冲压工艺及模具设计课程设计固定夹冲裁模具设计

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1、课 程 设 计课 程 设 计 课程名称_冲压工艺与模具设计课程设计 题目名称固定夹冲裁模具设计 学生学院材料与能源学院_ 专业班级模 具 0801 班 _ 学号 学生姓名 指导教师 2011 年7月 6 日 冲压工艺与模具设计课程设计 第 1 页 共 22 页 目录 任务书(2) 一、 冲压工艺分析(4) 二、 确定工艺方案(4) 三、 计算各工序冲压力和选择冲压设备(6) 四、 模具工作部分设计计算(9) 五、 冲孔模各主要零件结构尺寸(12) 六、 根据要求选择压力机型号(20) 七、 小结(20) 八、 参考文献(21) 冲压工艺与模具设计课程设计 第 2 页 共 22 页 广东工业大学

2、课程设计任务书广东工业大学课程设计任务书 题目名称 固定夹冲压工艺及模具设计 学生学院 材料与能源学院 专业班级 材料成型及控制工程专业模具 0801 班 姓名 李毅珠李毅珠 学号 3108007324 一、课程设计的内容 根据给定的冲压零件图进行产品的冲压工艺分析和比较， 制定合理的冲压工 艺方案，进行有关工艺计算，确定冲压模具的类型和结构，选择冲压设备，绘制 模具的装配图及零件图，编制冲压工艺卡，并撰写设计说明书。 二、课程设计的要求与数据 1. 课程设计时间共 2 周，按时独立完成课程设计任务，符合学校对课程设 计的规范化要求； 2. 绘制所设计模具的装配图和非标件零件图：图纸整洁，布局

3、合理，图样 和标注符合国家标准； 3. 编制冲压工艺卡，撰写设计计算说明书（约 20 页） ：要求公式使用准确， 计算正确，语言流畅，书写工整，插图清晰整齐； 4. 设计说明书与图纸按学校规定装订成册。 三、课程设计应完成的工作 1. 冲压工艺设计：包括分析零件的冲压工艺性，拟订冲压件的工艺方案， 确定合理的排样形式、裁板方法，并计算材料的利用率；确定模具结构 及尺寸等； 2. 根据总冲压力及考虑模具的结构尺寸选择成形设备的型号； 3. 模具结构及其零部件设计：设计一道工序的冲模，绘制冲模总装配图及 主要零件图； 冲压工艺与模具设计课程设计 第 3 页 共 22 页 4. 冲压工艺过程卡片；

4、5. 设计计算说明书。 四、课程设计进程安排 序号设计各阶段内容地点起止日期 1 布置题目，工艺分析与工艺计算 教 1-2056.276.28 2 工艺方案比较与模具结构草图 教 1-2056.296.30 3 绘制模具总装配图 教 1-2057.1 4 绘制零件图，编冲压工艺卡 教 1-2057.47.5 5 编写设计说明书 教 1-2057.67.7 6 答辩，提交所有资料 教 1-2057.77.8 五、应收集的资料及主要参考文献 1 自编. 冲模设计课程设计指导书M. 广东工业大学，2011. 2 自编. 冲模图册M. 广东工业大学，2011. 3 姜奎华主编. 冲压工艺与模具设计M.

5、 北京: 机械工业出版社, 1999. 4 李志刚主编. 中国模具设计大典M. 南昌: 江西科学技术出版社, 2003. 5 罗益旋主编. 最新冲压新工艺新技术及模具设计实用手册M. 长春: 吉林出 版发行集团, 2004. 6 肖景容, 姜奎华主编. 冲压工艺学M. 北京: 机械工业出版社, 2000. 7 郝滨海编著. 冲压模具简明设计手册（第二版）M. 北京:化工工业出版社, 2009. 发出任务书日期： 2011 年 6 月 27 日指导教师签名： 计划完成日期：2011 年 7 月 8日基层教学单位责任人签章： 主管院长签章： 冲压工艺与模具设计课程设计 第 4 页 共 22 页 设

