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1、 课程设计说明书 目录 1 冲压工艺分析 4 1.1 冲裁件的结构工艺性 4 1.2 零件尺寸精度与表面粗糙度分析 4 1.3 零件材料分析 5 1.4 冲压加工的工艺分析 5 3 工艺尺寸计算 6 3.1排样、计算条料宽度及确定步距 6 3.2 冲裁力的计算 9 3.3 压力中心的计算 9 3.4 刃口尺寸的计算 11 4 模具零件设计 12 4.1 卸料板的设计 12 4.2 弹性元件橡胶的设计 12 4.3 落料凹模 13 4.4 模架的选择 14 4.5 凸凹模
2、固定板，凸模固定板厚度 15 4.6 凸模的设计 16 4.7 凸凹模的设计 17 5 参考资料 18 6 附录： 18 课题 材料08钢，料厚2mm，生产批量，小批量 图1—零件尺寸 1 冲压工艺分析 1.1 冲裁件的结构工艺性 由零件图可知，该零件结构简单，呈T行，上下对称，可采用少废料排样。零件内部有两个较大直径的孔，零件外形存在清角。无悬臂和窄槽。两孔的尺寸d>1.0t，两孔之间的间距d1>1.5t，两圆孔的孔边距k>1.5t。符合工艺性。
3、 图2—两件尺寸 1.2 零件尺寸精度与表面粗糙度分析 工件为图一冲孔落料件，材料厚度为2毫米，冲裁件尺寸较大。零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由公差，可按IT14级确定工件尺寸的公差。通过普通冲裁即可达到零件精度要求。 1.3 零件材料分析 材料为08钢，厚度t=2mm材质为极软的碳素钢，。抗拉强度 σb (MPa)：≥325，屈服强度 σs (MPa)：≥195，抗剪切强度τ（MPa)≥260。其强度、硬度较低，而韧性、塑性却较高，适合冲裁。 图3—材料性能 1.4 冲压加工的工艺分析 根据工件的形状、尺寸、精度分析，孔的直径寸，孔边距等，都能满足冲裁加
4、工工艺要求。但为了提高模具寿命，建议将所有90°清角改为R1的圆角。 结论：综合以上材料性能、零件结构、尺寸精度的分析，该零件可以采用普通冲裁的方法获得。 2 冲裁工艺方案的确定 该工件冲压生产所需要的冲压工序为落料、冲孔工序。可初选有以下几种方案： 方案一：采用落料、冲孔两个单工序进行生产。 方案二：采用冲孔、落料复合的多工序进行生产。 方案三：采用冲孔、落料连续的多工序进行生产。 各方案的分析： 方案一：单工序模，先冲孔再落料保证一定的精度，但主要适用于生产量较小或单件生产，生产率较低，且多了一模具，生产周期长。 方案二：采用复合模具，模具结构比较一方案复杂，避免
5、了多次定位的结构，并在冲裁过程中可以压料，工件较平整，较单工序模缩短生产周期。 方案三: 方案三优点是冲压生产过程易于实现机械化和自动化，生产效率较高。但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高；与第二种方案比生产的零件精度稍差 欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂 综上分析：通过上面的比较对比，本零件选用第二种方案复合模比较合适。 3 工艺尺寸计算 3.1排样、计算条料宽度及确定步距 一般而言，排样原则有： a.提高材料利用率η。对冲压件来说，由于产量大，冲压生产效率高，原材料费用常会占到冲件总成本的 60
6、以上，所以材料利用率是η是一项很重要的经济指标； b.使工人操作方便、安全，减轻工人的劳动强度，保证有较高的生产效率。应尽量选条 料宽、进距小的排样方法； c.使模具结构简单，模具寿命较高； d.排样应保证冲压件的质量。 由于本零件小批量生产，同时根据零件形状，比较可知应采用单排的有废料排样方法最合适。 08钢属于低碳钢，查表得出搭边数值：工件件间，沿边：。 方案一 图4—拍样图 采用无侧压导料装置: 条料宽度： B：条料标称宽度 D：工件垂直送料方向最大尺寸 ：条料宽度公差 查表取值为0.8 ：条料与导料板间的间隙 查表取值为0.5
7、由此可以得出条料宽为 =[50.8+2(2.5+0.8)+0.5]-0.8= 冲裁面积S=7370.58 进距：A=B+a=162.6+2.2=164.8 一个步距材料利用率 方案二： 图5—拍样图 采用无侧压导料装置: 条料宽度： B：条料标称宽度 D：工件垂直送料方向最大尺寸 ：条料宽度公差 查表取值为1.0 ：条料与导料板间的间隙 查表取值为1.0 由此可以得出条料宽为 =[162.6+2(2.5+1.0)+1.0]-1.0= 冲裁面积S=7370.58 进距：A=B+a=50.8+2.2=53.0 一个步距材料利用率 结论
8、综上所述，方案一与方案二相比较，方案二的材料利用率比方案一高，所以方案二较佳，选择方案二排样。 3.2 冲裁力的计算 通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。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。 平刃口冲裁模的冲裁力F一般按下式计算。 ：冲裁力（N） ：系数系数K是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨 损板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数，一般取K=1.3。 ：冲裁周边长度（mm） ：材料厚度（mm） ——材
