冲压模具设计说明书Word文档下载推荐.docx
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学生进行冲压课程设计须完成下列任务：
（1）、对老师指定的冲压件进行冲压工艺设计:
包括工艺分析及方案选择，工艺计算，模具结构尺寸的确定，选择压力机；
（2）、设计一道工序的一套冲模的详细结构：
要求绘制冲模总装配图及全套零件图（其中的标准件除外）；
完成1.5张零号图纸的工作量；
（3）、制定冲压工艺规范，编写冲压工艺过程卡片；
（4）、编写设计计算说明书，说明书页数约为23~35页，并装订成册。
2工件工艺性分析
2.1工件图
图1工件图
零件名称
异形垫板
图号
A008
材料
08钢
料厚
0.8mm
生产批量
大批量
2.2工艺分析
①材料：
该冲裁件的材料08钢，具有较好的可冲压性能
②零件结构：
该冲裁件结构简单，无尖角、凹陷，悬臂宽度和凹槽宽度均大于1.5倍料厚，形状简单，比较适合冲裁。
③尺寸精度：
该落料件的外形尺寸是根据落料件的尺寸计算，即为该零件的落料的尺寸精度均不超过ST4
2.3模具工艺方案的确定
通常该零件采用的工艺方案是：
落料一道工序，采用单一工序模，该方案产品质量好，模具加工维修简单，一副模具，产品加工周期短，本套模具落料模具，冲出一个制件。
此工件材料为08钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。
工件结构相对简单，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。
通过以上对该零件的结构、形状及精度的分析，并结合零件的生产批量。
该零件采用落料单工序就可完成冲压加工。
3确定模具总体结构
1、模具类型的选择
由冲压工艺分析可知，采用单工序模冲压，所以本套模具类型为单工序落料模。
2、定位方式的选择
因为该模具采用得条料，控制条料得送进方向采用导料板；
控制条料的送进步距采用挡料销。
3、导柱、导套位置的选择
由于落料件的结构简单，大批量生产都使用导向装置。
导向方式主要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
由于受力不大，精度要求也不高，同时为了节约生产成本，简化模具结构，降低模具制造难度，方便安装调整，故采用中间导柱导套式模架。
该模架可以前后送料，操作特别方便。
5、卸料、出件方式的选择
在选用卸料装置的形式时，需考虑出料方式是上出料，还是下出料。
卸料装置根据冲件平整度要求或料的厚薄来确定，对于冲件平整度要求高，且料薄的宜用弹压卸料板。
这样既可压料又可卸料，且卸料板随上模上下运动，直观性强，操作方便，是生产中常用的一种卸料方式。
当板料较厚时，用弹压卸料板难以卸料时，选用固定卸料装置卸料，一般在零件形状简单、要求不高时，采用固定卸料方式，它可简化模具结构，但是因为工作部位封闭，送料只能靠手感，操作不便，安全性差。
由于零件厚度只有0.8mm，属于薄料，一般采用弹性卸料方式顺便压料，以简化模具结构，降低成本。
4模具设计计算
4-1排样、材料利用率计算
排样方案对零件质量、生产率与成本，也会直接影响到材料的利用率以及模具结构和寿命等。
材料利用率是衡量排样经济性的一项重要指标。
在不影响零件性能的前提下，应合理设计零件排样，提高材料利用率。
通过对比观察分析，结合大批量生产的特点，同时考虑模具结构，选择如装配图所示排样方式。
采用单排的方案，如图2.2.1所示
图2.2.1
采用对排的方案，如图2.2.2所示
图2.2.2
如图所示的两种排样方案，第一种排样方案相对来说比较简单，冲裁力较小，模具尺寸也较小，但由于要求大批量生产，该排样的生产率较低，且材料利用率不高；
第二种排样方案相对第一种来说模具相对较大，且冲裁力较高，材料利用率提高不大，且要二次送料，影响生产效率，故选择第一种方案。
一个步距内的材料利用率η为:
1）单排
η=[NA/BS]*100%=1*1097/52*39.5=53.4%
2）对排
η=[NA/BS]*100%=2*1097/52*67=62.97%
A—冲裁面积（包括内形结构废料）；
N—
一个冲距内冲冲裁件数目；
B—条料宽度；
S—进距。
4-2.计算工序压力
（1）冲裁力F落为：
F落≈KL落tσb
以上公式中：
K——安全系数
F——冲裁力；
L——冲裁周边长度；
t——材料厚度；
σb——材料抗拉强度；
则有：
L=197mm
材料厚度t=0.8mm;
材料:
08钢，参考相关资料，其抗拉强度σ
b=300Mpa,则：
F
落≈1.3*0.8*300*197＝61.46（kN）
（2）卸料力F
x为：
根据以上模具结构类型，采用弹性卸料和上出料，
x＝K
xF,
取K
x＝0.045（查<
<
冲压工艺及冲模设计>
>
表3-8）,
则：
x＝0.045×
61.46＝2.77（kN）
（3）推件力F
T为：
T＝nK
TF
凹模刃壁垂直部分高度h＝5mm,t＝0.8mm,n＝5/0.8=6;
T＝0.055（查<
