垫板模具设计说明书.doc

1 序 言
零件冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计又是实现工艺过程的可靠保证,若冲压工艺有所改动，往往会造成模具的反工,甚至报废，冲裁同样的零件，通常可以采用几种不同的方法。工艺过程上的设计核心就是依据技术上得先进、经济上得合理、生产上的高效、使用上的安全可靠原则，使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下达到最佳的技术效果和经济效益。
设计冲压的工艺过程要从分析产品的零件图入手，分析零件图包括技术和经济两个方面：
第一、冲压加工方法的经济性分析
冲压加工方法是一种先进的工艺方法，因其生产效率高、材料利用率高以及操作简单等一系列优点而广泛应用.由于模具费用高，生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性作用。批量越大,冲压加工单件成本就越低,批量越小，冲压加工单件成本越高，这时采用其它方法制作该零件可能会更经济.
第二、冲压件的工艺性分析
冲压件工艺性分析是指该零件在冲压加工中的难易程度，在技术方面，主要分析该零件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺要求。良好的工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单、寿命长、产品质量稳定、操作简单、方便等。
不论冲压件的几何形状和尺寸大小如何，其生产过程一般都是从原材料切料开始，经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序加工出图纸所需要的零件。对一些组合冲压件或精度较高的冲压件，还需经过切削、焊接或铆接等加工才能完成。
本设计是一个冲裁件，各种要求和尺寸如下图1—1所示：
第1章 零件工艺分析
1.1 材料
根据设计要求，本次设计的零件材料为A3即Q235，Q代表的是这种材质的屈服度，后面的235,就是指这种材质的屈服值,在235MPa左右.并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。
1。2 结构形状
1、该冲裁件结构对称、简单,由圆弧组成，无悬臂。
2、圆孔直径D〉0。35t,符合要求。
3、孔间距与孔边距C〉2t，在模具强度和冲裁件质量的限制范围之内.
1.3 冲裁件的精度与表面粗糙度
冲裁件的精度一般分为精密级和经济级两类.精密级是指冲压工艺在技术上所允许的最高精度；而经济级是指模具达到最大磨损时,其所完成的冲压加工技术上可以实现而在经济上最合理的精度。为降低冲压成本，获得最佳的技术经济效果，在不影响冲裁件的使用要求前提下，应尽可能的采用经济精度。
由于该零件图上没有标注公差，属于自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差。根据参考文献【2】第33页表3-2查得各项尺寸公差为： 、、。
冲裁件表面粗糙度为。
第2章 冲裁工艺方案的拟定
在工艺分析的基础上拟定出可能的冲裁方案，如下：
1、 落料-冲孔单件复合冲压；
2、 落料—冲孔组合工序冲压;
3、 先落料,再冲孔，采用单工序模分两次加工.
方案一：采用复合模生产，在一副模具中同时完成两个或两个以上的工序。且精度比单工序模要高、效率高等,但模具成本高、结构复杂、安全性较差。
方案二：采用级进模生产，在压力机一次行程中，在模具的不同位置上同时完成数道冲压工序.特点是生产效率高,便于实现自动化生产。但模具成本高,机构复杂，多用于生产批量大的制件。
方案三:采用单工序模生产,模具结构简单，但要两副模具，成本高且生产效率低。并且工件积累误差大，操作不方便。
由于本次工件是大批量生产，所以方案一和方案二更有优势。同时根据工件的特点，其形状简单，尺寸较小，料比较薄等方面因素，进行全面性的研究，比较得出其综合经济效果较高的为方案二,所以本次设计采用方案二，级进模生产.
第3章 模具设计计算
3.1 排样计算
根据确定的冲裁件工艺方案和模具类型，考虑到工件的结构特点，排样方案设计为少废料单排。如下图3-1所示：
由参考文献【2】第17页表2。26查得、，，y=0.2mm根据要求，此次设计采用有侧刃定距装置,参考文献【1】第54页3-21、3-22、3—23有：
条料宽度
导料板之间的距离
进距等于步距有
材料利用率
则：
该工件的材料利用率为62.5%。
3。2 计算冲压力
本次设计模具采用弹性卸料和下出料方式：
1、冲裁力
由参考文献【1】第56页3—24、3—25有：
为了方便计算可取材料的故而冲裁力可表示为：
其中（参考文献【3】表8—1）在这里取。有:
冲孔力
落料力
所以冲裁力为
2、卸料力、推料力
由参考文献【1】第56页3-26、3—27、表3—11得:
卸料力为
推料力为
由表3-11查得：、,文献【3】表2—23查得、带人上述公式：
则最大压力：
3。3 确定压力中心
如图3-2，根据图形分析，因为工件图形对称,故落料时的压力中心在上；冲孔时的压力中心在上。
设冲模压力中心离点的距离为，根据力矩平衡原理得：
由此算得
故而压力中心为（6。79,0)
3.4冲模刃口尺寸及公差的计算
1、落料部分
对外轮廓的落料，由于形状较复杂,故采用配合加工方法
当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸增大和变小，因此均属于A、B类尺寸.
零件图中末注公差的尺寸由参考文献【4】表3-2查出其极限偏差：
、
由参考文献【1】查表3-4、表3-5、得，、,有文献【5】表3-10查得，
校核间隙：
说明所取凸凹模公差不满足条件,但相差不大可调整如下：
根据文献【1】第46页公式得
变大的尺寸
变小的尺寸
该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值.
2、冲孔部分
对冲孔采用凸、凹模分开的加工方法
由参考文献【1】查表3—4、表3-5、得,、，有文献【5】表3—10查得，
校核间隙:
说明所取凸凹模公差不满足条件,但相差不大可调整如下：
将已知和查表的数据代入文献【1】公式3—4、3-5得：
冲孔部分：
3。5 确定各主要零件结构尺寸
1、凹模外形尺寸的确定
凹模厚度的确定由文献【2】式2。16、2。17得：
凹模高度
凹模壁厚
式中 B—凹模孔的最大宽度，mm,但B不小于15mm；
C—凹模壁厚，mm,指刃口至凹模外形边缘的距离；
K—系数,表2。41,这里K=0。3
则:
根据实际情况取.
2、凸模长度确定
由文献【2】2。24得：
式中 L—凸模总长度；
—凸模固定板厚度；
—卸料板厚度;
—导尺厚度;
-附加长度，一般取。
初定： 导尺厚
卸料板厚
凸模固定板厚
有:
3.6 模具的其它尺寸
1、垫板厚度取。
2、采用弹压卸料装置如下图3-3所示:
其中
3、弹簧高度取.
第4章 模具的结构设计
4。1 模架的选择
根据凹模尺寸的确定，选择对角模架,由参考文献【2】第416页有如下表4—1所示:
表4-1模架的基本参数
凹模尺寸

