冲压工艺与模具课程设计报告书.docx

1、冲压工艺与模具课程设计报告书下载可编辑一、止动件零件冲压工艺及模具课程设计任务书 3二、止动件冲裁工艺性分析 4三、工艺方案及模具结构类型确定 5四、排样设计 6五、计算材料的利用率 7六、冲裁力与压力中心的计算 8七、凸凹模刃口计算 11八、模具设计及其它零件设计 13九、模具装配图及零件图 17.专业 .整理 .下载可编辑一、 止动件零件冲压工艺及模具课程设计任务书设计题目 ：“止动件 ”零件冲压工艺及模具设计内容及任务 ：一、设计的主要技术参数 ：见产品图 ；二、设计任务 ：完成该产品的冲压工艺方案 、设计说明书 、模具装配图及工作零件图 ；三、设计工作量 ：制定冲压工艺方案模具总图一张

2、 ，凸模及凹模零件图 2 张设计说明书一份 ，20 页左右四、设计要求 ：1.图纸用 CAD 绘制并交纸质图及电子档2.本任务书应与说明书 、图纸一同装订成册 ，并加封面 ，装入资料袋中，否则不接收3.设计必须认真仔细 ，允许讨论 ，但严禁抄袭 、复制或复印名称：止动件 批量：大批量 材料：Q235 厚度：2mm.专业 .整理 .下载可编辑二、止动件冲裁工艺性分析材料：该冲裁件的材料为 Q235 普通碳钢 ，具有较好的可冲压性能。零件结构 ：该冲裁件结构简单 ，形象应力也较为简单 ，并在转角有四处 R2 圆角，没有凸角 ，比较适合冲裁 。同时，在零件中部有两个对称的规则圆孔 10 ，并且圆孔直

3、径满足直径落料冲裁最小孔径： dmin 1.2t( 查冲压工艺及模具设计 表 3-8) ， dmin =2.4mm 的要求 。另外圆孔和工件外形之间的距离为 7mm 。满足冲裁最小间距 l min 1.5t=3mm 的要求，所以该零件的结构满足冲裁要求 。尺寸精度分析 ：零件上所有未标注的尺寸 ，属于自由尺寸 ，按照规定按照 IT14 级确定工件公差 。 孔边 距 12mm 的偏差为 -0.11mm ，属于 11 级精度 。查公差表可得各尺寸为 ：.专业 .整理 .下载可编辑零件外形尺寸 : 65 0.74 mm 、 24 0 0.52 mm 、 30 0 0.52 mm 、 R30 0 0.

4、52mm、R2 0 0. 25 mm零件内形尺寸 : 10 0 0.36 mm孔中心距 ：37 00.3131 mm结论 :此零件适合运用普通冲裁的加工 。三、工艺方案及模具结构类型确定该零件包括落料 、冲孔两个基本工序 ，可以采用以下三种方案 : 先落料 ，再冲孔，采用单工序模生产 ； 落料 冲孔复合冲压 ，采用复合模生产 ； 冲孔 落料连续冲压 ，采用级进模生产 。方案 ： 模具结构简单 ，但需要两道工序 、两套模具才能完成零件的加工 ，生产效率较低 ，难以满足零件大批量生产的需求 。由于零件结构简单 ，为提高生产效率 ，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式 。.专业 .整理 .下载可编辑方案

5、 ： 只需要一套模具 ，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高 。尽管模具结构较方案一复杂 ，但由于零件的几何形状简单对称 ，凸凹模壁厚大于最小壁厚 ，为便于操作 ，所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料方式 。方案 ： 也只需要一套模具 ，生产效率也很高 ，但零件的冲压精度较复合模的低 。所以，欲保证冲压件的形位精度 ，通过以上三种方案的分析和比较，采用方案 为佳。四、排样设计查表确定搭边值得 :两工件间的搭边 ： a1 =2.2m;工件边缘搭边 ：a=2.5m;步距为：32.2m ；条料宽度 B0 =( D max +2a) 0=65+2x2.5=70mm;偏差值 查 P50 表

6、3-10 得 =0.50确定后排样图如图 2 所示.专业 .整理 .下载可编辑五、计算材料的利用率一个步距内的材料利用率 :裁单件材料的利用率 (按冲压工艺及冲模设计 3-15) 计算 ,即Ax100%=1550/(70x32.2)x100%BS=68.8%式中 A冲裁面积 (mm 2 )；B 条料宽度 （mm ）；S步距 (mm) 。.专业 .整理 .下载可编辑查板材标准 ，宜选 900mmx1000mm 的钢板，每张钢板可剪裁为 14 张条料 (70mmx1000mm) ，每张条料可冲 378 个工件，则 总 为：nA1 总 = 100%BL=3785 1550 100%900 1000=

