冲压模具课程设计说明书Word下载.docx
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自动化发展，成型表面的精加工数控，数显和计算机控制等方向发展，使模具加工设备的CNC水平不断提高。
推广应用数控电火花成型加工设备，连续轨迹计算机控制坐标磨床和配有CNC修整装备和精密测量装置的成型磨削加工设备等先进设备，是提高模具制造水平的关键。
（3）光整加工技术向自动化发展
在当前，模具成型表面的研磨，抛光等光整加工仍然以手工作业为主，不仅花费工时多，而且劳动强度大和表面质量低。
目前工业发达的国家正在研制由计算机控制，带有磨料磨损自动补偿装置的光整加工设备，可以对复杂型面的三维曲面进行光整加工，并开始在模具加工上使用，它大大提高了光整加工的质量和效率。
（4）快速成型加工模具技术
快速成型制造技术是本世纪80年代以来，制造技术上的又一次重大发展，它对模具制造具有重大的影响。
特别适用于多品种，少批量用模具。
预测本世纪末多品种，少批量生产方式将占工业生产的75%左右，因此快速成型制模技术必将有极大的发展前途。
（5）模具CAD/CAM技术将有更快地发展
模具CAD/CAM技术在模具设计和制造上的优势越来越明显，它是模具技术的又一次革命，普及和提高模具CAD/CAM技术的应用是历史发展的必然趋势。
综上所述，在模具结构与精度方面正朝几个方面发展。
首先为了适应高速、自动、精密、安全等大批量自动化生产的需要，冲模正向高效、精密、长寿命、多工位、多工能方向发展。
其次为了适应市场上产品更新换代速度的要求，快速成形方法、简易经济冲模也得到迅速的发展。
再次模具正向着设计与制造现代化发展。
1.2冲压模具与技术经济性指标
1.2.1精度
机械产品的精度包括：
尺寸精度，形状精度，位置精度和表面粗糙度。
模具的精度主要体现在模具工作零件和相关部位的配合精度。
影响模具精度的主要因素有：
（1）产品制件精度
产品制件精度越高，模具工作零件的精度就越高。
模具精度的高低不仅对产品制件的精度有直接影响，而且对模具生产周期，生产成本都有很大的影响。
（2）模具加工技术手段的水平
模具加工设备的加工精度如何，设备的自动化程度如何，是保证模具精度的基本条件。
今后模具精度更大地依赖于模具加工技术手段的高低。
（3）模具装配钳工的技术水平
模具的最终精度很大程度依赖装配调试来完成，模具光整表面的粗糙度数值主要依赖模具钳工来完成，因此模具钳工技术水平如何是影响模具精度的重要因素。
（4）模具制造的生产水平和管理方式
模具工作刃口尺寸在模具设计和生产时，是采用“实配法”，还是“分别制造法”是影响模具精度的重要方面。
对于高精度模具只有采用“分别制造法”才能满足高精度的要求和实现互换性生产。
1.2.2刚度
刚度对于机械行业来说非常重要，如果没有高的刚度就没有安全性对于高速冲压模，大型件冲压成型模，不仅要求具有精度高，还应有良好的刚度。
刚度是保证设备安全性的重要指标，如果没有足够的刚度的话就安全性能来说就是一句空话。
提高刚度的方法有：
1、材料的选择，尽量选用强度大的材料；
2、结构的尺寸，基本结构尺寸要进行校核，刚度不够的话则需要加大尺寸；
3、结构构架，选用合理的构架。
1.2.3模具生产周期
模具的生产周期是从接受模具订货任务开始到模具试模鉴定后交付合格模具所用的时间。
模具生产周期长短是衡量模具企业生产能力和技术水平的综合标志之一，也关系到一个模具企业在激烈的市场竞争中有无立足之地。
同时模具的生产周期长短也是衡量一个国家模具技术管理水平高低的标志。
影响模具生产周期的主要因素有：
（1）模具技术和生产的标准化程度
模具标准化程度是一个国家模具技术和生产发展到一定水平的产物。
（2）模具企业的专门化程度
目前，我国模具企事业的专门化程度还较低，只有各模具企业生产自己最擅长的模具类型，有明确和固定的服务范围，同时各模具企业互相配合搞协作生产，才能缩短模具生产周期。
