单工序落料模设计项目新版说明书.docx

冲压模具课程设计

系别:模具设计和制造
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学号:

冲压模具设计说明书
目 录
前 言……………………………………………（3）
设计任务书……………………………………… （4）
一、 冲压件工艺分析…………………………（5）
二、 确定冲裁工艺方案………………………（5）
三、 确定模具总体结构………………………（5）
四、 工艺尺寸计算……………………………（6）
五、 冲压设备选择…………………………（7）
六、 关键零部件设计………………………（8）
七、 模具装配图………………………………（18）
心得体会…………………………………………（19）
结束语…………………………………………… (20)

前 言

模具课程设计是CAD/CAM专业教学计划安排很关键教学实践步骤，也是毕业设计首选内容。其目标在于巩固《模具结构及设计》所学知识，熟悉相关资料，树立正确设计思想，掌握正确设计方法，培养学生实际工作能力。经过模具结构设计，学生在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、模具零件结构设计、编写说明书和查阅参考文件等方面受到一次综合训练，增强学生动手能力和创新设计能力。
此次设计中，本人设计任务是依据一个座板工件设计一副模具。本人关键做了以下工作：
1、依据座板结构设计计算各部分尺寸；
2、确定工艺方案；
3、由以上数据画出装配图。

设计任务:

零件名称
垫片
图号
1
材料
Q235
板厚
1.0mm
生产批量
大批量

一、冲压件工艺分析
1、材料：Q235一般碳素结构钢，含有好塑性，含有良好冲压性能。
2、冲裁件尺寸精度和表面粗糙度：零件尺寸精度、、、已给公差，冲压生产出零件精度能够符合零件精度要求。
3、工件结构：结构简单，形状对称。
结论：适合冲裁
二、冲压件工艺方案确定
经过以上对该零件结构、形状及精度分析，并结合零件生产批量。该零件采取落料单工序就可完成冲压加工。

三、确定模具总体结构
1、模具类型选择
由冲压工艺分析可知，采取单工序模冲压，所以本套模具类型为单工序落料模。
2、定位方法选择
因为该模具采取条料，控制条料得送进方向采取导料销；控制条料送进步距采取挡料销。
3、导柱、导套位置选择
因为落料件结构简单，大批量生产全部使用导向装置。导向方法关键有滑动式和滚动式导柱导套结构。该零件承受侧压力不大，为了加工装配方便，易于标准化，决定使用滑动式导柱导套结构。
4、滑动式模架选择
因为受力不大，精度要求也不高，同时为了节省生产成本，简化模具结构，降低模具制造难度，方便安装调整，故采取后侧导柱导套式模架。该模架能够三方面送料，操作尤其方便。
5、卸料、出件方法选择
在选择卸料装置形式时，需考虑出料方法是上出料，还是下出料。卸料装置依据冲件平整度要求或料厚薄来确定，对于冲件平整度要求高，且料薄宜用镇压卸料板。这么既可压料又可卸料，且卸料板随上模上下运动，直观性强，操作方便，是生产中常见一个卸料方法。
当板料较厚时，用镇压卸料板难以卸料时，选择固定卸料装置卸料，通常在零件形状简单、要求不高时，采取固定卸料方法，它可简化模具结构，不过因为工作部位封闭，送料只能靠手感，操作不便，安全性差。
因为零件厚度只有1mm，属于薄料，通常采取弹性卸料方法顺便压料，以简化模具结构，降低成本，同时该模具为单工序落料模，为方便制件取出，采取下出料方法。

四、工艺尺寸计算
该冲裁件厚度t=1mm，外形由直线组成，且对称分布，在选择搭边量时可看成方形类零件。查表p94 2—1—8（教材） ，工件间最小搭边值a1=1.5mm，沿边最小搭边值a=2mm，以下面排样方法中数个零件为单位计算零件利用率。单个零件面积A0=12288mm2。
1. 排样方案确实定
方案一：

方案二：

方案一：材料利用率=A0/A=5×12288/650×100=94.52%
方案二：材料利用率=A0/A=5×12288/490×132=94.99%
比较以上两种方案，知方案二排样材料利用率最高，故采取此排样。
2、凸、凹模刃口尺寸计算
因为此工件在模具磨损后对其影响不一，所以采取配合加工方法。
查 书本p96表2–4–14、2–4–15.=0.13，=0.10,x=0.75
凹模尺寸：

A、 B、C、D段在磨损后均变大
=127.810+0.065 Ap=127.690+0.065
=63.80+0.050 Bp=63.680+0.050
=34.80+0.050 Cp=34.680+0.050
=95.830+0.058 Dp=94.880+0.058

式中、——最大、小初始双面间隙
Ad、Bd、Cd、Dd、—落料凹、凸模尺寸
——冲裁件制造公差
x——系数

3、冲、推、卸料力计算

（1）冲裁力F 落为：
F 落=KLtτ
其中，L=(A+D)×2
以上公式中：F——冲裁力；
K——安全系数，通常取K=1.3；
L——冲裁周围长度；
t——材料厚度；
τ——材料抗拉强度MPa；

