冲压模具课程设计.doc

目录

一、 设计任务书………………………………………2

二、 冲压工艺性及工艺方案的确定………………3

三、 主要设计计算……………………………………4

四、 模具总体设计……………………………………8

五、 主要零部件设计………………………………8

六、 冲压设备的选定………………………………12

七、 设计小结…………………………………………13

八、 参考文献…………………………………………13

一、 课程设计任务

一、 题目：冲孔、落料复合模
二、 零件：

材料：Q235
厚度：2.0mm
批量：大批量
三、 任务内容：
(一）工艺设计
1、工艺审查与工艺分析
2、工艺计算：
毛胚计算
‚工序件计算或排样图
3、工艺方案的确定
工序的确定
‚ 基准和定位方式的选择
（二） 模具设计
1、总图
2、零件图
组员：张宏伟（组长）王东 张冰 董雁 刘宏 王淞 龙飞飞

二、冲压工艺性及工艺方案的确定
一、工艺性分析
1、材料 零件的材料为Q235普通碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。
2、结构 该零件属于较典型冲裁件，形状简单对称。孔边距远大于凸、凹模允许的最小壁厚（见参考文献①表2.9.5），故可以考虑复合冲压工序。
3、精度 零件外形：80±0.07属于10级精度，60±0.05属于9级精度。零件内形: 属9级精度。孔间距：42±0.08属11级精度（均由参考文献精度②附录一查得）。因零件边有90o的尖角，应以圆弧过渡，查参考文献①表2.7.1取r=0.5mm。零件精度较高，模具按六、七级制造可达到尺寸精度要求。
4、结论 可以冲裁。
二、冲压工艺方案的确定
该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案:
方案①:先落料、再冲孔。采用单工序模生产。
方案②:落料—冲孔复合冲压。采用复合模生产。
方案③:冲孔—落料级进冲压。采用级进模生产。
方案①模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。方案②只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。尽管模具结构较方案①复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案③也只需要一套模具，生产效率高，但零件的冲压精度不易保证。通过以上三种方案的分析比较，对该冲压件生产以采用方案②为佳。

三、主要设计计算
（1）排样方式的确定及计算
2.2
2.0
2.0
查参考文献①表2.5.2，查得：取两工件间的最小搭边：a1=2.0mm 侧面搭边值：a=2.2mm 由下表计算可知条料宽度mm，步距62.2mm。查参考文献③第8页选取t=2.0mm，950mm2000mm的钢板。一个步距材料利用率90.3%（计算见下表）。每条钢板可剪裁为11张条料（85.5mm2000mm）每张条料可冲32个工件，故每张材料利用率为88.9%（计算见下表） 确定后的排样如下图：
（2）冲压力的计算该模具采用倒装式复合模，拟选弹性卸料，刚性出件，冲压力的相关计算见下表。
排样冲压力计算表
计算分类
项目
公式
结果
备注
排样
冲裁件面积A
A=8060
4800mm2

条料宽度B
B=（D+2a+C）0-△
85.50-0.6mm
查参考文献①表2.5.5取 C=0.5mm，
表2.5.3
取△=0.6
步距S
S=60+ a1=62.2
62.2mm

一个步距材料利用率η

90.3%

一张钢板材料利用率η

88.9%
n=1132
=352件
冲压力
落料力
=KLtτb=1.32802300
218.4KN
查参考文献①表1.3.6取
τb =300Mpa
L=112.8mm
冲孔力
=KLtτb
=1.3（216）2300
78.37KN
L=2
推件力
=n=60.05578.37
25.86KN
n
查参考文献①表2.6.1取=0.055
卸料力
==0.05288.4
10.92KN
查参考文献①表2.6.1取=0.05

总冲压力
=+++
=218.4+78.37+10.92+25.86
333.55KN

（3）压力中心的确定
该工件尺寸，形状对称，因此该工件的压力中心在工件轮廓的几何中心O上。

（4）工作零件刃口尺寸的计算
查参考文献①表2.3.3取，磨损系数x=1
尺寸及分类
计算公式
结果
备注
落料
60±0.05

模具凹模按七级制造，凸模按六级制造。均由参考文献②附录一查得，且均满足：-

80±0.07

冲孔

中心距
42±0.08

（5）卸料橡胶的设计计算
采用 JB/T 7650.9-1995聚氨酯弹性体
项目
公式
结果
备注
卸料板工作行程
=+t+
4mmmmANGJIA650.9-1995
为凹凸模凹进卸料板的高度1mm
为凹凸模冲裁后进入凹模深度1mm
橡胶工作行程
=+
9mm
为凹凸模修磨量，取5mm
每个橡胶承受的载荷
=
2.73KN
选用4个圆筒形橡胶
拟选橡胶
查参考文献②表4.10.1和表4.10.2根据和
初选 JB/T 7650.9-1995橡胶
橡胶预压缩量
=10%
4mm
一般取=（10%～15%）
校核橡胶自由高度
0.35=14mm
+=13mm
合适
橡胶压缩量0.35
橡胶的安装高度
=-
36mm

四、 模具总体设计
（1）模具类型的选择
由冲压工艺性分析可知，采用复合冲压，所以模具类型
为复合模。
（2）定位方式的选择
该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销无测压装置。控制条料的送进步距采用活动挡料销来定距。
（3）卸料、出件方式的选择
倒装式复合模，采用弹性卸料，刚性出件。
（4）导向方式的选择
为方便安装调整，同时为送料的方便，故采用后侧导柱模架。

