说明书(课程设计)

1、湘潭大学课程设计目 录第一章：冲裁工艺分析21.1工艺分析21.2确定合理的冲压工艺方案3第二章 排样设计52.1排样方法确定52.2确定搭边值52.3确定料宽和步距52.4计算材料利用率5第三章：冲裁件的冲裁力和初选设备73.1 冲裁力计算73.2 压力中心计算与确定73.4 初选压力机8第四章：冲裁刃口尺寸计算104.1 冲裁间隙值的确定104.2 冲裁刃口尺寸计算10第五章：冲裁模外形尺寸确定165.1 凹模的设计165.2 冲孔凸模的设计175.3 凸凹模的设计185.4 选择模架及其它零件19总结21第一章：冲裁件工艺分析1.1工艺分析冲裁件的工艺性主要包括冲裁件的结构工艺性、冲裁件

2、的尺寸精度和表面粗糙度以及冲裁件的尺寸标注。冲裁件的结构工艺性：a.冲裁件的形状应力求简单、对称，尽可能采用圆形或矩形等规则形状，应避免过长的悬臂和窄槽。b.冲裁件的外形和内形的转角处要避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理或冲压时在尖角处的开裂。同时也可以防止尖角部位的刃口磨损过快而影响模具寿命。c.冲孔时,由于受凸模的强度限制，孔的尺寸不能太小，其数值与孔的形状、板厚t以及材料的力学性能有关。冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度：冲裁件的尺寸精度可以分为精密级和经济级两类。由于电器外壳属于非精密零件，对尺寸精度要求不高，一般冲压生产设备可以满足要求。如下图（1-1）是所要冲裁的零件图。

3、（1-1）零件图技术要求：t=3mm；生产批量：大批量 1.2 确定合理的冲压工艺方案 本课题包括冲孔、落料、两种冲压成形方式。冲压模具形式多种多样，按工序组合程度分为一下三类：1. 单工序模，即在一副模具中只完成一种工序，如落料，冲孔，切边等。单工序模一般由一个凸模和一个凹模洞口组成，也可以是多个凸模和多个凹模洞口组成。2. 复合模，即在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成多道冲压工序，如冲孔落料。3. 级进模（俗称连续模），即在压力机的一次行程中，在模具的不同位置上同时完成数道冲压工序，级进模所完成的同一零件的不同冲压工序是按照一定顺序、相隔一定进距排列在模具的送料方向上的，压力

4、机的一次行程得到一个或者数个冲压件。针对“角板”这个冲压件的结构外形及变形特点，该零件包含了落料、冲孔两个基本工序，可选变形方案如下： 方案一：落料冲孔，采用两套单工序模生产。 方案二：落料冲孔复合，采用一套复合模生产。 方案三：落料-冲孔，采用级进模生产。方案一模具结构简单，装配和生产操作都比较容易，但是过程过于繁琐，程序太多，费时费力，生产效率太低，只适用与很小批量的生产；方案二采用落料冲孔复合，落料冲孔复合比较简单，易于操作实现生产，形状的弯曲件可以一次弯曲成形，故此方案比较合适；方案三采用级进模生产，模具设计比较复杂，而且冲孔位置精度不如复合模。综合以上分析，最终选择方案二。第二章 排

5、样设计2.1排样方法确定根据工件的形状，采取有废料直排法。2.2确定搭边值查表2-5，取最小搭边值：a=2 ，a1=3。2.3确定料宽和步距料宽B=（L+2a1）=124+2x3=130步距n=164+2=1682.4计算材料利用率如下是排样图（2-1） （2-1）排样图一个步距内的材料利用率为： =其中A是落料件的面积，B是条料宽度，n是步距。 =76.02%第三章：冲裁件的冲裁力和初选设备3.1冲裁力的计算F0=LtF=1.3 LtL=691.92mm(根据零件图算出)F=1.3x691.92x2x235=422.76KN推件力：F1=K1F=0.055x422.76=23.25KN卸料力

6、：F3=K3F=0.05x422.76=21.14KNK1，K3查表2-10可知 采用弹性卸料装置和下出料方式 F0=F+F1+F3=422.76+23.25+21.14=467.15KN3.2压力中心计算与确定 模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。模具的压力中心，可安以下原则来确定：1、对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。2、工件形状 相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对

7、称中心相重合。3、各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置0，0（x=0,y=0），即为所求模具的压力中心。如图（3-1）Xo=L1X1+L2X2+LnXn/L1+L2+LnYo=L1Y1+L2Y2+LnYn/L1+L2+Ln（3-1）因为零件不属于对称零件，所以压力中心取零件的几何中心Xo=164/2=82Yo=124/2=623.3 初选压力机由以上得：F0=F+F1+F3=422.76+23.25+21.14=467.15KN选择通用型的开式双柱压力机。型号JB23-63，其主要技术参数如下：公称压力：630t滑块行程：100mm最大闭合高度：4

8、00mm最大装模高度：310mm连杆调节长度：80 mm工作台尺寸：前后 570 mm 左右 860mm模柄孔尺寸：50×70 mm第四章：冲裁工艺设计计算4.1冲裁间隙值的确定技术要求：t=2mm；生产批量：大批量材料：Q235A由技术要求，在冲压工艺学查表2-3可知，Zmin=0.12mm, Zmax=0.16mm4.2 冲裁刃口尺寸计算下图（4-1）为零件图（4-1）（1）计算原则 ：1、由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。 2、在尺量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为

9、基准。 3、冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，结果使间隙越来越大。 由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则： 1、落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙去在凹模上：设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙去在凹模上。 2、考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，人能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。 3、确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。

10、如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不和格，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件安国家“配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT12级制造；对于圆形工件可按IT7IT9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注单项公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。 (2)刃口尺寸的计算冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法，即分开加工和配做加工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合，后者用于形状复杂或薄板工件的模具。

11、对于该工件厚度只有2.0（mm）属于薄板零件，并且各个孔有位置公差要求，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件的实际尺寸来配合加工另一件，使它们之间保留一定的间隙值，因此，只在基准件上标注尺寸制造公差，另一件只标注公称尺寸并注明配做所留的间隙值。这与就不再受间隙限制。根据经验，普通模具的制造公差一般可取=/4（精密模具的制造公差可选46m）。这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙值很小，而且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。凸模和凹模制造公差表公称尺寸/mm18-0.02+0.021830+0.0253080+0.

