。教教 p64表表4-4.4-5 。 最后综合考虑加工最后综合考虑加工 要求和生产成本等因要求和生产成本等因 素，选择素，选择#方案，采方案，采 用用*模加工。模加工。 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 排样方式确定 确定排样方式、计算材料利用率，并画出排样图。确定排样方式、计算材料利用率，并画出排样图。 排样方式 确定排样方式后，确定排样方式后， 根据厚度根据厚度t，查，查大大 典典p127表表19.1- 17确定搭边值确定搭边值a和和 a1。 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 排样方式确

8、定 确定排样方式、计算材料利用率，并画出排样图。 材料利用率 步距步距s=d+a1 d为工件送料方向的宽度为工件送料方向的宽度 条料宽度条料宽度b查查大典大典 p128 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 排样方式确定 确定排样方式、计算材料利用率，并画出排样图。 排样图 标出步距、搭边值大小（件与件标出步距、搭边值大小（件与件 件与条料边缘）、料宽等。件与条料边缘）、料宽等。 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 冲裁工艺力的计算 为了选择冲压设备，确定压力机吨位，需计算相关工艺力， 包括：冲裁力、卸料力、推件力、顶件力等； 冲裁力 bb fkltlt 平刃冲裁时，冲裁

9、力的计算： 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 冲裁工艺力的计算 卸料力 从凸模将零件或废料卸下的力。 fkf 卸卸 推件力 将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。 fn kf 推推 顶件力 fkf 顶顶 逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 冲裁工艺力的计算 采用弹性弹性卸料装置和上出料上出料方式的总冲裁力为： ffff 总顶卸 采用刚性刚性卸料装置和下出料下出料方式的总冲裁力为： fff 总推 采用弹性弹性卸料装置和下出料下出料方式的总冲裁力为： ffff 总推卸 初选压力机，根据设备吨位： 1.3ff 公总 查查大典大典

10、p93开式开式 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 凸、凹模刃口尺寸的计算 落料时：以凹模为基准 0 0 min () () d p d pd ddx ddz 冲孔时：以凸模为基准 0 min0 () () p d p dp ddx ddz 参照参照教材教材p228例题例题1 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 模具压力中心的计算 0 0 min () () d p d pd ddx ddz 简单图形的压力中心的确定 对称冲压件的压力中心，位于冲压件轮廓图形的几何中心上； 冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心； 冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置： 180 sinr

11、y 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 模具压力中心的计算 0 0 min () () d p d pd ddx ddz 确定多凸模模具的压力中心 确定多凸模模具的压力中心，是将各凸模压力中心确定后， 再计算模具的压力中心。 参照参照教材教材p66公式公式 三 课程设计的主要内容 1.冲压工艺分析与计算 模具压力中心的计算 0 0 min () () d p d pd ddx ddz 复杂形状零件模具压力中心的确定 复杂形状零件模具压力中心的计算原理与多凸模冲裁压力 中心的计算原理相同。 冲模通常由上、下模两部分构成冲模通常由上、下模两部分构成。组成模具的零件组成模具的零件主要有两

12、类：主要有两类： 工艺结构零件工艺结构零件： 工作零件工作零件 凹模 凸模 凹凸模 定位零件定位零件 挡料销、导正销 定位销、定位板 侧压板 压料、卸料压料、卸料 及出件零件及出件零件 卸料板 压边圈 顶件器 推件器 导尺 侧刀 2 冲裁模主要部件与零件的设计 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 工作零件的设计工作零件的设计 1.1.凸模凸模 从四个方面考虑从四个方面考虑 结构形式 刃口计算 长度确定 强度校核 1)1)结构形式结构形式 三 课程设计的主要内容 参照参照教材教材p54图图4-8 2 冲裁模主要部件与零件的设计 工作零件的设计工作零件的设计 2) 2) 长度的

13、确定长度的确定 当采用固定卸料板和导板时当采用固定卸料板和导板时: : 123 lhhhh 式中式中， 1 h 固定板厚度固定板厚度; ; 2 h 卸料板厚度卸料板厚度; ; 3 h 导尺厚度导尺厚度; ; h 附加厚度附加厚度, ,包括凸模进入凹模包括凸模进入凹模 的长度的长度(0.5-1(0.5-1mm) )、总修模量、总修模量 (10(101515mm) )及模具闭合状态下及模具闭合状态下 卸料板到凸模固定板的安全距离卸料板到凸模固定板的安全距离 (15(1520mm)20mm) 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 工作零件的设计工作零件的设计 2) 2) 长度的确定

