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1、南昌航空大学课程设计课程设计说明书 目录1 冲压工艺分析41.1 冲裁件的结构工艺性41.2 零件尺寸精度与表面粗糙度分析41.3 零件材料分析51.4 冲压加工的工艺分析53 工艺尺寸计算63.1排样、计算条料宽度及确定步距63.2 冲裁力的计算93.3 压力中心的计算93.4 刃口尺寸的计算114 模具零件设计124.1 卸料板的设计124.2 弹性元件橡胶的设计124.3 落料凹模134.4 模架的选择14 4.5 凸凹模固定板，凸模固定板厚度15 4.6 凸模的设计164.7 凸凹模的设计175 参考资料186 附录：18课题材料08钢，料厚2mm，生产批量，小批量图1零件尺寸1 冲压
2、工艺分析1.1 冲裁件的结构工艺性 由零件图可知，该零件结构简单，呈T行，上下对称，可采用少废料排样。零件内部有两个较大直径的孔，零件外形存在清角。无悬臂和窄槽。两孔的尺寸d1.0t，两孔之间的间距d11.5t，两圆孔的孔边距k1.5t。符合工艺性。 、 图2两件尺寸1.2 零件尺寸精度与表面粗糙度分析工件为图一冲孔落料件，材料厚度为2毫米，冲裁件尺寸较大。零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由公差，可按IT14级确定工件尺寸的公差。通过普通冲裁即可达到零件精度要求。1.3 零件材料分析材料为08钢，厚度t=2mm材质为极软的碳素钢，。抗拉强度 b (MPa)：325，屈服强度 s (MPa)：
3、195，抗剪切强度（MPa)260。其强度、硬度较低，而韧性、塑性却较高，适合冲裁。图3材料性能1.4 冲压加工的工艺分析根据工件的形状、尺寸、精度分析，孔的直径寸，孔边距等，都能满足冲裁加工工艺要求。但为了提高模具寿命，建议将所有90清角改为R1的圆角。结论：综合以上材料性能、零件结构、尺寸精度的分析，该零件可以采用普通冲裁的方法获得。2 冲裁工艺方案的确定该工件冲压生产所需要的冲压工序为落料、冲孔工序。可初选有以下几种方案：方案一：采用落料、冲孔两个单工序进行生产。方案二：采用冲孔、落料复合的多工序进行生产。方案三：采用冲孔、落料连续的多工序进行生产。各方案的分析：方案一：单工序模，先冲孔
4、再落料保证一定的精度，但主要适用于生产量较小或单件生产，生产率较低，且多了一模具，生产周期长。方案二：采用复合模具，模具结构比较一方案复杂，避免了多次定位的结构，并在冲裁过程中可以压料，工件较平整，较单工序模缩短生产周期。方案三: 方案三优点是冲压生产过程易于实现机械化和自动化，生产效率较高。但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高；与第二种方案比生产的零件精度稍差 欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂综上分析：通过上面的比较对比，本零件选用第二种方案复合模比较合适。3 工艺尺寸计算3.1排样、计算条料宽度及确定步距一般而言，排样
5、原则有：a.提高材料利用率。对冲压件来说，由于产量大，冲压生产效率高，原材料费用常会占到冲件总成本的 60%以上，所以材料利用率是是一项很重要的经济指标；b.使工人操作方便、安全，减轻工人的劳动强度，保证有较高的生产效率。应尽量选条 料宽、进距小的排样方法； c.使模具结构简单，模具寿命较高；d.排样应保证冲压件的质量。 由于本零件小批量生产，同时根据零件形状，比较可知应采用单排的有废料排样方法最合适。08钢属于低碳钢，查表得出搭边数值：工件件间，沿边：。方案一图4拍样图采用无侧压导料装置:条料宽度：B：条料标称宽度D：工件垂直送料方向最大尺寸：条料宽度公差 查表取值为0.8：条料与导料板间的
6、间隙 查表取值为0.5由此可以得出条料宽为 =50.8+2(2.5+0.8)+0.5-0.8=冲裁面积S=7370.58进距：A=B+a=162.6+2.2=164.8一个步距材料利用率方案二：图5拍样图采用无侧压导料装置:条料宽度：B：条料标称宽度D：工件垂直送料方向最大尺寸：条料宽度公差 查表取值为1.0：条料与导料板间的间隙 查表取值为1.0由此可以得出条料宽为 =162.6+2(2.5+1.0)+1.0-1.0=冲裁面积S=7370.58进距：A=B+a=50.8+2.2=53.0一个步距材料利用率结论：综上所述，方案一与方案二相比较，方案二的材料利用率比方案一高，所以方案二较佳，选择
7、方案二排样。3.2 冲裁力的计算 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。冲压力的计算该模具采用倒装式复合模，拟选弹性卸料，刚性出件。平刃口冲裁模的冲裁力F一般按下式计算。：冲裁力（N）：系数系数K是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨 损板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数，一般取K=1.3。：冲裁周边长度（mm）：材料厚度（mm）材料抗剪强度（MPa）查表材料08钢得。取=300MP。冲孔冲裁力： 落料冲裁力：推件力：=n，经查表h取值为1.4，. 卸料力：=，经过查表=0.05. KN对于总压力：=+=55.1+332.9+
