典型盖板件冲压模具设计

1、中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名：刘海江 学 号： 0701034124 学 院： 机电工程学院 专 业： 飞行器制造工程 题 目： 典型盖板件冲压模具设计 综合成绩 指导教师： 张春元 职称: 副教授 2010年 1月 18日目录一 工艺分析1二 冲裁工艺方案的确定.2三 排样及计算.2四 冲压模具总体结构设计.3五 冲压模具工艺与设计计算.6六 模具的装配图与零件图的计算.9七 参考文献.10典型盖板件冲压模具设计一：工艺分析 该工件图如下所示：此工件只有落料和冲孔两个工序（机加12螺纹孔）。材料为Q235，具有良好的冲压性能，适合冲裁。剪切强度为310380MPa；抗拉强度为3

2、80470MPa；屈服强度为240MPa。工件结构简单，有一个40的空孔和两个10的孔。孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚11mm，制件厚度为2mm，工件除、50.5、101外，其余都是IT13级，查表2.5查得用一般精度的模具可以满足精度要求。二：冲裁工艺方案的确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案。方案一：先落料后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲模。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进模。采用级进模生产。方案一结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高，生产效率低，难以满足生产要求。方案二只需要一套模具工作精度高，生产效率也较高，工件最小壁厚11mm，

3、模具强度较好。方案三页只需要一副模具，生产效率高，操作简便，但制造精度不如复合模。综上所述，通过对以上三种方案的分析比较，该制件的冲压法案采用方案二，即复合模。三：排样及计算 经分析直排与斜排后，得出斜排方案材料利用率最高。现就斜排做具体的计算说明。 查表得工件间搭边最小值a=1.5mm，沿边搭边最小值为a=2mm，取a=2mm。由CAD计算出送料步距h=101.02mm。条料宽度B=73.54+4=77.54mm，这里取B=78mm。已知制件的面积A=6303mm，则一个步距材料的利用率=100%=79.99%。四：冲压模具总体结构设计 4.1模具类型 根据零件的冲裁工艺方案，采用复合踩踩模

4、。 4.2导向与定位方式 导向形式：滑动导柱导套导向。 定位方式：板料定位靠导料销和弹簧的活动档料销组成，因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用的是导料板，无测压装置。控制条料的送进步距采用档料销定距。 4.3卸料与出件方式 冲孔凸模与凸凹模冲孔，冲孔废料直接落料。利用推件块将制件顶出。 4.4模架类型及精度 该模具采用后侧导柱模架，以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。五：冲压模具工艺与设计计算 5.1设计冲压力与设计计算 （1）落料力 根据零件图，用CAD可计算出冲一次零件外周之和L=313.2mm，冲孔内周边之和L=188.4mm，又因为T=340MPa，t=2mm，K=1.3，根

5、据式F=KLt得： 落料力：F=K Lt=276.869KN 冲孔力：F=K Lt=166.546KN 所以冲裁力F= F+ F=443.415KN 由表2-11得卸料力系数K=0.05，推件力系数K=0.055 卸料力：F= K F=0.05276.869=13.843KN 推件力：F=n K F= 0.055166.546=27.480KN 则总冲压力F=F+ F+ F=484.738KN 公称压力：F=1.3 F=630.159KN 根据公称压力选取压力机。因此可选取压力机型号为J23-80，其闭合高度：290mmH380mm。 5.2 压力中心 因为该制件是单对称件，所以压力中心为该制

6、件的几何中心。5.3 计算凸凹模人口尺寸及公差（1）冲孔尺寸 210 根据表2-13，由材料厚度可得Z=0.246mm，Z=0.360mm，查表2.-17得：=0.02mm，=0.02mm。查表2-18得磨察系数x=0.5，校核：|+|=0.04mm Z- Z=0.114mmd=(d+x)=(10+0.50.22) =10.11mmd=( d+ Z)=(10.11+0.246) =10.356mm(2) 冲孔尺寸40 根据表2-17得：=0.02mm，=0.03mm。查表2-18得磨察系数x=0.75， 校核：|+|=0.05mm Z- Z=0.114mmd=(d+x)= (40+0.750.

