冲压工艺及模具设计设计说明书

1设计题目：设计编号：课程设计说明书台州学院学院：机械工程学院系别：专业：班级：200级（）班学号：姓名：指导教师：2课程设计任务书一、课题名称：冲压模具二、零件材料：45钢料厚：2精度:IT10三、设计要求：1、设计模具总装图（A0/A1）。2、设计模具工作零件图（A3/A4）。3、编写设计说明书（10页以上）。4、将说明书和图纸装订成册（按A4尺寸装订）。3目录引言…………………………………………………………………11.零件的工艺性分析………………………………………………21.1材料……………………………………………………………21.2结构与尺寸……………………………………………………21.3精度……………………………………………………………22.确定工艺方案……………………………………………………32.1工序性质与数量………………………………………………32.2工序顺序………………………………………………………32.3工序组合确定……………………………………………………33.确定模具总体结构…………………………………………………43.1类型……………………………………………………………43.2结构……………………………………………………………43.2.1工作零件…………………………………………………43.2.2定位零件…………………………………………………53.2.3卸料、出件………………………………………………53.2.4导向零件……………………………………………………53.2.5支撑零件……………………………………………………54.工艺与设计计算……………………………………………………64.1排样……………………………………………………………64.2计算冲压力和压力中心…………………………………………74.3弹性元件………………………………………………………945.设计零件、绘制总装配草图………………………………………115.1工作零件………………………………………………………115.2定位零件………………………………………………………115.3卸料与出件……………………………………………………115.4模架与其他零件………………………………………………115.5校核……………………………………………………………126.绘制总装图和各零件图……………………………………………14设计小结………………………………………………………………14参考文献………………………………………………………………1511.引言本说明书是我根据《冲压工艺学》、《冲压模具设计和加工计算速查手册》、《模具课程设计指导》等有关教材。引用了其中的公式，查找书中的表格，并得到了同学的帮助完成的。本说明书主要介绍了冲裁模的工艺分析、工艺方案的确定、模具总体结构的选择、工艺与设计计算、零件图总装图尺寸计算。为了能够很好地掌握本课程的设计过程，根据课内及课外来所学的知识，编写了该说明书以使老师可以在评阅的过程中能够更好地指导.21零件的工艺性分析1.1材料45钢为普通碳素结构钢τ=432～549MPa冲压性能良好1.2结构与尺寸零件形状规则，冲孔尺寸与落料外形有9mm，其它无极限特征，适合冲裁加工1.3精度零件精度为IT10。根据以上分析，该零件工艺性良好，适合冲裁加工3第二章确定工艺方案2.1工序性质与数量冲孔、落料2.2工序顺序单工序模：冲孔→落料复合模：冲孔、落料级进模：冲孔-落料2.3工序组合确定凸凹模壁厚为9mm，查表得允许最小壁厚2.3mm，符合要求，所以冲孔与落料能组合4第三章确定模具总体结构3.1类型因零件较小，且中批量生产，不宜单工序冲裁；级进模单幅成本较高，所以不采用级进模；孔与落料边缘距离为9mm，大于最小凸、凹模壁厚2.3mm，所以用复合模最为合理3.2结构3.2.1工作零件a.凸模R20孔使用台阶固定，加工经济落料凸模选用直通式的结构，可以用线切割加工凸模长度L=h1+h2+h4-（1-3）强度校核b.凹模采用整体式的螺钉固定，凹模刃口采用直通式的刃口高度h=10mm凹模厚度H=K1K231.0F(＞15)凹模壁厚C=（1.5-2）H(≥30-40mm)3.2.2定位零件导料销定边距,挡料销定位3.2.3卸料、出件5采用弹性卸料，凸模出件3.2.4导向零件选用滑动不带压板的导柱导套3.2.5支撑零件1）上下模板因为零件对称，受力均衡，左右操作，采用后侧上下模板2）模柄采用旋入式的模柄3）固定板采用台阶的凸模固定板4）垫板为防止上模板压溃，加垫板（10-15mm）6第四章工艺与设计计算4.1排样因零件轮廓有圆形，采用一个个排有利于提高材料利用率，为保证产品质量和模具寿命，采用有废料排样条料宽度查P25表2-11（最小搭边值）得搭边a=1.5mma1=1.8mmB=(90+2×1.8)00.5=93.6500.5mm.