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1、湖北理工学院序号（学号）：2010301301冷冲压工艺与模具设计课程设计说明 书院 系 机电工程学院 专 业 模具设计与制 学 号 2010301301 姓 名 指导教师 201年月 目 录一、制件的工艺性分析.1二、冲裁排样设计及压力中心.2 三、刃口尺寸计算.7 四、冲裁模主要零部件的结构与设计.10 五、 压力机的选取 .17六绘制模具总装配图 .18七总结 .19八参考文献. .20冲孔切断弯曲连续模材料Q195 厚度1.8mm要求大量生产。 一、 制件工艺设计1.1 冲裁件的工艺性分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产
2、率有很大影响，在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。(1) 零件结构形状 零件的外形对称，结构简单；孔虽然是配合孔，但孔的尺寸精度和位置精度都只是一般要求，相对直径比较大；孔壁尺寸也大于1.5t。以上这些条件都适合于冲裁。该零件的冲压包括落料，冲孔，弯曲三道基本工序。其中弯曲工序所于典型形件弯曲。(2) 确定冲压工艺方案 零件冲压生产所需的基本工序只有冲孔、落料两种性质的工序，因此可能的冲压方案有三种：1、全部安培单工序生产；2、使用冲孔落料复合模生产；3、采用级进模生产
3、 由于零件尺寸小、生产批量有比较大，从操作安全、方便以及提高生产率的角度考虑，使用级进模的生产方式显然是最合适的。根据零件的外形和厚度，可采用双侧刃定距、横向送料的级进模冲压方式。（3） 尺寸精度 零件图上、尺寸未标注公差，属自由公差，按IT14级确定工件的公差，其它尺寸已标注公差，按其尺寸精度要求。经查公差表，展开尺寸按“入体原则”标注各尺寸为： 。 展开图 二、 冲裁排样设计2.1 排样方案的确定排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上布置的方法。合理有效的排样有利于保证在最低的材料消耗和高生产率的条件下，得到符合设计技术要求的工件。在冲压生产过程中，保证很低的废料百分率是现代冲压生产重要的技
4、术指标之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生产中，冲压件的年产量达数十万件，甚至数百万件，材料合理利用的经济效益更为突出。保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符合技术要求的零件，同时要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料供应等情况，以选择较为合理的排样方案。根据材料的合理利用情况，条料排样方法可以分为以下三种：（一）有废料排样：冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在搭边废料，冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率低。（二）少废料排样：只在冲件与冲件之间或冲件与条料之间留有搭边值，因受剪裁条料质量和定位误差的影响，其
5、冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凹模带入间隙也影响模具寿命，但材料利用率高，冲模结构简单。（三）无废料排样：冲件与冲件之间或冲件与条料之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件。冲件的质量较差，模具寿命较短，但材料利用率高。采用少、无废料的排样可以简化冲裁模结构，减小冲裁力，提高材料利用率。但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。同时，由于模具单边受力，不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。综上分析，并考虑冲裁零件的形状、尺寸、材料，选取有废料排样。2.2 搭边的选取排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位
6、误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刃”现象或冲裁时会被拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。搭边值的大小与下列因素有关： 材料的力学性能。硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。 工件的形状与尺寸。尺寸大或有尖突的复杂的形状时，搭边要取得大值。 材料厚度。薄材料的搭边值应取的大一些。 送料方式及挡料方式。用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。 材料厚度t圆形件或圆角r2t矩形件或边长L50或r2t工件间侧面工件间侧面工件间侧面00.251.82.02.22.52.83.00.250.51.
7、21.51.82.02.22.50.50.81.01.21.51.81.82.00.81.20.81.01.21.51.51.85.0120.6t0.7t0.7t0.7t0.8t0.8t表2.1 搭边值表由表2.1 确定搭边值根据零件形状两式件间按圆形取工件间搭边值a=2，侧边取搭边值=2.2。2.3送料步距、条料宽度及板料间距计算2.3.1零件展开尺寸的计算 中性层位置确定以后，对于形状比较简单尺寸精度要求不高的弯曲件，可以直接按照下面 方法计算展开尺寸，由于本次设计的零件简单，在此也只介绍简单的展开方法。因为r=200.5t=0.1，一般r0.5t的弯曲称为有圆角半径的弯曲。由于变薄不严重
8、，按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和。L1=L1+L2=(80.520)+3.14a(r+xt)180=(80.520)+3.1490(20+0.51.8)180=92L=3.142R2=62.8L1为坯料展开的最长长度A为弯曲中心角表2-3-1 中性层位移系数x的值rt0.10.20.30.40.50.60.70.811.2x0.210.220.230.240.250.260.280.30.320.33rt1.31.522.5345678x0.340.360.380.390.40.420.440.460.480.50r=20 t=1.8 rt=201.8=1
9、1.118X查表2-3-1取0.52.3.2 送料步距 送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离，用S表示，其值等于冲裁件相应部分宽度加上工件间搭边值a，即S=L+22a=62.8+22=66.8 2.3.3条料宽度及板料间距的计算 条料宽度按下式： B=(D+2a1) （2-1） 其中D为零件展开的横向尺寸，a1为侧搭边值 B=91.9+22.2=96.3考虑到双侧刃所以料宽B取100mm 图2.1 排样图2.4材料利用率（一个步距材料利用率）利用绘图软件的查询功能，查得一个工件的面积为5227.4因此 =5227.4（66.896.3）=81.26%2.5 冲裁力和压力中心的计算2.
10、5.1 冲裁力 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。Q195的区服强度取195MPa，抗拉强度取320MPa，抗剪强度取270MPa用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算： F=KLtb （2-2） =1.3252.941.8270=159.24KN式中 F-冲裁力 L-冲裁周边长度 t-材料厚度b-材料抗剪强度（b=270MPa）K-系数（一般取K=1.3）卸料力 Fx=KxF =4.78KN （2-3）推件力 Ft=nKtF = 12.74 KN（2-4）顶件力 Fd=KdF = 7.96KN （2-5）式中 Kx、Kt、Kd -卸料力、推件力、顶件力,如表2.3所示 n-同时卡在凹模内的工件数量式中 h-凹模内的直刃壁高度 t-板料厚度 表2.3卸料力、推件力及顶件力系数冲裁材料KxKtKd纯铜、黄铜0.020.060.030.09铝、铝合金0.0250.080.030.07钢材料厚度0.10.060.0750.1
