焊片冲材模具设计说明书

1、目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc280874933 摘要1简介 HYPERLINK l _Toc280874934 2 HYPERLINK l _Toc280874935 第 1 章 过程分析3 HYPERLINK l _Toc280874936 第 2 章 工艺计划的确定4 HYPERLINK l _Toc280874937 2.1模具类型4的确定 HYPERLINK l _Toc280874938 2.2模具结构的选择4 HYPERLINK l _Toc280874939 第 3 章 下料过程计算5 HYPERLINK l _Toc280874940 3

2、.1版图设计与计算5 HYPERLINK l _Toc280874941 3.1.1边缘值和步距的确定5 HYPERLINK l _Toc280874942 3.1.2布局设计5 HYPERLINK l _Toc280874943 3.1.3带材宽度和壁厚的计算6 HYPERLINK l _Toc280874944 3.1.4材料利用率6 HYPERLINK l _Toc280874945 3.2打孔方式的选择6 HYPERLINK l _Toc280874946 3.3计算一次冲压机的冲压力和吨位7 HYPERLINK l _Toc280874947 3.3.1冲力计算7 HYPERLINK

3、 l _Toc280874948 3.3.2冲压压力中心的确定8 HYPERLINK l _Toc280874949 3.4冲模刃口尺寸及其制造公差的确定11 HYPERLINK l _Toc280874950 3.5凸凹模边缘尺寸的计算11 HYPERLINK l _Toc280874951 第4章落料模主要零件结构设计14 HYPERLINK l _Toc280874952 4.1模具和模板的结构设计与计算14 HYPERLINK l _Toc280874953 4.2冲头和冲头固定板的设计16 HYPERLINK l _Toc280874954 4.3模架的选择16 HYPERLINK

4、l _Toc280874955 4.4定位件和导向件设计16 HYPERLINK l _Toc280874956 4.5卸料装置的选择17 HYPERLINK l _Toc280874957 4.6模具手柄的选择17 HYPERLINK l _Toc280874958 4.7其他模具零件的设计17 HYPERLINK l _Toc280874959 第 5 章检查压力机和检查模具闭合18 HYPERLINK l _Toc280874960 5.1检查压力机18 HYPERLINK l _Toc280874961 5.2检查压力机高度18 HYPERLINK l _Toc280874962 结论

5、19 HYPERLINK l _Toc280874963 到20 HYPERLINK l _Toc280874964 参考文献21概括本手册主要针对焊片的设计。本设计采用级进模进行冲裁和落料，也适用于非标件的设计。其中，第一、二章主要讲述冲压件的工艺分析和冲压工艺方案的确定；第三章主要介绍了冲压件的冲压力和压力中心的计算、冲压设备的初级选择和工作件的尺寸。第四章主要是冲裁模零件的选择与设计。关键词：过程分析；冲压力；部分介绍现代制造业的发展，特别是电子、电器、仪表、汽车等产品的发展，几乎离不开模具。能否为社会提供更多的优质模具，将直接影响工业产品的质量、生产成本和更新换代的速度。合理的模具结构

6、能有效地实现冷模的功能，实现低成本、生产周期短和操作安全，并能保证产品零件的各种技术要求。正确选择适用的模具结构是模具设计人员技术素质高的体现。许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研发工作。我国冷冲压模具行业从诞生到现在经历了半个多世纪，取得了长足的进步。模具水平有了很大进步。部分模具已达到国际先进水平，但数量和质量仍不能满足国内市场的需要。每年还需要进口10亿美元以上的各种大型精密复杂模具。与发达国家的模具行业相比，模具技术还存在较大差距。我国模具行业正在不断进行技术创新，以缩小与国际先进水平的差距。本手册主要针对焊片的设计。本设计采用级进模进行冲裁和落料，也适用于非标件的设计。其中，第