表3-8），则：
T＝6×
0.055×
61，46＝39.66（kN）
（4）总冲压力F
总＝F
落+
x+
T＝61.46+2.77+39.66＝103.89（kN）
4-3.确定模具压力中心
模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。
为了使模具能平衡工作，在设计和加工模具时，应该根据冲件的技术要求及冲件的形状尺寸分析冲裁过程中的受力状态及其对模具的作用与影响，选取相适应的模具压力中心。
并使之与冲床滑块中心和模具导向部分的对称中心相重合。
否则在冲裁过程中要产生偏心力矩，从而致使冲裁时模具的间隙变得不均匀。
因而使冲件的外形发生歪扭，切口断面质量变坏，甚至会导致冲床滑块导轨和模具的严重磨损。
冲模的压力中心，的按下述原则确定：
（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。
（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
（3）形状复杂的零件，多孔冲模，级进模的压力中心可用解析法求出冲模压力中心。
由于该落料零件是为异形零件，故冲裁压力中心需解析法计算。
根据上图计算压力中心
故压力中心为（-2.81，16.23）。
4-4.冲模刃口尺寸及公差的计算
刃口尺寸的计算原则
1.落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制;
冲孔部分以凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制。
2.考虑凸模与凹模的磨损：
凸模与凹模在冲裁过程中必然会出现磨损，凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减小，凹模刃口尺寸磨损使落料尺寸增大。
为了保证冲裁件的尺寸精度，尽可能的提高模具寿命设计落料模时，凹模刃口的基本尺寸应取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸。
这样就能保证凹、凸模磨损到一定程度后仍能冲裁出合格的工件。
3.把握好刃口制造精度与工件精度的关系：
凸、凹模刃口尺寸精度的选择，应以能保证工件的精度要求为前提，保证合理的凸、凹模间隙值，从而保证模具的使用寿命。
一般情况下也可按工件公差的1/3—1/4选取。
对于圆形凸、凹模，由于制造容易，精度易保证，制造公差也可按IT6—IT7级选取。
根据参考文献【2】表3-5知，08钢板的Cmin=0.056mm，Cmax=0.080mm
落料，由于形状复杂，故采用配合加工方法。
当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸。
零件图中末注公差的尺寸由附录查出其极限偏差
5模具零件设计
1、卸料装置的设计
采用的是弹压卸料装置，选用合成橡胶作为弹性元件，已知Fx＝2.77kN，根据模具安装空间，取圆筒合成橡胶橡胶4个，每个橡胶承受的预压力Fy为：
Fy＝Fx
/n＝2770/4＝692.5N
取hy＝32%h,查表得p＝2MPa,则橡胶的横截面积为：
A＝Fy
/p＝692.5/2＝346.25
设橡胶孔直径为Dmm，橡胶上螺钉孔直径d为6mm，则有：
A＝π/4（D2-d2）=π/4（D2-62）=346，25
经计算和保证足够的卸料力,
取D＝33mm
橡胶的自由高度：
取h
a＝20mm
2凹模尺寸的设计
落料凹模
凹模采用整体凹模，轮廓全部采用数控线切割机床即可一次成形，安排凹模在模架上的位置时，要依据压力中心的数据，尽量保证压力中心与模柄中心重合。
凹模的厚度和外型尺寸，对于其承受的冲裁力，必须具有不引起破损和变形的足够强度。
冲裁时凹模承受冲裁力和水平侧向力的作用，受力形态比较复杂，因而在生产实际中，通常都是根据冲裁件的轮廓尺寸和板料厚度、冲裁力的大小等来进行概略估算的。
其轮廓尺寸的计算如下：
凹模厚度H
凹＝Kb,查<
表3-11取K＝0.15，则：
H
凹＝0.15×
52＝11.44mm,取16mm
凹模壁厚C:
C＝（1.5~2）×
15＝22.5~30,壁厚C取30mm
凹模宽B：
B＝s＋2
凹＝36,5+2
×
30
=96.5mm
取凹模宽B=100mm
凹模长度L:
L=52+2*30=112MM,取L=125mm
所以凹模的外形尺寸为125mm×
100mm。
故取凹模外形尺寸为125mm×
100mm×
16mm。
3凸模尺寸的设计
凸模在加工时，应注意：
1）凸模工作部分的刃口应尖锐锋利，无倒钝、裂纹、黑斑、缺口等缺陷。
2）热处理时的硬度必须均匀，无脱碳、软点、裂纹或显著的变形等现象。
3）凸模工作部分的直径对配合吧部分直径的同心度允差不应超过配合部分的直径允差的二分之一。
4）未注明公差的尺寸，其公差按IT12级精度制造。
各非工作部分外缘的锐角必须倒圆或倒角。
因为零件为异形，采用整体直通式凸模。
凸模长度主要根据模具结构，并考虑修磨、操作安全、装配等的需要来确定。
