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1、钣金成形课程设计说明书1042制件工艺分析与模具设计 院系 航空航天工程学部（院） 专业 飞行器制造工程 班号 学号 姓名 指导教师 沈阳航空航天大学2011年12月1日- 1 -沈阳航空航天大学课程设计说明书 沈 阳 航 空 航 天 大 学钣金成形课程设计任务书航空航天工程学部 学院 飞行器制造工程 专业班级 姓名 课程设计题目： 1042制件工艺分析与模具设计 课程设计时间： 2011 年 11 月 21 日起至 2011 年 12 月 02 日课程设计的内容及要求：（一） 基本内容： 1、 学会查阅资料和有关手册； 2、 按要求绘制被加工件零件图A4一张； 3、 对所给零件进行成形工艺分
2、析，拟定最佳成形工艺方案并进行工艺设计、计算； 4、 合理地选择模具结构，进行有关的结构设计和计算； 5、 能够正确地进行凸、凹模工作尺寸计算和尺寸标注； 6、 正确地选择压力机设备，进行有关使用参数的校核和计算； 7、 按照有关国家标准正确地绘制模具装配图及非标准件零件图（总量不少于一张0图纸）： 8、 编写课程设计说明书（正文字数不少于3500字）；（二）基本要求： 1、 借阅参考资料。独立完成零件工艺分析及资料收集工作； 2、 模具结构类型合理，尺寸计算正确；3、 绘制的模具装配图及零件图符合国家机械制图标准规定； 4、 设备选择合理实用； 5、 设计说明书思路清晰；（三）主要参考书：
3、1、 田嘉生. 冷冲模设计基础. 航空工业出版社，1994. 2、 虞传宝. 冷冲压及塑料成型工艺模具设计资料. 机械工业出版社，1993. 3、 许发樾. 模具标准应用手册. 机械工业出版社，1994. 4、 郑大忠. 模具结构图册. 机械工业出版社，1995. 5、 王孝培. 冲压手册. 机械工业出版社，1990. 6、 国家标准总局. 冷冲压国家标准. 国家标准出版社. 1981.（四）评 语 （五）成 绩 指导教师 负责教师 学生签名 摘 要本次综合实训设计垫片的冲压模具，零件结构简单对称，料厚较小，设计者将其设计为级进模模具，主要有冲孔落料两道工序。本说明书以图文并茂的方式对此零件的
4、模具设计加以介绍，主要叙述了从零件的工艺性分析到模具结构的设计、工艺计算、冲模结构的设计以及主要零件设计等，直到最后的模具装配图、零件图、排样图等一系列的设计过程。其中详尽的分析讲述了针对于该零件的冲压模具完整设计方法，读者可以从本说明书中简单、明确的了解该设计的主要思想路线及合理设计制造方案，加深对级进模模具设计知识的了解、应用以及提升关于级进模模具的分析问题、解决问题的能力。关键词：垫片、级进模、冲孔落料、模具、设计目录第1章 冲压工艺分析- 7 -1.1零件工艺分析- 7 -1.1.1产品结构形状及材料分析- 7 -1.1.2产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析- 7 -1.2 冲压工艺方
5、案的确定- 7 -1.2.1第一种方案- 8 -1.2.2第二种方案- 9 -1.2.3第三种方案- 9 -第2章 冲压工艺计算- 11 -2.1排样- 11 -2.1.1搭边- 11 -2.1.2条料宽度和导尺间距离- 11 -2.1.3送料步距- 12 -2.1.4材料利用率- 12 -2.2计算冲压力- 13 -2.2.1冲裁力计算- 13 -2.2.2卸料力、推件力与顶件力的计算- 14 -2.3压力中心的计算- 14 -第3章 级进模凸凹模设计- 16 -3.1模具刃口尺寸的计算- 16 -3.1.1冲孔凸、凹模- 16 -3.1.2落料凹、凸模- 17 -3.2凹模的设计- 19
6、-3.2.1凹模厚度H的计算- 19 -3.2.2凹模长度和宽度- 19 -3.2.3凹模材料- 20 -3.2.4凹模固定方法- 20 -3.3凸模的设计- 20 -3.3.1凸模强度压应力校核- 20 -3.3.2凸模材料- 21 -第4章 基本冲模结构的确定- 22 -4.1模具的形式- 22 -4.2定位装置- 22 -4.3卸料装置- 22 -4.3.1条料的卸除- 22 -4.3.2废料及工件的卸除- 22 -4.4导向装置- 22 -4.5 模架- 23 -第5章 级进模主要零件设计- 24 -5.1卸料弹簧设计- 24 -5.2凸模固定板设计- 24 -5.3垫板设计- 24
