电器锁片冷冲模设计

1、无锡职业技术学院毕业设计（说明书）设计课题：电器锁片冷冲模设计 班 级 ： 姓名： 学号： 专业： 模具设计与制造 系别： 机械技术系 指导教师： 答辩委员会主任： 主答辩人： 年 月 日 毕业设计说明书目 录 第一章 绪 论 .5 第二章 冲压工艺设计 .7 2.1 冲压件简介 .7 2.2 冲压的工艺性分析 .7 2.3 工艺方案的确定 .8 第三章 冲压工艺的设计与计算.10 3.1 排样的设计与计算 .10 3.2 冲裁力的计算 .13 3.3 凹模轮廓尺寸的确定 .15 3.4 模具结构零部件的选择.16 3.5凸、凹模刃口工作尺寸计算.18 3.6 弯曲凸模结构及设计 .21 第四

2、章 模具零件设计 .25 4.1 凹模的设计 .25 4.2 凸模结构及设计 .26 4.3顶料杆的设计.29 4.4 凸模和顶料杆的定位、固定方式.29 4.5凸模固定板设计.30 4.6卸料板的设计.30 4.7推件块的设计.30 第五章 选用及校核压力机 .30 第六章 结论 .33 参考文献.34 设计小结.35 致谢.36 摘 要 本设计为简单形状的弯曲件冲压模具设计，根据制件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案。然后通过工艺设计计算，确定排样方式。计算冲裁力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差。最后设计、选用标准零部件。在

3、结构设计中，主要对凸模、凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计或选取，对模具主要零件的加工工艺规程进行编制，对压力机进行校核，绘制模具总装图及零件图，最终完成模具设计。 关键词：冲压 模具 凸模 凹模 Abstract: The design is about L-shaped connecting piece stamping. According to the size, materials, mass production of the product, the first part is to analysis the process of the part

4、 . so the program of blanking process and die structure has been confirmed. As a results, the parts need blanking punching and bending mold to complete. Then based on the process design calculations, the stock layout design can be ensured. It is needed to carry on the blanking force and the center o

5、f pressure computation, according to which the press can be choose. Calculating the punch and die cutting edge size and tolerances, then design and selection the parts of die. During the structural design, it is mainly about the design of the punch, die, punch and die, positioning parts, unloading a

6、nd ejecting devices, mold, pressing equipment, fasteners, and so on. Press need to be checked, then draw the drawings and assembly drawings of parts, finally the design has been completed. Key words：cold pressing , mold, pin , die 第一章 绪 论 冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种加工方法。 在冲压加

7、工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具。冲模在实现冲压加工中是必不可少的工艺装备，用模具加工出的冲压件几乎是“一模一样”，若没有符合要求的冲模，就不能生产出合格的冲压件。在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。 冲压加工与其他加工方法相比，生产的制件所表现出来的高精度，高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单位小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。所以，只有在冲

8、压零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。 由于冲压加工具有上述突出特点，因此在批量生产中得到了广泛的应用，在现代工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业及民用工业中必不可少的加工方法。 弯曲是利用金属的塑性变形，将板料、棒料、型材或管材等按设计要求弯成一定曲率和一定角度的零件的一种冲压工序。它属于成形工序，是冲压加工的基本工序之一。在冲压零件的生产中，采用弯曲成形的零件种类繁多。根据所使用的工具与设备的不同，弯曲方法可分为在通用压力机上利用模具进行的压弯和在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。 弯曲所使用的模具叫弯曲模，它是弯曲过程中必不可少的工艺装

9、备。与冲裁模相比较，弯曲模精确工艺计算较难，模具动作复杂、结构设计规律性不强。弯曲模结构设计应在选定弯曲工艺方案的基础上进行。为了保证达到制件要求，在进行弯曲结构设计时，必须注意以下几点： (1) 弯曲毛坯的定位要准确、可靠，尽可能是水平放置。多次弯曲最好使用同一基准定位。 (2)结构中要能防止毛坯在变形过程中发生位移，毛坯的安放和制件的取出要方便、安全和操作简单。 (3) 模具结构尽量简单，并且便于调整修理。对于回弹性大的材料弯曲，应考虑凸模、凹模制造加工及试模修模的可能性以及刚度和强度的要求。 弯曲模的主要零件加工一般比较复杂， 多采用线切割进行加工。弯曲回弹的影响因素多，不容易从纯理论的

