铁芯冲片设计

1、曲力人考/多HUNAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY课程设计说明书铁芯冲片学院（部）:机械工程学院业：材料成型及控制工程学生姓名：牟星星级：1101学号 657821，导教师姓名：Xxxx职称 副教授卜终评定成绩2014年12月25日目录 TOC o 1-5 h z 第一章冲压件工艺设计 31.1冲裁工艺方案的确定 5.g2模具结构形式的确定 6.第二章冲压工艺计算 9排样设计 7排样方法的确定 8.确定搭边值7.确定条料步距 8.条料利用率8.冲裁力的计算 9冲压设备的初步选择 9冲裁压力中心的确定 10计算凸、凹模的刃口尺寸 10第三章 主要零部件的设计及装配 12工作

2、零部件的机构设计 12落料凹模1.2冲孔凸模1.2弹簧的设计与计算 12凸凹模1.3定位零件的设计及装配 13卸料板的设计13螺钉、销钉的选用 1.3模架等零部件的设计及装配13第四章 校核模具闭合高度及压力机 1.4感想20.参考文献错误！未定义书签。致谢 20第一章冲压件工艺设计冲裁工艺设计包括冲裁件的工艺性分析和冲裁工艺方案确定。良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最少的材料，最少的工序数和工时，使得模具结构简 单且寿命长，能稳定地获得合格冲件，因而可以减小劳动量和冲件成本。 最合理 的工艺设计可以显著提高生产效率。劳动量和冲裁件成本也是衡量冲裁工艺设计 合理性的主要指标。如下图所示，本

3、课题以大批量生产，材料为硅钢片，t=0.5mm的冲压模具设 计，通过零件图设计并编制模具主要零件的加工工艺规程。广 +0.136-S.1口巴 3+0roK44%5己塌此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为硅钢片、 t=0.5mm,具有良 好的冲压性能，适合冲裁，工件结构简单，只有 4 4mm的圆孔，此工件满足 冲裁的加工要求，孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚为 2mm满足最小 孔边距l minm.5t=0.75要求，符合冲裁要求。冲裁工艺方案的确定方案种类该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有一下三种方案。方案一：先冲孔，后落料、采用单工序模生产。方案二：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生

4、产。方案三：采用落料-冲孔同时进行的复合模生产。方案的比较各个方案的特点及比较如下。方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后， 进入第二道工序必然 会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需要求，且只能通过手工送 料生产率低难以满足生产需要。故而不选此方案。方案二： 级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但是级进模轮廓尺寸 较大，制造复杂，成本较高，制造周期较长一般适用大批量，小型冲压件。而本 工件尺寸轮廓较大且工序简单，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度 提高成本也将增大，因而也排除此方案。方案三： 只需

5、要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足， 模具轮 廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案采用小冲孔后落料的方法。模具特点模具比较项目单工序模复合模级进模冲裁精度较低高生产效率较低较局高生产批量适合大中小批量适合大批量适合大批量模具复杂程度简单较复杂复杂模具成本较低较局高模具制造周期较快较长长方案的确定综合上面的比较，本套模具采用冲孔-落料复合模最为合理。模具结构形式的确定复合模具氛围倒装复合模和正装复合模，其特点和结构如下：1）倒装式复合模。凸凹模装在下模部分时，叫倒装复合模。其应用最广泛。 其出料方式是顶杆自上模内推出，下落到模具工作面上，落料凸模内积聚到一定 程度后便从下模漏料孔或

6、排出槽排除方便卸料。凸凹模承受的涨力太大，凸凹模的最小壁厚应严格控制，否则会涨力会变大，适用于冲裁件平整度要求不高，凸凹模强度足够时采用2)正装式复合模。凹凸模装在上模部分时，叫正装复合模。其出件方式， 采用弹顶器自下模(凹模)内顶出到模具工作面上，废料不在凸凹模积聚，压力 机回程时从凸凹模内推出。受力情况比倒装复合模好，但凸凹模的内形尺寸易磨 损，壁厚可以比倒装的薄，适用于薄料生产，平整度要求高以及壁厚较小，强度 差的凸凹模综上所述，经分析该工件成形后脱模方便性，正装式复合模成形后工件留在下模， 需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在工件留在上模，只 需在上模装装一副推出件装

