模具课程设计说明书(原件)

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1、岳阳职业技术学院1冷冲模设计与制造1课程设计（说明书）题题目目:冲裁件冲裁件模具模具设计设计学生姓名 ：桂志学号 :201023053112专业 : 模具设计与制造指导教师 : 葛立完成日期： 2012 年 5 月 28 日岳阳职业技术学院2冷冲模设计与制造2目目录录第一章 设计任务 .3 第二章 确定工艺方案及模具结构形式. 3 2.1 冲压工艺分析 . 3 2.2 冲压工艺方案的确定 . 4 第三章 模具总体结构的设计. .5 3.1 模具类型的确定. 5 3.2 定位方式的选择. 5 3.3 卸料装置的选择 .5 3.4 导向装置的确定. 5 第四章 排样图设计. .6 4.1 排样相关

2、尺寸的计算 6 4.2 绘制排样图 . 6 第五章 主要工艺计算. . 7 5.1 压力中心的计算 7 5.2 冲压力的计算 .8 5.3 工作零件刃口尺寸计算. .10 第六章 主要零件结构尺寸的设计 . 10 6.1 凹模结构的设计. . 11 6.2 冲孔凸模结构的设计 12 6.3 凸凹模结构的设计13 6.4 定位零件的设计. . 14 6.5 弹簧的设计. .14 6.6 凸凹模尺寸确定 . 17 6.7 卸料螺钉的设计 17 6.8 卸料装置的设计 . 17 6.9 模柄的确定 . . 17 6.10 上垫板的确定 . 17 6.11 刚性推件装置的确定 17 6.12 凸模固定

3、板的确定 17 6.13 凸凹模固定板的确定 . 18 第七章 模架及其它零件的设计. . . 19 第八章 冲压设备的选用 . .20 8.1 压力机的选择 .20 8.2 模具的闭合高度的计算 . 21 第九章 固定方式的确定. 22 9.1 凸和凹模的固定 22 9.2 确定装配基准. .23 第十章 绘制模具装配图 . . . 24岳阳职业技术学院3冷冲模设计与制造3第一章第一章设计任务设计任务冲压工艺及模具设计（机械零件见附图）第二章第二章确定工艺方案及模具结构形式确定工艺方案及模具结构形式2、1 冲压工艺分析冲压工艺分析1、(1) 零件材料、尺寸公差要求此工件材料为 T10A，具有

4、良好的冲压性能，适合冲裁。（2）零件尺寸精度岳阳职业技术学院4冷冲模设计与制造4工件结构相对简单，只有落料和冲孔两个工序。将外形视为落料，需要冲的孔有 2 个16mm 的孔。落料可看作 IT11 级，冲孔可按 IT10 级，尺寸精度一般普通冲裁能满足要求。2、零件的形状、结构及冲压工艺性（1）该零件属于平板冲裁件，有两个直径为 16mm 的孔。（2）零件的材料厚度 t=1.5mm，且材料塑性较好，适于冲裁。（3）一般冲孔模冲压材料 45 的最小孔径 d 大于等于 1.0t，t=1.5mm，d 大于等于 1.5。零件孔径为 16mm，所以符合要求。（4）孔与孔，孔与工件边缘之间的最小壁厚均大于

5、2t。综上所述，此零件可用冷冲压加工成型。2、2 冲压工艺方案的确定冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案：1方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产。2方案二：先冲孔再落料，连续冲压，采用级进模生产。3方案三：落料冲孔复合，采用复合模生产。 。进行比较：方案一模具结构简单，但需两道工序和两副模具，成本较高，而生产效率低。方案二级进模是一种多工序，效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸大，岳阳职业技术学院5冷冲模设计与制造5制造复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。方案三只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都讷讷个满足，模具轮廓尺寸较小，模具的制造

6、成本不高。故满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，同时考虑到加工的经济性。该件的冲压生产采用方案三为佳。第三章第三章模具总体结构的设计模具总体结构的设计3 3、1 1 模具类型的确定由冲压工艺分析可知，采用冲孔落料复合模。复合模有两种结构形式，正装式和倒装式。考虑到工件成型后脱模的难易，选用倒装式复合模。上摸加装一副推件装置。3、2 定位方式的选择定位方式的选择因为该模具选用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，控制条料的送进步距采用弹簧弹顶的活动挡料销来定步距。 第一件的冲压位置可以靠操作工人目测来确定。3、3 卸料装置的选择卸料装置的选择该模具复合模，材料厚度为 1.5mm，推件力比较

