托板模具设计冲压可课程设计.docx
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托板模具设计冲压可课程设计
设计任务书
一、课程设计的目的
（1）综合运用冷冲模课程和其它有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决模具设计问题，并使所学专业知识得到进一步巩固和深化。
（2）学习模具设计的一般方法，了解和掌握常用模具整体设计、零部件的设计过程和计算方法，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计和计算的能力。
（3）通过计算和绘图，学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养模具设计的基本技能。
二、课程设计的内容
（1）模具整体方案设计，包括零件的工艺分析、模具类型的确定、压力中心计算、刃口尺寸计算、压力机选择等；
（2）模具整装配图和模具重要零件设计；
（3）编写设计计算说明书。
三、设计课题
如图所示零件：
托扳
生产批量：
大批量
材料：
08Ft=2mm
设计该零件的冲压工艺与模具。
序言
自从我国进入WTO以来，机械制造行业迎来了空前发展的机遇，也正逐步向成为“世界制造中心”而努力着。
为了提高竞争力，我国的制造行业开始广泛的使用数控技术和模具技术。
而我国的模具工业在近20年来更是迅猛发展，模具及模具加工设备市场需求潜力巨大，前景也很广阔。
模具生产便于实现自动化，生产效率高，操作简单，特别是在冷冲压技术方面应用广泛。
而冷冲压在技术上和经济上有着它自身的特别之处。
因而在现在工业生产中占有重要的地位。
现在有这么一句话：
一个国家模具工业发展水平能反映出这个国家的工业现在化程度。
而我国的模具制造业相对于发达国家来说还比较落后，技术也有待提高。
为了了解这方面的知识，借着这次设计的机会，我选择了冲压模具设计以提高认识。
冲裁模具设计——————托板
一、零件的冲裁工艺分析
1.材料
该冲裁件作用的说08F冲裁，而08F是碳素结构钢，它具有良好的冲压成型性能。
2.结构
工件的内形、外形应该要尽量避免有尖锐清角,以免产生毛刺和塌角，避免过紧公差为了提高模具寿命，建议将所有90度的清角改为R=1的圆角。
3.尺寸精度
零件图山的所有尺寸均未注公差，属于自由尺寸。
按IT14级确定工件尺寸的偏差，以外形尺寸按基轴制、内形尺寸按基孔制以及定位尺寸取中间偏差，各尺寸偏差为：
58-0.74/38-0.62、30-0.52、16-0.44、Φ3.5+0.3、14±0.22、17±0.22
总结以上特点：
该制件符合冲裁工艺性，所有适合冲裁。
二、拟定制件的冲裁工艺方案
托板所需的基本冲压工序为落料、冲孔，所以拟定出下列几种方案：
方案一：
先落料后冲孔
方案二：
先冲孔后再落料
方案三：
冲孔、落料一次复合冲裁
方案四：
冲孔、落料连续冲裁
若采用方案一、方案二，工序分散，则生产率低，工件尺寸的累积误差大，而且还会影响到孔的定位精度。
若采用方案三，冲裁时结构紧凑，生产率较高，冲出制件精度高、平整。
但是，模具结构复杂，制造难度大，成本较高，而且操作不安全，需要采取安全措施。
若采用方案四，采用工序集中原则，生产率比较复合模要高，可保证零件的尺寸精度和孔德定位精度。
可以减少模具和设备的数量，容易实现自动化，换件比较安全。
三、模具的结构形式
由于工件尺寸精度要求不高，形状不大，料厚（2mm）而且还是大批量生产这个特点。
为了保证孔德定位精度及冲模的生产率。
将以上四种方案经行比较后，采用方案四，根据方案四来决定采用导正销进行定位，刚性卸料装置，下出料方式的连续冲裁模具的结构形式。
四、模具的设计以及计算
1.排样
因为排样方法的不同，材料的领域率也不同。
合理的排样对冲裁件质量和模具寿命等有着影响。
零件外轮廓尺寸为58x30,考虑到操作方便和保证制件精度，决定采用单排有废料排样。
（1）条料宽度的计算和步距地确定
由于搭边值对冲裁工艺有着很大的影响，它能够补偿条料送进时的下料误差和定位误差，可以保持调料的刚性，还可以避免冲裁时毛刺掉入模具间隙，从而提高了模具的使用寿命。
查课本表可以确定它的搭边值。
根据厚度两工件间按矩形取其搭边值a=2，而侧边则按圆形取其搭边值b=1.5。
（2）步距连续模的步距S=D+a=32mm
（3）该冲裁件采用的是有测压装置，查表（《冷冲压工艺及模具设计》中表3-14）
可得到条料的宽度B的计算公式：
B-Δ=（DMAX+2b）–Δ
=（58+2×1.5）–Δ
=61–Δ
查表（《冷冲压工艺模具设计》中表3-15）可得到Δ=0.6
