冲压模具课程设计例2.docx

冲压模具课程设计例2.docx

《冲压模具课程设计例2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冲压模具课程设计例2.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

冲压模具课程设计例2

目录

1绪论3

1.1概述3

1.2冲压的优势3

1.3冲压加工的问题和缺点4

2冲压件分析4

2.1冲裁模4

2.1.1冲压件4

2.1.2冲裁件工艺分析4

2.1.3确定工艺方案及模具结构形式5

2.2模具设计计算5

2.2.1排样计算条料宽度及确定步距5

2.2.2计算总冲压力6

2.2.3确定压力中心：

6

2.2.4冲模刃口尺寸及公差的计算7

2.2.5确定各主要零件结构尺寸7

2.2.6压力机的选用8

2.3设计并绘制总装图、选取标准件8

2.4绘制非标准零件图10

2.5模具主要零件加工工艺规程的编制13

2.5.1凸凹模加工工艺规程的编制13

2.5.2落料凹模加工工艺规程的编制13

3结论14

4参考文献14

1绪论

1.1概述

冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。

板料，模具和设备是冲压加工的三要素。

按冲压加工温度分为热冲压和冷冲压。

前者适合变形抗力高，塑性较差的板料加工；后者则在室温下进行，是薄板常用的冲压方法。

它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。

冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。

冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。

冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。

1.2冲压的优势

　　与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。

主要表现如下。

（1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。

这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。

（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。

　　（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。

　　（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。

　　由于冲压具有如此优越性，冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。

例如，在宇航，航空，军工，机械，农机，电子，信息，铁道，邮电，交通，化工，医疗器具，日用电器及轻工等部门里都有冲压加工。

不但整个产业界都用到它，而且每个人都直接与冲压产品发生联系。

像飞机，火车，汽车，拖拉机上就有许多大，中，小型冲压件。

小轿车的车身，车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的。

据有关调查统计，自行车，缝纫机，手表里有80%是冲压件；电视机，收录机，摄像机里有90%是冲压件；还有食品金属罐壳，钢精锅炉，搪瓷盆碗及不锈钢餐具，全都是使用模具的冲压加工产品；就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。

　　但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。

所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益的。

1.3冲压加工的问题和缺点

当然，冲压加工也存在着一些问题和缺点。

主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。

不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。

随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快而完善的得到解决。

2冲压件分析

2.1冲裁模

2.1.1冲压件

零件名称：

托扳（见图2-9）

生产批量：

大批量

材料：

08Ft=2mm

要求设计此工件的冲裁模。

图2-9产品零件图

2.1.2冲裁件工艺分析

冲裁件为08F钢板，是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能；冲裁件结构形状简单，但内、外形有尖锐清角。

为了提高模具寿命，建议将所有90°清角改为R1的圆角；零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。

经查公差表，各尺寸公差为：

580-0.74、300-0.52、Ф3.50+0.3

结论：

可以冲裁

2.1.3确定工艺方案及模具结构形式

综上分析，冲裁件尺寸精度要求不高，形状不大，但产量较大，根据材料较厚（2mm）的特点，为保证孔位精度，冲模有较高的生产率，实行工序集中的工艺方案，既采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的连续冲裁模结构形式。

