冲压工艺课程设计说明书

III1.冲压工艺分析1.1材料的特性设计要求，零件图如图1-1所示。该制件的材料为45#，用于制造abcdefg，具有较好的冲压性能。生产批量：大批量材料：45#材料厚度：t=2mm图11-1表1-1牌号力学性能硬度HBS/baMP/saMP5/(%)/(%)未经处理10#33520531551371.2零件结构零件简单、对称，比较适合冲裁。1.3尺寸精度分析图1-1已部分标注公差，8±0.02和61。40未标注公差，按IT14选取。1.4冲裁方案的确定1.4.1分析制件的工序该制件由于外形已经给定，则仅需冲孔工艺即可。1.4.2模具结构形式的确定根据要求确定方案为对称式冲孔模具。2.必要的尺寸设计2.1排样的设计与计算由于该制件为圆形，采用无废料的排样方法是不可能做到的；但能采用有废料和少废料的方法。2.1.1确定搭边值陕西科技大学毕业设计说明书IV根据《冲压工艺与模具设计》表2-13，查得：搭边a和1a数值（低碳钢），t=2mm时，a=1.2mm,1a=1.5mm。2.1.2确定条料的进距进距A：ABa制=61+1.2=62.2mm宽度B：0010[2()]BDab==mm2.1.3材料利用率材料利用率是冲压工艺中一个非常重要的经济技术指标。其计算可用一个进距内冲裁件的实际面积与毛坯面积的百分比表示:1100%.sAB（2-1）式中S1──一个进距内冲裁件的实际面积，单位mm2；A──送料进距，单位mm；B──条料宽度，单位mm。所以材料的利用率为：1100%.sAB=2.100%.RAB=asdfghjk72%2.1.4画出排样图根据以上资料画出排样图，如图2-1所示：图2-12.2冲裁总压力的计算2.2.1计算冲裁力冲裁力为冲孔所产生，11..bFLt=π×8×2×60030159.29N30.160kNF1总=411..bFLt=120.640KNV2.2.2计算推料力：设凹模洞口的直壁高度h=6mm，材料厚度t=2mm，故卡在凹模内的零件数为：n=h/t=6/2=3。每一个圆推料力11..TFnKF推=3×0.55×30.160kN4.95kN总推料力FT=4×4.95=19.9kN2.2.3压力机公称压力的计算本设计采用刚性卸料，下出料的方式，故总的冲压力：F=F1总+132TFFFFF总总=（21.049+75.774+105.473+34.035）kN=240.31kN按照《中国模具设计大典》表18.4-22开式压力机初选压力机160kN。具体参数如表2-1。表2-1压力机的参数公称压力（kN）发生公称压力时滑块距下死点的距离（mm）滑块行程（mm）行程次数（次/min）最大封闭高度（mm）固定台和可倾式封闭高度调节量（mm）16057011520602.2压力中心的确定由于是对称式结构，所以压力中心在（0,0）2.3刃口尺寸的计算查《冲压工艺与模具设计》表2-5，得minZ=0.260mm，maxZ=0.380mm又查表2-11得x=0.75。2.3.1冲孔尺寸计算：应以凸模为基准基本尺寸：108,公差为IT=0.02mm；查《冲压工艺与模具设计》，由表2-10得，5p=0.020mm，5d=0.020mm，则：5p+5d=0.0400.114=0.380-0.260=maxminZZ故凸凹模刃口采用分别加工的方法制造，则凸模的尺寸及偏差为:55045(.)ppddx=（8+0.75×0.02）0-0.020mm=8.015-0.020凹模尺寸：555min0()pdpddZmm=(8.015+0.260)+0.020mm=8.275+0.020陕西科技大学毕业设计说明书VI3.冲模主要零件的设计3.1凸凹模的固定形式本设计为多凸模冲裁，如图3-1所示凸模与固定板用76Hm配合，上面留有台阶，弧形凸模应比圆形图模长2mm。这种形式多在零件形状较简单，板材较厚时采用，图3-1中的凹模与固定板采用76Hm配合。本设计中弧形凸模采用圆柱销拖住凸模的方式，凸模上端与凸模固定板下底面接触，完成弧形凸模的固定。图3-1凸、凹模的结构型式图3-2凹模的结构3.1.1确定主要零件的尺寸（1）凹模外形和尺寸的确定此设计为镶嵌式凹模，其结构见图3-2，轮廓尺寸根据制品选取凹模板，根据《模具设计大典》第三卷表22.4-5初选凹模板轮廓尺寸LB为125mm125mm，取凹模板厚度为20mm。（2）凹模结构的确定凹模的外形为矩形，其最小壁厚按照凹模厚度的确定见图3-3。H＝Kb=0.28×65=17.36，取20凹模壁厚的确定：c＝(1.5~2)H=1.5×20=30式中b──凹模孔的最大宽度，单位mm，如图3-3所示；图3-3凹模的外形K──系数，查表取0.28；H──凹模厚度，其值为15~20mm；c──凹模壁厚，其值为26~40mm。