1.2.4模具寿命
模具寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下，所能加工的制件的总数来表示，它包括工作面的多次修磨和易损件更换后的寿命。
影响模具的主要因素有：
（1）模具结构
合理的模具结构有助于提高模具的承载能力，减轻模具承受的热-机械负荷水平。
（2）模具材料
应根据产品零件生产批量的大小，选择模具材料。
生产的批量越大，对模具的寿命要求也越高，应选择承载能力强，服役寿命长的高性能模具材料。
另外应注意模具材料的冶金质量可能造成的工艺缺陷及工作时的承载能力的影响，采取必要的措施来弥补冶金质量的不足，以提高模具寿命。
（3）模具加工质量
模具表面粗糙度，残存的刀痕，电火花加工的显微裂纹，热处理时的表层增碳和脱碳等缺陷都对模具的承载能力和寿命带来影响。
（4）模具工作状态
模具工作时，使用设备的精度与刚度，润滑条件，被加工材料的预热和冷却条件都对模具寿命产生影响。
（5）模具零件状况
被加工零件材料的表面质量状态，材料硬度，伸长率等力学性能，被加工零件的尺寸精度都对模具寿命有直接的关系。
模具的技术经济指标：
精度和刚度，生产周期，模具生产成本以及模具寿命，他们之间是互相影响和互相制约的，而且影响因素也是多方面的。
在实际生产过程中要根据产品零件和客观需要综合平衡，抓住主要矛盾，求得最佳的经济效益，以满足生产的需要。
二．概述
§
2.1止动片的简介
本次设计是由冲孔模，落料模设计组成，冲压模具主要是将板料分离或成形而得到制件的加工方法。
模具的设计与制造主要考虑到模具是否满足工件的工艺性设计，能否加工出合格的零件，以及后来的维修和存放是否合理等，本次设计的止动片，不仅考虑要使做出的零件能满足工件要求，还要保证模具的使用寿命。
由于多工位级进模能够将复杂的零件采用一副级进模快速冲压完成，因而在工业生产中得到广泛的应用。
本文在分析止动片零件冲压工艺基础上，介绍冲孔、落料级进模排样设计、模具总体的设计和主要零部件设计，确定的级进模设计方案，模具设计充分考虑冲压制件的结构特点和精度要求，模具采用了自动卸料、出料、少废料冲裁，有效提高了材料利用率和生产效率。
2.2设计的题目
设计题目：
止动片的设计
2.3设计的任务
A设计内容
1）止动片零件冲压工艺设计；
2）止动片零件图一张；
3）止动片零件冲压模具（复合膜）总装图一张；
4）止动片冲压工艺卡片一套；
5）重要非标零件图两张；
6）设计计算说明书一份。
B设计要求
1）设计图样必须用计算机绘制。
图样正确清晰，结构完整合理，尺寸标注，技术要求规范且符合实际生产。
2）说明书条理清楚，内容充实，分析透彻，计算准确。
3）说明书中应用的内容，公式，数据必须注明出处。
2.4设计的目的
模具设计是高等学校机械类近类专业本、专科学生较全面地运用已学过的知识，特别是模具设计原理部分已学过的知识的知识第一次较全面地对一项零件图和零件工艺分析与计算的基本训练，是一个重要实践环节。
其目的是在于运用已学过的知识培养学生创新能力，用创新思想确定出解决模具设计实际问题的方案及其有关尺寸，并学会将方案绘制出简图和工艺分析与计算的能力。
培养学生对确定的零件简图绘制和工艺分析与计算，学会按任务进行调研、实验、查阅技术资料、设计计算、制图等基本技能。
在此基础上初步掌握计算机程序的编制，并能用计算机解决模具设计技术问题。
学会运用团队，集体解决技术难题的能力。
2.5设计的方法
大致可分为图解法和解析法两种，图解法的几何概念清晰、直观，但需逐个分别分析设计计算精度较低；
解析法精度较高，且可对各个进行迅速分析计算，但需要有效方便的计算软件。
随着计算机的普及，计算绘图增多，图解法除了人工绘图分析设计，还出现了利用计算机进行图解设计分析计算，他的精度也可随之提高，同时又保持了形象，直观的优点，因此此法也不失是一种值得提倡的方法。
