冲压模具简单落料专业课程设计.doc

课程编号：专业课程设计阐明书设 计 人： 专业班级： 学 号： 指引教师： 日期：年 月 日目 录一前言 3二 设计任务书及零件图4三 零件工艺性分析6四 冲裁零件工艺方案拟定7五 压力计算与压力机选取8六 模具刃口尺寸和公差计算10七 凸模与凹模构造设计12八 模具总体设计及重要零部件设计15九 其她需要阐明内容19 十 参照资料20 一 前言21世纪,当代工业迅猛发展使冲压技术得到越来越广泛应用,随之而来便是对冲压模具设计与制造规定越来越高。冲压模具是冲压生产重要工艺设备,其设计与否合理对冲压件表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等影响巨大。因而，研究冲压模具各项技术指标，对冲压模具设计和冲压技术发展是十分必要。 我这次课程设计任务是设计一套简朴落料模具，即由教师给出零件及生产规定与精度规定，在教师指引下设计出一套符合规定落料模。由于是初次设计,经验局限性，因而在设计过程中难免走了不少弯路，犯了不少错误,但是这些都将成为咱们后来进行设计宝贵经验。虽已通过多次计算、修改，但仍也许还存有疏漏和不当之处，敬请批评、指出。 在本次设计过程中，得到了XXX教师和广大同窗热心协助，获益非浅,在此表达衷心感谢。 XXX 年 月 日二 设计任务书及产品图2.1 已知：（1）产品零件图：图 1零件图（2）生产批量：小批量（3）零件材料：08钢（4）材料厚度：2mm2.2 求作：（1）进行冲压工艺性分析（从材料、零件构造、尺寸精度几种方面进行） （2）拟定工艺方案及模具构造类型 （3）进行有关工艺计算，涉及：排样设计；冲压力计算及压力中心拟定；凸凹模刃口尺寸计算；模具零件构造尺寸计算；设备选取等。（4）绘制模具总装配图（5）绘制工作零件及重要零件零件图 （6）编写课程设计阐明书 2.3 规定：依照所设计工件尺寸、形状、批量等原始数据和规定，每人独立设计、绘制完毕一套冲压模具。涉及：（1）模具装配图1张（按照1：1比例，或恰当比例）；（2）模具工作零件图2-3张（按照1：1比例，或恰当比例）；（3）设计阐明书1份；三 零件工艺性分析由工件图可见,该冲压件外形简朴，精度规定不高，仅需一次冲裁加工即可成型。冲压件为小批量生产，且质量轻、尺寸小，为简化模具制造过程，减少生产成本，因而采用落料模进行加工。3.1 冲裁件构造工艺性分析冲裁件形状应尽量简朴、对称、避免复杂形状曲线，在允许状况下，把冲裁件设计成少或无废料形状，以减少废料。对于所冲孔直径为22mm,在手册中查得,普通落料模对该种材料可以冲压最小孔径为,t=2mm,因而该孔符合工艺规定。查手册知，最小孔边距为：。而零件上孔边距均不不大于最小孔边距。以上各项分析均符合冲裁工艺规定，故可以采用多孔冲裁模进行加工。3.2冲裁件尺寸精度和表面粗糙度分析冲裁件精度规定，应在经济精度范畴内，对于普通冲裁件，其经济精度不高于IT11，冲孔件比落料件高一级。如果工件精度高于上述规定，则需要在冲裁后整修或采用精密冲裁。3.3冲裁件尺寸基准分析冲裁件尺寸基准应尽量和制模定位基准重叠，以避免产生基准不重叠误差。孔位尺寸基准应尽量选取在冲裁过程中始终不参加变形面或线上，且不要与参加变形部位联系起来。本次设计中零件为落料件，其精度采用IT12级，满足冲裁工艺性规定。冲裁件材料为08钢，服强度为196 ，屈服强度196，弹性模量为186 ，抗剪强度为255353MPa，抗拉强度为324441 。综合以上各方面状况，可以拟定零件重要冲压工序工艺性良好。四、冲裁零件工艺方案拟定 由工件图可见,该工件加工仅需一次冲裁加工即可成型。依照变形特点，本次课程设计模具为落料模。落料模分为无导向模和导板模。无导向模特点是构造简朴，质量轻、尺寸小，模具制造简朴，成本低廉。但是凸、凹模间隙配合由压力机滑块导向精度决定。使用时调节麻烦，模具寿命低，冲裁件精度差。该类模具合用于精度规定不高，形状简朴，批量小冲裁件。导板模与无导向模相比，具备精度较高、合用寿命相称较长、安装调节以便、操作安全等长处。并且导板又可兼作卸料板，还能对凸模起保护作用。模具成本较低。但导板模导向零件磨损较快，影响凸模寿命和导向精度。毛胚定位不可见，操作不以便。普通合用于形状较简朴，尺寸不大冲裁件。