7、一、二章主要讲述冲压件的工艺分析和冲压工艺方案的确定；第三章主要介绍了冲压件的冲压力和压力中心的计算、冲压设备的初级选择和工作件的尺寸。第四章主要是冲裁模零件的选择与设计。在设计的过程中，同时也更好的把握了很多重点和难点，让自己在冷冲压这个行业得到了专业的培训和锻炼，让自己受益匪浅。限于我的能力和水平，书中难免有不足之处，恳请读者批评指正。过程分析落料件的可制造性主要是指工件在落料加工中的难易程度。良好的冲裁工艺应保证材料消耗少，工序数少，模具结构简单，寿命长，产品质量稳定，操作简单。影响落料件的因素很多，如落料件的形状特征、尺寸、精度要求和材料性能等。设计部分如下：名称：焊片材质：H62 厚

8、度：0.7mm 量产产品图（如图1-1所示）：图 1-1 产品图1、工件结构、形状简单对称，属于普通大间隙冲压件。2、材质为H62，为优质黄铜，抗剪强度见参考文献2表4-8。工艺计划的确定2.1 模具类型的确定根据零件工艺分析：由于模具一次冲床即可完成冲孔和落料两道工序，在完成这些工序的过程中无需进料和移动。有三个选项：选项 1：使用单工序模具进行分步加工(1)冲孔下料单工序模具(2)下料冲单工序模具由于单工序模具，模具制造简单，制造周期短，价格低，维修方便，生产率低，工件精度低。选项 2：使用级进模加工级进模具有操作安全的显着特点，一般适用于小零件的大批量生产。选项 3：使用复合模具成型生产

9、效率高，孔与落料件外缘的相对位置精度高，主要用于批量大、精度要求高的落料件的生产。根据零件的设计要求和以上三种方案的特点，决定采用第二种方案加工焊片零件较为合理。2.2 模具结构的选择由于工件有冲裁和落料两个工位，材料厚度为0.7mm，可采用先进的侧边固定冲孔模具，采用弹性出料方式。综上所述：模具应选用侧边弹性压卸高级落料模具。第三章下料过程计算3.1 版图设计与计算嵌套是指在条、条或片材上排列下料部分。合理布局和选择合适的搭接值是降低成本、保证工件质量和模具寿命的有效措施。其中，布局设计包括边值的带材宽度和壁厚的计算。3.1.1边缘值和步距的确定可用：工件与工件之间的剩余材料a=0.8mm水

10、平搭接：零件与带材边缘之间的剩余材料a 1 = 1.0mm步：S=D+a=12+0.8=12.8mmD工件最大横向尺寸（mm）（查看参考1表2-10）3.1.2版图设计布局图（如图3-1所示）：图 3-1 布局图套料方式采用直排方式。与直排法相比，直排法具有更高的材料利用率。本设计采用边距定距法，边距宽度b 1 为带钢两侧边冲孔，b 1 =1.5mm，（参考文献5表2-16）。3.1.3带材宽度和壁厚的计算带材宽度计算：为保证条带有足够的圈数，使条带始终接触基准导板送料，条带宽度B采用侧边装置，按以下公式计算：B = (L + 2b + 2a)=(36+2 1.5+2 0.75)=40.5毫米

11、a为边距法的边距，b为边距的边下料宽度，a = 0.75a，（参考2表2-13和表2-14）。3.1.4材料利用一般应尽量选择材料利用率较高的布局。一个步骤的材料利用率计算公式如下：公式=A/SB100%= 124.718mm/ 518.4mm100%=24.05%式中，A零件的实际面积；S步距；B带材宽度。3.2 打孔方式的选择为顺利进行下料，必须适当解决出料、卸料、排废等问题。打孔的基本方法有以下三种：1. 固定沿途卸货固定卸料模结构比较简单，在板材厚度合适的情况下，更适合落料加工。但一般不用于冲孔。2、弹性压力卸荷弹性压力卸荷法非常适合冲压薄件。一般当片材厚度小于此厚度时，5mm必须采用

12、弹性压力卸荷法。冲切较厚的板材也可以利用弹性压力卸料，以获得更光滑的冲裁件，薄料效果更明显。3、弹性压力卸荷的反向顶出法直列冲压模具的结构形式。在倒装芯片模具中使用时，反向顶板也称为推板。在下装模具中，顶片的受力需要由弹性元件提供，多用于倒装复合模具。因此，应根据上述各种冲裁方法的特点，选择弹性卸料、平整的零件。3.3 一次冲床冲压力和吨位的计算计算冲压力的目的是保证压力的额定压力，优选安全系数为1.3。3.3.1冲力计算根据冲裁力公式 1-3（参考文献 3）F=KLt (N)式中料板的抗拉强度（MPa）；查表：H62材料室温剪切强度b=295 Mp；取安全系数k=1.3两部分的周长L= 6.

