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1、中北大学课程设计任务书2013/2014 学年第 一 学期学 院： 信息商务学院 专 业： 材料成型及控制工程 学 生 姓 名： 学 号： 课程设计题目： 左支架冲压工艺分析及冲孔模具设计 起 迄 日 期： 2013 年 12 月 16 日2014 年 1 月 10日 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 下达任务书日期: 2013 年 12 月 16 日1设计目的：掌握冲压工艺及模具设计方法，熟悉冲压模设计过程，将理论知识与实际应用结合起来。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1)根据指导教师提供的零件图纸，进行冲压工艺分析、编制； 2)进行冲压件图的转化
2、； 3)根据冲压件图，进行工艺计算、确定工艺方案，选择合适的挤压设备； 4)设计冲压模，绘出装配图、主要工作零件图； 5)写出设计说明书。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等： 1）冲压模图纸 1 份； 2）冲压课程设计说明书 1 份； 3）冲压工艺卡一份4主要参考文献：1 王树勋等合编 典型模具结构图册 第版 广州：华南理工大学出版社，20052 王孝培主编 冲压手册 第版 北京：机械工业出版社，20053 翁其金等主编 冲压工艺与模具设计 第1版 北京：机械工业出版社，20084 模具设计手册和国家标准：、 冷冲模国家标准5 中国模具工业协会标准件
3、委员会编 中国模具标准件手册 第1版 上海：上海科学普及出版社，19895设计成果形式及要求：1） 左支架冲孔模图纸 1 份； 2） 左支架冲压工艺分析及冲孔模具设计课程设计说明书 1 份； 3） 冲压工艺卡一份6工作计划及进度：2013 年 12 月 16 日下达设计任务书，学生熟悉图纸，对图纸进行分析，查阅相关参考教材及设计手册；12 月 16 日 12 月 20 日 工艺分析、工艺计算及设备选择；12 月 21 日 12 月 24 日 工序图设计；12 月 25 日 12 月 31 日 模具绘制；1 月 2 日 1 月 10 日 编写设计说明书，成绩考核。系主任审查意见：签字： 年 月
4、日中 北 大 学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 中北大学信息商务学院 专 业： 材料成型及控制工程 题 目：左支架冲压工艺分析及冲孔模具设计 指导教师： 2014 年 1 月 2 日目目 录录1.1. 前言前言3 32.2. 冲压模具设计冲压模具设计4 42.12.1 冲压工艺分析冲压工艺分析 4 4 2.22.2 冲压方案的确定冲压方案的确定5 5 2.32.3 零件图的分析零件图的分析5 53.3. 主要参数计算主要参数计算6 63.13.1 模具结构形式的选择与确定模具结构形式的选择与确定6 6 3.23.2 冲压力与压力中心的计算冲压力与压力中心的计算6 6
5、3.33.3 初选压力机初选压力机 7 7 3.43.4 压力中心的计算压力中心的计算 8 84.4. 模具主要零件设计模具主要零件设计8 84.14.1 凸、凹模刃口尺寸的计算凸、凹模刃口尺寸的计算 8 8 4.24.2 定位装置的设计与标准化定位装置的设计与标准化9 9 4.34.3 标准模架的选用标准模架的选用1010 4.44.4 卸料部件的设计与标准化卸料部件的设计与标准化1414 4.4.1 卸料版的设计.14 4.4.2 卸料螺钉的选用.14 4.54.5 压力机的校核压力机的校核 15155.5. 结结 束束 语语15151.1. 前言前言改革开放以来，随着国民经济的高速发展，
6、市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力.虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。冲压模具可以制成圆形、长方形、多边形、和其他不规则形状的薄型
7、零件，如果和其他冲压成形工艺配合，还可以制造形状极为复杂的零件。用落料方法来制造薄型件，生产效率高，节省材料，零件的强度和刚度好，精度较高，其应用范围非常广泛。 本设计中矩形落料件的加工简单，技术要求较低，批量较大，从而降低了生产成本，能够在实际应用中有很高的经济效益。因此也成为冲压件中应用最广泛的零件之一。2. 冲压模具设计冲压模具设计冲压成型工艺及模具设计工艺工件如下图，材料为 08 钢图一 2.12.1 冲压工艺分析冲压工艺分析图示零件材料为 08 钢，适合一般的冲压加工。该零件形状对称、简单，为长方形结构，结构相对比较简单，只有一个10mm 与四个5mm 的孔。此工件有冲孔，冲孔和弯曲
8、三个工序，该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注、生产批量等情况，也符合冲裁的工艺要求，普通冲裁完全可以 满足要求。由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。2.22.2 冲压方案的确定冲压方案的确定 该工件包括落料、拉伸、冲孔三个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，在冲孔，后拉伸。采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔拉伸复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料-拉伸级进冲压。采用级进模生产。方案一的模具结构简单，但需要三道工序三套模具，成本高而且生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需要一副模具，工件的精度及生产效率都高，由于查冲压工