三冲裁件的工艺分析与计算
3.1工艺分析
产品零件图如下
图
（1）
零件简图：
如图
（1）所示
生产批量：
大批量
材料厚度：
0.7mm
材料：
H62
工件精度：
IT9级
毛培尺寸：
1000×
2000mm
设计该零件落料冲孔复合模
3.1.1冲压件工艺分析
1）材料：
该冲裁件的材料是普通黄铜，有良好的力学性能，切削性能好，可冲压。
2）零件结构：
结构简单，2×
Ф9孔和圆弧R20适合冲裁。
3）尺寸精度：
该零件尺寸精度为IT9级
结论：
适合冲裁。
3.1.2分析比较和确定工艺方案
I加工工艺方案的分析
由零件图可知，该零件包含冲孔和落料两个工序，形状较为规则，尺寸较小，精度要求喂IT9，材料硬度低。
根据止动片（如图1）包括冲孔落料两道冲压工序，模具形状较为规则即可以在一个工位上完成所有工序，可采用一下几种方案：
1）方案一（级进模）止动片包括冲孔、落料两道冲压工序在内。
形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT9。
可采用级进模。
?
2）方案二（倒装复合模）将冲孔、落料两道冲压工序用一副模具直接完成冲孔、落料两道工序。
采用冲孔、落料倒装复合模（弹性卸料）。
）3方案三正装复合模方案完成工序和倒装复合模完成的工序一样。
凸凹模在上模。
弹性卸料板卸料。
方案比较：
方案一：
采用级进模，安全性好，，但是考虑到级进模结构复杂，工件精度加工精度不高,对称度和位移误差较大,以及加工难度较大，装配位置精度要求高，按照实际生产，级进模成本也高。
方案二：
倒装复合模，冲孔废料由下模漏出，工件落在下模表面，需要及时清理。
安全性相对较低。
但工件精度较高,同轴度,对称度及位置度误差较小,生产效率较高,对材料要求不严,可用边角料.方案三：
正装复合模，冲孔废料和工件都落在下模表面，安全性更差。
结论：
综合以上两个方案分析比较结果说明，本零件采用第二方案最为合适。
II模具结构型式的选择
确定冲压工艺方案后，应通过分析比较，选择合理的模具结构型式
使其尽量满足以下要求：
（1）能冲出符合技术要求的工件；
（2）能提高生产率；
（3）模具制造和维修方便；
（4）模具有足够的寿命；
（5）模具易于安装调整，且操作方便、安全。
1、模具结构型式
在确定采用复合模后，便要考虑采用正装式还是倒装式复合模。
大多数情况优先采用倒装式复合模，这是因为倒装式复合模的虫孔废料可以通过凸凹模从压力机工作台孔中漏出。
工件由上面的凹模带上后，由推荐装置推出，再由压力机附上的接件装置接走。
条料由下模的卸料装置脱出。
这样操作方便而且安全，能保证较高的生产率。
而正装式复合模，冲孔废料由上模带上，再由推料装置推出，工件则由下模的推件装置向上推出，条料由上模卸料装置脱出，三者混杂在一起，如果万一来不及排出废料或工件而进行下一次冲压，就容易崩裂模具刃口。
故本零件采用倒装式复合模结构。
2、定位装置
为了使条料送料时有准确的位置,保证冲出合格的制件,所以采用定位销定位。
因为板料厚度t=0.7mm,属于较小厚度的板材,且制件尺寸不大,固采用侧面两个固定挡料销定位导向,在送料方向由于受凸模和凹模的影响,为了不至于削弱模具的强度,在送给方向采用一个弹簧挡料装置的活动挡料销
3、推件装置
在倒装式复合模中，冲裁后工件嵌在上模部分的落料凹模内，需由刚性或弹性推件装置推出。
刚性推件装置推件可靠，可以将工件稳当地推出凹模。
但在冲裁时，刚性推件装置对工件不起压平作用，故工件平整度和尺寸精度比用弹性推件装置时要低些。
由于刚性推件装置已能保证工件所有尺寸精度，又考虑到刚性推件装置结构紧凑，维护方便，故这套模具采用刚性结构。
4、卸料装置
复合模冲裁时，条料将卡在凸凹模外缘，因此需要在下模设置卸料装置。
