毕业设计（论文）-10钢支座冲压模具设计

PAGE\*ROMANPAGE\*ROMAN10钢支座冲压模具设计1.5mm的钣金类材料。10钢抗拉强度和抗剪强度均适中，具有良好的冲压性能。由于它包含冲孔，落料，翻孔，关键词：级进模；冲孔；弯曲；翻孔；工艺分析；Designofstampingdiefor10steelsupportAbstract:Thisgraduationprojectisthesupportstampingdie.inordertogettheintactpartsfromthedesignandmasterthediedesignmoreskillfully.havecarriedoutmanyanalysissuchasmaterial,structuralandavailableanalysis.Thisdesignprocessincludesprocessanalysis,schemedetermination,processparametercalculation,moldpartdesignanddrawingofassemblydrawing.Firstofall,weshouldunderstandthestructureandmaterials.Theworkpieceisabasicsymmetricalstructure,includingfoursmallholesandonelargehole,andthethicknessofthebendingpartis1.5mmsheetmetalmaterials.Thetensilestrengthandshearstrengthof10steelaremoderate,andithasgoodstampingperformance.Becauseitincludespunching,blanking,turning,bendingandothercommonprocesses,theshapeiscompletedbyblanking.Inordertoimprovetheefficiencyoftheproduct,thequalityoftheworkpieceandsavethecost,asuitableschemeisselectedastheprogressivedie.Afterthecalculationofprocessparameters,itisnecessarytodesignthegeneralstructureofpartsanddies.Inordertoreducethecostofproduction,weshouldmakethedrawingofdiedrawingassimpleandunderstandableaspossible.Keywords:progressivedie;punching;bending;turninghole;processanalysis.PAGE\*ROMANPAGE\*ROMAN目录摘要 IABSTRACT II绪论 1课题研究意义 1国内外研究现状 1国外研究现状 1国内研究现状 1发展趋势 2个人的评价 2工艺分析 3材料分析 3尺寸的精度 4工件结构 4毛坯展开尺寸 4方案的确定 4冲模结构 6送料方式 6模具类型 6卸料、推件方式 6定位方式 6冲压模架 6计算工艺参数 8排样的方法 8排样及计算搭边值 8步距 8条料宽度 8材料的利用率 9冲裁工艺力 9冲裁力 9弯曲力 10卸料力与推件力 11总冲压力 11压力中心的计算 11冲裁间隙 12压力机吨位 12刃口尺寸计算 12PAGE\*ROMANPAGE\*ROMAN弯曲工作尺寸计算 13模具主要零部件设计 15切边凸模 155.2凹模 165.3弯曲凸模 185.4其他 18卸料板 18凸模固定板 195.4.3垫板 20切断凸模 20翻孔凸模 21其他零件 24其他零件设计 24卸料装置 24定位零件 24导向零件 24上下模座、模柄的选用 256.2.1模柄 256.2.2上下模座 25校核冲压设备和选用冲压设备 26校核和选用 26冲压模具的装配 27装配图 27三维图 28总结 30参考文献 31致谢 32第第页共32页绪论课题研究意义钢的冲压性能好，价格便宜，成本低。10钢是一种钣金类材料，应用广泛，一般可以做锉刀、板牙、冷冲模等一些采用工具[1]。冲压模2000亿人民币年销130032亿美元，成为出口大国[2]冲压模具是一种特殊工艺装备。在技术方面也在进步是由于工业的发展特别是冲压模具数字化的发展[3]。故我们在需要在了解冲压模具工艺设计的基础上去更10钢材料在冲压模具工艺设计中的问题进行研究和应用。让模具工艺的发展更进一步以及帮助自己更加好的学习探究以及了解冲压模具制造工艺技术的分类及应用等[4]。国内外研究现状国外研究现状CAD/CAM技术[5]的应用娴熟。他们有几个优点：（1）信息技术发展快（2）技术的运用范围越来越广，加快了生产，缩短了周期。企业间的竞争力也提高了。3）成形技术普遍应用，快速制模技术也普遍发展。（4）市场定位比之前精准许多。模具产品变得专业。（5）国内研究现状,发展趋势如果我们想要比其他国家发展快一点，我们需要更加努力。全方面对CAE／CAM／CADCAD/CAM[5]软件进行推广，帮助企业竞争成功。模具描述及数字化系统个人的评价50%工艺分析