7、65.1%试中 ： n 一张板料 （或带料 、条料 ）上的冲裁件总数目；A 1 一个冲裁件的实际面积 （mm 2 ）；B 板料（或带料、条料）宽度（mm ）；L 板料（或带料、条料）长度（mm ）。六、冲裁力与压力中心的计算1、冲裁力6.1.1落料力F 总 = F 1 KLt b =1. 3 215.962450=252.67 （KN）式中：F 落 落料力（N）;L 冲裁周边的长度 （mm ）;T 材料厚度 ；.专业 .整理 .下载可编辑b 材料的搞剪强度 （Mpa ），查表退火 Q235 材料钢为 450Mpa, 未退火时为 350MPa ；K 系数，一般取 K=1.3 。6.1.2 冲孔力

8、 F 冲 =KLt b =Lt b =1.3x27x3.14x10x2x450=74.48(KN)其中：d 为冲孔直径 ，27x3.14 为两个孔圆周长 。2、卸料力F 卸F卸F落式中：K 卸 卸料力因数 ，其值由 2 表 2-15 查得 K 卸 =0.05 。则卸料力 ：F 卸=60. 05537.24=12.30(KN)3、推件力推件力计算按公式 ：F 推 =nK 推 F 冲式中：K 推 推件力因数 ，其值查表得 推 =0.05 ；n卡在凹内的工件数 ， n=4 。推件力则为 ：F 推 =6 0.05537.24=12.30 (KN)其中 n=6 是因有两个孔 .4、模具总冲压力为 ：F总

9、= F 落+ F冲 F卸+F 压=252.67+74.48+12.30+12.30.专业 .整理 .下载可编辑=351.75KN5、压力中心为 ：模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置 。为了确保压力机和模具正常工作 ，应使冲模的压力中心与压力机滑快的中心相重合 。否则 ，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷 ，使滑块和导轨间产生过大的磨损 ，模具导向零件加速磨损 ，减低模具和压力机的使用寿命 。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

10、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 。6.5.1 如图 3 所表示由于工件 x 方向对称 ，故压力中心 X0=32.5mm ；由于工件 x 方向对称 ，故 y 0= L1Y1 L2Y2 L3Y3 L4Y4L5Y5 L6Y 6 L7Y 7 L8Y8L1 L2 L3 L4L5 L6 L7 L8.专业 .整理 .下载可编辑其中：L124mmy112mmL 260 mmy 20mmL 324mmy312mmL 411.3mmy 424mmL560mmy5r sin21.97mm其中 r=32 ，a= l 5r 46.25 32 1.445 ,a 为弧度，转换度数为 360

11、0(1.445 6.28) 82.80L 611.3mmy 624mmL 731.4mmy 712 mmL831.4mmy 812 mm计算时，忽略边缘 4-R 2 圆角 。故：y=14.17mm由以上计算可知冲压件压力中心坐标为 （32.5,14.17 ）。七 凸凹模刃口计算7.1 落料模具工作零件刃口尺寸计算 ：落料部分以落料凹模为基准计算 ，凹模磨损后 ，刃口部分尺寸都增大 ，因此均属于 A 类尺寸 。 零件图中落料部分的尺寸偏差如下：650 0.74 mm 240 0.52 mm 3000.52 mm R30 00.52 mm R20 0.25 mm查（冲压工艺及冲模设计 ，表 3-4

12、 ）可知：凸模和凹模最小间隙为 ： Z min 0.22mm.专业 .整理 .下载可编辑凸模和凹模最大间隙为 ： Z max 0.26mm ；查（冲压工艺及冲模设计 ，表 3-5 ）可知因数 X 为：当0.50时， x 0.5当 0.50 时，x=0.75查（冲压工艺及冲模设计 ，表 3-8 ）可知：AdAmaxx4065650.50.740.74 464.630. 185dmax0024240.50.520.52/423.740.13d0030300.50.520.52/429.740.13d00R2 d20.750.2500.25 / 41.8100 .063落料部分相应的凸模尺寸按凹模尺

13、寸配制 ，保证其双面间隙为 ：0.22mm 0.26mm 。7.2 冲孔模具工作零件刃口尺寸计算 ：冲 10 的孔时，凸模外形为圆孔 ，故模具采用凸 、凹模分开的加工的方法制造 ，以冲孔凸模为基准计算 ，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下 ：查（冲压工艺及冲模设计 ，表 3-4 ）可知：凸模和凹模最小间隙为 ： Z min 0.22mm凸模和凹模最大间隙为 ： Z max 0.26mm查（冲压工艺及冲模设计 表 3-5 ）得因数 x 为： x=0.5查（互换性及其测量技术 标准公差表 ）得：凸模按 IT6，凹模按 IT7 级查，可知： p 0.011mm d 0.018mm.专业 .整理 .下载可

14、编辑校核： Z maxZ min 0.260 0.2200.040mmpd 0.0110.0180.039 mm满足： Z m axZ m inpd 条件查（冲压工艺及冲模设计 表 3-6 ）得：凸模尺寸计算 ： d p d min x 0 p= （10+0.5x0.36 ） 0.0110 mm=10.18 0.0110 mm凹模尺寸计算 ： d d (d pZ min) d0= （10.18+0.22 ） 0.0180 mm=10.400.0180 mm孔心距尺寸计算 ：两圆孔之间的位置公差 为 0.62mm查（冲压工艺及冲模设计 ，表 3-5 ）可知因数 X 为：x=0.5查（冲压工艺及冲