10、角度精确计算出来，多需要在试模后再进行调整。 第二章 冲压工艺设计2.1 制件简图 图 2.1 产品图材料：Q235 料厚：0.5mm 料厚公差查表A-10得：mm 未注公差：按照IT14级。2.2 制件的工艺性分析 该制件形状简单，尺寸较小，厚度适中，大批量生产，属于普通冲压件。材料为Q235，适合冲压生产，在设计过程中应注意以下几点：(1）制件为冲孔弯曲件，控制回弹是关键；(2）制件较小，从安全上考虑，要采取适当的取件方式；(3）有一定的批量，应该重视模具材料和结构选择，保证一定的寿命。2.3 工艺方案的确定 根据制件工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔、弯曲。从工序间的可能组合来看，该零件

11、的冲压可以有以下几种方案。 1.方案一 采用单工序模生产方式，先落料再冲孔最后再弯曲。该方案模具结构简单，需要三道工序、三付模具可以完成零件的加工。但该方案生产效率低，不同工序生产时制件的定位较难，操作也不方便，尺寸精度也难保证。 3.方案二 采用级进模生产，级进模生产适用于产品批量大、模具设计、制造与维修水平相对较高的外形较小零件的生产。本次设计的零件产量为大批量生产，而且零件的精度不高。因此级进模比较适合该制件生产。但由于弯曲时会使未弯曲部分变形不利于工件的精度。 2.方案三 采用复合模生产，落料冲孔和弯曲复合。该方案制件精度较高，模具结构复杂。考虑到本次设计的零件精度要求不高且生产批量较

12、大，可以采取设计一个落料冲孔模和一个弯曲模这样就可以解决 ，弯曲时会使未弯曲部分变形不利于工件的精度的问题。 4，方案确定： 综上所述：故选用方案三两套模具。第三章 冲压工艺的设计与计算3.1 排样的设计与计算 1、毛坯定位方式的选择 为了减小板料宽度，同时满足送料精度要求，采用导料板控制条料的送进导向，侧刃控制送料步距，在关键工序设置导正销精确控制送料歩距。 2、 毛坯的展开图如下 图3.1图3.2 本设计排样图如图3.2 所示。制件排样特点：采用双侧搭边直排方式，这种排样使废料最少，材料利用率达到最大。保证工件精度，提高生产效率。3、弯曲毛坯展开尺寸计算： 公式 L=34mm4、 确定搭边

13、值 由文献查搭边值的确定得： 沿边搭边： a=1.5mm 工件间搭边：a=1.2mm 5、确定料宽： 由于使用龙门剪床下料，料宽是34mm,材料厚度t=0.5mm。所以查表2-13得=-0.4mm。有侧压条料宽度： B=(L+na+) =(34+2*1.5+0.4) =37.4mm确定料宽为B=37.4mm。导料销间的距离： A=B+f =37.4+3 =40.4mm a:搭边值，见表2-12。 L:工件垂直于送料方向的尺寸。n:搭边数。：条料下料剪切公差。 f：条料与导料板间的间隙，有侧压取3-5mm,无侧压取0.5-1mm。6、 材料利用率 n=工件实际面积/所用材料面积*100% =38

14、4.6/461.5*100% =83.3%7、 压力中心 由于本工件属于对称形状所以其压力中心就是其对称中心。3.2冲裁力计算由表查出：=304-372MPa;取=335MPa。1、冲裁力计算：F落=1.3Ct=1.3*86.94*0.5*335=18931NF孔=1.3(d1t+2d2)t=1.3*（3.14*6+3.14*4*2）*0.5*335=9572NF=F落+F孔=18931+9572=28503N卸料力：F=KF=0.06*28503=1710.18N推料力：F=nKF=4*0.07*28503=7980.84N顶件力：F=kP=0.08*28503=2280.24NF-冲裁力，

