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1、江苏食品职业技术学院毕业设计（论文）1目 录1零件及冲压工艺分析21.1 零件工艺分析21.2 方案论证及计算31.3 选择冲压机62 模具总体设计 72.1 选择模具类型 72.2凸模设计 82.3凹模设计 92.4 模具的结构选择 113总结143.1 本冲模的特点143.2 本冲模存在的问题及改进措施144参考文献 15江苏食品职业技术学院毕业设计（论文）21 零件及冲压工艺分析1.1 零件工艺分析本文所设计的冲裁零件是止动件，如图该冲裁件的材料为厚度 2mm 的 A3 钢是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。该冲裁件的材料结构简单，并在转角两处有 R2 圆角，比较适合冲裁，零件图上所有未
2、注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按 IT14 级确定工件的尺寸公差。由工件图可见，该冲压件外形简单，精度要求不高，仅需要一次冲裁加工既可成型，冲压件为大批量生产，质量轻尺寸小，为简化模具制造过程降低生产成本，因而采用单工序。该冲裁件属落料件，选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作。 由表 2.3.3 查得：尺寸 45mm，选 x = 0.5；尺寸 35mm，选 x = 1；其余尺寸均选 x = 0.75。 落料凹模的基本尺寸计算如下：磨损后增大的尺寸 ma 105.42.079).54(1凹b 8.03.0.7341凹c 5.7).51
3、2(41凹落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是 44.79mm，34.75mm，11.75mm，不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值 。mZ246.0inmZmZ360.246.0ain，江苏食品职业技术学院毕业设计（论文）31.2 方案论证及计算在冲压零件的成本中，材料的费用占有相当的比重（普通冲压占 6080 ，多工位级进模依靠高产降低成本，但材料仍占相当比重） ，提高材料利用率是降低冲压零件成本的重要途径，而材料利用率的高低主要取决于冲压零件的排样。同时毛坯排样的结果又是后续的工步排样以及凹模、卸料板等模具零件设计的基础，因此毛坯排样
4、是冲模设计的重要环节。由于工件在条料上的排布方式多种多样，工件几何形状复杂多样，仅仅凭借设计者的经验进行排样几乎不可能得到最佳的材料利用率。随着计算机技术的不断发展，许多学者对毛坯排样优化算法与系统开发进行了研究，提出了加密点逐步移动判定法水平平行线分割法、顶点算法、高度函数法、包络矩形法等各种算法。本文中设计到的冲裁件，排样设计通过查冲压模具设计与制造所得。首先确定两工件间的搭边值：a=2.2mm工件边缘搭边：a=2.5mm步距 S=35+a=37.2mm条料宽度 B=（D+2a）=45+2*2.5=50mm冲裁件面积 A=1027.8一个步距的材料利用率 =(A/BS)*100%=55.3
5、%查板材标准，宜选 900mm*1000mm的钢板每张板可剪材为 18张条料（50mm*1000mm）每张条料可冲 483个工件。故每张板材的利用率为：=(n*A/L*B)*100%=55.2% 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文）4排样图如右图1.2.1压力中心的计算计算压力中心时,先画出凹模型口图,由于工件 Y方向对称,故压力中心 Xo=32.5Yo=(24.73*16.95+11.1*39.45+12*45+11.1*39.45+24.73*16.95)/(24.73+11.1+12+11.1+24.73)=26.84 mmL1=24.73mm Y1=16.95mmL2=11.1mm Y
6、2=39.45mmL3=12mm Y3=45mm L4=11.1mm Y4=39.45mmL5=24.73mm Y5=16.95mm江苏食品职业技术学院毕业设计（论文）5计算时忽略边缘 2-R2圆角由以上计算可知冲压件压力中心坐标为(32.5,13.39)1.2.2 工作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制基本尺寸及分类 冲裁间隙磨损系数 计算公式制造公差 计算结果Dmax = 65(上偏差为0，下偏差为-0.74) Dd=64.63(上偏差为+0.185，下偏差为 0)，相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.2460.36之间Dmax = 24（上偏差为
7、0，下偏差为-0.52）Dd=23.74（上偏差为+0.13，下偏差为 0）同上落料凹模Dmax = 30（上偏差为0，下偏差为-0.52）Zmin=0.246Zmax=0.36Zmax-Zmin=0.36-0.246=0.11mm制作精度为IT14级，故X=0.5Dd=(Dmax-x ) /4Dd=29.74（上偏差为+0.13，下偏差为 0）同上江苏食品职业技术学院毕业设计（论文）61.2.3 工作零件结构尺寸 （1） 落料凹模板尺寸凹模厚度：H=Kb(15mm) （查表 2.9.5得 K=0.28）H=0.28*65=18.2mm凹模边厚度：C(1.52)*H=(1.52)*18.2=(