13、3 3 2 + 2.4 + 12 1- + 0.6 2 +(24-6- -2.25) 2+ 2=195.53mm则：F冲力=1.3195.530.7412=73308.11N推力计算推力一般采用经验公式计算：F = nK F=60.0573308.11= 21992.43 NK推力系数（见参考文献3中的表1-7）n模具材料中梗塞的数量n=h/t，h=5mm为模具模具壁垂直部分的高度（mm），t为材料厚度（mm）。弹性卸荷力使用经验公式计算：F = K F= 0.05 73308.11=3665.41N然后冲力：F = F + F + F=73308.11+3665.41+2199.43=989

14、66N= 98.966 千牛为选择安全期间的压力，为总力的1.61.8倍。初倾压力机初选为（J23-16）型，公称压力为160KN（参考文献2表1-4）。3.3.2冲压压力中心的确定压力中心应与压力机的压力中心重合。落料冲头的压力中心：图3-2 落料冲头压力中心示意图如图 3-2 所示：周长 L = 0.6 2 +(24-6- -2.25) 2+4.5 /2 由虚线占据=31.30mm实线的周长为 L = 12 (1- )=33.07mm根据公式 2-32 计算压力中心（参考文献 2）X =7.32mm式中，S两冲力的中心距；冲压力F到压力中心。模具压力中心的确定如图3-3所示：图3-3 模压

15、中心示意图让 x = mm; y = 10mm，然后 x = 13.8mm。y = y - x = 2.68mm;y = y + S =16.93mm由理论力学可知，某轴上的合力力矩等于同轴上各分力力矩之和。根据公式：x =5.36mmy = 。=10.39mm确定冲头和模具边缘尺寸及其制造公差冲头和模具切削刃尺寸的计算包括确定切削刃的基本尺寸和制造公差。一、凸凹模边距尺寸计算原理计算刃口尺寸时，应根据落料和冲孔两种情况进行。原则如下：(1)落料时，由于落料部分的光面尺寸与模具尺寸相等（或基本相同），所以应先确定模具尺寸，即模具尺寸应作为基准。冲裁冲头的基本尺寸根据母模基本尺寸减小最小初始间隙

16、。(2)冲裁时，由于工件光洁面的孔径与冲头尺寸相等(或基本相同)，应先确定冲头尺寸，即以冲头尺寸为基准。2.冲裁尺寸公差的确定根据IT14公差，查阅参考文献5表3-2得到标准公差值：查阅参考文献11表1-3得到：金属材料下料双面间隙Zmin=0.12mm Zmax=0.18mm查阅文献11表2-21：按IT14级，取无公差尺寸，边缘补偿系数X=0.5 ；3.5 凸凹模刃口尺寸计算零件有冲孔-落料两个工序。凸、凹模棱边的个数按IT7公差等级的标准公差值选择：（按配合法的制模棱边尺寸计算）；1、冲切边尺寸的计算以冲头为基准，应采用如下公式：尺寸 B：穿后尺寸减小B = (b + x )=(1.2+

17、0.5 0.25) 0 -0.01=1.325 0 -0.01毫米B = (b + x 2 ) 0 -0.012=(6.3+0.50.36) 0 -0.012= 6.52 0 -0.012毫米尺寸 C：穿后不变的尺寸C = C 0.5=30.01mmbB级尺寸对应的工件最小极限尺寸（mm）CC型尺寸对应的工件基本尺寸（mm）然后根据凸模的实际尺寸准备冲模刃口尺寸，保证两侧最小间隙Zmin=0.122、冲裁模刃口尺寸的计算以模具为基准，模具磨损后，尺寸变大。因此，应使用以下公式：尺码A：穿后变大的尺码A 1 =(a 1 x 1 1 )=(120.50.43)=11.785 +0.018A 2 =