闭合高度
130～150mm

上模座
125×80×25
导柱
20×120
下模座
125×80×30
导套
20×65×23
4.2 模柄的设计
采用压人式模柄，固定段与上模座孔采用H7/m6过渡配合，并加上骑缝销防止转动。装配后模柄轴线与上模座垂直度比旋入式模柄好，。
第5章 压力机的选择
根据模具的闭合高度，所需的公称压力选取：此次设计所用压力机型号为J75G-30,该设备的主要技术参数如下表5—1所示:
表5-1 J75G-30的主要技术参数
公称压力/KN
300
滑块行程次数/次min
150~750
滑块行程/mm
10～40
最大封闭高度/mm
260
选料长度/mm
6~80
封闭高度调整量/mm
50
选料宽度/mm
5～80
主电动机功率/KW
7。5
选料厚度/mm
0.1～2
型号
J75G—30
第6章 模具总装配
6。1 装配要点
1、装配顺序
级进模的凹模是装配的基准件，所以应先装下模,再以下模为准配装上模.
2、模具装配方法
(1）、各组凸、凹模预配；
（2）、组装凹模，组装后，应磨平上、下平面;
（3)、凸模与卸料板导向孔预配;
（4）、组装凸模；
（5）、装配下模；
(6）、装配上模；
（7）、安装下模其它零件；
(8）、装卸料板；
（9）、模具装配后总体检查。
6。2 组件装配
1、凹模组件
（1）、初步检查修配凹模拼块；
（2）、按图示要求拼接各凹模拼块；
（3）、组装凹模组件。
2、凸模组件的固定形式
(1）、单个凸模压入法；
(2）、粘接法；
（3）、多凹模整体压入法。
6.3 总装配
1、装配基准：凹模组件为基准件，故先安装凹模组件.
2、安装凸模组件：以凹模组件为基准安装固定凸模组件。
3、安装固定导料板：一凹模组件为基准，安装导料板。
4、安装固定承料板.
5、安装固定上模弹压卸料装置及导正销。
6、检验。
7、试冲。
设计总结
两周的课程设计结束了,在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．
通过这次模具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次模具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性,怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力,熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。
在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力,体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢我们的指导老师。，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次模具设计的每个实验细节和每个数据,都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度,帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计.同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。
由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误,恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。
参考文献
【1】翁其金、徐新成．冲压工艺及冲模设计．北京：机械工业出版社，2004，7
【2】 郝滨海。冲压模具简明设计手册.北京:化学工业出版社，2004。11
【3】王芳.冷冲压模具设计指导.北京：机械工业出版社，1999.10
【4】徐学林.互换性与测量技术基础第二版。长沙：湖南大学出版社，2009。7
【5】杨玉英。实用冲压工艺及模具设计手册。北京： 工业出版社，2004。7
8