则有：L=(A+D)×2=（96+128）×2=448(mm)
材料厚度t=1mm;
材料: Q235，参考相关资料，其抗拉强度τ=365Mpa,
则：
F 落=1.3×448×1×310＝180.554（kN）≈181（kN）
（2）卸料力F x为：
依据以上模具结构类型，采取弹性卸料和下出料，
Fx＝KxF, 取Kx＝0.04,查下表
以下图所表示
则：
FX＝0.04×181＝7.24（kN）
（3）推件力Ft为：
Ft＝KtFn, 凹模刃壁垂直部分高度h＝5mm,t＝1mm,n＝5/1=5;取Kt＝0.055，
则：
Ft＝5×0.055×181＝49.775（kN）
总冲压力F 总＝F 落+ Fx+ Ft＝181+7.24+49.775＝238.015（kN）

4、压力机公称压力计算
选择压力机公称压力P≥(1.3~1.5) F 总
取系数为1.5，则P≥1.5F总＝1.5×238.015＝357.0225（kN）

5、冲裁压力中心确实定
因为该落料零件是为对称零件，故冲裁压力中心即为该落料件对称中心。

五、冲压设备选择
开式曲柄压力机即使刚度差，但它成本低，且有三个方向能够操作优点，故广泛应用于中小型冲裁件、弯曲件、拉深件生产中。
闭式曲柄压力机刚度好、精度高，只能靠两个方向操作，适适用于大中型件生产。
双动曲柄压力机有两个滑块，压边可靠易调，适适用于较复杂大中型拉深件生产。
选择压力机公称压力P≥(1.3~1.5) F 总
取系数为1.5，则P≥1.5F总＝1.5×238.015＝357.0225（kN）
初选压力机公称吨位为400kN,型号为J23-40，因为开式压力机广泛应用于冲压工艺，且许可前后或左右进料操作，操作空间大，操作方便。其关键工艺参数以下：

公称压力
400KN
封闭高度调整量
65
滑块行程
90
滑块中心线至床耳距离
250
滑块行程次数
45（次/min）
立柱距离
340
最大封闭高度
320
床身最大可倾角
30
工作台尺寸
前后
460
模柄孔尺寸
直径
50
左右
700
深度
70
工作台板
厚度
65
滑块底面尺寸
前后
300
直径

左右
220
工作台孔尺寸
前后
460
地脚螺拴
前后
1060
左右
700
左右
750
直径

六、关键零部件设计
1、卸料装置设计
采取是镇压卸料装置，选择合成橡胶作为弹性元件，已知Fx＝7.32kN，依据模具安装空间，取圆筒合成橡胶4个，每个橡胶承受预压力F y为：
Fy＝Fx /n＝7320/4＝1830N
取hy＝32%h,查表得p＝2MPa,则橡胶横截面积为：
A＝Fy /p＝1830/2＝915
设橡胶孔直径为Dmm，橡胶上螺钉孔直径d为10mm，则有：
A＝π/4（D2-d2）=π/4（D2-102）=915
经计算和确保足够卸料力,
取D＝36mm
橡胶自由高度：mm
取=28mm
其中，mm
因为0.5＜h 0 /D＝28/36 =0.78＜1.5，所选橡胶符合要求。
橡胶安装高度：h a＝（0.85~0.9）h 0＝23.8~25.2mm
取h a＝25mm
2.凹模尺寸设计
落料凹模 凹模采取整体凹模，轮廓全部采取数控线切割机床即可一次成形，安排凹模在模架上位置时，要依据压力中心数据，尽可能确保压力中心和模柄中心重合。其轮廓尺寸计算以下：
凹模厚度H 凹＝Kb,查<<冲压模具设计>>P92表2-4-88取K＝0.18，则：
H 凹＝0.18×128＝23.04mm,
凹模壁厚C: C＝（1.5~2）×23.04＝34.56~46.08，
取凹模厚度 H=30mm，壁厚C取40mm
凹模长L：L＝l＋2c＝96＋2×40＝176mm
凹模宽B：B＝b＋(2.5~4.0) H 凹＝128+(2.5~4.0) ×30 =203~248mm
取凹模宽B=250mm
所以凹模外形尺寸为176mm×248mm。故取凹模外形尺寸为250mm×250mm×30mm
凹模形状尺寸图所表示：

3、凸模尺寸设计
因为零件为简单形状制件，采取整体直通式凸模。凸模长度关键依据模具结构，并考虑修磨、操作安全、装配等需要来确定。当按冲模经典组合标准选择时，则可取标准长度，不然应该进行计算。
采取镇压式卸料装置，凸模长度应按下式计算：
凸模长度计算：L＝h 1＋h 2＋h
式中 ——凸模固定板厚度（mm）;
——卸料板厚度（mm）;
——附加长度（mm）;
凸模固定板厚度h 1=（0.6~0.8）H 凹=（0.6~0.8）×30=18~24mm,
取凸模固定板厚度h 1=18mm
卸料板厚度通常为10~20mm,取卸料板厚度为18mm
附加长度为h＝橡胶安装高度h a＋板料厚度t＋凸模进入凹模深度f，其中，h a=25mm, t=1mm,凸模进入凹模深度取1mm,所以
h= h a＋t＋f=25+1+1=27mm
则：L＝h 1＋h 2＋h =18＋18＋27＝63mm
凸模尺寸图所表示：