2.1零件简图图2.2制件三维图见图2.1可以知道本次设计所用的10钢材料厚度为1.5mm。工件是一个支座对精度要求低，未注公差按IT14计算，最终获得满足性能要求且可以大批量生产的工件。材料分析表2.1材料性能可以从表中看出，支座的10钢材料的各种性能满足冲压工件的生产要求。尺寸的精度Ra1.6来考虑。工件结构毛坯展开尺寸带有弯曲工艺的制件，不可以直接计算，按照展开图算。毛坯展开图见2.3所示：图2.3制件展开图方案的确定方案一:第一道工序加工完成后，会使工件在下一道工序的加工中误差增大。满足不了生产的要求。使用单工序模不仅冲裁精度低，他的生产效率也低。方案二:10钢。在模具工作过程中包含许多个冲模结构送料方式7模具类型卸料、推件方式定位方式冲压模架3.1所示。3.1冲压模架常用类型模架的分类中各个类型特点：以看见条料在模具中的送给运动。在横向送料时可以有条料宽度较高的制件或板料通过。适用于精度要求大的冲模。四：四导柱模架。它的刚性好，受力平衡。由于四个角对称分布在凹模的边界上，它的导向精度也很高。但经济性不强。一般用在冲裁件精度要求高，生产批量大，自动化程度高的多工位级进模中。计算工艺参数排样的方法1．少废料排样方式2．有废料排样方式有废料排样废料多，会使材料利用率低。有废料排样会导致生产出来的工件的成本高，精度不高，不符合经济要求。工作尺寸由冲模来保证，精度高。3．无废料排样方式由三种排样方式对比知道，选直排少废料排样方式，大大提高了材料利用率，也保证了精度和寿命。排样及计算搭边值3mm、2mm。步距步距的大小一般跟排样得选择和工件得样式相关的。10钢支座设计步距公式为：式中：

SLa

(4.1)L-外形轮廓最大距离，取L37mm;a-送料方向的搭边值，取a2mm;计算得S：SLb37239mm条料宽度公式如下：式中：

B(D2a)

(4.2)D工件在宽度方向上尺寸，D56mm;B条料宽度的基本尺寸；A侧搭边值，取a=2mm;条料宽度偏差（查表取=0.5）。由公式4.2得：材料的利用率其定位公式为：

B(5622)00.560nA/0.560

00.5

(4.3)式中：

A毛坯产品外形所包容的面积，测量得201m2;H材料利用率B条料宽度，取B60mm;S条料步距，取S39mm;故材料利用率为：

A/BS100%2016/6039100%86.16%4.1零件排样图冲裁工艺力冲裁力在计算中需要注意一个原则，压力机的吨位必须比我们计算的冲裁力大。适宜冲裁的要求，其冲裁力F一般可以按下面的公式计算：式中：

FKLFLb

(4.4)第第页共32页L冲裁周边长t材料厚度（mm);材料抗剪强度（Mpa);K系数，考虑到材料的性能等等。取K=1.3材料的排样工序图如图4.2所示。4.2工序图第一个工位：冲小孔和对翻孔进行预冲孔以达到定位效果。冲裁周长为66mm；第二个工位：对制件进行切边翻孔。冲裁周长为200mm；第三个工位：将之前得翻孔进行校形；第四个空位：空位；第五个工位：由于弯曲工序没有材料得损失，只是将工件折弯，故不计；第六个工位：空位；第七个工位：将工件切断后。冲裁周长为82mm；计算得总冲裁力：总2001.5mm400MPa208.8KN弯曲力根据U型件的弯曲力计算，它的公式如下；0.7KBt2σ式中：

B弯曲件宽度

F b弯 rt

(4.5)K系数，取K1.3b材料抗拉强度pa;r弯曲件的半径mmt弯曲件材料厚度计算得：0.7KBt2σF b弯 rt0.71.3361.5240021.5

=8424N卸料力与推件力这类力通常采用经验公式。它的计算公式如下：F卸K卸FF推K推F

（4.6）（4.7）式中：

F-冲裁力；K卸卸料力系数K推件力系数；计算得：通过查表得：

F推K卸0.045K推0.055

（4.8）通过计算得出卸料力和退料力：卸0.045208.8KN9.4KNF推50.055208.8KN57.42KN总冲压力模具总冲压力计算得：F总208.8KN8.42KN9.4KN57.42KN284KN压力中心的计算由于本工件基本对称，它的压力中心为（0，0）。冲裁间隙

图4.3压力中心查间隙表可以得到两个间隙值Zmin=0.132，Zmax=0.24。压力机吨位J23-40J23-40具体数据4.1。表4.1开式压力机规格及参数刃口尺寸计算（1）A类尺寸：模具工作时，凸模或者凹模尺寸随着模具磨损量增大而增大（2）B类尺寸：模具工作时，凸模或者凹模尺寸随磨损量增大而减小（3）C类尺寸：无论模具如何工作，磨损多少，凸模或者凹模尺寸依旧不变x代表磨损系数。IT10级以上选择为x=1；IT1—IT13选择为x=0.75；IT14及以下的值是0.5。从表4.2得中可以知道：4.2磨损系数IT14可以用于没有标注公差的尺寸，取x=0.5。0.62560.62