8、27.336.4)mm 实取 C=27.3mm凹模板边长：L=b+2c=65+2*27.3=119mm查标准 GB/T6743.194：凹模板宽 B=119mm故确定凹模板外形为：125*125*18(mm),将凹模板制作成薄型形式并加空心垫板后实取为：119*119*14（mm）(2)凸凹模尺寸：凸凹模长度：L=h+h+h=16+10+24=50(mm)其中：h增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等）h凸凹模固定板厚度h弹性卸料板厚度凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为 7mm，根据强度要求查冲压模具设计与制造知壁厚为 4.9mm即可，故该凸凹模侧壁强
9、度足够。1.3 选择冲压机该冲压件的排样设计完以后，我们要选择一定的冲压设备。冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量，模具寿命、生产效益及成本等一系列重要问题。在选择冲压设备时需要知道模具的总冲压力，下面就是冲压力的计算：江苏食品职业技术学院毕业设计（论文）7项目分类项 目 公 式 结 果 备 注冲裁力P P=KLt=1.3*215.96*2*450252.67KN L=215.96 =450mpa卸料力P 卸P 卸=KP=0.05*252.6712.63KN 查表 2.6.1 K=0.055推件力P 推P 推=nKP=6*0.055*252.67
10、83.38KN n=h/t=8/1.2=6冲压力总冲压力 P 总P 总=P+ P 卸+ P 推 =252.67+12.36+83.38348.41KN 直接卸料 下出件根据总冲压力 P 总=348.4KN ，模具闭合高度，冲床工作台面尺寸等，并结合现有的设备，选用 J23-63开式双柱可倾冲床，并在工作台面上制备垫板，其主要工艺参数如下：公称压力：630KN滑块行程：130mm行程次数：50 次/分最大闭合高度：360mm连杆调节长度：80mm工作台尺寸（前后*左右）：480*7102模具总体设计2.1选择模具类型（1） 模具类型选择由冲压工艺分析可知，该零件结构简单，知需一次冲裁即可成型。（
11、2） 定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料钉初定距，定位销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定的余量，可以靠操作工目测来定。（3） 卸料、出件方式的选择因为工件厚为 2 毫米，相对较薄，卸料力也比较小，故可以采用弹性卸料。 江苏食品职业技术学院毕业设计（论文）82.2 凸模设计（1） 凸模的结构形式及固定方法由于冲件的形状和尺寸不同，冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式很多。其截面形状有圆形和非圆形；刃口形状有平刃和斜刃等；结构有整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等。凸模的
12、固定方法有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定；粘结剂浇注法固定等。所以凸模形状是非圆形，刃口形状是平刃，结构是整体式，凸模的固定方法是螺钉和销钉固定。（2） 凸模长度计算凸模长度尺寸应根据模具的具体结构，并考虑修磨、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等的需要来确定。凸凹模长度：L=h+h+h=16+10+24=50(mm)其中：h增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等）h凸凹模固定板厚度h弹性卸料板厚度(3) 凸模的强度校核在一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，无须进行强度校核。但对特别细长的凸模或凸模的截面尺寸很小而冲裁的板料厚度较厚时，则必须进行承压能力和抗纵弯曲能力的校核。其目
13、的是检查其凸模的危险断面尺寸和自由长度是否要求，以防止凸模纵向失稳和折断。凸模如图下：江苏食品职业技术学院毕业设计（论文）9R210?34.751.92.3 凹模设计(1) 凹模外形结构及其固定方法凹模类型很多，凹模的外形有圆形和板形；结构有整体式和镶拼式；刃口也有平刃和斜刃。凹模采用螺钉和销钉定位固定时，要保证螺钉（或沉孔）间、螺孔与销孔间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，否则会影响模具寿命。所以凹模外形是板形，结构是整体式，刃口是平刃。（2） 凹模的刃口形式凹模按结构分为整体式和镶拼式凹模。冲裁凹模的刃口形式有直筒形和锥形两种。选用刃口形式时，主要应根据冲裁件的形状、厚度、尺寸精度以
14、及模具的具体结构来决定。（3） 凹模轮廓尺寸的确定冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压的作用。由于凹模结构形式及固定方法不同，受力情况又比较复杂，目前还不能理论方法确定凹模轮廓尺寸。计算如下： H=15mm C=37mm江苏食品职业技术学院毕业设计（论文）10凹模如图下：对与此次设计的冲裁模，加工工艺也是必须要了解的，下面举例落料凸模加工的工艺过程：工序号 工序名称 工序内容1 备料 原料尺寸 1000*900mm 分成条料尺 900*70mm2 热处理 退火3 粗加工毛胚 刨 6 面保证尺寸4 热处理 调质5 磨平面 磨六面，互为直角6 钳工划线 画出各孔位置线7 加工螺钉孔，安装孔按位置加工螺钉孔，销钉孔8 热处理 按热处理工艺，淬火回火达到 5862HRC9 磨平面 精磨上下平面10 线切割 按图线切割，轮廓达到尺寸要求11 钳工精修 全面达到设计要求12 检验 江苏食品职