18、(a 2 x 2 2 )=(240.50.52)=23.74 +0.021A 3 =(a 3 x 3 3 )=(2.250.50.25)=2.125 +0.01A 4 =(a 4 x 4 4 )=(4.50.50.3)=4.35 +0.012aA级尺寸对应的工件最大极限尺寸（mm ）然后根据冲头的实际尺寸准备冲头边缘的尺寸，两边最小间隙Zmin=0.12mm3.工件孔中心距工件孔中心距尺寸L由相应的模具中心距尺寸Ld保证。 Ld的基本尺寸应取工件公差带的中心线，其公差应按上图经验值求得。因此，凹模孔中心距Ld的通式为：Ld=(Lmin+/2)0.018=(14.3+0.43/2)0.018=1

19、4.5150.018式中：Lmin距工件孔中心的最小距离（mm）第四章落料模主要零件结构设计复合落料模是在压力机滑块的行程中和模具的不同工位冲制工件的形状和形状，在最后一个工位制作工件。4.1 模具结构设计与计算模具结构的设计包括：确定模具的尺寸和模具的厚度，选择模具孔的侧壁形状，安排模具中的模具孔、螺钉和销孔的位置以匹配模具。尺寸等，以改进材料。组织的目的是根据锻造工艺的特点。因此，凹模板应为矩形更为合理。1.矩形凹模板模具边缘到模具外边缘的最短距离称为模具壁厚。模具的壁厚会直接影响模具的尺寸，即长宽（LB）。但不应简单地将模具壁厚的允许值从模具的孔向周边扩大来确定模具的尺寸。2、凹模孔侧壁

20、的选择凹模孔有两种基本类型：一种是侧壁垂直于凹模表面的直壁孔；另一种是斜壁孔，其侧壁与凹模表面稍有倾斜。常用的直壁形有三种结构形式：图4-1 a)、b)、c)。一种比较实用的直壁孔如图4-1c所示，用于直出件模具。图 4-1 凹模孔侧壁形状由于使用的是直出模具，因此可以选择阶梯孔，如图4-1中的图c所示。3.模具壁厚C值由于工件材料较厚，带材宽度为58.77，所以查看参考文献3表2-17选择模具壁厚C=35mm的最大值。模具外形尺寸B=80mm；模具外形尺寸L=100mm。根据本设计的实际情况，凹模板的周长尺寸应选择为：160125mm4.凹模板厚度凹模板的厚度主要不是从强度考虑，而是从连接螺

21、钉的旋入深度和模具的刚度考虑。凹模板的厚度一般不小于10mm，特别小的模具厚度为8mm。随着凹模板尺寸的增加，凹模板的厚度也相应增加。整体凹模板的厚度可按以下经验公式计算：H=K 1 K 2那么 = 1 1.1225mmK2模棱边的长度系数。由参考文献3表4-21可以得到模具厚度的参考系数为K=1.125、凹模板上各值的确定常用螺钉与下模座连接，并用销钉定位。为了保证模具的强度，应限制这些孔到模板边缘和切削刃边缘的最小距离以及这些孔。一个。螺丝孔中心到凹模板外缘的尺寸如果模具需要淬火，当螺孔中心到模具外缘的距离时，孔中心到外缘的距离为l=2d，允许最小值为l =1.25d。当螺孔中心与凹模板外

22、缘距离不等时，允许最小值为l=1.5d，l2=1.13d。冲压极薄或纸板时，模具有时未淬火。上述允许值可能会更小。湾。销孔中心到凹模板外缘的尺寸圆柱销孔中心到凹模板外缘的距离应保证在驱动圆柱销时孔壁最薄弱部分不变形，可参考参考资料中的表3-12 3。C。凹模孔与销之间的尺寸螺丝孔中心到切削刃边缘或销孔边缘的距离，标准尺寸：S2d。最小允许尺寸：凹模板淬火时Smin=1.3d，凹模板不淬火时Smin=1d。d。中心距凸模固定板、凹板和模镶件用螺钉紧固时，这些板的螺孔中心距见参考文献3的表5-1。6、根据以上条件画出凹模板的形状和尺寸。 （见零件图 4）4.2 冲头及冲头固定板设计冲头：按结构类型