14、长度的确定 当采用弹性卸料板时当采用弹性卸料板时: : 123 lhhhh 式中式中， 1 h 固定板厚度固定板厚度; ; 2 h 卸料板厚度卸料板厚度; ; 板料厚度板料厚度; ; h 附加厚度附加厚度, ,包括凸模进入凹模包括凸模进入凹模 的长度的长度(0.5-1(0.5-1mm) )、总修模量、总修模量 (10(101515mm) )及模具闭合状态下及模具闭合状态下 卸料板到凸模固定板的安全距离卸料板到凸模固定板的安全距离 (15(1520mm)20mm) t t 三 课程设计的主要内容 2 冲裁 模主要 部件与 零件的 设计 工工 作零作零 件的件的 设计设计 4 c t d c p

15、d 2 270 d l p 2 95 d l p 1200 j l p 425 j l p dmm tmm 凸模直径（） 毛坯厚度（） 毛坯材料 n 抗剪强度（） 2 mm 凸模材料 c n 许用压应力（） 2 mm p 冲裁力（n） j断面的惯性矩（n） 3) 3) 强度强度 校核校核 三 课程设计的主要内容 参照参照教材教材p55 2 冲裁模主要部件与零件的设计 工作零件的设计工作零件的设计 2.2.凹模凹模 从三个方面考虑从三个方面考虑 结构形式 刃口计算 整体式凹模轮廓尺寸的确定 1)1)结构形式结构形式 三 课程设计的主要内容 参照参照教材教材p57图图4-10 2 冲裁模主要部件与

16、零件的设计 工作零件的设计工作零件的设计 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 工作零件的设计工作零件的设计 2) 2) 凹模轮廓尺寸的确定凹模轮廓尺寸的确定 凹模高度：凹模高度： hk b（15mm) 凹模壁厚（由刃口到外边缘的距离）：凹模壁厚（由刃口到外边缘的距离）： (1.52)ch（3040 mm) 式中，式中，b 冲裁件最大外形尺寸冲裁件最大外形尺寸 k 系数，与材料厚度有关，可查表系数，与材料厚度有关，可查表 三 课程设计的主要内容 教材教材p58表表4-3 凹模轮廓尺寸凹模轮廓尺寸a a* *b b（凹模周界尺寸）（凹模周界尺寸） 2 冲裁模主要部件与零件的设计

17、 工作零件的设计工作零件的设计 3.3.凸凹模凸凹模 内外缘均为刃口，刃口的计算按落料凸模和冲孔凹模计算内外缘均为刃口，刃口的计算按落料凸模和冲孔凹模计算 内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，从强度方面考虑，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，从强度方面考虑， 壁厚必须有最小值限制，与板料的厚度有关壁厚必须有最小值限制，与板料的厚度有关 正装复合模，凸凹模在上，内孔不积存废料，正装复合模，凸凹模在上，内孔不积存废料， 胀力小，最小壁厚小些胀力小，最小壁厚小些 倒装复合模，凸凹模在下，并采用下出料方式，倒装复合模，凸凹模在下，并采用下出料方式， 内孔积存废料，胀力大，最小壁厚大些内孔积存废料，胀

18、力大，最小壁厚大些 三 课程设计的主要内容 大典大典p406表表 2 冲裁模主要部件与零件的设计 固定零件的设计固定零件的设计 1.1.模板模板 模架、模板均为标准件，查设计手册即可！模架、模板均为标准件，查设计手册即可！ 查手册的依据是凹模周界查手册的依据是凹模周界 圆形模板圆形模板 比凹模直径大比凹模直径大3070mm 矩形模板矩形模板 比凹模长大比凹模长大4070mm 宽相同或稍大即可宽相同或稍大即可 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 固定零件的设计固定零件的设计 1.1.模板模板 模架模架 滑动模架滑动模架 滚动模架滚动模架 对角导柱模架对角导柱模架 后侧导柱模架

19、后侧导柱模架 后侧导柱窄形模架后侧导柱窄形模架 中间导柱模架中间导柱模架 中间导柱圆形模架中间导柱圆形模架 四角导柱模架四角导柱模架 对角导柱模架对角导柱模架 中间导柱模架中间导柱模架 四角导柱模架四角导柱模架 后侧导柱模架后侧导柱模架 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 固定零件的设计固定零件的设计 2.2.模柄模柄 模具的上模部分通过模柄固定在冲床的滑块上。模具的上模部分通过模柄固定在冲床的滑块上。 凸缘式凸缘式 压入式压入式 旋入式旋入式 浮动式浮动式1）凸缘式）凸缘式 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 固定零件的设计固定零件的设计 2.2.模柄