15、模设计 表 3-6 ）得：Ld ( Lmin / 2)d =(37-0.31+0.5x0.52)0.125x0.52mm2=370.078mm八、模具设计及其它零件设计8.1 工作零件结构尺寸落料凹模板尺寸 ：落料凹模厚度 ：H=ks （8mm ）式中：s 垂直于送料方向凹模型孔壁间最大距离.专业 .整理 .下载可编辑K 由 b 和材料厚度 t 决定的凹模厚度系数则： s=65mm查表 3-15 知，k=0.28 H=0.28x65=18.2mm 落料凹模壁厚 ：C（1.52）H=（1.5 2）x18.2=（27.336.4）mm则取：C=30mm查标准 JB/6743.1-94: 凹模板宽

16、B=125mm 送料方向的凹模长度 ：L= s1 2s2式中： s1 送料方向的凹模刃壁间最大距离 ；s2 送料方向的凹模刃壁之凹模边缘的最小距离，其值查（冲压工艺及冲模设计 表3-14 ）。得： s2 =30mm A=65+2x12=89mm查表（GB/T2863.2-81 ）确定凹模板外形为 ：125x125x20 （mm ）凸凹模长度为 ：L= h1 h2 h =16+10+16=42 （mm ）其中 ： h1 凸凹模固定板厚度 ，取 16mmh 2 弹性卸料板厚度 ， 取 10mmH 增加长度 （包括凸模进入凹模深度 ， 弹性元件安装高度等 ） ，取16mm 凸凹模外刃口间薄壁校核 ：

17、查表可知冲裁结构的凸凹模内外刃口最小壁厚 7mm, 根据强度要求查表可知 ，该壁厚为 4.9mm7mm, 故该凸凹模强度足够 。冲孔凸模高度尺寸 ： L= h1 h2 h3 =14+10+25=49mm其中： h1 凸模固定板厚度 ， 14mmh 2 卸料板厚度 ， 10mmh 3 附 加 长 度 （ 包 括 总 修 模量，凸模进入凹模深度 ，.专业 .整理 .下载可编辑模具闭合下的安全距离）， 25mm凸模板强度校核 ：该凸模长径比为 ： L d 49 10 4.9 10所以此凸模不属于细长杆 ，强度足够 。8.2 其他模具零件结构尺寸和模架的选定根据倒装复合模 形式特点 ：凹模 板尺寸并查

18、标准 JBT-6743.1-94 ，确定其他模具模板尺寸列于表中 ：序号名称长 x 宽 x 厚(mm)材料数量1上垫板125X125X15T8A12凸模固定板125X125X1445 钢13卸料板125X125X1045 钢14凸凹模固定板125X125X1645 钢15下垫板125X125X10T8A1根据模具零件结构尺寸 ，查表 GB/T2855.5-90 选取后侧导柱125X125 标准模架一副 。8.3 弹性元件选择由于卸料力为 7.96KN采用四根螺旋压缩弹簧作为弹性元件则每根弹簧承受的力为 1.99KN采用螺旋压缩弹簧 ，查标准（GB/1089-80 ）可知：我们可选用 10X45

19、X130 的弹簧材料为 60Si2MnA, 热处理硬度为 HRC 4348，弹簧两端拼紧并磨平 。主要尺寸 ： 10 簧丝直径 ，mm45 弹簧中径 ，mm130 弹簧自由度 ，mm.专业 .整理 .下载可编辑其他参数为 ：工作极限负载 F f ：5170N工作极限负荷下变形量 h f ：35.3mm弹簧圈数 n ：7.5设置工作行程 ：h 工作 ：15mm弹簧每圈最大压缩量 ： h f n 35.5 / 7.5 4.73mm弹簧每圈预压缩量 ：1990/5170X4.73=1.82mm弹簧每圈剩余压缩量 ：4.73-1.82=2.91mm弹簧的预压缩量 ：1.82Xn=1.82X7.5=13

20、.65mm弹簧的剩余压缩量 ：2.91Xn=2.91X7.5=21.83mmh工作 =15mm弹簧总的压缩量 ： h 总 h 预 h 工作 h 修模=13.65+15+6=34.65mm校核 ： h f 35.3 h总 在卸料力的作用下弹簧未压死，所以选的弹簧尺寸合适 。弹簧的安装长度 ： h 安 h 自由 h 预=130-13.65=116.35mm8.4 冲床的选定根据总冲压力 F总 =358.52KN ，模具闭合高度 ，冲床工作台面尺寸等，并结合现有设备 ，选用 J23-63 开式双柱可倾冲床 ，并在工作台面上备制垫块 。其主要工艺参数如下 ：公称压力 ：630KN滑块行程 ：130mm行程次数 ：50 次 /分最大闭合高度 ：360mm连杆长度 ：80mm工作台尺寸（前后 X 左右）：480mmX710mm.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑九零件总装配图模具装配图.专业 .整理 .下载可编辑.专业 .整理 .下载可编辑模具零件图冲孔凸模.专业 .整理 .下载可编辑落料凹模.专业 .整理 .