23、可分为标准圆冲头、法兰冲头、铆接冲头和直冲头。冲头固定板的厚度：需要根据冲头的实际尺寸把孔做成M7/h6；对于低熔点合金，孔的大小是根据冲头的大小适当扩大周边间隙来确定的。一、冲头设计冲床设计图。 （参见零件图，p.）2、针对这种模具结构，冲头结构根据零件形状确定如下：冲头固定板设计图。 （参见零件图，p.）4.3 模架的选择1.按国标模架分为：标准模架和非标准模架。2、根据导柱位置的不同，模板可分为中导柱模板、后导柱模板、斜导柱模板和四导柱模板四种。根据工件的特点，选用中导柱模架为宜。斜导柱模板：100 80 140165 IGB/T2851.1-1990。4.4定位件和导向件设计1 、背板

24、形状尺寸的确定连接螺钉、卸荷螺钉和定位销通过的垫板上应钻通孔，孔的直径应比相应零件的直径增加0.51mm。缺口切好后，与模座、固定板一起钻孔、铰孔。背板淬火变形后，销钉很难驱动。 （见零件图 No. 7）3、导板和侧边的确定：两块导板上的孔与模具一致，安装在模具孔的两侧。侧边与导板紧密贴合，侧边宽度为一个步长。 （参见零件图，p.）4、紧固件的确定螺钉和销钉在模具中起紧固和定位作用，设计主要是确定其规格和紧固位置。4.5 卸料装置的选择1、固定卸料装置：常用的固定卸料装置与导板为一体，形成整体卸料板。适用于0.8mm板材厚（t2、弹性卸料装置：弹性压力卸料装置由卸料板、卸料螺杆和弹性元件（弹簧

25、或橡胶）组成。是应用最广泛的压排装置。则应根据模具的要求和特性来选择弹性卸料装置。弹性脱模板的平面尺寸一般与凹模板的平面尺寸相同。 （见零件图 No. 5）4.6 模具手柄的选择设计模具手柄时，应根据模具的结构特点和使用要求进行选择。固定段与上模座孔配合H7/m6，加装缝合销，防止转动。压入模手柄的设计如图所示。 （见零件图号）4.7 其他模具零件的设计模具上的紧固件包括连接螺钉和定位销。受力较大的连接螺钉一般为六角螺钉，其特点是材质为20Mn，淬火至35-40HRC。旋入深度不宜过浅，否则紧固不牢；也不要太深，否则拆装工作量会很大。圆柱销的配合深度一般不小于其直径的两倍，不宜过深。 （见装配

26、图）第 5 章 压力机检查和模具闭合检查5.1检查压力根据冲裁工艺和冲裁结构的计算，压力机的公称压力Fg必须大于冲压计算的总压力，即FgF，下模座尺寸为200125。模板必须能够固定在工作面上。主要 (J23-16) 型号的印刷机。其主要参数，参考文献2：公称压力/KN 160KN滑块行程/ 55滑块行程次数/(次/分钟) 120次/分钟最大闭合高度/ 180闭合高度调整量/ 45台面尺寸/ 450300滑块底面尺寸/ 200180工作台垫板厚度/mm 40mm模柄孔尺寸/ 30 50经检查，压力机工作尺寸合格。5.2检查压力机高度所选模板高度为140mmH165mm压力机的模具高度必须满足合模高度的要求，参考2；即Hmax-5HmHmin+10140Hm150式中： Hmax Hmin分别为压力机的最大和最小模具高度（mm）经检查，压力机模具高度合格。结束语现代工业的飞速发展，使冲压技术的应用越来越广泛，随之对冲压模具的设计和制造提出了越来越高的要求。冲压模具是冲压生产的主要工艺设备，其设计是否合理对冲压件有很大的影响。因此，研究冲压模具的设计，提高冲压模具的技术指标，对于冲压模具的设计和冲压技术的发展是非常有必要的。通过这个毕业设计，我不仅巩固了所学的专业知识，熟悉了相关资料，树立了正确的设