9、料抗剪强度（MPa）查表材料08钢得。取=300MP。 冲孔冲裁力： 落料冲裁力： 推件力：=n，，经查表h取值为1.4，. 卸料力：=，经过查表=0.05. KN 对于总压力：=+++=55.1+332.9+21.2+16.6=421.8KN 压力机公称压力的确定：对于冲裁工序，压力机的公称压力应大于或等于冲裁时总压力的1.1 1.3倍。 结论：初选压力机为：J23-63 3.3 压力中心的计算 模具压力中心是诸冲压合力作用点的位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合
10、否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。 模具的压力中心，可按以下原则来确定 (1)对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁的几何中心。 (2)工件形状相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 (3)各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置0,0（x=0，y=0），即为所求模具的压力中心。 对于该零件坐标原点建于右下角. 由于零件上下对称所以 压力中心位置如图：
11、 图6—压力中心 3.4 刃口尺寸的计算 由《互换性与技术测量》 公差采用IT14，落料件采用基轴制，冲孔件采用基孔制。查公差表，各个尺寸如下 落料时以凹模为基准件来配作凸模，在使用过程中凹模刃口的磨损。尺寸有变大变小和不变这三种。 （1） 凹模磨损后变大的尺寸变大的尺寸有： 按一般落料凹模尺寸公式计算，查表得出X=0.5,制造公差取。 （2） 凹模磨损后变小的尺寸有： 按一般冲孔凸模尺寸公式计算，因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸，查表得出X=0.5，制造公差取。 （3）凹
12、模磨损后无变化的尺寸： 4 模具零件设计 4.1 卸料板的设计 卸料装置一般是弹性的,其基本零件是卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成，弹性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的0.6～0.8倍。卸料螺钉一般采用标准的阶梯形螺钉，其数量按卸料板形状与大小确定，卸料板为圆形时常用3～4个，为矩形时一般用4～6个。卸料螺钉的直径大小可选 8～12mm，各卸料螺钉的长度应一致，以保证卸料板水平和均匀卸料。弹性卸料装置依靠弹簧或橡皮的弹力来卸料，卸较力不太大，但冲压时可兼起压料的作用。 采用倒装模，凹模的宽度为150，冲裁件的厚度为2mm,查《冲压模具标准件
13、选用与设计》选用的卸料板的厚度为12mm,卸料办的尺寸为，材料为45。 图7—卸料板 4.2 弹性元件橡胶的设计 因为工件料厚为2.0mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。 由于橡胶允许承受的载荷较大，安装灵活方便，因而是冲裁模中常见的弹性元件。普通橡胶即可达到所需要的要求。假设数量为n=1 橡胶的自由高度 ：橡胶的自由高度 ：卸料板工作行程 ：为凸凹模凹进卸料板的深度，取1mm。 为凸凹模冲载后进入凹模的深度,取3mm。 t为材料厚度，取2mm。 橡胶工作行程 为凸凹模修磨量，取5.0mm 橡胶的自由高度： 确定橡胶的预压缩
14、量 橡胶的装模高度约为： mm，取33mm. 4.3 落料凹模 (1) 凹模厚度： （其计算结果大于或等于15mm）其中b——冲压件最大外形尺寸：k——系数，考虑板材厚度的影响，其值可查表k取值为0.2。 凹模的厚度：H取值为33mm. (2) 凹模壁厚 ，因为模具结构简单所以C取最小值50mm. (3) 凹模的宽度 50+250=150mm (4) 凹模的长度 L=162+250=262mm 取275mm。 所以，凹模轮廓尺寸为 图8—落料凹模 4.4 模架的选择 模具采用后置导柱模具，根据上面凹模的计算结果，查《冲压模具标准件选用与设计》，模架规格
15、为：上模座31520045，数量1；下模座31520055，数量1；导柱35180，数量2；导套3511543，数量2。最小闭合高度190，最大闭合高度230。 图9—模架三维图 4.5 凸凹模固定板，凸模固定板厚度 查《冲压模具标准件选用与设计》可以得出凸凹模固定板的的厚度初选为25，凸模固定板的厚度初选为25。 图10—凸模固定板 图11—凸凹模固定板 4.6 凸模的设计 冲孔凸模设计成台肩式。其总长L可按下公式计算： L---凸模长度 h1---凸模固定板厚度 h2---落料凹模厚度 t---材料厚度 图12—凸模一 图13—凸模二
16、 4.7 凸凹模的设计 凸凹模总长：凸凹模固定板厚度 橡胶厚度 卸料板厚度 T:零件厚度 取凸凹模的长度为75mm 图14—凸凹模 5 参考资料 [1] 姜奎华.《冲压工艺与模具设计》. 机械工业出版社 [2] 编委会. 《中国模具设计大典》.江西科学技术出版社 [3] 张正修.《冲模结构设计方法、要点及实例》.机械工业出版社 [4] 洪慎章.《实用冲模设计与制造》. 机械工业出版社 [5] 王新华、陈登.《简明冲模设计手册》. 机械工业出版社 6 附录： 001凸模1 002凸模2 003凹模 004凸凹模 005凸模固定板 006凸凹模固定板 （需要CAD图纸的同学请进入我的文库下载，有全套图纸） 007卸料板 008装配图 18 / 18
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