2.2模具设计计算

2.2.1排样计算条料宽度及确定步距

首先查有关表确定搭边值。

根据零件形状，两工件间按矩形取搭边值a1=2,侧边按圆形取搭边值a=2。

连续模进料步距为32mm。

条料宽度按相应的公式计算：

B=（D+2a）-⊿查有关表⊿=0.6

B=（58+2×2）-0.6

=62-0.6

画出排样图，如图2-1。

图2-1排样图

2.2.2计算总冲压力

由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式，故总的冲压力为：

P0=P+Pt

P=P1+P2

而

式中Pt----------推件力

P落--------落料时的冲裁力

P冲--------冲孔时的冲裁力

计算冲裁力：

P落=KLtτ查表τ=300MPa

=1.3[2*（58-16）+2*（30-16）+16π]*2*300/1000

=126（KN）

P冲-=1.3*4π*3.5*2*300/1000

=34（KN）

计算推料力Pt：

Pt=nKtP取n=3，查表Kt=0.055

Pt=3*0.055*（126+34）=26.4（KN）

计算总冲压力P0：

P0=P落+P冲-+Pt

=126+34+26.4

=186.4（KN）

2.2.3确定压力中心：

见图2-2，根据图形分析，因为工件图形对称，故落料时P落的压力中心在O1上；冲孔时P冲的压力中心在O2上。

设冲模压力中心离O1点的距离为X，根据力矩平衡原理得：

P落X=（32-X）P冲

由此算得X=7mm

图2-2压力中心

2.2.4冲模刃口尺寸及公差的计算

刃口尺寸计算方法及演算过程不再赘述，仅将计算结果列于表2-1中。

在冲模刃尺寸计算时需要注意：

在计算工件外形落料时，应以凹模为基准，凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配制，保证双面间隙为0.25~0.36mm。

在计算冲孔模刃口尺寸时，应以凸模为基准，凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙为0.25~0.36mm。

表2-1冲模刃口尺寸

尺寸精度查公差表均为IT14级，见下表工作尺寸；查设计手册磨损系数x=0.5，Zmax=0.36Zmin=0.25

冲裁性质

工作尺寸

计算公式

凹模尺寸注法

凸模尺寸注法

落料

58-0.74

凹模计算:

Dd=（Dmax-x△）+δd

注：

δd=0。

25△

57.6+0.18

57.53-0.05

凸模尺寸按凹模刃口实际尺寸配置，保证双边间隙0.25~0.36mm

30-0.52

29.7+0.13

29.58-0.04

7-0.36

6.82+0.09

6.66-0.025

冲孔

φ3.5+0.3

凸模计算

dp=（dmin+x△）-δp

注：

δp=0。

25△

凹模尺寸按凸模刃口实际尺寸配置，保证双边间隙0.25~0.36mm

3.90+0.05

3.65-0.08

中心距尺寸：

L14=14±0.44/8=14±0.055

L17=17±0.44/8=17±0.055

注：

在计算模具中心距尺寸时，制造偏差值取工件公差的1/8。

2.2.5确定各主要零件结构尺寸

1）凹模外形尺寸的确定

凹模厚度H的确定：

H=kb（2.9.3）

H=0.3*58=17.4mm

取H=20mm

凹模长度A宽度B的确定：

C=（1.5-2）H

取C=1.5H=30mm

A=58+60=118mm

取：

A=120mm

B=步距+工件宽+2C

取：

步距=32；工件=30；

B2=32+30+2*30

=122mm

根据GB/T8057-1995，确定凹模外形尺寸为：

140×125×25

2）凸模长度L1的确定

凸模长度计算为：

L1=h1+h2+h3+Y

其中导料板厚h1=8；卸料板厚h2=12；凸模固定板厚h3=18;凸模修磨量Y=18则

L1=8+12+18+18=56mm

2.2.6压力机的选用

选用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力P0=18.475t；最大闭合高度应大于冲模闭合高度+5mm；工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。

按上述要求，结合工厂实际，可选用J23-25开式双柱可倾压力机。

并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制

2.3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。

绘制模具总装图。

如图2-12，单排冲孔落料连续模。

图2-3单排冲孔落料连续模

1-簧片2-螺钉3-下模座4-凹模5-螺钉6-承导料7-导料板8-始用挡料销9、26-导柱10、25-导套11-挡料钉12-卸料板13-上模座14-凸模固定板15-落料凸模16-冲孔凸模17-垫板18-圆柱销19-导正销20-模柄21-防转销22-内六角螺钉23-圆柱销24-螺钉