20、模柄 2）压入式）压入式 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 固定零件的设计固定零件的设计 2.2.模柄模柄 3）旋入式）旋入式 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 固定零件的设计固定零件的设计 2.2.模柄模柄 4）浮动式）浮动式 模柄压力通过球形垫传递给模柄压力通过球形垫传递给 上模板，可以避免压力机导上模板，可以避免压力机导 滑误差对模具导向的影响。滑误差对模具导向的影响。 适合于硬质合金、凹模的适合于硬质合金、凹模的 多工序冲裁模。多工序冲裁模。 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 固定零件的设计固定零件的设计 3.3.凸、凹

21、模固定板与垫板凸、凹模固定板与垫板 凸模固定板厚度：凸模固定板厚度： (11.5) p hd 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 固定零件的设计固定零件的设计 3.3.凸、凹模固定板与垫板凸、凹模固定板与垫板 凹模固定板厚度：凹模固定板厚度： 0 (0.60.8) d hh 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 固定零件的设计固定零件的设计 3.3.凸、凹模固定板与垫板凸、凹模固定板与垫板 垫板的作用是分散凸模穿来压力，防止模板被压挤损伤：垫板的作用是分散凸模穿来压力，防止模板被压挤损伤： p f 凸模端面对模板的单位压力凸模端面对模板的单位压力: 式中式

22、中， p 冲裁力，冲裁力，n f 凸模支承端面积，凸模支承端面积，mm2 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 导向零件的设计导向零件的设计 1.1.导板（卸料板）导板（卸料板） 模具工作时，凸模始终不脱离导板，从而起到导向作用。模具工作时，凸模始终不脱离导板，从而起到导向作用。 导板厚度一般等于或稍小于凹模厚度导板厚度一般等于或稍小于凹模厚度 导板的平面尺寸与凹模相等导板的平面尺寸与凹模相等 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 导向零件的设计导向零件的设计 2.2.导柱、导套导柱、导套 导柱和导套作为标准件，和模架一起选择导柱和导套作为标准件，和模架一起

23、选择 滑动式 滚动式 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 导向零件的设计导向零件的设计 2.2.导柱、导套导柱、导套 滚珠导向是一种 无间隙导向，精度高， 寿命长。滚珠导向装置及 钢球保持器如图所示。 滚珠在导柱和导套之间 应保证导套内径与导柱 在工作时有 0.010.02mm的过盈量。 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 定位零件的设计定位零件的设计 为了保证冲出合格的制件，必须对坯料进行定位。为了保证冲出合格的制件，必须对坯料进行定位。 送料方向上的定位，用来控制送料步距送料方向上的定位，用来控制送料步距 挡料挡料 送料方向垂直上的定位送料方向垂直上

24、的定位 送进导向（导料）送进导向（导料） 1.1.送进导向方式与零件送进导向方式与零件 导销式导销式 导尺式导尺式 三 课程设计的主要内容 侧压器侧压器 2 冲裁模主要部件与零件的设计 定位零件的设计定位零件的设计 2.2.挡料方式与零件挡料方式与零件 1）挡料销定距）挡料销定距 固定挡料销 活动挡料销 三 课程设计的主要内容 导正销导正销 侧刀定距侧刀定距 挡料销定距挡料销定距 2 冲裁模主要部件与零件的设计 定位零件的设计定位零件的设计 2.2.挡料方式与零件挡料方式与零件 2）侧刀定距）侧刀定距 长方形侧刀用与料厚小于1.5mm,精度要求不高冲裁件 成形侧刀用与料厚小于.5mm,精度要求高冲裁件 尖角形侧刀 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 定位零件的设计定位零件的设计 2.2.挡料方式与零件挡料方式与零件 3）导正销）导正销 保证连续模中冲裁件内孔保证连续模中冲裁件内孔 与外缘的相对位置精度与外缘的相对位置精度. 三 课程设计的主要内容 2 冲裁模主要部件与零件的设计 卸料与推件装置设计卸料与推件装置设计 1.1.卸料装置卸料装置 固定卸料板 冲裁板料较厚(大于0.