焊片级进模具课程设计.docx
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焊片级进模具课程设计
焊片级进模具课程设计说明书
目录
一、零件工艺性分析………………………………………………………………………
二、冲压工艺方案的确定………………………………………………………………………
三、主要设计计算………………………………………………………………………
1、排样方式的确定及其计算…………………………………………………………………
2、冲压力的计算………………………………………………………………………
3、压力中心的确定………………………………………………………………………
4、工作零件刃口尺寸计算……………………………………………………………………
5、卸料橡胶的设计………………………………………………………………………
四、模具总体设计………………………………………………………………………
1、模具类型的选择………………………………………………………………………
2、定位方式的选择………………………………………………………………………
3、卸料出件方式的选择………………………………………………………………………
4、导向方式的选择………………………………………………………………………
五、主要零部件设计………………………………………………………………………
1、工作件的结构设计……………………………………………………………………
2、模架及其他零部件确定………………………………………………………………………
3、固定结构的设计…………………………………………………………………………
4、导料板的设计………………………………………………………………………
5、卸料部件的设计………………………………………………………………………
六、模具总装图………………………………………………………………………
七、冲压设备的选择………………………………………………………………………
八、参考文献：
…………………………………………………………
九、装配图、凸模板、凹模板、下模座三维图………………………………………………….
毕业设计说明书
图1-1所示为焊片零件冲裁图，材料H62铜片，厚度t=0.7mm,大批量生产，试确定冲裁工艺性，设计冲裁模。
图1-1
一、零件的工艺性分析
1.结构工艺性分析
1零件形状简单、对称。
⑵圆弧与直线处无尖角。
⑶冲件上无悬臂和狭槽。
⑷最小孔边距为2.25—1.2=1.05<2.0（由表查得凸凹模最小壁厚）。
⑸该冲件端部带圆弧，用落料成形是允许的。
⒉分析公差和表面粗糙度
⑴公差该件上未标注特殊公差，全部按IT14级选用，低于冲孔可以达到的精度等级IT10。
⑵表面粗糙度零件图上无特殊要求。
⒊被冲材料为H62，含锌多，具有一定的冲裁性能。
二、冲压工艺方案的确定
该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案：
方案一：
先落料，后冲孔。
采用单工序模生产。
方案二：
冲孔—落料级进冲压。
采用级进模生产。
方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高且生产效率低，难以满足大批量生产要求。
方案二也只需要一副模具，在模具上可以设置导正销，保证冲压件形位精度，生产效率高，操作方便，工作精度也能满足要求。
通过对上述两种方案的比较分析，该零件的冲压方案采用方案二为佳。
三、主要设计计算
1、排样方式的确定及计算
通过查表比较分析，且由经验得搭边值a=3mm，b=2mm,步距s=14mm，条料宽度B=45mm。
排样图如图1-2所示，材料利用率最高。
一个步距的材料利用率η=（nA/BS）x100%
A=165.6231—31.1725—5.9639=128.4867m㎡
S0=BS=45x14=630（m㎡）n=2
所以η=128.4867x2/630x100%=40.8%
查板材规格，取900x1800的铜板，每张铜板可剪裁为45x360=10（张）条料（45x3600）
图1-2
2、冲压力的计算
该模具采用级进模，选择弹性卸料、下出件。
由F=KLtτb
F-冲裁力L-冲减周边长度t-材料厚度τb-抗剪强度
K-考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素引入的修正系数，一般取K=1.3
F总=F+F卸+F推F压=1.3F总
t=0.7mm
查表得τb=300MPa
所以冲裁力F=F冲+F落=1.3x60.3925x0.7x300/1000+1.3[6.3xπ+2.4π+1.2]x0.7x300/1000=24.265KN
由卸料力F卸=K卸F落F推=nK推F冲
K卸、K推—卸料力系数、推件力系数查表得K卸取0.04，K推取0.06
n-同时卡在凹模孔口的冲件数取n=10，
所以有F卸=0.04x16.476=0.659kNF推=10x0.06x7.789=4.6734kN
所以有F总=F+F卸+F推=24.265+0.659+4.6734=29.5974KN
F压=1.3xF总=1.3x29.5974=38.476KN
初选压力机，如下表所示：
表一所选择压力机的相关参数
型号
公称压力/kN
滑块行程/mm
最大封闭高度/mm
工作台尺寸/mm
立柱距离/mm
可倾斜角/·
封闭高度调节量/mm
J23-10
100
45
180
300×450
