江超毕业论文

1、南昌航空大学自 学 考 试 毕 业 论 文题 目 冲压模具设计 专 业 模具设计与制造 学生姓名 江超 论文编号 准考证号 036909300496 指导教师 刘季东 2010 年度 上 (上/下)任务书：1. 学生；姓名江超2. 专 业：模具制造与设计3. 论文题目：冲压模具设计体会4. 论文主要内容：冷冲模课程设计是模具专业，在学习过程中是一个重要的实践性学习环节，其目的是： 1.应用本专业所学知识和实训技能，进行一次冲压设计工作的实际能力，在提高独立分析和解决实际问题的能力。 2.通过查设计资料手册熟悉设计标准和技术规定，通过方案认证设计与计算，计算机辅助绘图，数据处理与综合分析编写与设

2、计说明书等环节，进行工程师的基础训练，培养从科研工作的初步能力。 3.培养勤奋求实，团结互助，勇于创新的优良品质。 4.希望通过本次冷冲模答辩，能进一步巩固课程，扩大所学到的知识，由于初学者水平有限，设计中难免有不足和错误之外恳请老师同学给予批评指正。 江超谨上目 录一、制件的工艺分析二、冲裁工艺方案的确定三、排样图的确定四、压力中心的计算五、计算冲压力.初选压力机六、模具刃口尺寸计算七、模具工作零件设计计算八、模具其它零件设计与计算九、压力机相关参数校核十、装配图与零件图参考文献、结束语课程设计说明书制件名称：垫片 工件简图：如下图所示生产批量：中批量生产 材料厚度：0.7mm材料：30钢

3、精度等级：IT12级 一、制件的工艺分析此工件只有落料和冲孔两个工序，结构形状简单、规则、对称，是一个40的圆形垫片，里面有一个带四个凹槽的18孔，空间的尺寸也满足要求。材料30号钢具有良好的冲压成型性能，材料厚度0.7mm，适合冲裁，冲件上孔径满足允许最小尺寸。工件尺寸全部为未注公差尺寸，看作IT12级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。综上所述：该制件可通过冲裁得到，无需精冲或整修。二、冲裁工艺方案确定该制件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案。方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压，采用级进模生产。

4、方案一；模具结构简单，精度高，但需两道工序两副模具，生产成本高，但效率低，难以满足该零件的中批量生产要求。方案二；只需一副模具，冲压件的形状精度和尺寸精度容易保证，生产效率高，不存在定位误差，节省材料。但是此工件的最小壁厚18mm，大于凸模、凹模的最小壁厚2mm，制造难度较大，操作不方便。方案三；只需要一副模具，生产效率较高，操作方便，冲裁件的精度要求不高，故冲裁精度也满足要求，且该工件尺寸不大，形状简单且为中批量生产，故适合采用级进模。综上所述，该制件的冲压生产采用方案三级进模生产为最佳方案。定位方式的选择 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承料板，冲孔用始用挡料销初定

5、位，控制条料宽度的送进步距采用固定挡料销，导正销精定位。三、排样图的确定(1)搭边值的计算 材料厚度t=0.7mm,经查表2-4的工件间的搭边a1=1mm，工件与侧面间的搭边a=1.2mm。30号钢为中碳钢，系数为0.9，所以该制件的搭边值a1=1×0.9=0.9mm a=1.2×0.9=1.08mm(2）步距：A=D+ a1=40+0.9=40.9mm (3）在无侧压装置时，条料料宽B 0-B0- =（Dmax+2a+2+C）0- =(40+2×1.08+2×0.5+0.5)0-0.5=43.660-0.5圆整B0-=440-0.5 修正 a=2.式中

6、： D为平行于送料方向的冲裁件的宽度；D max 冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸；a冲裁件与条料侧边之间的搭边；板料剪裁时的下偏差（见表2-5）。（4）一个步距内零件的实际面积Sa =1256 mm Sb的值由CAD得 Sb=251.8 mm S1 =Sa- Sb=1256-251.8=1004.2 mm 一个步距内所需毛坯的面积 S0=B×A=4440.9=1799.6mm(5) 一个步距内的利用率板料规格1420mm×710mm选裁比较：A、横裁：710/4416.14；1420/40.934.721得到16个条料，每个条料上有34个制件。板=54.18%B、纵裁：14