15、N;K-卸料力系数，其值为0.02-0.06（薄料取大值，厚料取小值）；K-推料力系数，其值为0.03-0.07（薄料取大值，厚料取小值）；k-顶件力系数，其值为0。08；n-梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t,h为直刃口部分的高，mm；t为材料的厚度，mm。3、弯曲力计算 弯曲力受材料力学性能，零件形状与尺寸，弯曲方式，模具结构形状与尺寸等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确计算。因此，在生产中均采用经验公式估算弯曲力。F=0.7kbt/r+t=0.7*1.3*10*0.5*(375-460)/0.2+0.5=1218.75-1493.57NF校=qA=40*221=8840NF

16、-冲压行程结束时的自由弯曲力，N；k-安全系数，一般取1.3；b-弯曲件宽度,mm；t-弯曲件的内弯曲半径，mm;-材料强度极限，MPa;F校-校正弯曲时的弯曲力，N;A-校正部分垂直投影面积，mm;q-单位面积上的校正力，MPa；2、压力机工程压力的选取 由于由于此模具采用弹压卸料装置和下出料方式的冲裁模，所以冲压力F=F+F+F=28503+1710.18+3990.42=34203.6N自由弯曲时压力机吨位应为： F压机f+f f压机（1218.75-1493.57）+1710.18 2928.98-3203.75N 由于校正是发生在接近压力机下死点的位置，校正力的树脂鼻子有弯曲力和压料

17、力大得多，故F、F值忽略不计。则按校正弯曲力选择压力机的吨位，即： F压力F校3.3凹模轮廓尺寸计算冲裁复合模：凹模厚度：H=Kb=0.3*34=10.2mm(15mm) 取15mm凹模壁厚：c=(1.5-2)*H(30-40mm)=2*15=30mm凹模长度：L=2c+b=2*30+34=94mm凹模宽度：B=2c+a=2*30+13=73mm a-冲裁件宽度； b-冲裁间的最大外形尺寸； K-板料厚度的影响系数；根据凹模尺寸选取标准凹模： 根据凹模计算尺寸L*B*H=94*73*30 选取标准模架为:GBT2855_2-2008ZJA_11 则凹模周界L*B*H=100*80*30弯曲模：

18、凹模厚度：H=Kb=0.3*34=10.2mm(15mm) 取15mm凹模壁厚：c=(1.5-2)*H(30-40mm)=2*15=30mm凹模长度：L=2c+b=2*30+34=94mm凹模宽度：B=2c+a=2*30+13=73mm a-冲裁件宽度； b-冲裁间的最大外形尺寸； K-板料厚度的影响系数；根据凹模尺寸选取标准凹模： 根据凹模计算尺寸L*B*H=94*73*30 选取标准模架为:GBT2855_2-2008ZJA_11 则凹模周界L*B*H=100*80*30综上所述 冲裁复合模与弯曲模的模架选同种模架。选取模具典型组合： 根据材料状态，厚度以及零件的排样图，选定模具结构：纵向

19、送料弹性卸料的典型组合3.4模具结构零部件的选择 根据凹模板的周界尺寸及典型组合形式，模架选用中等精度，中、小尺寸冲压件的中间导柱模架，从前向后送料，操作方便。查表选择滑动中间导柱。冲裁模模架：标记为L*B： 100*80（模架规格(因为涉及到导向装置)）（模架简图）技术条件：按照GB/T2861.32008的规定。上模座：L*B*H: 100*80*40mm下模座：L*B*H: 100*80*30mm垫板厚度：(6mm 取10mm凸模固定板厚度: =0.7*H=0.7*15=10.5mm 取整=15mm卸料橡胶的安装高度： 根据工件料厚为0.5mm,冲裁时凸模进入凹模的深度取1mm，考虑模具