方案1：无导向落料模；方案2：正装下顶出落料模；方案3：导板模由本次零件尺寸和形状及精度规定可以选定方案2。依照所给零件构造与材料状况，模具受力状况，以及生产经济性，本模具选用适合于单个半成品件冲裁中间导柱原则模架。这种模架导柱安装在模具中心对称位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起模具偏斜，并且便于在卸料板上安装导套。五 压力计算、压力中心拟定及压力机选取51 冲压力计算 因该冲裁件构造简朴,几何构造呈水平对称形式,故凸模采用水平布置、采用刚性卸料和下出料方式。5.1.1 冲裁力计算L=，=，=160MPaF=Lt=138.161160=22.11(KN)5.1.2 卸料力计算 = F 查冲模设计应用实例表2-15,取=0.05 故 =0.0522110=110.55(N)51.3 推件力计算 选恰当凹模刃口形式,取n=1 查冲模设计应用实例表2-15，=0.05 故=10.0522110=1105.5(N) 选取冲床总冲压力为:=F+=22110+1105.5=23.22(KN)5.2 压力中心拟定由于冲裁件呈水平对称形构造,材料密度均匀,按比例画出工件形状，选定坐标系如下图所示。因冲压件对称于x轴，因此 =0. =12mm =-3.6mm =27.95mm =3.42mm =1.31mm5.3 压力机选取选用单柱固定台式压力机J11-5:公称压力：50KN滑块行程：0-40mm最大闭合高度：170mm闭合高度调节量：30mm滑块中心线至床身距离：100mm工作台尺寸：180mm320mm垫板厚度：30mm模柄孔尺寸：5mm40mm六 模具刃口尺寸和公差计算6.1 计算凸凹模刃口 据冲模设计应用实例表2-10查得间隙值=0.53， =0.63据冲模设计应用实例表2-12查得凸凹模制造公差 =0.02mm， =0.02mm校核： -=0.10，=0.04满足-条件，可采用凸凹模分开加工办法。 查冲模设计应用实例表2-13得因数X=0.5.先拟定凹模尺寸，再减小凸模尺寸保证最小合理间隙。6.1.1 凹模刃口尺寸计算式中-落料凹模基本尺寸(mm)；-工件制造公差(mm)； -凹模制造公差(mm)； X-磨损量，磨损系数为：（零件精度为IT10 以上时，X =1；零件精度为IT11IT13时 X =0.75；零件精度为IT14时，X =0.5。）工件精度为IT14，X =0.5；=0.02mm。查互换性与测量得 =0.24mm；(表1-8)则有 =（21.53-0.50.24）=21.74mm6.1.2、凸模刃口尺寸计算式中、-落料凸、凹模基本尺寸(mm)； -最小合理间隙(mm)； -工件制造公差(mm)；则 =（21.74-0.53）=21.6mm6.2 尺寸计算根据上述计算冲裁凸凹模刃口尺寸根据为：冲裁变形规律，即落料件尺寸与凹模刃口尺寸相似；冲孔尺寸与凸模刃口尺寸相似；零件尺寸精度；合理间隙值；磨损规律，如圆形件凹模尺寸磨损后变大，凸模尺寸磨 损后变小，间隙磨损后变大；冲模加工制造办法。依照冲裁变形规律，冲孔尺寸等于凸模刃口尺寸，落料件尺寸等于凹模刃口尺寸。在冲孔时以凸模为基准件，间隙取在凹模上，落料时以凹模为基准件，间隙取在凸模上。新模具间隙应是最小合理间隙，磨损后到最大合理间隙。普通凹模公差标注成+,凸模公差标注成-。七 凸模与凹模构造设计7.1 凹模选用及设计7.1.1 凹模外形尺寸 依照冲压件形状，为了保证凹模有足够强度，因而凹模外形尺寸仍可按常规进行设计。凹模外形为长方形，其高度为30mm，平面尺寸为70mm80mm上模座厚度取30mm垫板厚度取5mm凸模固定板厚度取30mm凸模固定板与导板之间安全距离为20mm凹模厚度已定为30mm下模座厚度取40mm模具闭合高度H=158mm7.1.2 拟定凹模构造形式查中华人民共和国模具设计大典表22.5-15，选用原则件： =模具材料为T10A，热解决为时效依照模具构造，取凹模厚度H=30mm,凹模壁厚C=40mm。凹模上各孔中心矩制造公差应比工件精度高3-4级，其中 h=6mm，查冲模设计应用实例，凹模零件简图如下图3所示： 图3凹模此为柱形刃口筒形凹模，此模特点是：刃口强度较高， 修模后刃口尺寸不变。但孔口容易积存工件或废料，推件力大且磨损大。