当按冲模典型组合标准选用时，则可取标准长度，否则应该进行计算。
采用弹压式卸料装置，凸模长度应按下式计算：
凸模长度计算：
L＝h
1＋h
2＋h
式中
h1——凸模固定板厚度（mm）;
h2——卸料板厚度（mm）;
h——附加长度（mm）;
凸模固定板的厚度h
1=20mm
卸料板的厚度一般为10~20mm,取卸料板的厚度为12mm
附加长度为h＝橡胶安装高度h
a＋板料厚度t＋凸模进入凹模的深度f
其中，h
a=25mm,
t=1mm,
凸模进入凹模的深度取1mm,
所以
h=
h
a＋t＋f=20+0.8+1=21.8mm
=53.8mm
。
4卸料板的设计
材料选用Q235A钢，长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，厚度为8mm~18mm,取12mm.
卸料板与凸模之间的间隙大小不致使冲件或废料被拉进间隙为准。
根据《冲压工艺模具设计实用技术》表2.4.6，间隙为0.3mm。
5垫板的设计
材料选用T10A钢，长和宽的尺寸和凹模尺寸相同。
垫板的厚度一般为5mm~10mm，取厚度H2=8mm,则外形尺寸为：
125×
100×
8
6导料板
导料板厚度为4mm，位于条料的两侧，材料采用45号钢，淬火处理，硬度为40~45HRC
7挡料销
挡料销的定位面抵住条料的前搭边或制件内廓的前（后）面，使条料送进步距准确。
其结构形式主要有固定挡料销、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的。
选用圆柱销，直径为Φ6、材料采用45号钢，淬火处理，硬度为40~45HRC，与凹模的配合为H7/m6。
8止转销
为了防止模柄转到，采用了一个防转销，其尺寸为：
d=6mm,L=30mm。
9模柄的选择
选用压入式模柄，材料Q235，并加防转销，根据压力机J23-16的相关参数可知，模柄的外形安装尺寸为：
Φ30×
50。
10螺栓、销钉的选择
上模座连接螺栓选用2-M6*45，下模座固定螺钉选用4-M10*60；
上模座连接销钉选用Φ6×
50;
下模座连接销钉选用Φ6×
60。
11导向零件
用于提高模具精度、减少冲床对模具精度的不良影响，同时还可以节省模具的调整时间，以及提高冲件的精度和模具寿命。
常用的导向装置是导柱导套结构形式，本套模具采用导柱导套结构中的光滑圆柱导向装置。
选择原则是：
导柱导套之间的间隙应小于凸模与凹模之间的间隙。
上下模的导向，在凸模与凹模开始作用前，或压料板接触到制件前就应充分合上，以确保导向在冲压工作开始时即已发挥正常的作用。
导柱的长度应保证冲模在最低位置时，导柱的上端面与上模座顶面的距离不小于10-15mm；
而下模座底面与导柱底面的距离不小于5mm。
导柱导套的装配方式是将导柱装在下模座，导套则装在上模座上，分别采用过盈配合H7/r6。
导柱、导套与上、下模座装配成套的模架，必须符合技术指标分类标准
12模架
模座分为上模座和下模座两部分。
整个模具的各个零件都直接或间接的固定在上下模座上，模座还要承受和传递压力，所以模座不仅要有足够的强度，而且还要有足够的刚度。
选用模座时还应使下模座的尺寸比冲床漏料孔的尺寸每边大40-50mm以上。
对于这样的安装，上模座通过模柄安装在冲床的滑块上，下模座则用压板和螺栓固定在冲床的工作台面上。
标准模座根据模架类型及凹模周界尺寸选用。
采用非标准模座时，模座的长度尺寸比凹模的长度单边大40-70mm，宽度可以略大或等于凹模宽度。
下模座的尺寸要比工作台孔每边大40-50mm。
模座的厚度在20-55mm之间，下模座比上模座略厚。
模座常用的材料一般为铸铁HT200。
因为冲模是在冲击负荷下工作的，灰铸铁有较好的吸镇性。
特殊需要时，也有采用抗拉强度更高的普通碳素钢。
根据凹模外形尺寸125×
16，选凹模材料为HT200钢上模座选外形尺寸为306×
160×
35，下模座选外形尺寸为306×
45。
模具的闭合高度与压力机的装模高度关系：
max－5≥H≥H
min＋10
H——模具闭合高度（mm）；
max——压力机的最大装模高度（mm）；
min——压力机的最小装模高度（mm）；
min=
max－T－S
式中，T——工作台垫板厚度
S——为滑块行程
从已选压力机设备参数已知：
max＝220mm,
T=60mm,S=70mm,
max－T－S=220－60－70=90mm
故模具闭合高度应为：
215mm≥H
≥1100mm
实际模具闭合高度：
模＝H
上＋H
下＋H
垫＋L＋H
凹－f
上——上模架厚度（mm）;
下——下模架厚度（mm）;
垫——垫板厚度（mm）;
L——凸模长度（mm）;
凹——凹模厚度（mm）;
f——凸模进入凹模的深度（mm）
则H
凹－f＝157.8mm
6冲压设备选取
冲压设备的选择原则
1.所选压力机的公称压力必须大于总冲压力，即F压＞F总
2.压力机的行程大小应适当。
由于压力机的行程影响到模具的张开高度，因此对于冲裁，弯曲等模具，其行程不于过大，以免发生凸模与导板分离或滚珠导向装置脱开的不良后果。
