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1、长 春 工 业 大 学课 程 设 计 说 明 书课程设计名称冲压成形工艺与模具设计课 程 设 计专业机械工程及其自动化（模具）班级 学生姓名 指导教师 2015年 12 月 29 日目录1、设计目的、任务32、工艺分析4 2.1零件功能4 2.2尺寸及精度4 2.3结构分析4 2.4材料分析42.5工艺分析4 2.6拟定工艺方案5 2.7模具的结构形式分析53、排样与搭边设计64、工艺力计算7 4.1冲裁力7 4.2卸料力7 4.3推件力7 4.4冲压工艺力总和75、压力机的选择86、工序工艺尺寸计算97、压力中心计算108、冲模设计10 8.1、凸凹模设计11 8.2模架的选择13 8.3卸
2、料板的设计14 8.4凸模固定板的设计158.5紧固零件的选择15 8.6弹簧的选用-169、模具装配 17 9.1 冲模装配的技术要求17 9.2 冲模的装配方法17 9.3 冲模的装配工艺过程17 9.4 冲模的调试19 9.5 冲模的安装1910、设计总结2111、参考资料221、设计目的、任务课程设计是在学习专业基础课程的基础上，综合运用所学知识，进行模具设计的基本训练过程。目的是帮助学生具体运用和巩固冲压工艺与模具设计课程及相关的理论知识，了解设计冲压模具的一般程序。使学生能够熟练地运用有关技术资料，如冷冲模国家标准、模具设计与制造简明手册、冷冲压模具结构图册及其它有关规范等。训练学
3、生初步设计冷冲压模具的能力，为以后的工作打下初步基础。设计内容为应用所学冲压工艺学和冲模设计知识，结合给定产品零件图纸，设计一套典型的落料冲孔复合模具，并完成相应技术文件。图1该制件名称为支板，其技术要求为： 1.本产品为落料冲孔件，材料为20钢，厚度为0.8mm； 2.工件对公差要求不高，未注尺寸公差按IT14级制造； 3.工件外观必须平顺，毛边物等均需去除； 4.大批量生产。2、工艺分析2.1零件功能 该零件整体属于落料冲孔件，大批量生产，可以作为其他零件的支板。 2.2尺寸及精度 该零件加工要求不高，采用IT14级精度，普通冲裁可满足要求。2.3结构分析 该零件为落料冲孔件，结构较为简单
4、，整体形状由落料得到，零件右上方为一个冲孔。该孔的尺寸为7.5mm，满足冲裁最小孔径dmin1.0t=0.8mm的要求。孔距已拉伸边之间的最小孔边距为3.75mm，满足冲裁最小孔边距lmin2t=1.6mm的要求。所以，该零件的结构满足冲裁要求。2.4材料分析 20钢的20是指含碳量，含碳量为0.2%，属于低碳钢。钢中含碳量越高其韧性越差，铁中含碳量越高其韧性越好。该钢属于优质低碳碳素钢，冷挤压、渗碳淬硬钢。该钢强度低，韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度为253-500MPa，伸长率24%，具有较好的冲压成形性能。2.5工艺分析 零件整体形状简单、对称，直线、曲线的连接处为圆角过渡。其主要的形状
5、、尺寸可以由冲裁和冲孔工序获得。且选用20号钢，其弯曲半径均大于该种材料的最小弯曲半径，且工件精度要求不高，不需要校形。因此，该零件可以用冷冲压加工成形。 2.6拟定工艺方案 该零件包括落料，冲孔多道工序，可以采用以下三种方案进行加工。方案一：采用单工序模生产。方案二：采用复合模生产。方案三：采用级进模生产。 方案一为单工序模，模具简单，但需要多道工序，多副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二为复合模，只需一副模具，冲压件的行位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高，尽管模具结构较方案一较复杂，但由于零件的几何形状简单，模具制造并不困难。方案三为连续级进模。虽然也只
6、需要一副模具，生产效率也很高，但与方案二相比较生产的零件精度不高，欲保证零件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造装配略复杂。因此在分析三个方案以后，和大批量生产工件等多个方面因素考虑，采用方案二生产最佳，即复合模生产。2.7模具的结构形式分析根据零件的冲裁工艺方案，采用倒装式复合模。倒装式复合模通常采用刚性推件装置把卡在凹模中的冲件推下，刚性卸料装置由打杆、推板、连接推杆和推件块组成。冲孔废料直接由冲孔凸模从凸、凹模内孔推下，无顶件装置，结构简单，操作方便。3、排样与搭边设计本设计采用直对排形式，如图3-1所示。图3-1由排样图，查表3-9知搭边值a=1.2mm，b=1.0mm 式中