所有：
条料宽度B=61–0.6（mm）
由此，可以画出排样图，如右图
2.裁板
步距S=30+a=30+2=32（mm）
根据所确定的搭边值和步距
选用板料规格为2mm×900mm×1800mm，采用纵裁，剪切条料尺寸为61mm×900mm
一块板可裁的条数：
n1=1800/61=29条，余50mm
每条可冲零件的个数：
n2=900/32=28个，余12.5mm
每板可冲零件的个数：
n=n1×n2=29×28=812个
托板面积A=3.14×8×8+64+38×30-4×3.14×1.75×1.75
=1302
材料利用率：
η=nA0/A×100％
=812×1320/900×1800×100％
=66.2％
3.计算工序压力、总压力，选择压力机
由于该制件采用刚性卸料装置和下出料方式冲裁
查表得到δ=3800MPa
查表得到推件力系数KT=0.055,
落料力F1=KLtδ=2.2[2*（58-16）+2*（30-16）+16*3.14]*2*380
=271265.28
冲孔力F2=KLtδ=2.2*4*3.14*3.5*2*380
=73501.12
冲孔力Fr=nKtF
=3*0.055*（271265.28+73501.12）
=56886.46
总压力P=F1+F2+Fr
=401652.86
冲压的公称压力，应大于或等于计算出的总压力的1.1~1.3倍，最大闭合高度应大于冲模闭合高度+5mm，工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。
按上述要求，结合工厂实际，可选J23-63开式双柱可倾压力机。
并需在工作台面上配备垫板，垫板实际尺寸可配置。
4.压力中心的确定
为了避免压力机的滑块受到偏向载荷而损坏导轨及模具，就必须使模具的压力中心与滑块轴线重合。
该冲裁件是个对称几何图形，则落料时的压力中心是O1，冲孔时压力中心是O2
设冲裁压力中心距离O1为x，根据力矩平衡原理，
F1x=（32-x）F2
算得x=6.8F2
5.凸凹模刃口尺寸及公差的计算
该制件既有落料件又有冲孔件，按照凸模与凹模刃口尺寸确定原则。
保证双面间隙为0.25~0.36mm
（1）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尺寸有变大、变小和不变这三种。
a变大的有：
58、38、30、16、R8
均未注公差，按IT14查公差表确定其余公差，用基轴制标注各尺寸为58-0.74、38-0.62、30-0.52、16-0.44、8-0.12
其计算公式：
AA=（Amax-xΔ）+δ
查《冷冲压工艺及模具设计》得到：
X=0.5δ=Δ/4
将已知数据代人公式得：
A1=（58-0.5*0.74）+0.74/4=57.63+0.19
A2=（38-0.5*0.62）+0.62/4=37.69+0.16
A3=（30-0.5*0.52）+0.52/4=29.74+0.13
A4=（16-0.5*0.44）+0.44/4=15.78+0.11
A5=（8-0.5*.-0.24）+0.24/4=7.88+0.06
b.凹模磨损后所有的尺寸都没有变小
c.尺寸不变的由：
14和17
未注公差，按IT14查公差表确定其公差，各尺寸为：
14±0.22、17±0.22
将已知数据代人得：
CA1=（13.78+0.5*0.44）±0.5*0.44/4=14±0.055
CA2=（16.78+0.5*0.44）±0.5*0.44/4=17±0.005
（2）冲孔时以凸模尺寸为基准。
其中Φ3.5没有标注公差，按IT14查公差表确定公差，用基孔制表示Φ3.5+0.3
计算公式为：
dT=（dmin+xΔ）-δT
dA=（dr+Zmin）+δA
=（dmin+xδ+Zmin）+δA
查表（《冷冲压工艺及模具设计》）中得到：
δT=0.02mm，δA=0.03，Zmax=0.36，x=0.5
校核条件：
|δr|+|δA|=0.02+0.03=0.05
（Zmax-Zmin）=0.36-0.25=0.11
满足条件|δr|+|δA|≤（Zmax-Zmin）
将已知数据代入公式，得到
dT=（3.5+0.5*0.3）-0.02=3.65-0.02
dA=（3.65+0.25）+0.03=3.9+0.25
6.各主要零件尺寸的确定
（1）凹模外形尺寸的确定
凹模的厚度H的确定
H=
p取总压力401652.86
将数据代入得到：
H=34mm
凹模长度L的确定
W1=2.1H=31工件b=58
L=b+2W1=58+2*31=120mm
凹模宽度B的确定
B=步距+工件宽+2W2
取：
步距=32；工件=30；W2=1.5H