7、20/4432.27；710/40.917.36得到32个条料，每个条料上有17个制件。板=54.18%综合以上：横裁和纵裁的利用率相同，但由于综合考虑实际加工时工人的劳动力消耗，所以选纵裁的方法。四、确定压力中心因为该零件是上下对称的，则其压力中心的y坐标为0，因此只需计算的x坐标。 如表所示：基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值xyL0=125.6mmx0=0y0=0L1=4mmx1=40.9y1=11L2=2.3mmx2=42.9y2=9.9L3=10.1mmx3=47.3y3=6.4L4=2.3mmx4=50.8y4=2L5=4mmx5=51.9y5=0L6=2.3mmx6=

8、50.8y6=-2L7=10.1mmx7=47.3y7=-6.4L8=2.3mmx8=42.9y8=-9.9L9=4mmx9=40.9y9=-11L10=2.3mmx10=38.9y10=-9.9L11=10.1mmx11=34.6y11=-6.4L12=2.3mmx12=31.1y12=-2L13=4mmx13=29.9y13=0L14=2.3mmx14=31.1y14=2L15=10.1mmx15=34.6y15=6.4L16=2.3mmx16=38.9y16=9.9x0=15.4 y0=0所以压力中心坐标x0=(15.4，0)五、计算冲压力.（1）冲裁力的计算 L1=2R圆=2×

9、;3.14×20=125.6mm L2=72.13mm L=L1+L2=197.73mm查P16,表1-3得抗拉强度F冲孔=L2t =72.13×0.7×490 =24740.59N24.7KNF落= L1t=125.6×0.7×490=43080.8N43.08KN查P59，表2-9得卸料力系数K卸=0.0250.06，取K卸=0.06 F卸= K卸（F冲孔+F落）=0.06×67.78=4.07 KN查表2-9得推件力系数K推=0.1，堵塞在凹模内的冲件数n=，查表2-14得凹模直壁洞口的高度h=5。所以 n=6.4287 F推=

10、 nK推（F冲+F落）=7×0.1×67.7847.44KNL为工件的总周长；t材料厚度；材料的抗拉强度,单位:MPa；则冲压力F总=F冲+ F卸 + F推 =67.78+4.07+47.44=119.29KN所以模具总力F =（1.11.3）F总= （131.2155.1）KN（2）压力机的选择查冷冲压模具设计指导P210，表8-10，以满足冲压工艺的要求压力机初选为开式双柱可倾斜压力机J2316 压力机的参数如下：公称压力： 160KN滑块行程： 55mm最大闭模高度： 220mm封闭高度调节量： 45mm工作台尺寸： 300mm×450mm模柄孔尺寸： 40

11、mm×60mm床身最大可倾斜角： 35°垫板厚度： 40mm六、模具刃口尺寸计算采用分别加工法400-0.25 , 180+0.18 , 22 0+0.21 ,40+0.12制件精度等级IT12级，凸模选用IT6级，凹模选用IT7级制造,查冷冲压模具设计指导P213，表814，Zmin=0.064mm，Zmax=0.092mm,则Zmax-Zmin=0.028 mm查冲压模具设计与制造P67，表212，当工件公差为IT13IT11级时，磨损系数x=0.75 落料：400-0.25 T=0.016mm,A=0.025mm DA=(Dmax- x) 0 +A =(40-0.75

12、×0.25) 0 +0.025 39.810+0.025mmDT=(DA-Zmin) 0-T =(39.81- 0.064) 0-0.016 =39.750-0.016mm校 核: A+TZmax - Zmin 0.025 mm + 0.016 mm0.04 mm0.028mm(不能满足间隙公差条件)因此，只有缩小A、T，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取：0.4(Zmax - Zmin) 0.011mm, 0.6(Zmax - Zmin) 0.017mm故： DA=39.810+0.017mmDT=39.750-0.011mm此时，凹模的精度等级为6级，凸模的精度等级

13、为5级。冲孔：180+0.18 T=0.011mm,A=0.018mmdT=(dmin+x)0 -T=(18+0.75×0.18)0-0.011=18.140-0.011 mmdA=(dT +Zmin) 0+A =(18.14+0.064)0+0.018=18.200+0.018 mm校 核: A+TZmax - Zmin 0.018 mm + 0.011 mm=0.029 mm0.028mm(不能满足间隙公差条件)因此，只有缩小A、T，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取：T 0.4(Zmax - Zmin)=0.011mm,A 0.6(Zmax - Zmin)=0.0

