啤酒起支撑板冲孔落料模设计.docx
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啤酒起支撑板冲孔落料模设计
江阴职业技术学院
模具综合技能训练
（冷冲模部分）
课题啤酒起支撑板冲孔落料模设计
同课题学生姓名
专业模具设计与制造
学生姓名
班级
学号
指导教师
完成日期
目录
一、零件工艺性分析1
1零件冲裁工艺性分析
2
2确定冲裁工艺方案
2
3确定模具总体结构方案3
二、工艺与设计计算
3
1冲裁力计算
3
2推件力计算
3
3压力中心的计算
4
4计算凸、凹模刃口尺寸及公差
4
三、模具零、部件设计选用
5
1、凹模设计
5
2、凸模设计
6
四、模架设计
7
五、参考文献······························································································································10
设计体会··········································································································································11
一、零件工艺性分析
材料：
Q235号钢
材料厚度：
2mm
在工艺安排上应该先落料，再弯曲，最后冲孔便可以达到图纸要求。
根据以上分析，该工件宜先落料，再弯曲最后冲孔达到图纸要求。
零件3D模型
零件展开图模型
1.1零件冲裁工艺性分析
1）制造精度
工件尺寸公差按IT10/IT12级制造。
查标准公差表，各尺寸公差无其他特殊要求。
查有关手册可知，利用普通冲裁方式可以达到零件图纸要求。
2）结构与尺寸
工件结构简单，外形对称。
孔的直径（相对厚度）大，孔壁>1.5t，这些结构因素均宜冲裁。
3）材料
碳素结构钢Q235，抗拉强度σb=380～470MPa，抗剪强度τ=310~380MPa，断后伸长率δ10=21~25%。
此材料具有较高的弹性和良好的塑性，其冲裁加工性能比较好。
根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以进行冲裁加工。
1.2确定冲裁工艺方案
方案1单工序方案，优点：
零件容易制造，缺点：
产品精度低，生产效率低
方案2复合模设计，优点：
产品精度高，生产效率高；缺点：
零件不易制造。
综合我校情况及我们小组情况，选择方案2
由此确定工序如下：
下料——落料——弯曲——冲孔——检验。
1.3确定模具总体结构方案
1）模具类型
根据零件的冲裁工艺方案，采用导柱式单工序冲裁模。
2）操作与定位方式
虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式能够达到批量要求，而且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。
考虑零件尺寸以及厚度，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向、固定挡料销定距的定位方式。
3）卸料与出件方式
采用刚性卸料方式，手动取出产品。
4）模架类型与精度
由于零件厚度较薄，冲裁间隙较小，因此采用受力平衡、导向平稳的对角导柱模架。
考虑零件精度以及冲裁间隙，采用Ⅰ级模架精度。
二、工艺与设计计算
1、冲裁力计算
冲裁力是设计模具、选择压力机的重要参数。
计算冲压力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具。
选用冲压设备的标称压力必须大于所计算的冲裁力，所设计的模具必须能传递和承受所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。
冲裁力包括冲裁力、卸料力、推件力、顶件力的计算。
冲裁力计算及压力机的选择
冲裁力的大小主要与材料性质、厚度、冲裁件周长、模具间隙大小及刃口锋利程度有关。
一般对于普通平刃口的冲裁，其冲裁力F可按下式计算：
Fc=K·L·t·Rm（2-3）
式中：
F——冲裁力,N；
L——冲裁件的冲裁长度,mm；
t——板料厚度，mm；
Rm——材料的抗拉强度,Mpa；
冲孔力：
F孔1=1.3·3.14·6·2·390=19.1KN
F孔2=1.3·3.14·10·2·390=31.8KN
Fc=19.1+31.8=50900N
2、推件力计算
从凸模上卸下紧箍着的材料所需的力叫卸料力；把落料件从凹模洞口顺着冲裁方向推出去的力叫推件力；
卸料力和推件力通常采用经验公式进行计算，见式（2-4）。
卸料力：
F卸=Kx*Fc
推件力：
F推=n·KT·FC（2-4）
式中：
KX、Kt——分别为卸料力、推件力系数,其值见表（2—4）；
N=h/t；
表2.4推件力、顶件力、卸料力系数
料厚/（mm）
Kt
K顶
Kx
钢
≤0.1
>0.1~0.5
>0.5~2.5
>2.5~6.5
0.065~0.075
0.045~0.055
0.04~0.05
0.03~0.04
0.1
0.063
0.055
0.045
0.14
0.08
0.06
0.05
推件力：
F推=n·Kt·Fc圆=4×0.055×50.9KN
=11.198KN
总冲压力：
F=Fc＋F推=11.198KN+50.9KN=62.098KN
从满足冲压工艺力的要求看，可选用63KN开式压力机。
3、压力中心的计算
X=0.14Y=0.23
4、计算凸、凹模刃口尺寸及公差
模具刃口尺寸及公差是影响冲裁件精度，因而，正确确定冲裁凸模和凹模刃口的尺寸及公差，是冲模设计的重要环节。
1）凸、凹模刃口尺寸公差计算的原则
实践证明，冲孔尺寸接近于其凸模刃口尺寸。
冲孔时取凸模作为设计的基准件。
计算凸模和凹模尺寸时应遵循的原则如下：
（1）冲孔时，先确定凸模刃口尺寸。
凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大极限尺寸，以保证凸模磨损在一定范围内也可使用。
而凹模的基本尺寸则按凸模刃口的基本尺寸加上一个最小间隙值。
（2）在确定模具刃口制造公差时，既要能保证工件的精度要求，又能保证合理的间隙数值。
一般模具制造精度比工件精度高3～4级。
对冲孔
6mm、
10mm，采用凸、凹模分开加工的方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：
根据材料厚度，查手册可得：
Zmax=0.360mm
Zmin=0.246mm
Zmax-Zmin=0.114mm
查手册得，凸、凹模制造公差：
冲孔尺寸R3、R5：
δ凸=δ凹=0.020mm.