7、置，综合分析可得采用倒装式复合模。第二章冲压工艺计算排样设计排样方法的确定排样方法的选择原则：(1)冲裁小工件或某中工件需要窄条(带)料时，应沿板料顺长方向进行排 样，符合材料规格及工艺要求。(2)冲裁弯曲毛坯时，应考虑板料扎制方向。(3)冲件在条(带)料上的排样，应考虑冲压生产率、冲模耐用度、冲模结 构是否简单和操作方便与安全等。(4)条料宽度选择与在板料上的排样应优先选用条料宽度较大而步距较小 的方案，以便经济地裁切板料，并减少冲压时间。按冲裁工艺方法和材料的合理利用，条料排样方法可分为有废料排样、少废 料排样和无废料排样。根据冲裁件在条料上的不同布置形式分类， 有直排、斜排、 直对排、斜

8、对排、混合排、冲裁搭边等。由于受冲裁件外型的限制，该工件的排样只能采用有废料的排样形式，为了使模具设计简单并且能达到最大的材料利用率，采用直排的形式即可初画排样图如下图所示：确定搭边值排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的主要作用有：(1)补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪 斜误差等原因而冲裁出残缺的废品。(2)还应保持条料有一定的强度和刚度，保证送料的顺利进行，从而提高制 件质量，沿整个封闭轮廓线冲裁，使受力平衡，提高模具寿命和工件断面质量。搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进 凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命

9、，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。一般 来说，搭边值是由经验确定的。搭边的设计主要考虑几方面的因素：材料的力学性能。塑性好的材料，搭边值要大一些，硬度高与强度大的材 料，搭边值小一些。材料的厚度。材料越厚，搭边值也越大。工件的形状和尺寸。工件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值也越大排样的形式。对排的搭边值大于直排的搭边。如下图所示：根据上面原则查表3-12可得，最小搭边值：工件问a1=1.5侧面a=22.12.1.3确定条料步距步距：h = 19 + 2 = 21mm,宽度：52mm.4条料利用率若用可冲裁20件零件的条料411.5 56冲裁时材料利用率为：A0746=n 100% = 2010

10、0% = 64.7%A1411.5 56其中“一材料利用率A1 一工件的实际面积A0 一所用材料面积包括工件面积与废料面积n条料上所冲工件数冲裁力的计算冲裁力是选择和确定冲压设备、及模具强度较核的重要依据，在冲裁模设计 中必须进行计算，同时，应掌握影响冲裁力大小的因素及降低冲裁力的方法。 冲 裁力包括落料力、冲孔力、卸料力和顶件力。当冲裁工作完成后，从板料上冲裁下来的工件（或废料）由于径向发生弹性变 形而扩张。会卡在凹模模腔内；同时，在板料上冲裁出的孔径则沿着径向发生弹 性收缩，会紧箍在凸模上。为了将紧箍在凸模上的板料卸下来所需要的力称为卸 料力，以Ps表示；将卡在凹模中的板料推出或顶出所需的

11、力分别称为推件力与顶 件力，以Pp与Pc表示。卸料力、推件力与顶件力是由压机和模具的卸料、顶件装置获得的。在选择压机吨位和设计模具时，要根据模具结构来考虑卸料力、推件力与顶件力的大小， 并作必要的计算。影响这些力的因素较多，主要有 ：材料的机械性能和厚度，工 件形状和尺一寸大小，凸、凹模间隙，排样的搭边大小及润滑情况。生产中，常 用下列经验公式计算：用平刃冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算：F = KLt 下式中：F一冲裁力；L一冲裁周边长度；t一材料厚度；S材料抗剪强度；硅钢片 S的值查表取T b=300MpaK一系数；一般取K =1.3。F=1.3X0.5 X240X 300=46.8KNa

12、.卸料力的计算：ps =KF=0.05 X 83.90=2.34KN（卸料力系数 K在0.02-0.06 之间，取0.05）b .推料力的计算：Fc=nkFP=10 X 0.05 X 46.8=23.4KN(推料力系数在0.03-0.07之间，取0.05, n为在凹模内的制件或废料 数量,n=h/1, h为直刃口部分的高，mm t材料厚度，mm因为模具是采用弹压卸料装置和下出件的模具所以：F总 = F + ps+ 出=46.8+2.34+23.4=72.54KN冲压设备的初步选择由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力F二(1.6-1.8) F总选择压力机。查表课选择压力机的型号为：J2