14、17mm故： dT =18.140-0.011 mmdA =18.200+0.017 mm此时，凹模的精度等级为6级，凸模的精度等级为5级。22 0+0.21 T=0.013mm,A=0.021mmdT=(dmin+ x)0 -T=(22+0.75×0.21)0-0.013=22.160-0.013 mmdA=(dT + Zmin) 0 +A =(22.16+0.064)0+0.021=22.220+0.021 mm校 核: A+TZmax - Zmin 0.021 mm + 0.013 mm=0.034 mm0.028mm(不能满足间隙公差条件)因此，只有缩小A、T，提高制造精度，

15、才能保证间隙在合理范围内，由此可取：T0.4(Zmax - Zmin)=0.011mm,A0.6(Zmax - Zmin)=0. 017 mm故： dT =22. 160-0.011 mmdA =22.220+0.017 mm此时，凹模的精度等级为6级，凸模的精度等级为5级。40+0.12 T=0.008mm,A=0.012mmdT=(dmin+ x)0-T=(4+0.75×0.12) 0-0.008=4.090-0.008mmdA=(dT+Zmin)0 +A =(4.09+0.064) 0+0.012 =4.150+0.012mm校 核:A+TZmax - Zmin0.008 mm

16、 + 0.012 mm0.028mm(满足间隙公差条件)此时，凹模的精度等级为7级，凸模的精度等级为6级。七、模具工作零件设计计算1.确定凸模的总长度： L凸=H1+H2+H3+Y =16+12+6+(0.5+6+13.5) =54 mm凸模结构采用直通式 式中： L凸凸模的长度； H1凸模固定板厚度； H2卸料板的厚度； H3导料板厚度 Y附加长度,它包括凸模刃口的修磨量, 凸模进入凹模的深度(0.51)mm, 凸模固定板与卸料板之间的安全距离等,一般取15-20 mm。2.确定凹模外形尺寸：H=kl(15mm)查表2-15取k=0.35故凹模壁厚：H=kl=0.35×71.9 =

17、25.2mm 圆整得H =26mm凹模壁厚：C=(1.52)H C=3952mm 取C=48mm凹模长：L=l+2C=71.9+2×48=167.9mm圆整取:L=168mm 凹模宽：B=a+2C=40+96=136mm 查国标GB/T2851.3取凹模周界尺寸为：L×B×H =200×160×45凹模的固定方式：螺钉紧固，销钉定位。 八、模具其它零件设计与计算凸模固定板： 材料为Q235 H1=（0.60.8）h凹=16mm外形尺寸 L固× B固× H1= 200×160×16 垫板： 材料为45钢，淬

18、硬为4348HRC。厚度一般取4-12 mm 取H垫=10mm 外形尺寸 200×160×10 卸料板： 材料为45钢, 淬硬为4348HRC。H2= H1-（2-4）mm=16-4=12mm外形尺寸为 200×160×12卸料板的凸台部分高度为:= H3-(0.10.3)t=5.79 mm 导料板；材料为45钢，热处理硬度为4045HRC。B=(B-B)/2=(160-43)/2=58.5mm厚度查冷冲压模具设计指导表取H3=6mm外形尺寸为 200×58.5×6 导正销：材料为Q235，淬硬为4348HRC。d=-a=18.14-

19、0.008=18.06 mm (a查表3-19取0.08 mm)高度=1.2 mm卸料橡胶的自由高度：根据工件材料厚度为0.7mm，冲裁时凸模进入凹模的深度取0.5 mm。考虑模具维修时刃磨量留4mm，再考虑开启时卸料板高出凸模1 mm，则总的工作行程h工作=6.2 mm则橡胶的自由高度：h自由=20-31 mm取h自由=25mm。模具在组装时橡胶的预压量取h预=4 mm，由此得模具中安装橡胶的空间尺寸为21 mm。九、压力机相关参数校核：冲裁模总体结构尺寸必须与所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，模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时上模座的平面与下模座的下平面之间的高度。模具的闭合高度应介于压力机