4、模架
依据凹模外形尺寸250×250×30，选凹模材料为HT200钢上模座选外形尺寸为315×250×50，下模座选外形尺寸为315×250×60以下图所表示

模具闭合高度和压力机装模高度关系：
H max－5≥H≥H min＋10
式中 H——模具闭合高度（mm）；
H max——压力机最大装模高度（mm）；
H min——压力机最小装模高度（mm）；
1）H min= H max－T－S
式中，T——工作台板厚度，
S——为滑块行程
从已选压力机设备参数已知：H max＝330mm, T=65mm,S=90mm,
则有：
H min= H max－T－S=330－65－90=175mm
故模具闭合高度应为：325mm≥H ≥185mm
实际模具闭合高度：
H 模＝H 上＋H 下＋H 垫＋L＋H 凹－f
式中 H 上——上模架厚度(mm);
H 下——下模架厚度(mm);
H 垫——垫板厚度(mm);
L——凸模长度(mm);
H 凹——凹模厚度(mm);
f——凸模进入凹模深度(mm)

则H 模＝H 上＋H 下＋H 垫＋L＋H 凹－f＝50＋60＋10＋63＋30－1=212mm

下模座：

(4)卸料板设计
材料选择Q235A钢，长和宽尺寸取和凸模固定板相同尺寸，厚度为8mm~18mm,取18mm，单面间隙取0.10。

卸料板
(5)垫板设计
材料选择T10A钢，长和宽尺寸和凹模尺寸相同。垫板厚度通常为5mm~10mm，取厚度H2=10mm,则外形尺寸为：250×250×10
(6)导料销
导料销直径为Φ10、长度为6mm,在条料左侧，材料采取45号钢，淬火处理，硬度为40~45HRC，和凹模配合为H7/m6。
(7)挡料销
挡料销定位面抵住条料前搭边或制件内廓前(后)面，使条料送进步距正确。其结构形式关键有固定挡料销、活动挡料销、自动挡料销、始用挡料销和定距侧刃等。
最终选定：固定挡料销
挡料销是用来控制送料步距。选择圆柱销，直径为Φ8、长度为3mm,材料采取45号钢，淬火处理，硬度为40~45HRC和凹模配合为H7/m6。
(8)模柄选择
选择压入式模柄，材料Q235， vv依据压力机J23-40相关参数可知，模柄外形安装尺寸为：L=120 a=50 h=10。
(9)螺栓、销钉选择
上模座连接螺栓选择4-M10*70，上模座固定螺栓选择4-M10*75；下模座连接螺栓选择Φ10×60。

七、模具装配图

心得体会
本学期冲压模具课程设计以老师命题为主，为期两周，内容包含数据计算，课程设计说明书制作，图纸绘制和课程设计小结。以小组为单位进行。
我们认为，在这学期试验中，在收获知识同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们经过查找大量资料，请教老师，和不懈努力，不仅培养了独立思索、动手操作能力，在多种其它能力上也全部有了提升。更关键是，在试验课上，我们学会了很多学习方法。而这是以后最实用，真是受益匪浅。要面对社会挑战，只有不停学习、实践，再学习、再实践。
而且，这对于我们未来也有很大帮助。以后，不管有多苦，我想我们全部能变苦为乐，找寻有趣事情，发觉其中珍贵事情。就像中国提倡艰苦奋斗一样，我们全部能够在试验结束以后变愈加成熟，见面对需要面正确事情。
总来说课程设计锻炼了我们动手能力和总体计划能力，也让我们对冲压模含有了更深刻认识让我们在模具方面有了更大成长，。

致谢
在学习中,老师严谨治学态度、丰富渊博知识、敏锐学术思维、精益求精工作态度和侮人不倦师者风范是我终生学习标兵，老师们高深精湛造诣和严谨求实治学精神，将永远激励着我。这次课程设计得到老师和同学关心支持和帮助。在此，谨向老师们和帮助过我同学致以衷心感谢和高尚敬意！

另外，感谢校方给我这么一次机会，能够独立地完成一个课程设计，并在这个过程当中，给我们多种方便，使我们在这学期快要结课时候，能够将学到只是应用到实践中，增强了我们实践操作和动手应用能力，提升了独立思索能力。

感谢全部任课老师和全部同学在这次次课程设计中来给自己指导和帮助，教会了我相关专业知识，教会了我怎样学习，教会了我怎样做人。正是因为她们，我才能在各方面取得显著进步，在此向她们表示我由衷谢意。