20、维修时刃磨余量为2mm，再考虑 开启时卸料板高出凸模1mm，则总的工作行h=4.5mm =15-18mm取=18mm 模具在组装时橡皮的预压量为=（）*=1.5-2.7mm 取=2mm，由此可算出模具中安装橡皮的自有高度为18-2=16mm,所以卸料橡胶的合模后高度: 16mm卸料板厚度：1015mm 导柱：d*L: A 20*130 A 22*130导套：D*L*H: 20*70*28 22*70*28弯曲模模架：标记为L*B： 100*80技术条件：按照GB/T2861.32008的规定。上模座：L*B*H: 100*80*40mm下模座：L*B*H: 100*80*30mm垫板厚度：(6

21、mm 取10mm凸模固定板厚度: =0.7*H=0.7*25=17.5mm 取整=20mm 卸料板厚度：1015mm 导柱：d*L: A 20*130 A 22*130导套：D*L*H: 20*70*28 22*70*28 3.5凸凹模刃口工作尺寸计算图3.3图3.4 由图3.3和图3.4可知：该零件属于一般零件无特殊冲裁处，因为制件没有标注公差，则对非圆形件按国家标准“非配合尺寸公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT12级制造，对于圆形件，一般按IT7-IT6级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件下偏差为零，上偏差为正。 查表可知：根据材料厚

22、度t=0.5mm,材料为Q235，得2C=0.04mm 2C=0.06mm 2C-2C=0.02mm=0.4*(2C-2C)=0.008mm =0.6*(2C-2C)=0.012mm1、 冲裁模：(圆形件） 凸模和凹模制造精度分别为IT6级和IT7级，由于制件精度为IT12所以取X=0.75； d1=(d+X)=(6+0.75*0.12)=6.09mm d1=(d+2C)=(6.09+0.04)=6.13mm校核：+ 2C-2C 0.008+0.0120.06-0.04 0.02=0.02（满足间隙公差条件） d2=(d+X)=（4+0.75*0.12）=4.09mm d2=(d+2C)=(4

23、.09+0.04)=4.13mm 校核：+ 2C-2C 0.008+0.0120.06-0.04 0.02=0.02（满足间隙公差条件）凸模长度：L=凸模固定板厚度+垫板厚度+凹模厚度=15+10+15=40mm 凸凹模刃口：图3.5 凸模和凹模制造精度分别为IT6级和IT7级，由于制件精度为IT12所以取X=0.75； =0.25 因为是落料凹凸模，所以按凹模尺寸配作凸模，且凹模磨损后刃口尺寸增加，据此确定以下计算： （3) a=(a-X-2C)=(17-0.75*0.18-0.04)=16.825mm a=(a-X)=(17-0.75*0.18)=16.865mm b=(b-X-2C)=(

24、34-0.75*0.25-0.04)=33.7725mm b=(b-X)=(34-0.75*0.25)=33.8125mm c=(c-X-2C)=(11-0.75*0.18-0.04)=10.825mm c=(c-X）=（11-0.75*0.18）=10.865mm d=（d-X-2C)=（13-0.75*0.18-0.04）=12.825mm d=(d-X)=（13-0.75*0.18）=12.865mm e=(e+X)=(1.5+0.75*0.1)=1.475mm e=(e+X+2C)=(1.5+0.75*0.1+0.04)=1.515mm-制件的公差;-凸模偏差，按IT6选用，mm;(圆

25、形件查公差表得出，非圆形件取0.25）-凹模偏差，按IT7选用，mm;(圆形件查公差表得出，非圆形件取0.25）3.6 弯曲凸模结构及设计图3.61 弯曲凸模的圆角半径 （r) 当弯曲件的相对弯曲半径r/t58,且不小于/t时，凸模的圆角半径一般等于弯曲件的圆角半径。若弯曲件的圆角半径小于最小弯曲半径（r10),精度要求较高时，由于圆角半径的回弹大，凸模的圆角半径应根据回弹值作相应的修正。所以r=1mm;r=0.2mm;r=0.2mm.2、 弯曲凹模的圆角半径(r)凹模的圆角半径的大小对弯曲变形力和制件质量均有较大影响，同时还关系到凹模厚度的确定。凹模圆角半径过小，胚料拉入凹模的滑动阻力大，使