在下模的弹性卸料装置一般有两种形式：
一种是将弹性零件（如橡胶），装设在卸料板与凸凹模固定板之间；
另一种是将弹性零件装设在下模板下。
由于该零件的条料卸料力不大，故采用前一种结构，并且使用橡胶作为弹性零件。
5、导向装置采用二导柱式模架。
四．冲裁件的排样
4.1排样方案的确定
查《冲压模具课程设计》表2-15两工件之间按矩形取搭边值a=2.0mm，侧边取a1=1.8mm。
进料步距为A=20+2.0=22.0mm；
条料宽度为B=（D+2a+δ）0-δ，查《冲压工艺与冲模设计》表2.5.3得，条料下料剪切公差δ=0.5mm，冲裁件垂直于送料方向的尺寸为D=65mm，则B=（D+2a1+δ）=（65+2×
1.8+0.5）0/-0.5=68.60/-0.5
4.2材料利用率的计算
板料规格选用0.7×
采用横裁时：
每板的条数n1=2000/68.6=29条，余0.15452
每条的工件数n2=1000/22.=45.件，余0.455
每板的工件数n=n1×
n2=1305件
一个步距内的材料利用率为：
η=F/F0×
100%=F/AB×
100%=1025.06/（22.×
68.6）×
100%=67.92%
板料利用率η=nF/1000×
2000×
100％=1025.06×
1305/1000×
100％=69.19％
采用纵裁时：
每板的条数n1=1000/68.6=14条，余0.77
每条的件数n2=2000/22.=90件，余0.91
n2=14×
90=1260件
每板的利用率η=nF/1000×
100％=64.46％
经计算材料的利用率横排纵排都一样，故两者皆可。
我选择纵向排样的方法，排样图如下：
图
（2）
五．冲裁压力的计算
5.1冲裁力F的计算
由《课程设计与模具设计》中式2-11查得冲裁力F为：
F=KLtτb
式中：
F——冲裁力
L——冲裁周边长度
t——材料厚度
τb——材料抗剪强度
K———系数
系数K是考虑实际生产中，模具间隙值得波动和不均匀，刃口的磨损，材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
为简便计算，也可以按下式估算冲裁力
F=Ltσb
式中σb——材料的抗拉强度
经计算得材料的周边长度L1=174.13mm,冲孔圆形尺寸L2=56.55，由课本《冲压工艺与模具设计》表1.4.1查得H62的σb=380Mpa，τb=300Mpa
1）落料力
F=KL1tτb=1.3×
174.13×
0.7×
300=47537.49N
2）冲孔力
F=KL2tτb=1.3×
56.55×
300=15438.15N
5.2卸料力的计算
卸料力:
从凸模上卸下箍着的料所需要的力称卸料力
冲孔推件力F推=nK推F冲（查表计算n=10k=0.06F冲=19792.5N）推件力F推=10×
0.06×
19792.5=11875.5N
卸料力F卸＝K×
F落＝0.04×
60945.5＝2437.82N
顶件力F顶件力=K2Fp=0.08×
60945.5=4875.64N
总冲压力F总＝F冲+F顶+F落+F卸=60945.5+19792.5+11875.5+2437.82=95051.32
六、压力机工程压力的选取
冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁时各工艺压力的总和F总
需选择的压力机压力：
F机=1.2F总=95.05KN×
1.2=114.06KN
选择压力机型号为J23-16
公称力160（KN）公程力行程2（mm）
滑块行程55（mm）
滑块行程次数120（min-1）
最大闭合高度220（mm）
闭合高度调节量45
滑块中心线至床身距离160
立柱距离220
工作台尺寸前后300左右450
工作台孔尺寸前后160左右240
垫板尺寸40
模柄孔尺寸40