条料长度设L=1000mm步距S=48+1.5=49.5mmn’=L/n=1000/49.5=20.2(实际20个)即n=20A=28×48+(20+48)×26+2×4π×102=3269mm2利用率η=BLnA×100%=(16×3269)/（93.65×1000）=55.9%74.2计算冲压力和压力中心1）冲压力F=LTσb=(2×10π+42×tan30º+28×2)×2×490=191KNL:冲裁件周边长度T：材料厚度σb：抗拉强度2）压力中心——模具中心X0=FnFXnFnFX111=LiLiiiY0=LiYiLi∵冲裁以X轴、Y轴对称∴X0=0Y0=03）初定压机8P≥（1.1-1.3）F∑F∑=F+Fx+FTF=191KN查P23表2-10(卸料力、推件力和顶料力系数)得KX=0.05KT=0.055Fx=KXF=0.05×191=9.55KNFT=nKTF=5×0.055×191=52.5KN(n=th=10/2=5)F∑=F+Fx+FT=191+9.55+52.5=253.05KNP≥1.2F∑=1.2×253.05=303.66KN4）刃口计算因零件为异性，采用配合加工比较合理，冲孔以凸模为基准，落料以凹模为基准。因为冲孔、落料为一体，从加工考虑所有的尺寸都标注在凹模上变大A凸=(Amax-x△)0△/4变小B凸=（Bmin+x△）0-△/4不变C凸=(Cmin+0.5△)±△/89尺寸基准磨损情况计算公式刃口计算3000.52凸模变小d凹=(dmin+x△+zmin)0△/430.390-0.13280-0.52凹模变大A凹=(Amax-x△)0△/427.6100.13480-0.62凹模变大A凹=(Amax-x△)0△/447.5400.135R100-0.36凹模变大A凹=(Amax-x△)0△/4R9.7300.09900-0.87凹模变大A凹=(Amax-x△)0△/489.3500.0.218△：公差即上偏差-下偏差zmin：查P14表2-3（冲裁模初始双面间隙）x：查P18表2-7（系数x）4.3弹性元件橡胶选择聚氨酯10个Fy=Fx/n=5.2/10=0.52KN=520Nhy=10%h0P=1.1MPa查P219表4-39（橡胶压缩量与单位压力）Fy=A×PA=Fy/P=520/1.1=472.7mm2选圆筒形橡胶，设卸料螺钉直径16、20，橡胶孔18、22∵A=4π（D2-162）、A1=4π（D2-202）∴D=29.29mm、D=31.65mm10取D=30mm、D=32mmhx+hm=1+5+t=1+5+2=8(hm:取4-10mm)h0=(hx+hm)/0.25=32mm0.5＜h0/D＜1.5∵0.5＜32/30=1.06＜1.5、0.5＜32/32=1＜1.5、∴符合要求11第五章设计零件、绘制总装配草图5.1工作零件凸凹模长度：L=h1+h2+h4-(1～3)h1:凸模固定板厚度（0.6～0.8）H凹h2：卸料板厚度（15～30mm）h4：弹性元件的高度，凸模进去凹模的厚度（取5mm）H凹=K1b=0.28×90=25.2mm取30mm弹性元件高度h=h0×0.9=32×0.9=28.8mm取30mm凸凹模：L=0.7×30+15+20-1=55mm冲孔凸模L=凹模+凹模固定板+垫板=40+20+20=60m5.2定位零件5.3卸料与出件5.4模架与其他零件1）模架凹模尺寸：170×170×40H闭=2×垫板+上模板+下模板+卸料板+凸模固定板+凹模固定板+弹性元件+凹模+料厚H闭=2×10+50+55+15+20+20+30+40+2=252mm12取H闭260mm选着模架（指导书P133）200×200×（190-225）2）压机（指导书P120）∵P≥303.66KN∴F=1.3P=1.3×303.66=394.7KN∴初选400KN压力机封闭高度满足Hmax-H1-5＞H闭＞Hmin-H1+10300-80-5=215≯H闭不合适重选压机630KN400-100-5=295＞H闭＞400-100-100+10=210合适确定设备JB23-633）模柄（指导书P183）旋入式模柄∵模柄孔50×70上模板厚度为50mm∴模柄A50×70JB/T7646.1-1994工作台尺寸：860×5704）垫板5.5校核1）下模座与工作台B2=280mmL1+2R1=260+2×85=480mm13考虑到三边基本符合安装要求且下模板55mm比较厚零件冲裁力不大可以满足冲裁要求14第六章绘制总装图和各零件设计小结本设计重点是在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基础上，主要介绍冲裁件的工艺性分析、确定冲裁工艺方案、选择模具的结构形式、工艺计算、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸、校核模具闭合高度及压力机、绘制模具总装图及零件图。15参考文献[11]成虹.冲压工艺学[M].北京:高等教育出版社,2002[12]梅伶.模具课程设计指导[M].北京:机械工业出版社,2006[13]薛啓翔.冲压模具设计和加工计算速查手册[M].北京:化学工业出版社,2007.10[14]夏琴香.冲压成形工艺及模具设计[M].广州:华南理工大学出版社,2004[15]史铁梁.模具设计指导[M].北京:机械工业出版社,2003[16]王树勋.模具实习技术设计综合手册[M].广州:华南理工大学出版社,2003[17]李双义.冷冲模具设计[M].北京:清华大学出版社,2002[18]李雪锋.模具设计与制造实训教程[M].北京:化学工业出版社,2005[19]杨玉英.实用冲压工艺及模具设计手册[M].北京:机械工业出版社,2005[20]翁其金.冲压工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社,2005[21]第四机械工业部标准化研究所.冷压冲模设计[M],1981