合用于精度较高工件冲裁。当t=0.5-5mm时,h=5-10mm；此时t=1mm，取h=6mm。7.2 凸模选用及设计凸模长度公式为:式中 L-凸模长度（mm）； -凸模固定板厚度（mm）； -卸料板厚度（mm）； -导料板厚度（mm）； l-附加长度（mm）；l涉及：凸模进凹模深度0.5-1mm；总修磨量6-12mm;凸模固定板于卸料板之间安全距离，普通取=1520mm。由前面选用原则件知：=30mm =10mm =0mm附加长度取 =15mm因此： =55mm依照已经计算关于凸模刃口基本尺寸，参照冲压模具简要设计手册表2.54圆凸模，设计凸模如下图4所示。材料为T10，HRC5862 图 4凸模八 模具总体设计及重要零部件设计8.1 模具总体设计1- 螺母 2-挡料螺栓 3-挡料销 5-凸模固定板 6-圆柱销 7-模柄 8-垫板 10-卸料螺钉 11-上模板 12-凸模 15-卸料板 16-凹模 18下模座 19-顶料块 20-顶件杆图5装配图 本模具选用适合于单个半成品件冲裁中间导柱原则模架。这种模架导柱安装在模具水平对称位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起模具偏斜，并且便于在卸料板上安装导套。定位板对冲压件起定位作用.弹性卸料板上有与凸模相配合导向孔,并在卸料板两侧装有两导套与导柱配合,因而该卸料板除了有卸料作用外,在落料时还起到压件和对凸模保护作用.冲出工件可通过顶杆从凹模顶出。上模座：下模座：导柱： 导套： 垫板厚度取:5mm凸模固定板取:30mm(0.6-0.8)卸料板厚度取:10mm(10-20)mm模具闭合高度：=158(mm)8.2 弹簧选取(1) 依照模具构造初定四根弹簧,每根弹簧分担卸料力为: F卸/n=1105.5N/4=276.4N(2)依照预压力F预()和模具构造尺寸,由手册中选出序号57-61弹簧,其最大工作负荷F1为720N，切不不大于536.75N。(3)检查与否满足.查冲模设计应用实例附录C1及负荷-行程曲线,并通过计算可得下列数据.序号-536.75N)574530.214.81117.3586041.219.81524.3598052.827.22026.36010065.0352632.36113083.846.23440.3， 由上述表中数据可知,序号59-61弹簧均满足S,依照模具构造拟定使用59号弹簧.该弹簧规格为:外径:D=36mm钢丝直径:d=5.0mm自由高度：装配高度：(mm)弹簧露出高度为:34mm(60-8-14-4)8.3 模柄选取 依照选用开式双柱可倾压力机J23-16,模柄孔尺寸=30mm,h=55mm参照冲压模具简要设计手册表15.18，采用压入式模柄，初步选用模柄如右下图所示： 图6模柄8.4卸料螺钉选取 卸料螺钉与弹簧安装在一起，因而卸料螺钉选取就不得不考虑到弹簧尺寸，弹簧外径:D=36mm，钢丝直径:d=5.0mm，由此得内径：d=（36-25）mm=26mm;查冲压模具简要设计手册表15.36 卸料弹簧安装构造得如右下图所示： -弹簧内径，;d弹簧芯柱直径，mm因而，选用卸料螺钉如下图所示： 图7卸料螺钉 图8卸料弹簧九 其她需要阐明内容 本套模具中，模板固定都采用M8螺钉，上模板4个，下模板4个，并且对称分布。 由于在构造设计时，已经拟定了个零件基本尺寸，查有关原则即可得到，因此阐明书中将某些内容省略十 参照资料1、梁炳文主编 冷冲压工艺手册 北京航空航天大学出版社2、吴伯杰主编 冲压工艺与模具 电子工业出版社3、高锦张主编 塑性成型工艺与模具设计 机械工业出版社4、中华人民共和国机械工程学会 中华人民共和国模具设计大典3 江西科学技术出版社5、李天佑主编 冲模图册 机械工业出版社6、江维健主编 冷冲压模具设计 华南理工大学出版社7、华玉培主编 冷冲压机模具设计 山东科学技术出版社8、冲模设计手册编写组编著 冲模设计手册 机械工业出版社9、丁松聚主编 冷冲模设计 机械工业出版社10、何铭新、钱可强主编 机械制图 高等教诲出版社11、郝滨海编著 冲压模具简要设计手册 化学工业出版社12、王新华主编 冲模设计与计算手册 机械工业出版社13、模具实用技术丛书编写组编 冲模设计应用实例 机械工业出版社