180
35
35
J23-16
160
55
220
300×450
220
35
45
3、压力中心的确定
根据排样图选择落料型孔的中心为坐标轴原点，型孔对称轴为坐标轴。
如图1-3所示因图形对称于x轴，y轴方向的压力中心必然在x轴上，即Yo=0。
压力中心距y轴的距离xo可用下式求出：
Xo=∑XiLi/∑Li
而式中，∑Li=206.07
各冲裁处的坐标值和冲切长度分别为：
冲孔1：
圆长度19.792压力中心点（7,12）
冲孔2：
圆弧长度3.7699压力中心点（7，-2.96）
直线长度0.6压力中心点（5.8，-3.45）
圆弧长度3.7699压力中心点（7，-3.94）
直线长度0.6压力中心点（8.2，-3.45）
冲孔3：
圆长度19.792压力中心点（28，-12）
冲孔2：
圆弧长度3.7699压力中心点（28，2.96）
直线长度0.6压力中心点（26.8，3.45）
圆弧长度3.7699压力中心点（28，3.94）
直线长度0.6压力中心点（29.2，3.45）
侧刃1：
直线长度1.5压力中心点（35，-21.75）
直线长度14压力中心点（28，-21）
落料1：
圆弧长度32.341压力中心点（-7,12.83）
直线长度9.7971压力中心点（-9.25,1.15）
圆弧长度7.0686压力中心点（-7，-5.18）
直线长度9.7971压力中心点（-4.75,1.15）
落料2：
圆弧长度32.341压力中心点（14，-12.83）
直线长度9.7971压力中心点（11.75,-1.15）
圆弧长度7.0686压力中心点（14,5.18）
直线长度9.7971压力中心点（16.25,-1.15）
侧刃1：
直线长度1.5压力中心点（-7，21.75）
直线长度14压力中心点（-14，21）
总长度=206.0712压力中心点Xo=7.264Yo=0
图1-3
4、工作零件刃口尺寸计算
在刃口尺寸计算时需注意：
设计落料模时应先确定凹模刃口尺寸，间隙取在凸模上，冲裁间隙通过减小凸模尺寸获得。
设计冲孔模时应先确定凸模刃口尺寸，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过减小凹模尺寸获得。
查表确定初始间隙Zmax=0.049mmZmin=0.035mm∆Z=Zmax-Zmin=0.049-0.035=0.014mm
δ凸=0.02mmδ凹=0.02mm
1计算冲孔模刃口尺寸：
冲孔模形状简单，可以用分别制造法计算：
d1凸=（6.3＋X∆）0-δ凸查表得：
x=0.5
d1凸=（6.3＋0.5x0.36）0-0.02=6.480-0.02
d1凹=（6.3＋X∆+Zmin）0+δ凹=6.5150+0.02
d2凸=（1.2＋X∆）0-δ凸查表得：
x=0.75
d2凸=（1.2＋0.75x0.25）0-0.02=1.390-0.02
d2凹=（1.2＋X∆+Zmin）0+δ凹=1.4250+0.02
d3凸=（3＋X∆）0-δ凸查表得：
x=0.75
d3凸=（3＋0.75x0.25）0-0.02=3.1870-0.02
d3凹=（1.2＋X∆+Zmin）0+δ凹=3.2220+0.02
2.计算落料模刃口尺寸：
落料模形状复杂，故用配作法制造模具刃口。
凹模磨损后，凹模尺寸均变大：
A1凹=（12—X∆）0+δ凹查表得：
x=0.5
A1凹=（12—0.5x0.43）0+0.43/4=11.7850+0.1075
A1凸=（12—X∆—Zmin）0-δ凸=11.7550-0.1075
A2凹=（2.25—X∆）0+δ凹查表得：
x=0.75
A2凹=（2.25—0.75x0.25）0+0.0625=2.060+0.0625
A2凸=（2.25—X∆—Zmin）0-δ凸=2.030-0.0625
A3凹=（4.5—X∆）0+δ凹查表得：
x=0.75
A3凹=（4.5—0.75x0.3）0+0.75=4.2750+0.75
A3凸=（4.5—X∆—Zmin）0-δ凸=4.240-0.75
A4凹=（24—X∆）0+δ凹查表得：
x=0.5
A4凹=（24—0.52x0.5）0+0.12=23.740+0.12
A4凸=（24—X∆—Zmin）0-δ凸=23.7050-0.12
四、模具总体设计
1、模具类型的选择
由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。
该套模具的工作原理分析：
该模具设有五个工位：
第一个工位完成φ6.3圆孔和长圆孔和切掉一个侧刃；第二个工位落工件外形的料，第一个零件加工完成从漏料孔中落下；由于间距太小，为了保证模具一定的刚度，需设一个空工位，这就是第三个工位；第四个工位完成φ6.3圆孔和长圆孔；第五个工位落工件外形的料并切掉一个侧刃；连续送料，连续冲裁，此后压力机每冲裁一次，完成两个工件的冲裁加工。
2、定位方式的选择
因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。
控制条料的送进步距采用侧刃定距。
3、卸料、出件方式的选择
因为工料厚度为0.7mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。
又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。
4、导向方式的选择
为了提高模具寿命和工作质量，方便安装调整，该级进模采用对角导柱的导向方式。
导向方式如图1-4.
