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1、JIU JIANG UNIVERSITY课程设计题 目 冲压工艺及冲模设计 院 系 机械与材料工程学院 专 业 模具设计与制造 姓 名 朱 先 森 年 级 B1152班 指导教师 谢 玉 敏 2013 年 4 月目 录前言第一章 概论1第二章 “垫片”零件冲压工艺及模具设计22.1 实验内容及任务22.2 工件的工艺性分析32.3 冲压工艺方案的确定32.3.1 基本工序32.3.2 工序数量及顺序32.3.3 模具类型的选择32.4 排样方式的设计和确定42.5 冲裁力工艺力计算62.5.1 冲裁力的计算62.5.2 卸料力、推件力和顶件力72.5.3设备的选择72.6 模具压力中心的计算7
2、2.7 工作零件刃口尺寸的计算82.8 凸模和凹模的设计92.8.1 落料凸模92.8.2 冲孔凸模102.8.3凹模112.9 定位零件的设计112.9.1 卸料橡胶的设计112.10 模具总体设计122.10.1 定位方式的选择122.10.2 卸料、出件方式的选择132.10.3 导向方式的选择132.11 主要零部件的结构设计132.11.1 定位零件的设计132.11.2 卸料板部件的设计142.12 模架及其他零部件设计 142.13 冲压设备142.13.1 模架的选择142.13.2 模柄的选择162.14 模具总装图162.15 模具工作的过程182.16 模具的安装、调整和
3、安全措施18总结20参考文献21第一章 概述冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成加工，便于实现自动化，生产率很高，操作方便。它与其他加工方法相比，具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛，如机械、航空、汽车、电子、轻工、仪表和家电等工业部门生产中的应用。冲压工艺有生产率高、产品一致性好、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件、适合大批量生产等优点，在当今的制造业中，模具设计制造业已经成为一个新兴的朝阳产业。冷冲模设计制造在整个模具设计制造中占有半数以上的产值。因此，冲压技术对发展生产、增强效益、更新产品等方面具有重要作用。塑料成型同样在工业化生产的今天占有
4、很大的比重，塑料具有密度小、质量轻、比强度高、绝缘性能好、介电损耗低、化学稳定性高等特点，因此工业上很多制品需要用塑料成型。成型塑料制件的机械称注塑模，在设计注塑模的过程中必须充分考虑到制件的形状、大小、壁厚等因素来设计各个相对应的部分。总之，注塑模的设计需要相当的细心，只有了解了整个设计过程才真正的算是个设计型人才。第二章 “垫片”零件冲压工艺及模具设计2.1 实验内容及任务一、设计的主要技术参数：见产品图二、设计任务：完成该产品的冲压工艺方案、设计说明书、模具装配图及工作零件图。三、设计工作量 1、制订冲压工艺方案 2、模具总装图1张，凸模及凹模零件图2张 3、设计说明书1份，20页左右四
5、、设计要求 1、图纸用CAD绘制并交纸质图及电子档 2、本任务书应与说明书、图纸一同装订成册，并加封面，装入资料袋中，否则不接收 3、设计必须认真仔细，允许讨论，但严禁抄袭、复制或复印。图2-1 垫片名称：垫片批量：大批量材料：10号钢厚度：1mm2.2 工件的工艺性分析这个零件的工序有冲孔和落料两个工步，材料为10号钢，此工件结构较为简单，需要冲两个直径分别为17mm和20mm的孔，孔与孔之间的距离为27.5 mm并满足的公差，查表可以得到它的公差等级为IT14级，尺寸精度较低，普通精度较低，用简单的冲裁就可以满足零件的要求。2.3 冲压工艺方案的确定2.3.1 基本工序 根据制件的工艺性分
6、析，其工序包括落料和冲孔两个基本的工序。2.3.2 工序数量及顺序 可以按落料和冲孔两个基本工序先后进行组合冲裁，采用如下的三种工艺方案： （1）落料冲孔 单工序冲裁模 （2）落料冲孔 复合冲裁模 （3）冲孔落料 级进冲裁模对分析三个方案进行分析，方案一是单工序冲压，它的结构简单，需要用两道工序，两副模具来对零件进行加工生产效率较低。方案二是复合模，这种生产方式的生产力较高，可视性自动化生产，劳动强度较低，且精度较高，生产成本较为昂贵，且适合少量零件生产。方案三是级进方式，生产效率较高，需要模具、压力机和操作人员较少，劳动强度较低，同时，需要零件形状简单、尺寸较小且适合大批量生产。综上所述，采
7、用第三种级进模生产方式来进行冲裁零件。因为方案一的生产效率较低，且需要两副模具来进行操作，成本较高，工序太多，不适合此零件。方案二则由于效率不高，成本昂贵而不选择。只有级进模可以符合零件的要求：大批量生产，且效率较高，精度也较高，价格不是特别昂贵，合工件的技术要求。所以方案三较为合适，我们在用方案三进行制作。2.3.3 模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。2.4 排样方式的设计和确定此零件为简单的模具，分析可得应采用单直排的排样方式，零件可能的排样方式有下图所示三种。冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料搭边值分别为0.8mm，1.0mm。比较排样一、排样
8、二和排样三，所以应采用图。现计算一个步距内的材料利用率，看哪种排样的利用率最高。（1）采用直排横放产品的方式，计算可得材料的面积为A=1545.95、B=40.8mm、h=66.5mm，得到材料的利用率为：排样如图2-2所示：图2-2横排样（2）采用直排竖放产品的方式，产品排样如下图所示，计算可得材料的面积为A=1545.95、B=42mm、h=65.3mm，得到材料的利用率为：排样如图2-3所示：图2-3竖排样(3) 此种排样方式由于采用复合模冲裁，与本次冲裁的方式较为复杂，且生产产品的成本较高产品排样如下图2-4所示，所以不采用此种排样方式： 图2-4横排样比较以上三种裁剪方法，应采用第一
9、种横放产品的冲裁方式，即冲裁为宽64.5mm的零件。其具体排样如下图2-5所示。图2-52.5 冲裁力工艺力计算2.5.1 冲裁力的计算此时冲裁件的周长为L=172.53mm，材料的厚度为t=1mm，查表冲压模具设计手册表1-20可得，10号钢的抗剪强度为MPa，可取值为，可知理论冲裁力基本计算公式为：=考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增加，所以应选取:F=1.3281300N=N2.5.1卸料力、推件力和顶件力 由于模具采用弹性卸料装置和推件结构，查表指导书2-20得=0.04，=0.05，以所需卸料力和推件力为 卸料力=F=0.04112.14KN=4.4856KNb 推件力=nF=20.05112.14KN11.214KNc 总冲裁力：则零件所需的总冲压力为：