五、 主要零部件设计
一、 工作零件的设计
（1）落料凹模
凹模的厚度：H=kb（15mm）
=0.3080=24mm(参考文献①表2.9.5)
凹模的壁厚：C=（1.5～2）H（30～40mm）
凹模宽度：B=b+2c=80+240=160mm
凹模长度：L=160mm（查参考文献②表4.11标准JB/T7643.1-2008取得）
凹模厚度：由上计算厚度24mm，将凹模版做成薄板形式并加空心垫板后厚度取14mm。 得凹模轮廓：16016014mm
（2）凹凸模
高度：L=+h+=20+35+10=65mm
如下图式中：为凹凸模固定板厚度（查参考文献②表4.11初选16016020mm），弹性卸料板厚度（初选16016010mm），h为增加高度（冲压时橡胶高32mm+凹凸模高过卸料板3mm=35mm）。

（3）冲孔凸模
结合工件外形考虑加工，将凸模设计成直通式凸模，与凸模固定板按H7/m6配合。
其总长度：L=++=14+12+24=50mm
式中各参数如上图中： 凹模厚度、空心垫板厚度（查参考文献②表4.11初选16016012mm）、凸模固定板厚（查参考文献②表4.11初选16016024mm）。经查圆柱头直杆圆凸模标准，采用：
50 JB/T 5825-2008 的凸模。
二、 定位零件的设计
（1） 挡料销：
因模具采用橡胶弹性卸料，且卸料橡胶安装高度36mm较高。为方便挡料，采用橡胶弹顶挡料销装置。查参考文献①表2.9.7得挡料销高出卸料板3mm，卸料板厚10mm，故取挡料销H=14mm。挡料销与卸料板采用H9/d9间隙配合。
（2） 导料销：
使用两个导料销，采用橡胶弹顶导料装置。查参考文献①表2.9.7得导料销高出卸料板6～8mm，卸料板厚10mm，故取导料销H=18mm。挡料销与卸料板采用H9/d9间隙配合。
三、 出件装置的设计：
采用刚性出件，由推杆直接推动推件块，将凹模内的
工件推出。根据推杆连接的各板高度，和模柄孔径查参考文献②表4.14.4取带肩推杆：A 12X140 JB/T 7650.1-2008。推件块的周界尺寸和零件的周界尺寸相同，考虑凹模厚度、空心垫板厚度、及推杆安装、凹模修模量等因素，取高度16mm。
四、 卸料部分的设计：
卸料板：由活动挡料销和导料销安装高度：选用卸料板轮廓16016010mm
卸料螺钉：模具采用橡胶弹性卸料橡胶由上可知橡胶孔直径12.5mm，查标准取M8X60 JB/T 7650.5-2008卸料钉尾部有足够的形成空间，卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凹凸模端面1mm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调节。
五、 模架及其它零部件的设计和选用
模架：160X160X180～220 GB/T 2851-2008
上模座：160X160X40 GB/T 2855.1-2008
下模座：160X160X45 GB/T 2855.2-2008
导柱：28X170 GB/T 2861.1-2008
导套：28X100X38 GB/T 2861.3-2008
凸凹模固定板：160X160X20 JB/T 7643.2-2008
凸模固定板：160X160X24 JB/T 7643.2-2008
上垫板：160X160X8 JB/T 7643.3-2008
空心垫板：160X160X12
模柄： B 50X110 JB/T 7646.1-2008
该模具的闭和高度：
H闭=H上模座+H垫+L+H+H下模座-h2
=40+8+50+65+45-1=207mm
式中：L为凸模长度50mm，
H凹凸模厚度65mm，
h2凸模进入凹凸模的深度1mm。

六、 冲压设备的选定
根据总冲压力=333.55KN，模具闭合高度207mm，冲床工作台面的尺寸，选用J23-40
其主要设计参数如下：
公称压力；400KN
滑块行程：120mm
最大装模高度：220mm
工作台尺寸（前后左右）:480mm 710mm
模柄孔尺寸; Φ50mm70mm
最大倾斜角度：30o
机床工作台孔尺寸(直径前后左右)：Φ250150300
因下模座外形尺寸（前后
左右）：254250小于机床工
作台孔的尺寸
故需加垫板：材料45
见如右图的零件图。

七、 设计小结 
作为模具专业的学生,课程设计是我们即将迈入社会的个人作业,也是对我们这专业知识一次总结与检验.设计最终完成，心理有一种说不出的轻松，设计过程中遇到了许多的问题，在老师及朋友的帮助下予以解决。首先要感谢老师对我的指导和督促，给我指出了正确的设计方向，使我加深了对知识的理解,同时也避免了在设计过程中少走弯路。
总的来说通过本次课程设计还是受益匪浅。首先，我对模具基本设计步骤以及相关参数的选用、计算及校核有了进一步的加深；其次，本次设计是对我们前面所学的知识的一次巩固与复习过程，使我们对以前所学知识有了更深一步的认识及运用。本次课程设计也为我们以后走上工作岗位后的设计工作打下了一定的基础。
由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。 

八、 参考文献
①李小海、王晓霞主编.模具设计与制造.电子工业出版社.2011
②杨关全、匡余华.冷冲模设计资料与设计指导（第二版）.大连：大连理工大学出版社，2009。
③模具设计与制造简明手册、冷冲压模具结构图册。
④刘家平主编. 机械制图.武汉理工大学出版社2008。
工程材料与热加工基础。
公差配合与测量技术 。
工程力学。
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