7、大，用弹性装置取出工件不太容易，且对弹力要求高，不易使用。而采用推件块，利用模具开模力来推出工件，既安全又可靠。故选择刚性推件弹性卸料的复合卸料方式。岳阳职业技术学院6冷冲模设计与制造63、4 导向装置的确定导向装置的确定为了提高模具的寿命和工件的质量，方便安装和调整，该复合模采用导柱来导向，同时考虑到进料的方便性，所以应采用对角导柱形式。第四章第四章排样图设计排样图设计4、1 排样相关尺寸的计算排样相关尺寸的计算A 查表 2.15，取最小搭边值：a1=1.5mm，a=1.8mm，考虑压边取 a1=3mm，a=2mm。B 送料步距 h=D+a1=83mm。C 按无侧压条料宽度计算公式，查表 2

8、.9 和 2.8 可以确定条料与导料销的间隙和条料宽度偏差分别为 b。=0.8mm，=1.0mm。条料宽度 B=（l+2a+b。）0 - .=64.80 -1mm4、2 绘制排样图绘制排样图计算材料利用率 材料利用率计算的通用公式A/LB=n100得=60*80/(64.8*83)*100%=89.2%式中 A冲裁件的面积；岳阳职业技术学院7冷冲模设计与制造7n一板料的冲件数目；B板料宽度（mm） ；L板料长度（mm） 。经计算可知用如图排样方法节省材料，利用率高。排样图如下图：第五章第五章主要工艺计算主要工艺计算岳阳职业技术学院8冷冲模设计与制造85、1 压力中心的计算压力中心的计算由于该零

9、件为左右上下对称，压力中心在其几何中心。5、2 冲压力的计算冲压力的计算冲裁力 F 冲由落料时的冲裁力 F1 和冲孔时的冲裁力 F2 组成。冲裁力可由公式 F=Ltb计算式中：L冲裁周边长度（mm） ；b材料的抗拉强度（Mpa） ；t材料的厚度（mm） 。推件力 Ft= n K（Fc1+Fc2） ；式中 K系数，由文献1中表 2-11 可得 K=0.055冲压工艺总力 Fo = Ft+ Fc1+Fc2计算结果见表 2表 2条料及冲压力的相关计算项目分类项目公式结果备注冲压力冲裁力 Fc1F=Ltb252KNt=1.5 b=600MPL=280岳阳职业技术学院9冷冲模设计与制造9冲裁力 Fc2F

10、=Ltb90.4KNt=1.5 b=600MPL=100.5推件力 FtFt= n KFc2；n=29.95KNK=0.055卸料力 FxFx=kFc112.6KNK=0.05冲压工艺总力 FoFo=Ft+Fc1+Fc2+ Fx365 KN冲压设备拟选 J23-40 开式双柱可倾式压力机。5、3 工作零件刃口尺寸计算工作零件刃口尺寸计算凸模和凹模刃口尺寸和公差，直接影响冲载件的尺寸精度，模具合理的间隙值也是靠模具的刃口尺寸和公差来保证，因此要进行刃口相关尺寸的计算。因工作零件的形状对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴

11、度，使装配工作简化。具体计算见表 3。表 3 工作零件刃口尺寸计算项目分类尺寸转换计算公式结果备注落料ad=800.07A=（Amax-x）+0ad=79.93+0.040查 设 计 手 册 得， 冲 裁 双 面 间 隙岳阳职业技术学院10冷冲模设计与制造10Zmax=0.31mm Zmin=0.27mm 磨 损 系 数 x1=0.75， x2=0.75 模 具 按 IT11 级 制造，校核满 足b+d （Zmax-Zmin）bd=600.005B=（Bmin-x）0 -.bd=59.995冲孔16+0.04 0dp=(d+x)0 -pdd=(dp+Zmin)0+ddp=16.030-0.01

