冲压模设计说明书材料成型及其控制专业.docx

课程设计说明书题目：冲孔落料模具设计姓名：_专业：班级：;指导老师：2O15年1月12日专业课程设计任务书材料成型及控制工程（模具方向）设计题目：冲孔落料模设计任务：设计一简单冲压零件，并根据该零件设计一副冲压模具。制件年产量：50万件完成的任务：1 .冲压工艺过程卡一份；2 .产品零件图一份；3 .冲压模具装配及模具成形零件工程图各一份；4 .设计说明书一份。时间安排：1借资料、产品的结构设计及绘制零件图；（1.5天）2 .确定零件冲压工艺方案，填写冲压工艺过程卡；（1天）3 .零件工艺性分析及冲压工艺方案的确定；毛坯排样方案设计及材料利用率计算；冲裁力及压力中心计算；选择压力设备；模具总体结构设计，包括送料方式、卸料和出件方式、凹模板外形尺寸的计算、其它模板尺寸的确定和模架的选择；凸、凹模零件设计，包括刃口尺寸计算、凸模结构及凹模型腔结构设计；卸料和顶件装置设计；模具结构三维设计。（4天）4 .绘制模具结构装配图、模具成型零件工程图；（2.5天）5 .编写设计说明书；（2天）6 .答辩。（1天）参考书目：1翁其金.冲压工艺及冲模设计M北京：机械工业出版社，20042黄毅宏.模具制造工艺M.北京：机械工业出版社，20043王新华.冲模结构图册M北京：机械工业出版社，20044陈锡栋.实用模具设计简明手册M.北京：机械工业出版社，20015郑家贤.冲压工艺及模具设计实用技术M.北京：机械工业出版社,20056杨玉英.实用冲压工艺模具设计手册M.北京：机械工业出版社，2005目录引.,a11 冲压件工艺性分析22 冲压件工艺方案的分析及确定42.1 排样和搭边的设计42.2 冲压力计算和初选压力机52.3 压力中心的计算62.4 计算凸凹模刃口尺寸72.5 .1落料刃口尺寸计算92.4.2 冲孔刃口尺寸计算112.4.3 凹模孔心距尺寸123冲裁模主要零部件的结构及设计133.1计133.2卸料装置和推件装置的选择133.2.1卸料装置的选择133.2.2推件装置的选择151.3 凸模的设计151.4 凸凹模的设计161.5 定位方式的选择171.6 挡料销的选择171.7 挡料销的选择171.8 导向装置设计181.9 螺钉及销钉的选择184 模架选择205 冲压设备的选择216 模具总装配图22结束语.24致谢25参考文.26引言在现在工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造，锻造，冲压，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。由于采用模具能提高生产效率、节约材料、降低成本，并且可以保证一定的加工质量要求，所以，汽车，飞机、拖拉机电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。随着工业科学技术的，工业产品的品种和数量不断增加，产品的改性换代加快，对产品质量、外观不断提出新的要求，对模具质量的要求也越来越高。，如果模具设计及制造水平落后，产品质量低劣，制造周期长，必将影响产品的更新换代，使产品失去竞争能力，阻碍生产和经济的发展。因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力使其产生分离或塑性变形，从而获得所需的零件的一种压力加工方法。冷冲压在工业生产中应用十分广泛，其加工效率高，且操作方便，易于实现自动化；冲压时模具保证了冲压件的尺寸及形状精度，一般不破坏冲压件的表面质量，而且寿命比较长，所以冲压件质量稳定，互换性好具有“一模一样”的特征；可以加工出尺寸范围比较大、形状复杂的零件，如小到钟表的秒针，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料冷变形硬化效应，冲压件强度和刚度均较高；冲压没有切屑废料的生成，材料的消耗小，且不需要其他的热设备，也是一种省料的加工方法；冲压件陈本较低；但是冲压一般使用的模具具有专用型，有时一个复杂的零件需要数套模具才能加工成型，且模具精度较高，技术要求高，是技术密集型产业，所以只有在冲压件生产批量较大杜锋情况下才能充分的体现从而获得较好的经济效益。1冲压件工艺性分析工件名称：模具名称：倒装式复合模生产批量：大批量（50万件）工件材料：Q235材料厚度：Imm尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸属于自由尺寸，可按ITI2级，零件图如图IT所示，零件尺寸图如图11。2XR325+0.62045零件图图1.1零件图模具的种类和模具的选用原则：根据制件的生产批量决定模具类型。一般来说，小批量生产时，应力求模具结构简单、生产周期短、成本低、宜采用单工序模；大批量生产时，模具费用在冲裁件成本中所占比例相对较小，可选用复合模或级进模。根据制件的尺寸精度要求决定模具类型。