冷冲压工艺模具设计.docx

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冷冲压工艺模具设计

模具设计与制造专业

课程名称：

冷冲压工艺与模具设计

冲裁模设计

班级：

学生姓名：

学号：

模具类型：

冲裁级进模

指导教师：

起迄日期：

2010年10月14日

成绩：

冷冲压工艺模具设计

冲裁模设计题目编号：

9

设计者：

学号：

班级：

材料：

20F料厚:

1.5mm

1.冲压件工艺性分析:

零件结构分析：

零件结构简单；结构对称；最小壁厚b1>1.5t,b2>1.5t；无悬壁和狭槽b>2t=3；孔边距较大；无尖角；冲孔ø6，查表得知，ø6的孔不属于小孔径，孔径较大，一般冲模可以冲出。

零件没有公差要求，以IT14级公差要求，普通冲裁可以达到，所以尺寸精度要求不高，无表面粗糙度要求。

材料分析：

所用材料为20F，属于优质碳素结构钢，抗拉强度σb=340~480,屈服点σs=230,抗剪强度τ=280~390，伸长率z=26%,可知，材料20F冲裁工艺性能较好。

综上所述，该制件符合冲裁工艺性要求，可以采用普通冲裁模加工。

2．工艺方案制定：

冲孔，落料

方案一：

单工序模.落料模一套，冲孔模两套。

即第一副落制件外轮廓，第二副以外轮廓定位，冲中间宽14的长孔，第三副以中间孔定位，冲剩下ø6的孔。

方案二：

复合模.落料冲孔复合模一套。

即冲ø6的孔和宽14的孔，落外轮廓在同一副模具同一工位一次冲压过程中完成。

方案三：

冲孔，落料级进模一套。

即冲ø6的孔和宽14的长孔→落外轮廓。

3.工艺方案分析：

第一种方案优点是模具设计，制造简单，周期短，模具结构简单，模具成本低，但整个过程需要三幅模具，因此生产效率低，不能满足制件大批量生产要求。

第二种方案优点是冲压的生产效率较高，但模具结构较第一种方案复杂，设计制造周期较长模具成本较高。

第三种方案优点是冲压过程中易于实现机械化和自动化，生产效率较高，适宜大批量生产，但模具结构较第一种方案复杂，设计制造周期较长，模具成本较高。

综合以上分析，第三种方案较第一种方案更能满足大批量生产；较第二种方案模具生产成本相对较低，且安全性更可靠。

所以第三种方案相对更优，选择第三种方案。

4.排样查表得：

制件与制件之间的搭边值为1.8mm,制件与条料边缘之间的搭边值为2mm。

直接按结构简单，对称，选择直排。

胚料排样

工序排样

5.1）材料宽度计算:

无测压装置

B=（L+2a+C）-△0=（100+2×2+1）-△0=105-0.70

5.2）材料利用率

η=S/SO×100%=S/A×B×100%=5800/60.18×105×100%=91.8%

a.冲裁力计算：

F=kLtτ（查表得τ=280~390Mpa,τ取330）

F1=1.3L1tτ=1.3×320×1.5×330=205920N

F2=1.3L2tτ×4=1.3×（3.14×6）×1.5×330×4=48494.16N

F3=1.3L3tτ=1.3×（3.14×7+140）×1.5×330=104234.13N

b.卸料力计算：

F卸=k卸×F（k卸=0.04）

1）落外形F卸=0.04×F1=9734.4N

2）冲内孔无卸料力，只有推料力（k推=0.05）

c.推件力计算：

F推2=k推×F2=0.05×48494.16=2424.708N

F推3=k推×F3=0.05×123185.79=6159.2895N

d.无顶件力。

e.总冲压力F∑=∑Fi=F1+F2+F3+F卸+F推2+F推3=376966.6875N

5.选压力机：

有总冲压力知,选择压力机规格为JH21-40。

该规格压力机达到公称压力时滑块距下死点距离为7mm,滑块行程为100mm，形成次数为80次/min，最大闭合高度中固定台和可倾性为300mm，活动台最高位置为200mm，最低位置为400mm,封闭高度调节量为80mm,滑块中心到床身距离为200mm,工作台左右尺寸为630mm,前后尺寸为420mm,工作台孔左右尺寸为300mm，前后尺寸为150mm,直径为200mm,立柱间距离300mm，活动台压力机滑块中心到床身紧固工作台平面距离为210mm,模柄孔尺寸为ø50×70，工作台板厚度为80mm。

6模具压力中心计算

根据公式:

Xo=（l1x1+l2x2+l3x3+…+lnxn）/（l1+l2+l3+…+ln）

Y=（l1y1+l2y2+l3y3+…+lnyn）/（l1+l2+l3+…+ln）

取外形落料型心处为坐标原点（0,0）因制件形状对称，得Xo=（1099.32×61.8+320×0）/（1099.32+320）=47.87

Yo=0

所以压力中心为（47.87,0）

7.刃口尺寸计算：

冲ø6的孔可用互换加工，落外形及中心长孔可用配合加工。

1）.冲ø6的孔分开加工凸凹模：

Zmin~Zmax=（6~9）%t=（6~9）%×1.5=0.09~0.135

查表得δp=-0.02mm，δd=0.02mm

所以0.02+0.02≤Zmax-Zmin=0.045

满足条件｜δp｜+｜δd｜≤Zmax-Zmin

所以可以采用分开加工，冲ø6孔

d6p=（dmin+x△）0-δp=（6+0.5×0.3）0-0.020=6.150-0.020mm

d6d=（d6p+Zmin）+δd0=（6.15+0.09）+0.020=6.24+0.020mm

2）.落外料及冲中心长孔采用配合加工

a.落外形

由附录N按IT14级查的：

△50=0.62mm,△60=0.74mm,△80=0.74mm,△100=0.87mm,

查表得：

δ50d=+0.03mm,δ60d=+0.03mm,δ80d=+0.03,δ100d=+0.015mm.

由公式Ad=（Amax-x△）+δd0知：

A50d=（50-0.5×0.62）+0.030=49.69+0.030mm，A60d=（60-0.5×0.74）+0.030=59.63+0.030mm

A80d=（80-0.5×0.74）+0.030=79.63+0.030mm,A100d=（100-0.5×0.87）+0.0150=99.565+0.0150mm

b.冲中心长孔

由附录N按IT14级查的：

△84p=0.87mm,△14p=0.43mm,

查表得：

δ84p=-0.025mm,δ14p=-0.020mm。

由公式Ap=（Amin+x△）0–δp

A84p=（84+0.5×0.87）0–0.025=84.4350–0.025mm,

A14p=（14+0.5×0.43）0–0.02=14.2150–0.02mm

与之相对应的落料凸模按凹模配作，保证间隙为-0.02~+0.02mm之间

8.凸模与凹模的结构及模具设计设计见CAD图