B2=32+30+2*39
=140mm
依据设计尺寸，按冲模标准确定凹模外形尺寸为：
120mm×140mm×25mm。
（2）凸模长度L1的确定
凸模长度计算为：
L1=h1+h2+h3+Y
其中导料板厚h1=8；卸料板厚h2=12；凸模固定板h3=18;凸模修磨量Y=18
则：
L1=8+12+18+18=56mm
五、编写冲压工艺卡
托板冲压工艺卡
（厂名）
冷冲压工艺卡片
产品型号
零（部）件名称
托板
共
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产品名称
零（部）件型号
第
页
材料牌号及规格
材料技术要求
毛坯尺寸
每毛坯可制件数
毛坯重量
辅助材料
08F2×900×1800
条料2×61×900
28
工序号
工序名
工序内容
工序简图
设备
工艺设备
工时
0
下料
剪板61×900
1
冲孔
冲4个直径为3.5的孔
J23-63
连续模
2
落料
按零件形状落料
J23-63
连续模
3
检验
按零件图样
绘制日期
审核日期
会签日期
标记
处数
更改文件号
签名
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
六、绘制模具总装图
图四总装图
1.弹簧片2.螺钉3.下模座4.凹模5.螺钉6.承料板7导料板8.始用挡料销9.导柱10.导套11.挡料销12卸料板13.上模座14.凸模固定板15.落料凹模
16.冲孔凸模17.垫板18.圆柱销19.导正销20.模柄21.防转销22.内六角螺钉
23.圆柱销24.螺钉25.导套26.导柱
七、绘制非标准零件图
此次设计的托板只绘制凹凸模、凹模、凸模固定板和卸料板四个零件图样
凸凹模
落料凹模
凸模固定板
卸料板
八、模具主要零件的加工的加工工艺规程的编制
1.凸凹模的加工工艺
1.备料
2.将模柄装入9上模座后磨平，然后用手枪钻直径6mm的齐缝销孔配铰大入12销
3.将13导正销装入14落料凸模中，把再把落料凸模组和7冲孔凸模装入到6凸模固定板中然后铆紧磨平
4.用等高块把9上模座支起，将8垫板，6固定板，调整后用4螺钉固定，配铰直径8mm的孔，大入10销
5.把9上模座放下到一定高度，保证模架的移动平稳，灵活，无泻止现象，让凸模刃口在凹模刃口下，调整间隙，保证图纸设计要求，用螺钉紧固，15卸料板，16导料板，19始冲档料销及17凹模。
再用3螺钉紧固17凹模和1下模座然后配饺销孔大入销，
6.试模
7.调整到合格
8.入库
2.垫板的加工工艺
1.备料（外购标准模块160×140×10）
2.按图纸要求画线，
3.在钻洗床上加工
4.检验
5.入库
3.凸模固定板的加工工艺
1.备料（外购标准模块160×140×18）
2.按图纸要求画线，
3.在钻洗床上加工四个凸模孔和两个销孔四个螺钉通孔
4.攻4×M8螺纹孔
5.在电火花满走丝上加工落料凸模孔
6.检验
7.入库
4.落料凸模的加工工艺
1.备料
2.锻造成68×32×60的模块
3.在刨床上先刨一平面
4.以该面为基准按图纸要求画线
5.在数控铣床上铣出图纸上的外形
6.在钻铣床上钻出导正销的孔
7.按图纸要求做热处理
8.检验
9.入库
5.导正销的加工工艺
1.备料
2.锻造成直径8×60的胚料
3.在数控车床上加工零件按图纸要求
4.按图纸要求热处理
5.检验
6.入库
6.冲孔凸模的加工工艺
1.备料
2.锻造成直径为14×60的胚料
3.在数控车床上加工零件按图纸要求
4.按图纸要求热处理
5.检验
6.入库
7.卸料板加工工艺
1.备料（外购标准模块160×140×12）
2.按图纸要求画线，
3.在钻洗床上加工四螺钉通孔和两个销孔及四个通过凸模的孔
4.在铣床上加工剩余的部分
5.检验
6.入库
8.凹模加工工艺
1.备料（外购标准模块160×140×28）
2.按图纸要求画线，
3.在钻洗床上加工两销孔和四螺纹孔
4.攻丝
5.用点火花加工工作刃口
6.按图纸要求做热处理
7.检验
8.入库
9.导料板加工工艺
1.备料（外购标准模块130×140×8）在标准模块上切割成两块130×35×8
2.按图纸要求画线，
3.在刨床上把不平整的边刨床平及始冲挡料销的槽，在插床上加工始冲挡料销的剩余部分
4.在钻铣床上加工两销孔和四个螺纹通孔
5.攻螺纹丝4×M8
6.检验
7.入库
10.始始挡料销的加工工艺
1.备料
2.锻造成55×5×10的胚料
3.在刨床上先刨一平面做基准
4.在基准上划线
5.在铣床上加工出零件图的样子
6.按图纸要求做相应的热处理
7.检验
8.入库
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