床身最大可倾角35°
七．确定模具压力中心
模具的压力中心就是冲压合力的作用点。
为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线重合，否则冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。
在实际生产中，可能会出现由于冲件的形状特殊或排样特殊，从模具结构设计与制造考虑不宜使压力中心与模柄中心线重合的情况，这时应注意使压力中心的偏离不致超出所选用压力机允许的范围。
模具是冲孔模，工件为几何对称形状，则该模具的压力中心定位工件的几何中心。
则整套模具的压力中心是：
F=KLt
X0=0
Y0=（15438.15X12+4÷
（15438.15+47537.49）=36.31mm
八．冲裁模
具主要零部件的结构设计
8.1工作零件刃口尺寸计算
落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制；
冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。
既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。
1）落料凹模
基本尺寸
A20=20-0.052/0A13=13-0.046/0AR20=20-0.052/0A65=65-0.074/0
冲裁间隙
Zmax=0.36Zmin=0.246Zmax-Zmin=0.36-0.246=0.11mm
磨损系数件精度为：
IT9级，故x=0.75
Aj=（Amax-xΔ）+0.25Δ/0
所以A65=Aj=64.940+0.019相应凸模按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.246～0.36之间A20=Aj=19.960/+0.013AR20=Aj=19.960+0.013相应凸模按凹模尺寸配作，保证单间隙在0.123～0.18之间A13=Aj=12.970+0.011
如图（3）
冲孔凸模
B9=90+0.036Bj=（Bmin+xΔ）0-0.25ΔBj=9.0270-0.009相应凹模按凸模尺寸配作，保证双面间隙在0.246～0.36之间
孔边距
A10=100-0.039Aj=（Amax-xΔ）0+0.25Aj=9.970+0.010
孔心距
C37==37±
0.031Cj==（Cmin+0.5Δ）±
0.125ΔCj=10±
0.002
如图（4）
图（4）
8.2工作零件结构尺寸
2.1凹模外形尺寸确定
凹模厚度H1=Kb=0.22×
65=14.3mm14.3<
15H=20mm凹模壁厚c=（1.5～2）H=30～40mmA=40×
2+65=145mmB=40×
2+20=100mm所以，凸模板外形尺寸为：
160×
100×
15
2.2凸模的长度
凸模的长度为40mm，其中工作部分为20mm。
2.3凸凹模的长度
凸凹模的长度为42.6mm。
2.4其他主要零件结构
上模垫板160×
6mm；
凸模固定板160×
15mm；
下模卸料板160×
10mm；
凸凹模固定板160×
20mm。
模具总装
图如图（5）
十．感谢词
这次冲压模具设计让我真正了解了模具的设计过程，中间遇到了很多问题，在老师的不吝指导下，通过两星期的努力，终于完成了。
以前觉得模具设计是很神秘的课程，通过这次设计我发现不论做什么，零件多简单但是设计过程中绝不能有任何马虎，否则将给模具及零件的生产制造带来不可估量的损失。
在这次设计中我也从指导老师那里学到了很多东西，老师放弃休息在教室给我们改图讲图的敬业精神让我们很感动，以后会让我受益一生。
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