8、21.2+16.6=421.8KN压力机公称压力的确定：对于冲裁工序，压力机的公称压力应大于或等于冲裁时总压力的1.11.3倍。结论：初选压力机为：J23-63 3.3 压力中心的计算 模具压力中心是诸冲压合力作用点的位置，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。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。模具的压力中心，可按以下原则来确定(1)对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁的几何中心。(2)工件形状相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。(3)各分力对某坐
9、标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置0,0（x=0，y=0），即为所求模具的压力中心。 对于该零件坐标原点建于右下角. 由于零件上下对称所以压力中心位置如图： 图6压力中心3.4 刃口尺寸的计算由互换性与技术测量 公差采用IT14，落料件采用基轴制，冲孔件采用基孔制。查公差表，各个尺寸如下 落料时以凹模为基准件来配作凸模，在使用过程中凹模刃口的磨损。尺寸有变大变小和不变这三种。（1） 凹模磨损后变大的尺寸变大的尺寸有： 按一般落料凹模尺寸公式计算，查表得出X=0.5,制造公差取。（2） 凹模磨损后变小的尺寸有： 按一般冲孔凸模尺寸公式计算，因它在凹模上相当于冲
10、孔凸模尺寸，查表得出X=0.5，制造公差取。（3）凹模磨损后无变化的尺寸：4 模具零件设计4.1 卸料板的设计卸料装置一般是弹性的,其基本零件是卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成，弹性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的0.60.8倍。卸料螺钉一般采用标准的阶梯形螺钉，其数量按卸料板形状与大小确定，卸料板为圆形时常用34个，为矩形时一般用46个。卸料螺钉的直径大小可选 812mm，各卸料螺钉的长度应一致，以保证卸料板水平和均匀卸料。弹性卸料装置依靠弹簧或橡皮的弹力来卸料，卸较力不太大，但冲压时可兼起压料的作用。 采用倒装模，凹模的宽度为150，冲裁件的厚度为2
11、mm,查冲压模具标准件选用与设计选用的卸料板的厚度为12mm,卸料办的尺寸为，材料为45。图7卸料板4.2 弹性元件橡胶的设计因为工件料厚为2.0mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。 由于橡胶允许承受的载荷较大，安装灵活方便，因而是冲裁模中常见的弹性元件。普通橡胶即可达到所需要的要求。假设数量为n=1橡胶的自由高度：橡胶的自由高度：卸料板工作行程：为凸凹模凹进卸料板的深度，取1mm。为凸凹模冲载后进入凹模的深度,取3mm。t为材料厚度，取2mm。橡胶工作行程 为凸凹模修磨量，取5.0mm橡胶的自由高度：确定橡胶的预压缩量橡胶的装模高度约为： mm，取33mm.4.3 落料凹模(1
12、) 凹模厚度： （其计算结果大于或等于15mm）其中b冲压件最大外形尺寸：k系数，考虑板材厚度的影响，其值可查表k取值为0.2。凹模的厚度：H取值为33mm.(2) 凹模壁厚 ，因为模具结构简单所以C取最小值50mm.(3) 凹模的宽度 50+250=150mm(4) 凹模的长度 L=162+250=262mm 取275mm。 所以，凹模轮廓尺寸为 图8落料凹模4.4 模架的选择模具采用后置导柱模具，根据上面凹模的计算结果，查冲压模具标准件选用与设计，模架规格为：上模座31520045，数量1；下模座31520055，数量1；导柱35180，数量2；导套3511543，数量2。最小闭合高度19
13、0，最大闭合高度230。图9模架三维图4.5 凸凹模固定板，凸模固定板厚度查冲压模具标准件选用与设计可以得出凸凹模固定板的的厚度初选为25，凸模固定板的厚度初选为25。图10凸模固定板图11凸凹模固定板4.6 凸模的设计冲孔凸模设计成台肩式。其总长L可按下公式计算： L-凸模长度h1-凸模固定板厚度h2-落料凹模厚度t-材料厚度图12凸模一图13凸模二4.7 凸凹模的设计凸凹模总长：凸凹模固定板厚度橡胶厚度卸料板厚度T:零件厚度 取凸凹模的长度为75mm图14凸凹模5 参考资料1 姜奎华.冲压工艺与模具设计. 机械工业出版社2 编委会. 中国模具设计大典.江西科学技术出版社3 张正修.冲模结构设计方法、要点及实例.机械工业出版社4 洪慎章.实用冲模设计与制造. 机械工业出版社5 王新华、陈登.简明冲模设计手册. 机械工业出版社6 附录：001凸模1002凸模2003凹模004凸凹模005凸模固定板006凸凹模固定板（需要CAD图纸的同学请进入我的文库下载，有全套图纸）007卸料板008装配图18