图1-4
五、主要零部件的设计
（一）确定凸模及侧刃外形尺寸：
凸模包括三种两个个落料凸模和四个个冲孔凸模。
对于落料凸模采用铆接法固定，对于冲孔凸模应做成台阶式。
该模具采用弹性卸料板卸料，因此，凸模长度L：
L=h1+h2+t+h
h1凸模固定板厚度
h2卸料板厚度
t导料板厚度
h附加长度
所以1.冲压凸模1：
L=h1+h2+t+h=16+16+4+29=65mm
2冲压凸模2：
L=16+16+4+29=65mm
3落料凹模：
L=16+16+4+29=65mm
4侧刃：
L=16+16+4+29=65mm
（二）确定凹模板的外形尺寸
凹模采用正式凹模，安排凹模在模具上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。
1由排样图确定各凹模型孔位置
凹模型孔位置如下图1-3所示（排样图上有两侧刃孔）。
2确定凹模外形尺寸
凹模厚度：
H=ks（不小于15mm）
查表得k=0.3s=48
H=0.3x48=16（圆整）
垂直于送料方向的凹模宽度B：
B=s+（2.5~4）H=48+（2.5~4）x16=100（圆整）
送料方向上的凹模长度L：
L=s1+ks2=56+2x25=125（圆整）
凹模整体标准化，取为125mmX100mmX16mm
图1-4
（三）、卸料弹簧的设计
（1）根据模具结构初选4根弹簧，每根弹簧的预压力为：
Fo≥F卸/n=0.659x103/4）=164.7N
（2）该模具卸料板的工作形成h工和凸凹模的修模量h修模之和为
h工+h修模=1+0.7+4=5.7mm
（3）选取13号压簧，工作极限负荷780N，外径20mm，钢丝直径4mm，自由长度45mm
（4）最大允许压缩量
hj=h0—h预=45—9.4=35.6mm
（5）预压缩量
h预=242.5/780x35.6=11.07mm
（6）总压缩量
h总=11.07+5.7=16.77mm
（7）总压力
F总=164.7x16.77/11.07=249.5N
工作极限负荷大于总压力，所以弹簧满足要求。
所以选用工作极限负荷780N，外径20mm，钢丝直径4mm，自由长度45mm的压簧
（四）、模架及其他零部件的确定
以凹模周界尺寸为依据，再结合压力机最大闭合高度，选择模架规格。
所以有导柱dxL为别为22x160、25x160；导套dxL分别为22x88x36、25x83x36.
取上模座厚度H=35mm，上模垫板厚度H=8mm，固定板厚度H=16mm，下模座厚度H=35mm，所以有，该模具的闭合高度为H=40+8+8+57+28+45-2=184mm
可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模高度（220mm），可以使用。
所以有上模座尺寸：
125x100x35下模座尺寸：
125x100x35垫板：
125x100x8
凹模板：
125x100x16凸模固定板：
125x100x16
（五）、固定结构的设计
上模采用4x直径为6的销钉，下模采用4XM8的螺钉紧固，和4x直径为8的销钉定位
（六）、导料板的设计
导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模平齐，导料板与条料质检的间隙取1mm，这样就可以确定导料板的宽度，导料板的厚度根据结构确定。
导料板采用45钢制作，热处理硬度为40HRC~45HRC，用螺钉固定在凹模板上面。
（七）、卸料部件的设计
1卸料板的设计
卸料板的周界尺寸与凹模板的周界尺寸相同，厚度为16mm即尺寸为：
125x100x16
卸料板采用45钢制作，淬火硬度为40HRC~45HRC。
2卸料螺钉的选用
卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为18，螺纹部分为M12.卸料钉尾部应留有足够的行程空间。
卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面1mm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。
六、模具总装图
通过以上设计，可得到如图1-5所示的模具总装图。
模具上部分主要由上模板、垫板、凸模（6个）、凸模固定板及卸料板组成。
卸料方式采用弹性卸料，以弹簧为弹性元件。
下模部分由下模座、凹模板、导料板组成。
冲孔废料和工件均由漏料孔漏出。
图1-5
七、设备的选定
选用下面的压力机
型号
公称压力/kN
滑块行程/mm
最大封闭高度/mm
工作台尺寸/mm
立柱距离
/mm
可倾斜角/·
封闭高度调节量/mm
J23-16
160
55
220
300x450
220
45
35
八、参考文献：
1、冲压工艺与模具设计机械工业出版社原红玲主编
2、模具制造技术化学工业出版社翟德梅主编
3.冲压手册机械工业出版社王孝培主编
4、中国模具设计大典机械工业出版社王孝培主编
八、三维图
1、装配图三维图
2、凸模固定板三维图
3、凹模板三维图
4、下模座三维图
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