26、制件表面易擦伤甚至出现压痕。凹模圆角半径过大，会影响配料定位的准确性。凹模两边的圆角要求制造均匀一致，当两边圆角有差异时，毛坯两侧移动速度不一致，使其发生偏移。生产中常根据材料的厚度来选择凹模圆角半径：当t2mm时，r=(3-6)t t=2-4mm时，rr=(2-3)t t4mm时，r=2t V形件凹模其底部圆角半径可依据弯曲变形区皮料变薄的特点取：r=(0.6-0.8)(r+t),或在底部开退刀槽。 3、 凹模工作部分深度 弯曲凹模深度l要适当。过小时，坯件弯曲变形的两直边自由部分长，弯曲件成形后回弹大，而且直边不平直。若过大，则模具材料消耗多，而且要求压力机有较大行程。弯曲U形件时，若弯边

27、高度不大，或要求两边平直，则凹模深度应大于零件高度。具体参数见冲压工艺与模具设计一书137页表3.4.2和表3.4.3所示。（写出具体数值）4、 弯曲模凸模与凹模之间的间隙 V形件弯曲模，凸模与凹模之间的间隙由调节压力机的装配高度决定。对于U形件弯曲模，则必须选择适当的间隙值。凸模与凹模之间的间隙值对弯曲件的回弹、表面质量和弯曲力均有很大的影响。若间隙过大，弯曲件回弹量增大，误差增大，从而降低制件精度。当间隙过小时，会使零件直边料厚减薄和出现划痕，同时还降低凹模寿命。生产中凸模与凹模的间隙值由下决定： 弯曲有色金属：c=t+nt 弯曲黑色金属：c=t+nt c:弯曲凸模与凹模之间的单面间隙，m

28、m; t,t:材料厚度的基本尺寸和最小尺寸，mm; n:间隙系数；见冲压工艺与模具设计一书138页表3.4.4。弯曲模刃口计算： L=(L-0.75)=(20-0.75*0.21)=19.84mm C=t(1+n)=0.5*(1+0.1)=0.55mm L=(L-0.75-2C)=(19-0.75*0.21-2*0.55）=17.74mm L=(L-0.75)=（11-0.75*0.15）=10.89mm L=(L-0.75-2C)=(10-0.75*0.15-2*0.55)=8.7875mm -按IT7和IT9级取值； C-按间隙系数确定； L-弯曲件外形的最大极限尺寸； -弯曲件公差； t

29、-料厚； n-间隙系数； 第四章 模具零件设计4.1凹模设计 绘制凹模零件图，实际上是把排样图和经过计算选取的标准凹模轮廓图形结合起来。凹模型腔位置尺寸，常以凹模轮廓的几何中心或以凹模互相垂直的两边为基准标准凹模材料选用 Cr12，热处理要求 HRC42-46。本设计凹模如图所示。冲裁凹模：图4.1弯曲凹模：图4.24.2凸模结构及设计 1凸模材料和热处理 冲孔凸模：为了方便固定，冲孔凸模采用台阶式，其长度由模具结构而定：H=H+H+H=15+10+15=40mm因冲孔直径较大，不需校核凸模的强度与刚度。材料选用T10A，淬火硬度HRC5862。 弯曲凸模：图4.3为了方便固定，弯曲凸模采用台

30、阶式，其长度由模具结构决定：材料选用T10A，淬火硬度HRC5862。H=H+H+H+H=15+7+(5-10)+15=(42-47)mm安全距离取5mm，所以H取42mm。分析：处设计成向内的台阶是为了以纵向压力法防止弯曲件两平直边的回弹。处设计成向内倾斜的角度是为了以补偿法来控制弯曲件的回弹。处设计成一个孔是为了给顶料杆最上端的凸台让位。图4.4为了方便固定，弯曲凸模采用台阶式，其长度由模具结构决定：材料选用T10A，淬火硬度HRC5862。H=27.5mm分析： 中间的孔是为了给顶料杆让位。冲裁凹凸模：图4.5为了方便固定，凹凸模采用台阶式，其长度由模具结构决定： H=H+H+H+H=1