2.4绘制非标准零件图

本实例只绘制凸凹模、凹模、凸模固定板和卸料板四个零件图样，供初学者参考。

见图2-4至图2-7。

图2-4凸模

图2-5落料凹模

图2-6凸模固定板

图2-7卸料板

2.5模具主要零件加工工艺规程的编制

2.5.1凸凹模加工工艺规程的编制

工序1下料：

Φ40×50（按等体积法计算后在加上锻造的上烧损量）；

工序2锻造：

锻成83×55×63（除考虑锻造后的加工余量外，还应加上线切割时的装夹和减少线切割时零件变形影响的料边尺寸8∽10mm）；

工序3热处理：

退火（消除锻后残余内应力；降低硬度）；

工序4刨（或铣）：

刨（或铣）六面达尺寸77×50×58（长×宽×高）

工序5平磨：

磨六面，一对垂直侧基面对角尺；

工序6钳工：

（坐标镗）画穿丝孔中心位置线（3个），钻穿丝孔Φ3mm，导正销安装孔扩孔至Φ6.2深38mm；

工序7热处理：

淬火、回火达硬度58~62HRC；

工序8平磨：

磨六面达76.3×49.3×57.5，一对垂直侧基面对角尺；

工序9退磁；

工序10线切割：

按程序切割，切割型面留研磨量0.015mm；

工序11钳工：

研磨型面达设计要求。

2.5.2落料凹模加工工艺规程的编制

工序1下料：

Φ50×77（按等体积法计算后在加上锻造的上烧损量）；

工序2锻造：

锻成145×130×30

工序3热处理：

退火（消除锻后残余内应力；降低硬度）；

工序4刨（或铣）：

刨（或铣）六面达尺寸141×126×26（磨削余量单面0.5mm）

工序5平磨：

磨上下大平面，留精磨余量0.2mm；

与卸料板、凸模固定板叠合磨一对垂直侧基面，并对角尺；

工序6钳工：

画销孔、螺钉过孔及漏料孔中心位置线；钻、铰销钉孔

4—Φ8+0.016；钻螺钉过孔4—Φ8.5。

工序7立铣：

铣各漏料孔；

工序8坐标镗：

与卸料板、凸模固定板叠合，以一对侧基面定位，

按图示位置，在各型孔中心钻穿丝孔Φ2mm；并镗固

定挡料钉安装孔Φ6+0.013mm；

工序9热处理：

淬火、回火达硬度60~64HRC；

工序10平磨：

磨上下平面达图；磨一对垂直侧基面对角尺；

工序11退磁；

工序12线切割：

按程序切割各型孔，切割型面留研磨量0.015mm；

工序13钳工：

研磨型孔达设计要求，研磨销孔

3结论

20多天的模具设计就快要结束了，在这段时间里，我觉得我的专业知识、查找资料和独立思考的能力有了一定的提高，也从中学会了遇到困难时应当如何去解决，这对我走进社会从事工作有着重要的影响。

现在就本次设计谈谈我的体会：

首次，我学会拿到任务时应当如何去解决。

当拿到自己设计的题目时，心里一片茫然，不知如何入手。

后来翻阅很多有关的专业书籍，如：

《冲压模具设计手册》、《模具设计与制造》等等。

也在这个的设计过程是学会了如何针对设计任务进行查找资料和独立思考。

专业知识也有了一定的提高。

在画图过程中，更加熟练PRO/E和Autocad这两个软件的应用。

在设计过程中，也存在一些客观的不足，没有实践的条件，不能根据实际的情况来进行设计，只能对其结构进行想像，这样做出来的，难免存在缺点和不足，希望老师加以指点和批评。

4参考文献

[1]田光辉、林红旗主编，模具设计与制造，北京大学出版社

[2]梁炳文主编，冷冲压工艺手册，北京航空航天大学出版设

[3]冯开平,左宗义主编.画法几何与机械制图[M]，华南理工大学出版社.

[4]林承全，冲压模具设计指导书，化学工业出版社