复合模的冲压精度高于级进模，而级进模又高于单工序模。根据制件的形状大小和复杂程度决定模具类型。一般情况下，对于大型制件，为便于制造模具并简化模具结构，应采用单工序模；对于小型且形状复杂的制件，常用复合模或级进模。因此，根据工件的的结构和尺寸选择倒装式复合模，结构特点是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。且生产效率高，适用于大批量生产，孔边距大，生产精度要求高的薄制件。2冲压件工艺方案的分析及确定2.1排样和搭边的设计冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法称为排样。排样方案对材料的利用率、冲件质量、生产率、模具结构及寿命等都有重要影响。因此，选择搭边值时应考虑材料的利用率，如：设计合理的排样方案，选择合理的板料规格和合理的裁板法，利用废料制作小零件。搭边值如表2.1所示搭边值表2.1材料厚度t圆形件或圆角r>2t矩形件或边长1<50矩形件边长1>50或r<2t工件间侧面工件间侧面工件间侧面0-0.251.82.02.22.52.83.00.250.51.21.51.82.02.22.50.5-0.81.01.21.51.81.82.00.8-1.20.81.01.21.51.51.81.2-1.61.01.21.51.81.82.0根据零件形状及尺寸取工件间搭边值a=1.2,侧边取搭边值%-1.5mmo零件属于大批量生产，采用自动送料方式。送料布距S=20+1.2=2.2mtn条料宽度见=(O+2+Z):(2-1)B0=(45+2×1.5+。5)几=48.5Z其中。为冲裁件宽度方向的最大尺寸;C为导料板及最宽条料之间的间隙，查表取Z=O.5。(2-2)45x2048.5x21.2×100%材料的利用率=87.6%式中A个布距内工件的有效面积mmH送料布距mmB条料宽度mm排样图2.1如图示条料图图2.1排样图2.2冲压力计算和初选压力机冲裁力是指冲裁是凸模所承受的最大压力。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的需求。冲裁力：F=K1tb(2-3)=1.3X124.8X1X350=56.78KN式中F冲裁力1冲裁周边长度t材料厚度Tb材料抗剪强度(b=350MPa)K系数(一般取K=13)卸料力FX=KXF(2-4)推件力Ft=nKtF(2-5)顶件力Fd=KdF(2-6)式中Kx.Kt、Kd卸料力、推件力、顶件力，如下表示n同时梗塞在在凹模内的工件数式中h凹模洞口的直壁高度t材料厚度表2.2卸料力、推件力及顶件力系数冲裁材料KxKtKd纯铜、黄铜0.02-0.060.03-0.09铝、铝合金0.0250.080.03-0.07钢材料厚度non0-0.10.060.0750.10.14>0.10.50.04500550.0650.08>0.5-2.50.040.050.0500.06>2.56.50.03-0.040.0400.05>6.50.02-0.030.0250.03查表得KKO.045Kd=0.06总冲压力Fz总冲压力是各种冲压工艺的总和，根据不同的模具结构计算，由于本模具采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模，则：Fz=F÷Fx+Fd=56.78+0.045×56.78+0.06x56.78=62.74KN2.3 压力中心的计算冲裁力合力的作用点称为模具的压力中心，模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。对于有模柄的冲模来说，须使压力中心通过模柄的中心线，否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。因为工件是规则矩形，故其压力中心也就是工件的几何中心。其中心相对坐标为：XO=OYO=O图2.3压力中心图2.4 计算凸凹模刃口尺寸因冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类：（1）按凸模及凹模图样分别加工法：它主要用于圆形或简单规则形状的工作，因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。（2）按凸模及凹模配作法加工：常用于冲制复杂形状的冲模。这种加工方法的特点是模具的间隙有配置保证，工艺比较简单，不必校核"+bZg+Zmm的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。表2.4.1初始双面间隙ZmaX、Zn,n材.料厚度t/tnm08、10、3509M2、Q235Q34540、5065MiZminZmaXZminZmaXZminZmaXZminZmaX小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.320