7、-5.4卸料板设计- 25 -5.5模座的选择- 25 -第6章 压力机校核- 26 -6.1模柄孔的校核- 26 -6.2模具闭合高度的校核- 26 -6.3压力机工作台尺寸的校核- 26 -6.4冲裁力校核- 27 -总结- 28 -参考文献- 29 -第1章 冲压工艺分析1.1零件工艺分析1.1.1产品结构形状及材料分析由零件图可知，该零件为菱形片落料圆形冲孔，外形简单对称，整个外形光滑、圆整，无狭槽、尖角；孔与孔之间、孔与零件边缘之间最小距离c满足c1.5t要求（其中料厚t为1.0mm, 可得出c=8-8.22=3.9mm, 1.5t=1.5mm）。对于冲压件材料一般要求的力学性能是强
8、度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料是10号钢，其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于表面质量等没有严格要求，所以尽量采用国家标准板材，其冲裁出的产品的表面质量等就可以保证。经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。1.1.2产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析1) 尺寸精度根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，采用IT14级精度，普通冲裁可满足要求。2) 粗糙度、断面质量查冲压手册表2-12得，一般冲裁件冲材料厚度t1.0mm金属板料时，其断面粗糙度为3.2m；本产品在断面粗糙度和尺寸精度上均要求不高，所以断面质量可以保
9、证，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。1.2 冲压工艺方案的确定完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工的工艺方案分为以下三种：1.2.1第一种方案采用单工序逐步加工1) 冲孔落料单工序模，工序简图见图1-2-1-1。2) 落料冲孔单工序模，工序简图见图1-2-1-2。特点：由于单工序模，模具制造简单，维修方便。但生产率低，工件精度低，不适合大中批件的生产。 图1-2-1-1冲孔落料单工序模简图 图1-2-1-2 落料冲孔单工序模简图1.2.2第二种方案 采用复合模加工成形，工序简图见1-2-2。特点：生产率较高，工件精度高。但模具制造较复杂，调整维修较麻烦，使用寿命低。图1-2-2 冲孔落料
10、复合模1.2.3第三种方案 采用级进模加工成形，工序简图见图1-2-3。特点：生产率高，便于实现机械化、自动化，适合加工复杂的小型冲裁件，但模具制造复杂，调整维修麻烦，工件精度较低。图1-2-3 冲孔落料级进模根据本零件的设计要求以及各方案的特点，决定采用第三种方案级进模加工成形比较合理。第2章 冲压工艺计算2.1排样采用直排有废料排样，虽然此零件斜排能够提高材料利用率，但是设计计算复杂。排样图见2-1-1。 图2-1-1 排样图 2.1.1搭边 查冲压手册表2-17得，当t=1.0mm时，确定侧搭边值a=2mm,工件间搭边值a1=1.5mm。 2.1.2条料宽度和导尺间距离采用单边侧刃。条料
11、宽度：B=L+2a+nb=L+1.5a+nb (a=0.75a) 式（2-1）导尺间距离：A=B+Z0=L+1.5a+nb+ Z0 式（2-2） A 1=L+1.5a+Y 式（2-3）式中 L冲裁件垂直于送料方向的尺寸,L=62.5mm; n侧刃数,n=1； b侧刃切去的条料宽度,查冷冲压模具设计难点与技巧表1-7得b=1.5mm； Y冲切后条料宽度与导料板的间隙，查冷冲压模具设计难点与技巧表1-7得Y=0.10mm； Z0条料与导料板之间的间隙，查冷冲压模具设计难点与技巧表1-6得Z0=0.1mm； B=62.5+1.52+11.5=67mm A=67+0.1=67.1mm A 1=62.5+1.52+0.10=65.6mm 2.1.3送料步距级进模送料步距S=D+a1=40+1.5=41.5 式（2-4）式中 D冲裁件横向最大尺寸,D=40mm; 2.1.4材料利用率一个步距内材料利用率=A/BS100 式（2-5）式中 A一个步距内冲裁件的实际面积 B条料宽度 S步距图2-1-4面积计算参照图图2-1-4=arccos(20-8)/23=58.55=90-=31.45A=84/360+204