对于拉深模，压力机的行程至少应大于成品零件高度的两倍以上，以保证毛坯的放进和成行零件的取出。
3.所选压力机的最大高度应与冲模的闭合高度相适应。
即满足：
冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间的要求。
4.压力机工作台面的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的余地。
但在过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时，对工作台的受里条件也是不利的。
5.由于在冲压时压力机的各部分都会受力变形，因此在选用冲压设备时，应充分注意到冲床的精度和刚度。
机械压力机的刚度由床身刚度、传动刚度和导向刚度三部分组成。
提高机械压力机的结构刚度和传动精度，都可以降低板材性能波动、操作因素和前一道工序的不稳定因素引起的成品零件的尺寸偏差。
压力机的选择
冲压设备的选择
开式曲柄压力机虽然刚度差，但它成本低，且有三个方向可以操作的优点，故广泛应用于中小型冲裁件、弯曲件、拉深件的生产中。
闭式曲柄压力机刚度好、精度高，只能靠两个方向操作，适用于大中型件的生产。
双动曲柄压力机有两个滑块，压边可靠易调，适用于较复杂的大中型拉深件的生产。
选用的压力机公称压力P≥（1.3~1.5）
总
取系数为1.5，则P≥1.5F总＝1.5×
103.89＝155.8（kN）
初选压力机公称吨位为160kN,型号为J23-16，因为开式压力机广泛应用于冲压工艺，且允许前后或左右进料操作，操作空间大，操作方便。
其主要工艺参数如下：
双柱可倾压力机J23-16参数：
公称压力：
160KN
滑块行程：
70mm
最大闭合高度：
220mm
连杆调节量：
60m
工作台尺寸（前后
左右
）：
450×
300
垫板尺寸（厚度
孔径
40
模柄尺寸（直径
深度
φ30×
50
最大倾斜角度：
30°
7设计并绘制总装图、选取标准件
按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。
部分零件尺寸：
上模座：
下模座：
导柱：
导套：
垫板：
凸模固定板：
凹模：
弹性卸料板：
8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，内容包括数据计算，课程设计说明书制作，图纸绘制以及课程设计小结。
我们认为，在这学期的实验中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。
而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。
而且，这对于我们的将来也有很大的帮助。
以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。
就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。
总的来说课程设计锻炼了我们的动手能力与总体规划能力，也让我们对冲压模具有了更深刻的认识，让我们在模具方面有了更大的成长
9致谢
在学习中,老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，老师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。
这次课程设计得到老师和同学的关心支持和帮助。
在此，谨向老师们和帮助过我的同学致以衷心的感谢和崇高的敬意！
另外，感谢校方给予我这样一次机会，能够独立地完成一个课程设计，并在这个过程当中，给予我们各种方便，使我们在这学期快要结课的时候，能够将学到的只是应用到实践中，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。
感谢所有任课老师和所有同学在这次次课程设计中来给自己的指导和帮助，教会了我相关的专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。
正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。
“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。
我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。
通过这次冲压模具设计，我在多方面都有所提高。
能够综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高独立工作能力，巩固与扩充了冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冲压模具设计的方法和步骤，掌握冲压模具设计
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