按上式计算的凹模外形尺寸，可以保证凹模有足够的强度和刚度，一般可不再进行强度校核。VII3.2螺钉和销钉螺钉是紧固模具零件用的，冲模中采用内六角或圆头螺钉。螺钉主要承受拉应力，其尺寸及数量一般根据经验确定，小型或中型模具采用M6，M8，M10或M12等，选用4~6个，要按具体布置而定。本设计螺钉上下均为M10，顶部长度为55mm，底部长度设计为80；螺钉位置见第6章pdx2.2三维模具图的表6-1。3.3定位零件的选择3.3.1挡料销挡料销的作用是保证条料送进时有准确的送料进距。本设计选用固定挡料销定位，其结构如图所示钩形挡料销，该结构的优点是其固定部分的位置可离凹模的刃口更远一些，有利于提高凹模强度。但此种挡料销由于形状不对称，为防止转动需另加定向装置，如图3-4，图3-5。其上安装的弹簧从附录Ⅰ中查得为：弹簧材料的直径为0.5mm,用GB4357中的C级钢丝，其参数从附表Ⅱ中查得：弹簧中径为6mm,自由高度为22mm。图3-4固定挡料销的位置图3-5固定挡料销的外形3.3.3导尺采用条料或带料冲裁时，一般选用导尺或导料销来导正材料的送进方向。其尺寸根据《中国模具设计大典》第三卷表，其尺寸为125×32×6JB/T7648.5，共两块。3.4模架的选择该零件采用横向送料，选择滑动式对角铸铁模架。根据凹模的最大周界LB为125mm125mm，查得上模座参数为125mm125mm35mm；下模座的参数为125mm125mm45mm。3.5导向零件导柱导套为标准件，其参数分别由《中国模具设计大典》第三卷查得。导柱1的参数为：A22h6*110导柱2的参数为：A25h6*110导套1的参数为：A22H7*85*36导套2的参数为：A25H7*85*39陕西科技大学毕业设计说明书VIII3.6其它零部件的设计3.6.1模柄的选取根据上模座的厚度H=35mm选择模柄。按照《中国模具设计大典》第三卷表22.5-24选取模柄的参数为：A32*85JB/T7646.13.6.2凸模固定板尺寸的确定由《模具设计大典》第三卷表22.5-16，根据凹模轮廓选取尺寸，选LB，125mm125mm，取H=20mm。3.6.3卸料板尺寸的确定本设计采用刚性卸料，所选规格参照《模具设计大典》第三卷表20.1-33，取其厚度为H卸=12mm，其轮廓尺寸LB为125mm125mm，与凸模的配合选用76Hh。3.6.4导料板尺寸的确定由《模具设计大典》第三卷表22.5-45，查得导料板的尺寸LB为125mm32mm，取其厚度为H导=6mm。4.凸模长度的确定及其强度的校核4.1凸模长度的计算凸模长度是由其固定板厚度、卸料板厚度、导料板厚度，还有凸模的修模余量决定的。故凸模长度(4-1)：123Lhhha(4-1)式中：1h--固定板的厚度；2h--卸料板的厚度，本设计为刚性卸料板的厚度；3h--导料板的厚度；a--附加长度，它包括凸模的修模量，凸模进入凹模的深度级凸模固定板与卸料板的安全距离等，可取10~20mm。本设计取10mm。L=（20+12+6+10）mm=48mm4.2凸模长度的校核（本设计采用阶梯型凸模，强度满足要求，故不需校核。）4.3凸模承压能力的校核圆形凸模应满足下式：min4.t.d（4-6）式中：minA--凸模的最小截面积（2mm）；mind--凸模的最小直径（mm）；IXF--冲压力（N）；t--材料的厚度（mm）；--材料的抗剪强度（aMP），制件的抗剪强度=1.3b；--凸模材料的许用应力（aMP），凸模材料为T10A，查附表Ⅲ，取1200aMP。4.3.1圆形凸模的承压能力的校核制件为10#，故其抗剪强度为：=1.3b=600/1.3=461.538aMP凸模最小直径为：mind=4.t.=4×2×461.538/1200=3.077mm经分析，圆型凸模最小直径为8mm，大于所求的最小的直径值，故强度满足要求。5.确定模具高度并绘制模具图5.1模具高度的校核模具实际闭合高度一般为：HH+L+HHhH凹冲头余模上模板凸模垫板下模板(5-1)式中H上模板--上模板厚度；H凸模垫板--凸模垫板的厚度；L冲头--凸模的长度；H凹--凹模厚度；H下模板--下模板的厚度；h余--凸模进入凹模的深度，该值为10mm。由式（5-1）得：模具闭合高度为：HH+L+HHhH凹冲头余模上模板凸模垫板下模板=35+8+48+20+45-10=146mm故所选压力机的闭合高度maxH=220mm，minH=（220-60）mm=160mm。应满足：minmaxH10mmHH5mm模（5-2）经分析，模具闭合高度不在式（5-2）的范围，需要在下模板下面垫一块厚度为25mm的平板。