7、侧面搭边值 冲件之间的搭边值1）导料板之间无侧压装置时条料宽度：2）导料板间距离：（C值表3-12）3）送料步距：4）裁板方法板料规格选用0.8mm1000mm500mm，每张钢板裁板条数n1:取11每条裁板上的工件数：取21每张钢板上的工件总数：5）材料利用率 4、工艺力计算4.1冲裁力 - 冲裁力，N； - 冲裁周边长度，mm； - 材料厚度，mm； - 系数。取1.3。 - 材料抗剪强度，MPa；查冲压成形工艺与模具设计附录2，因为材料为20钢，故取=350MPa。（1）外形落料冲裁力 L161mm F=1.31613500.8=58.6KN（2）切边冲裁力 L1=7.53.142=47
8、.1mm F1=1.347.13500.8=17.1KN（3）总的力为Fz=58.6+17.1=75.7KN4.2卸料力 - 卸料力系数，查冲压成形工艺与模具设计表取0.05， 4.3推件力 - 推件力系数，查冲压成形工艺与模具设计表取0.55， - 同时卡在凹模内的冲裁件（或废料数），取1。 4.4冲压工艺力总和采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模 5、压力机的选择根据总冲压力121.13KN，故选择公称压力为160KN的开式双柱可倾压力机就能满足生产要求。型号为JH23-16，具体数据如下。型号JH23-16单位公称力160KN滑块行程50mm滑块行程次数150次/min最大闭合高度220
9、mm最大装模高度180mm闭合高度调节量45mm工作台尺寸前后300mm左右450mm垫板尺寸厚度40mm孔径210mm模柄孔尺寸直径40mm深度60mm电机功率1.5KW模具的闭合高度计算 H=20+10+15+（20-5-0.8）+15+10+20=104.2符合要求6、工序工艺尺寸计算冲裁刃口尺寸，冲裁模初始间隙值，查冲压成形工艺与模具设计表3-5，取， 则。 磨损系数x，查冲压成形工艺与模具设计表3-7。孔7.5mm，取x=0.75；45mm,x=1；33mm,x=0.5。凸凹模制造公差按IT6和IT7级设计。冲孔： 校核 （不满足间隙公差条件）取 故 落料件： 校核 （不满足间隙公差
10、条件）取 故 7、压力中心计算模具压力中心是指冲压时各个冲压部分冲压力合力的作用点。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。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。 冲模的压力中心，可按下述原则来确定：（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中点。（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。（3）冲裁形状复杂的零件或多凸模的零件时，其压力中心可
11、以通过解析计算法求出。 现在需要冲孔的零件是一个非对称件，其压力中心就是其几何中心。8、 冲模设计模具结构组成工作零件 直接对坯料、板料进行冲压加工的冲模零件如冲孔凸模、落料凹模；定位零件 确定坯料在冲模中正确位置的零件，如导料销和挡料销；卸料及压料零件 将冲切后的零件或废料从模具中卸下来的零件，如卸料板；导向零件 用以确定上下模的相对位置，保证运动导向精度的零件，如导柱导套；支撑零件 将凸模、凹模固定于上、下模上，以及将上下模固定在压力机上的零件，如上模座、下模座等；连接零件 把模具上所有的零件连接成一个整体的零件，如螺钉、销钉等。8.1、凸凹模设计1、具有落料凹模，冲孔凸模作用的凸凹模，结
12、构如8-1所示当材料厚度t=0.8mm时,查宛强表3-24得K=0.35凸凹模厚度H=Kb=0.3045=13.5mm 取H=15mm则凸凹模外形尺寸=80x100x15图8-12、具有落料凸模，冲孔凹模作用的凸凹模，结构如8-2所示 凸模是以外形为工作表面的零件，是冲模中直接成形冲压件的凸形工作零件。 冷冲模的凸模结构主要包含两部分，即工作部分和安装部分。工作部分是直接完成冲压加工的部位，安装部分是通过固定板安装在模座上。通常凸模都设计为整体式。凸凹模长度=30mm 凸凹模工作部分=20mm 图8-28.2模架的选择后侧导柱模架的特点是导柱装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便，但由于偏心载荷
13、的作用将加剧导向装置以及凸、凹模之间的磨损，从而影响磨具寿命。次模架一般用于较小的冲模。模架：选用后侧导柱模架凹模周界：140mm，闭合高度：90130mm；上模座：14020；下模座： 14020；导柱： 2090； 导套： 202365； 得到的模架如下图8-3所示 图8-38.3卸料板的设计卸料板包括刚性卸料板和弹性卸料板两种形式，通过螺钉、弹簧固定在模板上。弹性卸料板的卸料力较小，但在冲压成型过程中还能起到压料作用，冲裁质量较好，多用于薄板的卸料。采用弹性卸料板时，工作空间敞开，操作方便，生产效率较高。弹性卸料板载冲压前对毛坯有预压作用，冲压后也可以是冲压件平稳卸料。如图8-4所示弹性卸料板的选择：（1） 卸料板作为凸模导向，卸料板孔与凸模按H7/h6配合（2） 卸料板底部高出凸模底面的尺寸为0.