6、计项目设计计算及过程 计算结果 一、冲压件工 艺分析 二、确定工艺 方案 一、冲压件工 艺分析 二、确定工艺 方案 零件简图：如图 1 所示 名称：固定夹 生产批量：大批量 材料：TY21-Y2 要求设计此工件的冲裁模。 图 1 零件图 该零件形状简单、对称。零件外形尺寸无公差要求，即公差等 级为 IT14；4 个圆孔的形位公差要求较高，应用高精度（IT7 级以 上）冲模在一道工序中同时冲出；中间槽的弯曲半径为 R2，相对 弯曲半径 r/t=2/1.2=1.67,而从冲压工艺与模具设计105 页表 3-5 查得材料的最小相对弯曲半径rmin/t=3.0,大于零件的相对弯 曲半径，因此不能一次弯

7、曲成型，要在弯曲后增加一道校正工序。 1、坯料尺寸计算 工件的形状表明，它为弯曲件，而 r=20.5t=0.6，则弯曲前 的坯料在弯曲方向上的长度尺寸按冲压工艺与模具设计101 页式 3-12 计算： L=li+/180（ri+it）i 冲压工艺与模具设计课程设计 第 5 页 共 22 页 设计项目设计计算及过程 计算结果 式中 li各直边尺寸，l1=l2=5.82mm ri各圆弧半径，r1=1mm,r2=2mm i中性层系数，查得1=0.3，2=0.36 t板料厚度，t=1.2mm i各圆弧中心角，1=85，2=169 将数值代人，得毛坯弯曲方向的长度 L=25.82+/180（1+0.31

8、.2）852+/180 （2+0.361.2）169=22.85mm 考虑到弯曲时板料纤维的伸长，经过试床修正，实际尺寸取 L=21mm，则弯曲毛坯的形状尺寸如图 2 图 2 毛坯图 2、确定排样方式 查冲压工艺与模具设计72 页，表 2-13 得撘边值 a=1.2mm， a1=1.5mm，排样如图 3 L=21mm a=1.2mm a1=1.5mm 冲压工艺与模具设计课程设计 第 6 页 共 22 页 设计项目设计计算及过程 计算结果 三、计算各工 序冲压力和选 择冲压设备 三、计算各工 序冲压力和选 择冲压设备 图 3 3、确定工序方案 本工件的全部单工序有落料 25mm21mm，弯曲，校

9、正，冲孔 3.5mm。4 道单工序。 方案一：采用简单模加工。工序顺序为落料，弯曲，校正， 冲孔。生产效率低，但从模具结构和寿命方面考虑，采用单工序 模，能提高模具寿命，同时模具结构简单，操作方便。 方案二：采用复合模结构加工。先对板材坯料进行弯曲，校 正，然后进行落料、冲孔复合加工。落料冲孔复合，减少设备， 生产效率较高。但落料在弯曲后，影响弯曲的精度。 方案三：采用级进模结构加工。冲孔、落料在级进模上进行， 然后进行弯曲、校正。级进模生产效率高，但冲孔在弯曲前，影 响 4 个孔的位置精度。 从首先满足工件精度要求的角度，工序方案选用方案一。 1落料工序 该模具采用弹性卸料和下出料方式，有冲

10、压工序与模具设计 5052 页得 冲压工艺与模具设计课程设计 第 7 页 共 22 页 设计项目设计计算及过程 计算结果 1）落料力 网上查相关资料得=280Mpa F落=KLt =1.3921.2280 =40185.6N 2）推件力 F推n K推F落 20.0540185.6 4018.56 N 4）选用冲压设备 这一工序所需的总压力 F总= F落+ F推 =40185.6+4018.56N =44204.16N=44.2kN 从总压力出发，选用 63kN 的开式压力机。 2弯曲工序 由冲压工艺与模具设计100、101 页得 1)自由弯曲力 F自=CKBt b/(r+t) 式中 C与弯曲形