12、0380120-0.025+0.035120180-0.03+0.04180260+0.045260360-0.035+0.05360500-0.04+0.06500-0.05+0.07序号 计 算1制件的尺寸如下：落料部分： 冲孔部分： 2查表取双面间隙：3对简单零件基准图的绘制尺寸可根据分开加工的计算方法得到，对于复杂零件在绘制产品基准图后：对落料件，凹模按基准图加工。凸模按基准图-合理间隙加工对冲孔件，凸模按基准图加工，凹模按基准图+合理间隙加工4落料部分mmmmmmmm=mm=mm=mm=mm=mm=mm.=mm.=mm.落料凸模根据凹模尺寸，保证凸凹模间隙配作加工。则凸模尺寸为：(1

13、63.7-0.12)=163.58mm(123.7-0.12) =123.58mm(18.84-0.12) =18.72mm(22.84-0.12) =22.72mm(74.78-0.12) =74.66mm(111.74-0.12) =111.62mm.(47.81-0.12) =47.69mm(9.89-0.12) =9.77mm(20.84-0.12) =20.72mm(15.86-0.12) =15.74mm(13.87-0.12) =13.72mm(1.86-0.12) =1.74mm5冲孔部分=（22+0.75×0.21）=22.16mm=(6+0.75×0.1

14、5) =6.11mm=(22.16+0.12) =22.28mm=(6.11+0.12) =6.23mm.第五章：冲裁模外形尺寸确定5.1 凹模的设计在设计模具时，凹模的外形尺寸还不能仅用理论计算来确定，在设计模具时，由H=Kb可以确定凹模的厚度: K-系数,查表得K=0.20 b-冲裁件最大外形尺寸. b=164mm H=Kb=0.20×=32.8mm 可根据模具的结构需要取H=45mm凹模壁厚的确定见下式：C=(1.52.0)H可以确定凹模的壁厚: C=（1.52.0）×33=（49.566）mm 取C=53mm,按此式计算得到的凹模外形尺寸可以保证凹模具有足够的强度和

15、刚度，一般不再进行强度校核。凹模的刃口高度的确定在不影响刃口强度的情况下由冲裁件的厚度确定，所以凹模的外边缘的尺寸等于凹模的刃口尺寸加上壁厚，则外边缘尺寸宽 L=2C+164=2×53+164=270mm B=2C+124=2×53+124=230mm螺孔、销孔 各螺孔、销孔的大小、数量、位置均可以从典型组合标准GB2873.2中查得。材料及技术要求 材料选用Cr12MoV 硬度为: HR57 60 。各表面粗糙度如凹模样图所示。由以上设计结果，凹模零件图如下图所示：比例：1:2 （5-1）凹模零件图5.2 冲孔凸模的设计凸模的结构形式：圆形截面的凸模采用阶梯式，采用固定板

16、压入式固定。凸模的长度计算：根据模具结构，凸模长度应该是凸模固定板厚度加落料凹模厚度再加卸料板与凹模之间的安全距离取5mm.则凸模总长度L=15+35+5=65mm.凸模的材料及技术要求：选用Cr12MoV 硬度为: HR57 60根据GB2863.2-81,得到B型圆凸模的尺寸参数，最后的凸模如下图所（5-2）凸模5.3 凸凹模的设计凸凹模尺寸以落料凹模和冲孔凸模的尺寸配作加工，保证凸凹模间隙。其厚度依据模具结构确定H=45mm.凸凹模的结构形式阶梯式，采用凸凹模固定板固定。凹凸模的材料及技术要求：选用Cr12MoV 硬度为: HR57 60。各表面的粗糙度如下图所示，由设计计算结果绘成下图

17、：（5-3）凸凹模5.4 选择模架及其它零件选择通用型的开式双柱压力机。型号JB23-63，其主要技术参数如下：公称压力：630t滑块行程：100mm最大闭合高度：400mm最大装模高度：310mm连杆调节长度：80 mm工作台尺寸：前后 570 mm 左右 860mm模柄孔尺寸：50×70 mm紧固件的选取：上模零件选取4个M10×70的内六角螺纹固定，另加两个10×80的销钉。下模零件选用4个M10×120的内六角螺纹紧固，另加两个10×100的销钉定位（螺钉长度根据连接件而定），材料用45钢。模具总装配图如下：（5-4）总装配图总结刚拿到课程设计的课题是我还是一脸茫然，学了四年的理论知识，拿到一个实实在在的课题，要求全程自己动手，自己查阅，独立设计，当时真是不敢相信自己能够坚持下来。最开始拿着课题发呆，完全没有思绪，不知道从何下手，后来慢慢的查阅资料，图书馆看图册，借手册，感觉自己有点像模像样了，自信也一点一点的多了，于是开始积极的思考，及时的探讨，坚持着一天又一天，思路改了又改，图画了又擦，擦了又画。反复修改的过程