13、316相关参数为：公称压力：160KN滑块行程：70mm最大闭合高度：300mm闭合高度调节量：60mm工作台孔径：370mme 560mm模柄孔尺寸：40mm( 60mm冲裁压力中心的确定冲裁力合力的作用点称为冲模压力中心。 为了保证冲裁和压力机正常和平稳 地工作，冲模的压力中心必须通过模柄轴线而与压力机滑块的中心重合。如果压力中心不在模柄轴线上，滑块会承受偏心载荷，冲压时会使冲模与压力机滑块产 生歪斜，从而至滑块导轨和模具导向装置的不正常磨损。同时引起凸、凹模间隙不均匀，使刃口迅速变钝，甚至造成刃口损坏，降低模具使用寿命。由于工件Y方向对称，故压力中心X0=0mm11y112y2In yn

14、V0 二|1 |2 In=(2X19 X9.5+36 X19+16X 7+Inyn) / 240=9.3则压力中心坐标点为(0 , 9.3 )2.5计算凸、凹模的刃口尺寸(配作法)因为孔径的加工精度要求为IT9 ,采用配作法即可满足精度要求。查表可得： Zmin=0.05 , Zmax=0.07mm;有公差表查得62+.25为IT9级取X=0.756 p=0.016mm 6 d=0.024mmdp = (dminXA)d m根据以上公式可以计算出凸模的刃口尺寸有：冲孔(小4)小4凸=4.2-.16(J) 4 凹=4.15+.24落料可采用配作法制模刃口尺寸计算该件外形只为落料，只需计算凹模刃口

15、尺寸，各类尺寸分别按照公式Ld= (Lmin+A/2) + A/8式中Ld 凹模型孔中心距(mm。Lmin 工件孔中心距最小尺寸(mmA 类尺寸： A=(ama- X A ) +A/4B 类尺寸： B=(bmin+XA) a”C类尺寸： C=(Cmin+A/2) +A/8式中amax与A类尺寸对应的工件尺寸允许的最大值(mm；bmin与B类尺寸对应的工件尺寸允许的最大值(mm；Cmin与C类尺寸对应的工件尺寸允许的最大值(mm；50 凹=(50-0.75 C CU +0.016 49.950X .62 )+0.062/4 050 凸=(50+0.75X0.062)50.050-0.016-0.

16、062 /425 凹=(26-0.75 X 0.062)+0.01525.96 0+0.062/4 025 凸=(26+0.75X0.062)26.04。化-0.062 /46凹=(6-0.75 X 0.030)。包030 4+0.007 5.9806凸=(6+0.75 X0.030) -0.030 /4 6.02 0-0.00710 凹=(10-0.75 X 0.036)+0.009 9.97 0+0.036/4 010 凸=(10+0.75X0.036)- 10.03 0-0.0090-0.036 /412 凹=(12-0.75 X.43)+0.043/4 0- 1 1.97 0+0.01

17、112 凸=(12+0.75X0.043) -0.043 /412.032 10 凸=(10+0.75 X 0.036) 0.036/8=(10.027 +0.0045)第三章主要零部件的设计及装配工作零部件的机构设计落料凹模凹模采用整体式凹模，依据压力中心的数据，尽量保证压力中心与模柄中心重合。凹模厚度：H=kb=0.20 X 52= 10mm凹模壁厚：由于落料凹模不是很规则的图形所以不能用公式计算根据查表可得C=20mm凹模长度：B=b+2c=50+30 X2=110mm凹模宽度：L=25+30 X2=85mm(送料方向)根据工件图样，在分析受力情况及保证壁厚强度的前提下，取凹模宽度取85

18、mm长度为110mm所以轮廓尺寸为110mm 85mm40下模座：L XB XH = 200 X100X50导柱：d X L = 25 X150导套：d X L D = 25 溜0X38结合本套模具的的具体结构，考虑工件的形状，设置一个活动挡料销。防止料在定位时到达不了指定的位子。第四章校核模具闭合高度及压力机冲压设备的正确选择及合理使用将决定冲压生产能否顺利进行，并与产品质量、模具寿命、生产效率、产品成本等密切相关。冲压设备的选择只要是根据冲压工艺性质、生产批量大小、冲压件的几何形 状、尺寸及精度要求等因素来确定的。 冲压生产中常用的冲压设备种类很多， 选 用冲压设备时主要应考虑下述因素：(1)冲压设备的类型和工作形式是否适用于应完成的工序；是否符合安全生 产和环保的要求；(2)冲压设备的压力和功率是否满足应完成工序的要求；(3)冲压设备的装模高度、工作台面尺寸、行程