31、5+16+15+1=47mm材料选用T10A，淬火硬度HRC5862。4.3顶料杆的设计图4.6为了方便固定，顶料杆采用台阶式，其长度由模具结构决定：H=H+H+H+H+H=76mm材料选用:45 淬火硬度HRC5862。处的凸台设计作用：利用凸台和零件被冲裁的中心孔配合，给弯曲零件定位； 利用顶杆的台阶将弯曲成型的零件从凹模中顶出。4.4 凸模和顶料杆的定位、固定方式凸模和顶料杆的定位：圆形件以中心轴线与固定板和卸料板上的固定孔的中心轴线的重合度来定位。非圆形件以中轴线与固定板和卸料板的固定孔的中轴线的重合度来定位。凸模和顶料杆的固定：无论圆形件还是非圆形件都采用台阶压配法固定，即顶度以垫板

32、或模板将凸模顶度的台阶压死在固定板内防止其上下活动，凸模四周则利用配合精度将凸模固定在固定孔内，防止其进行侧向移动。4.5凸模固定板设计 设计时应注意卸料板与固定板型孔位置及公差应该与凹模一致。周界与凹模尺寸相同，尺寸L*B*H： 100*80*30mm固定板材料和热处理:材料45钢 热处理 2832HRC4.6卸料板的设计设计时应注意卸料板与固定板型孔位置及公差应该与凹模一致。周界与凹模尺寸相同，尺寸L*B*H： 100*80*30mm固定板材料和热处理:材料45钢确保卸料板起到以下作用：1、 卸料的作用：保证工件不变形，提高工作效率。2、 压紧工件。3、 保护凸模。4、 确保冲裁间隙均匀分

33、布。5、 与凹模配合，整平工件，消除毛刺。6、 在某些卸料板上，卸料板还起到凹模的作用。4.7推件块的设计图4.7H=H+H+H=3.3+15+0.2=18.5mm材料选用:45 淬火硬度HRC5862。推件块作用：与橡胶块配合使用将冲裁成型的工件从凹模中推出。第五章 选用及校核压力机根据计算出的工艺力： F=F+F+F+F+F =18931+9572+1710.18+7980.84+2280.24 =40474.26N选用单柱固定台压力机J11-5 公称压力（KN):50 滑块行程（mm):0-40 滑块行程次数（次/min):150 最大闭合高度（mm):170 闭合调节高度（mm):30

34、 滑块中心线至机床距离（mm):100 工作台尺寸（mm): 前 后 180 左 右 320 垫板厚度（mm):30 模柄孔尺寸（mm）：直 径 25 深 度 40 校核压力机安装尺寸主要是对冲模总体高度，模座闭合高度等尺寸校核是否符合设计要求。 冲模总体结构尺寸必须与选用的压力机相适应即模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸相适应；模具的封闭高度应与压力机的装模高度或封闭高度相适应。 冲模的封闭高度是指模具工作行程终了时上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。 压力机的封闭高度是指滑块在下止点位置时，滑块的下平面至工作台上平面之间的距离。而压力机装模高度是指压力机滑块在下止点时，滑块下平面至垫板上平面之间的距离。封闭高度和装模高度相差一个垫板厚度。第六章 结论1 本设计异形件冲压生产采用冲裁和弯曲两副模具工艺。2根据冲压工艺，选用滑动中间导柱模架250*250*（190280），即可满足要求。 3.采用导料板控制条料的送进导向，侧刃控制送料步距。 4.采用弹压卸料版，既可卸下板料，又可以在冲压过程中压紧制件，使制件平整。 5.根据工艺要求，选用开式双柱可倾压力机，型号为 J23-25。 参考文献1、冲压工艺与模具设计第二版 成虹 主编2、冲压模具设计指导 王立人 张辉 主编3、模具设计与制造简明手册