03、3、冲孔的尺寸：01、90360 0孔心距尺寸：320.08、180.08具体的计算值见表4.34.3工作零件刃口尺寸计算弯曲工作尺寸计算U形状的弯曲件。由于弯曲件形状简单，Zt(1n)2

（4.7）式中：t-材料的厚度n-系数，由表查得n取0.05;Z支座弯曲件弯曲模凸模和凹模得单面间隙2代入公式可得：Zt(1n)1.51.05=1.5752IT7IT8。经过查表我们取：凸0.021 凹0.033模具主要零部件设计切边凸模凸模结构形式多种多样。凸模的长度计算见图5.1所示。凸模长度公式为：

图5.1凸模高度尺寸Lh1h2H

（5.1）式中：L-凸模高度h1-凸模固定板高度，得h1=20mm;h2卸料板厚度，得h2=45mm;H附加长度。由上面得公式得：

L2045267(mm)Cr12H7/m6配合。HRC58～62HRC。凸模制件精度要求要由凸模来保证。综合分析，我们选择IT7级，表面粗糙度为Ra1.6um。冲孔凸模如图5.2所示。三维图如图5.3所示。图5.2冲孔凸模零件图凹模

5.3冲孔凸模的三维图Cr12,热处理为58~62HRCIT7凹模外形尺寸计算公式见下：凹模板厚度：HKb1

(5.2)凹模板孔、边的距离：凹模边长：凹模宽度：工件最大轮廓尺寸

c1.5HLb12cBb22c

(5.3)(5.4)(5.5)b2支座弯曲件的宽度方向最大外形尺寸K系数，查表得取K0.4凹模厚度：HKb10.45622.4(mm)由公式（5.3）得凹模边壁厚：c1.5H1.522.433.6(mm)由上面得计算可以知道，选其壁厚为30mm。最终得到凹模得外形尺寸为：LBH300mm160mm30mm5.4凹模板图5.5凹模的三维图弯曲凸模5.6。图5.6弯曲凸模的零件简其他卸料板卸料板的存在是为了把冲裁件和废料卸下来，卸料板的厚度由材料的厚度决定，本23mm4543~48HRC5.7。5.7卸料板的零件简图凸模固定板45钢，0.6~0.85.8。它的厚度计算如下：式中：

H凸固~凹

（5.6）H凸固凸模固定板厚度：H凹凹模固定板厚度；根据公式（5.6）得：H凸固0.6~0.）H凹0.6~0.3018~24(mm)我们选择凸模固定板厚度为20mm第第页共32页5.8凸模固定板垫板垫板的作用可以承受压力，防止模座被变形。垫板厚度一般在4~12mm之间，外形4543~48HRC切断凸模

图5.9垫板切断凸模用于所有工序中的最后一步，用于切断。对材料的要求也比较高，因为要切断，所以需要强度和韧性满足要求。选用Cr12，热处理为HRC58～62HRC。切断凸模外形如图5.10所示。切断凸模外形三维图见5.11。图5.10切断凸模翻孔凸模

图5.11切断凸模三维图5.13所示。翻孔凸模的三维图如图5.14所示。图5.12翻孔凸模图5.13校形翻孔凸模图5.14翻孔凸模的三维图其他零件其他零件设计卸料装置定位零件导向零件常用的导套导柱。光有导柱导套还不够，需设计导料板。本次设计长宽高为340mm×52mm×10mm。导料板的外形图如图6.1所示。图6.1导料板上下模座、模柄的选用模柄模柄这个零件是要连接压力机的，所以模柄的设计需要和压力机的选用进行配合。45Q23545钢。最终选择的模柄型号为：A40JB/T7646.3-1994。上下模座6.1所示。图6.1模架组合校核冲压设备和选用冲压设备7.1校核和选用查表知，冲压设备模具高度的公式如下：式中：

H闭HHHLHhH闭闭合高度，mm;HHHL凸模长度,mm；h冲头冲切的模具厚度,mm。

（7.1）参考上面的公式（7.1）可以得到闭合高度为：H闭H垫H上H下LHh195(mm)330mm,195mmJ23-40冲压模具的装配装配图装配图主视图如图8.1所示，左视图如图8.2所示，俯视图如图8.3所示。图8.1装配主视图图8.2装配左视图图8.3装配俯视图1——1718——圆柱销；7——上模座；8——模柄；9——止转销；10——翻边校形凸模；11——翻边凸模；12——冲大孔凸模；13——冲小孔凸模；14——2426——内六角卸料螺钉；23——弯曲凸模；25——卸料板；27——弯曲凹模镶块；28——顶件杆；三维图