9、艺与模具设计表 2.27 可知材料厚度为 1.5mm 时凸、凹模的许用的最小壁厚为 3.8mm,由图形可知孔边距小于凸、凹模许用最小壁厚，用方案二模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压的速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，且安全性高。通过对比以上方案可知，该工件的冲压生产采用方案三较好。 2.3 零件图的分析零件图的分析本次设计主要为落料模的设计，冲孔工件图如图二所示需要冲孔工艺得出，需一个10mm 与四个5mm 的孔其中，R1=5mm,R2=2.5mm根据落料排样，得出冲孔位置。零件为标准原型冲孔件
10、，其结构简单，因此适合冲裁加工。 冲裁件的内外形尺寸的经济公差精度一般在 IT11 级以下，落料件公差等级 最好在于 IT14 级，当冲裁厚度小于 2mm 的金属板料，其断面粗糙度 Ra 一般可 达 12.5 到 3.2um。3.3. 主要参数计算主要参数计算 3.13.1 模具结构形式的选择与确定模具结构形式的选择与确定1）正倒装结构：根据上述分析，本设计为级进模中的冲孔模设计，为方便 小孔废料的落下，采用正装结构，即冲孔凹模和落料凹模都安排在下模。2）送料方式：因是大批量生产，但工件简单，所以采用手动送料方式比较 好，能够使模具制造简单。3）定位装置：本工件在级进模中尺寸是较小的，又是大批
11、量生产，冲时第 一个工位采用始用挡料销定位，第二个工位采用固定挡料销定位。送料时始用 挡料销与固定挡料销作为粗定距，在凸模上安装一个导正销，利用条料上10mm 的孔做导正销孔进行导正，依此作为条料送进的精确定距。4）导向方式：为了提高模具寿命和工作质量，便于安装调整，该级进模采 用对角导柱模架。5）卸料方式：本模具采用正装结构，冲孔废料和工件留在凹模孔洞中，为 了简化模具结构，可以在下模座中开有通槽，使废料和工件从孔洞中落下。工 件厚度为 1.5 mm，料厚比较厚，为了简化模具结构和达到可靠的卸料力，选用 刚性卸料板来卸下条料废料。3.23.2 冲压力与压力中心的计算冲压力与压力中心的计算 由
12、工件结构和前面所定的冲压方案可知，本工件的冲裁力包括以下部分。 冲10mm 与5mm 孔的力 F1、向下推出10mm 冲孔废料的力 F2、推件力 F3。由刚性卸料板卸条料的废料的力不是压力机提供的，故不用计算在内。考虑到模具刃部被磨损、凸凹模间隙不均匀和波动、材料力学性能及材料 厚度偏差等因素的影响，实际计算冲裁力时按下面公式：bKLtFF冲裁力（N）K系数，一般取 1.3L冲裁周边长度（mm）材料抗剪强度（MPa）b为计算方便，也可按下式估算冲裁力：bLtF材料抗拉强度（MPa）b08 钢的抗拉强度为 295325MPa，取=300MPabmmL2 .94)1054(KNF107.553 .
13、 13005 . 12 .941卸料力 FKFXX推件力 FnKFTT卸料力系数XK推件力系数TK同时卡在凹模内冲裁件数，nthn/查冲压工艺与模具设计得,045. 0XK055. 0TK查冲压工艺与模具设计得 h=6mm,即45 . 1/6/thnKNF124.12107.55055. 042KNF507. 2107.550455. 03由于由刚性卸料板卸条料的废料的力不是压力机提供的，故不用计算在内。工序总力KNFFFF738.64507. 2124.12107.50321总3.33.3 初选压力机初选压力机查冲压与塑料成型设备 ，初选开式压力机型号为 J23-16，该压力机公称压力为 1
14、60KN，滑块行程为 70mm，滑块行程次数为 120 次/min，最大封闭 高度 205mm，封闭高度 45mm，立柱间距 220mm，喉深 160mm，工作台前后 尺寸 300mm，工作台左右尺寸 450mm，垫板尺寸厚度 40mm，垫板尺寸孔径 ，模柄孔尺寸直径、深度 60，最大倾斜角 35，电动机功率mm21040 1.5KW。3.43.4 压力中心的计算压力中心的计算 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，为了保证压力机和模具的正常 工作，应使模具的压力中心与压力机的压力中心滑块中心线重合。否则冲压时 滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨与模具的导向部分不正常的磨损，还会 使合理的间隙得不到保证，从而影响制件的质量和降低模具的寿命，严重的可 能损坏模具。 该模具的结构的制造压力中心与模柄中心线重合，故压力中心点就是几何对称点。若选用坐标系 XOY，即。0, 0ccyx由以上计算可以得出模具的压力中心以便装模时与压力机滑块的中心线相 重合。4.4. 模具主要零件设计模具主要零件设计4.14.1 凸、凹模刃口尺寸的计算凸、凹模刃口尺寸的计算 由于制件结构简单精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制 作