7、1) =40.075mmd=( d+ Z)=(40.075+0.360) =40.435mm（3）落料尺寸50 根据表2-17得：=0.02mm，=0.03mm。查表2-18得磨察系数x=0.5， 校核：|+|=0.04mm Z- Z=0.114mmD=（D-x）=(55.22-0.50.22) =55.11 mmD=（D- Z）=（6 ）=54.75 mm（4）孔心距 1010.2L=L=1010.4=1010.05mm六：模具的装配图与零件图的计算6.1 （1）凹模设计 各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时要依据计算压力中心的数据将压力中心与模柄中心重合，其轮廓尺寸

8、按2-34和2-35计算，用CAD计算凹模刃口的最大尺寸b=124.27mm，查表2-30得K=0.2，则： 凹模高度 H=Kb=0.2124.27=24.85mm，取25mm 凹模壁厚C=（1.52）H=40mm 凹模长度L=124.27+2C=124.27+240=204.85mm,去205mm 凹模宽度B=70+2C=70+240=150mm 由以上算得凹模轮廓尺寸LBH=20515025，查有关国标无此厚度合适，因此取LB=250160 凹模材料选用：Cr4WMoV（2）凸模设计 凸模材料：参照冲压模具设计与制造选用T10A 因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于特别保护的小凸模，所以冲孔

9、凸模采用阶梯式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。则： 凸模长度L=H+H=1.8 H=1.825=45mm H=0.8 H=20mm（3）凸凹模设计 查表得凸凹模最小壁厚=6.7mm 6.2 选择坚固及定位零件 螺钉规格的选用：根据国标GB699选取材料为45钢，热处理硬度值HRC3540，卸料螺钉选用圆柱头六内角卸料螺钉，卸料板上设置四个卸料螺钉，公称直径为12mm，卸料螺钉尾部应留有足够的形成空间，卸料螺钉拧紧后应使卸料板超出凸凹模端面1mm有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。活动档料销活动档料销：在卸料板上固定了三个导料销，用于条料送进的定位，在送进方向上用一个弹性顶

10、料装置的档料销。 6.3 设计和选用卸料与出料零件 卸料以卸料板卸料，出件是以凸凹模往上运动冲出即可，因此不用设计出件零件，固定卸料板的平面外形尺寸一半与凹模板相同，厚度可取10mm，则LBH=25016010。出料为45钢。6.4 （1）选择模架 根据表2-41。由凹模周界205150及安装要求，选取凹模周界LB=250160，闭合高度：200240，上模座25016045,下模座：25016050；导柱32190；导套3210543；模柄：由压力机的型号J23-80，可查得模柄孔的直径为60mm，深度为80mm，由装配要求，模柄与没孔配合为，并加销钉防转，模柄长度比模孔深度小510mm，由

11、于采用固定卸料，上模座回程时受力较大，因此，选用压入式模柄较合理。 （2）垫板垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力，以防模座被压损伤，因此在与模座接触面之间加上一块硬磨平的垫板，垫板的外形尺寸与凸模固定板相同，厚度可取310mm，这里设计时由于压力较大，根据GB2865.2-81选取规格为：25016010. (3) 凸模固定板 凸模固定板的外形尺寸和凸模的外形尺寸一致，厚度为20mm，根据该标准选取板的规格为LBH=25016020(4)凸凹模固定板凸凹模固定板的尺寸与垫板的尺寸一致，厚度为20mm，规格为250160206.9 压力机的校核（1）公称压力 根据公称压力选取机型号为J23-80，它的压力为800KN630.159KN，满足要求。（2）闭合高度 由于压力机型号知H=380mm，M=90mm，H=100mm。则： H= H-M=380-90=290mm(M为闭合高度的调节量， H为垫板厚度)。根据GB/T2851.3-90得模具闭合高度为200240mm，因为H+10- HH H-5- H，即有200mmH275mm，所以H取220mm，符合压力机J23-8的要求。H=H（上）