12、0 dd=16.30+0.0150孔心距42420.08Ld=L/16420.005第六章第六章主要零件结构尺寸的设计主要零件结构尺寸的设计6 6、1 1 凹模结构的设计凹模结构的设计凹模可采用整体凹模，其轮廓尺寸可计算：凹模厚度H=kb=(0.220.28)* 80,但考虑到凸模和固定板的长度取 H=20mm。凹模壁厚c=（1.52）H=3040 取 c=35mm。凹模宽度B=l+2c=（60+2*35）mm=130mm 取 160mm。凹模长度L=步距+2c=82+2*35=152mm 取 200mm。查 JB/T80501999岳阳职业技术学院11冷冲模设计与制造11凹模轮廓尺寸为 20

13、0mm*160mm*20mm。凹模采用 T10A 加工，要求淬火达到 6062HRC。结构如下图：6 6、2 2 冲孔凸模结构的设计冲孔凸模结构的设计因为所冲的孔都是圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以采用台阶型，一方面便于加工，另一方面又便于装备和更换。凸模长度与凸模估计板和岳阳职业技术学院12冷冲模设计与制造12推件板厚度有关，可根据 L=H1+H2+A 计算，即 L=H1+H2+A=20+15+5=40mm。 尺寸与结构如下图。 凸模采用 T10A 加工，要求淬火达到 6062HRC。 头部回火同样达到 4050HRC。 该凸模不属于细长杆，满足强度要求。冲孔凸模结构图6.36.

14、3 凸凹模结构的设计凸凹模结构的设计如图：岳阳职业技术学院13冷冲模设计与制造136 6、4 4 定位零件的设计定位零件的设计结合本套模具的具体结构，考虑到工件的形状，设置一个6 活动挡销和两个8 的活动导料销。挡销和导销下面分别采用压缩弹簧，在开模时，弹簧恢复弹力把挡料销顶起，使它处于工作状态，旁边的导料销也一起工作。卸料板的周界尺寸与凹模周界尺寸相同，厚度为 20mm，材料为 45 钢，淬火硬度为 4348HRC。岳阳职业技术学院14冷冲模设计与制造146 6、5 5 弹簧的确定弹簧的确定：已知 t=1.5mm，冲裁卸料力 F=12.6KN，拟选 8 个弹簧，每个弹簧预压力FoF/n=1.

15、575，查表 9-32，初选弹簧规格为 d=6mm,D=30mm，ho=60mm,Fj=1700N,hj=13.1mm,n=7,f=1.88,t=7.8mm.其中 d 为材料直径，D 为弹簧大径，Fj 为工作极限负荷，n 为 有效圈数，t 为带距。总压缩H=Fo/Fj*hj=12.1hj,弹簧适用。6 6、6 6 凸凹模尺寸确定凸凹模尺寸确定当采用倒装复合模时，凸凹模尺寸计算如下：H 凸凹=h1+h2+t+h=20+15+1.5+0.5=47mm。式中，h1 为卸料板厚度，其值为（0.81.0）倍的凹模厚度，取为 20mm；h2 为凸凹模固定板厚度，其值为凹模厚度的 0.60.8，取为 15m

16、m；t 为卸料板与固定板的安全高度，取 10.5mm。因凸凹模为模具设计中的配作件，所以应保证冲孔凸模和落落凹模的双边合理间隙 Zmin。依料厚 1.5mm，最小壁厚为 3.8mm。6 6、7 7 卸料螺钉的设计卸料螺钉的设计卸料板采用 8 个 M10 的螺钉固定，长度 L=h1+h2+a=34+8+15=57mm，其中 h1为弹簧的安装高度，h2 为卸料板工作行程；a 为凸凹模固定板厚度。岳阳职业技术学院15冷冲模设计与制造156 6、8 8 卸料装置的设计卸料装置的设计卸料板周界尺寸与凹模周界尺寸相同，厚度为 20mm。卸料板采用 45 钢制造，淬火硬度为 4348HRC。卸料板6 6、9 9 模柄的确定通过查找手册确定选用凸缘式 B 型模柄，查表 9-43冲压模具课程