11、式有关的系数，取 C=0.7 K安装系数，一般取 1.3 B料宽，B=25mm t料厚，t=1.2mm r弯曲半径，由于必须大于材料的最少相对半径，即 r 3.01.2=3.6mm，所以取 r=3.6mm b材料强度极限，查相关资料得b=400MPa 代人式中得 F落=40185.6N F推4018.56N F总=44.2kN 冲压工艺与模具设计课程设计 第 8 页 共 22 页 设计项目设计计算及过程 计算结果 F自=0.71.3251.2 400/（3.6+1.2）=2730N 2）校正弯曲力 F较=pA 式中 p单位面积上的校正力，从冲压工序与模具设计101 页表 3-2 得，取 p=4

12、0MPa A校正面垂直投影面积，A=258.2=205mm 代人式中得 F较=40205=8200N 3）压料力 F压=（0.30.8）F自 取系数为 0.5，得 F压=0.52730=1365N 4）选用冲压设备 按 F较=8200N 选择设备，选用 40kN 开式压力机。 3.校正工序 1）自由弯曲力 校正工序的弯曲半径 r=2mm 则 F自=4095N 2）校正弯曲力 校正工序的校正面垂直投影面积 A=255.5=137.5mm 则 F较=5500N 3） 压料力 F压=2047.5N 4）选用冲压设备 按 F较=5500N 选用 40kN 开式压力机。 4.冲孔工序 1）冲孔力 F自=

13、2730N F较=8200N F压=1365N F自=4095N F较=5500N F压=2047.5N 冲压工艺与模具设计课程设计 第 9 页 共 22 页 设计项目设计计算及过程 计算结果 四、模具工作 部分设计计算 四、模具工作 部分设计计算 F冲=41.33.51.2280=19211.5N 2）卸料力 F卸=K卸F冲 查表 2-2 得 K卸=0.045，则 F卸=0.04519211.5=864.5N 3）推料力 F推=K推F冲 查表 2-2 得 K推=0.055，则 F推=0.05519211.5=1056.6N 4）选用冲压设备 F总=F冲+F卸+F推=19211.5+864.5

14、+1056.6=21132.6N，选取 40kN 的 开式冲压机。 1.落料模 冲模刃口尺寸及公差的计算 查 冲压工序与模具设计 58页表2-6得： Zmax=0.108， Zmin=0.084 Zmax-Zmin=0.108-0.084=0.024 查教材表 2-10 得凸、凹模制造公差 落料： p=0.020,d=0.025 p+d=0.020+0.025=0.045 p+d Zmax-Zmin 采取配合加工方法。 1）凹模尺寸 由冲压工艺与模具设计64 页式 2-11 得 Ad1=（25-0.50.52）+0.025 =24.74+0.025mm F冲=19211.5N F卸=864.5

15、N F推=1056.6N F总=21132.6N Ad1=24.74+0.025m m 冲压工艺与模具设计课程设计 第 10 页 共 22 页 设计项目设计计算及过程 计算结果 Ad2=（21-0.50.52）+0.025 =20.74+0.025mm 2）凸模尺寸 该零件凸模刃口部分尺寸按上述凹模的响应部分尺寸配制，保 证双面间隙值 ZminZmax=0.0840.108mm。凹模尺寸见图 4。 图 4 凹模尺寸图 2.弯曲模 尺寸见图 5 图 5 弯曲模尺寸图 3.校正模 尺寸见图 6 Ad2=20.74+0.025m m 冲压工艺与模具设计课程设计 第 11 页 共 22 页 设计项目设计计算及过程 计算结果 图 6 校正模尺寸图 4.冲孔模 p=0.020,d=0.020 p+d=0.020+0.020=0.040 p+dZmax-Zmin 采取配合加工。 1）凸模尺寸 由冲压工艺与模具设计65 页式 2-16 得 Dp=（3.5+0.50.3）-0.02 =3.65-0.020mm 由式 2-20 得 C1=140.025mm C2=1