对于冲孔R3、R5为0.02mm。
由于凸凹模均满足|δ凸|+|δ凹|≤Zmax-Zmin条件，故可采用凹凸模，
凹凸模分开加工。
确定凸模、凹模工作部分尺寸
因零件上的尺寸均为未注尺寸公差，故按IT14级计算
凸模r3→d6：
△=0.30mm
r5→d10：
△=0.36mm
查教材P34表2、5得摩擦系数x=0.5
d凸=（d+x.△）0-δ凸=（6+0.5×0.3）0-0.020=6.150-0.020mm
d凸凹=（d+△x+Zmin）0+δ凹=6.396+0.0200mm
d凸10=（d+x.△）0-δ凸=（10+0.5×0.43）0-0.020=10.2150-0.020mm
d凸凹10=（d+△x+Zmin）+δ凹0=10.5610+0.020mm
三、模具零、部件设计选用
1、凹模设计
凹模结构
整体式：
其优点是模具简单，强度好，制造精度高。
缺点是非工作部分也用模具刚制造，制造成本较高；若刃口损坏，需整体更换。
主要适用于中小型及尺寸精度要求高的制件
组合式:
其凹模工作部分采用模具钢制造，非工件部分采用普通材料制造，制造成本低，维修方便。
缺点是结构稍复杂，制造精度比整体式有所降低。
主要适用于大中型及精度要求不太高的制件。
镶拼式：
凹模型腔由两个或两个以上的零件组成。
这种结构使零件加工方便，降低了复杂模具的加工难道，易损部分易更换，维修费用低。
缺点是制件的精度低，装配要求高。
主要适用于形状复杂的制件
根据以上分析选用整体式结构
因冲件的批量较大，考虑凹模的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取6mm，凹模轮廓尺寸计算如下：
Ha=Kb=194.29*0.2=38.858mm
C=（1.5——2.0）*Ha=（58.287~77.716）
式中h——凹模厚度，[h]为mm；
C——凹模壁厚指最小壁厚
2、凸模设计
凸模结构
整体式：
凸模的工作部分和固定部分做出一体，按其按装固定部分的情况又可分为直通式和台阶式直通式凸模工作部分和固定部分的形状与尺寸一致，轮廓为曲面或比较复杂，机械加工教困难；台阶式凸模工作部分和固定部分的形状与尺寸不一致，一般采用机械加工，当形状复杂时，成型部分常采用成型磨削加工。
镶拼式凸模：
是将凸模分成若干分体零件加工，然后用圆注销连成一体，安装在凸模固定板上，这样可降低凸模的加工难度。
组合式凸模：
由基体部分和工作部分组合而成，工作部分使用模具刚制造，基体部分可采用普通钢材来制造，从而节约了优质钢材，降低模具成不。
此种型式适合于大型制件的凸模
凸模长度计算：
H=h1+h2+h3+H=50mmh1——凸模固定板厚度
h2——固定卸料板厚度
h3——导料板厚度H——自由尺寸
（1）凸模固定板25mm
（2）凸模垫板12mm
四、模架设计
1、模架选择
选用后侧滑动导柱导套标准模架，由工件最大外形尺寸95mm，及一定的凹模壁厚30mm，在按其标准选择具体结构尺寸：
上模座：
315×200×45
下模座：
315×200×55
压入式模柄：
50×95
2、模具总装图及主要零件图的设计
总装图
凹模
冲孔凸模
凸模固定板
卸料板
五、参考文献
1、陈锡栋、靖颖怡主编《冲模设计应用实例》——机械工业出版社
2、张鼎承主编《冲模设计手册》——机械工业出版社
3、陈锡栋、周小玉主编《实用模具技术手册》——机械工业出版社
4、钟毓斌主编《冲压工艺与模具设计》——机械工业出版社
5、冯柄尧主编《模具设计与制造简明手册》——上海出版社
设计体会
本次设计为课程设计，各项要求均比较严格，为了能更加好的完成设计任务，我从图书馆和网上查阅了大量的冷冲模设计资料。
这为我在后来设计阶段省下了不注宝贵的时间表。
除了对知识的查阅，我还翻出了大学三年来所学的重点专业知识，重新系统的去学习和撑握，为设计做准备。
模具设计中许多问题的解决都是通过从实践所得的数据来确定、并适当的做出选择，如：
冲裁间隙的确定等。
本次设计的工作量相对于课程设计大了很多，特别对图线的要求。
绘图成了快速完成设计的最大障碍，绘图软件主要用CAD。
这是我们大二所学的知识，因为环境等因素的制约，想提高绘图技巧是我必须要完成的任务。
这次设计是我们参加工作前的最后一次设计。
完成它就是对我们三年来所学知识的一次系统应用，为我将来参加实践工作做好铺垫，是我们对自身所学的一次检验，让我们受益良多。
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