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1、冲压工艺与模具设计设计计算说明书设计题目：冲压模具设计院系:机械工程学院专业班级:材料成型及控制工程0811班29组 姓名：学号：指导教师：2010年7月6日目录1. 确定零件的基本冲压工序（31.1毛坯展开图（31.2毛坯尺寸计算（4 1.3分析零件冲压工艺性能（42. 拟定冲压工艺方案（43. 毛坯排样（44工序排样（54.1工序排样类型（54.2冲切刃口设计（64.3载体设计（64.4条料定位方式（64.5导正方式（64.6工序排样图（64.7条料尺寸（74.8排样及材料利用率（75冲压力计算（85.1冲裁力（85.2弯曲力（85.3卸料力（85.4总压力（105.5压力中心（96结构概
2、要设计（9 6.1基本结构形式（96.2基本尺寸（9 6.3选模座导柱导套（116.4选冲床（116.5选模柄（127结构详细设计（127.1工作单元结构（127.2卸料机构设计（127.3导正销结构（127.4送料与出件方式（127.5模具零件的固定（137.6安全装置（138模具零件设计（138.1工作零件设计（138.2凸模高度设计（158.3弹性元件设计（169模具制造工艺设计（169.1典型凸模加工工艺过程（169.2典型凹模加工工艺过程（169.3卸料板加工工艺过程（1610总结（16参考文献（161. 确定零件的基本冲压工序零件为一带孔弯曲件，其冲压工序主要包括：毛坯冲孔弯曲（钢
3、1-级精度制造图1零件图1.1毛坯展开图图2毛坯展开图1.2毛坯尺寸计算L=5+n x1+25.4X2+4.5+4+ n X4.5+2+ n /2+20.5+ n +4+10 n +7+3+3 n +3+n+2=171.74mm1.3分析零件冲压工艺性能该零件是一个简单零件，零件工作时受力不大，对强度，刚度和精度要求不高，零件 形状较简单不对称，中批量生产，冲裁弯曲即可成形，冲压难点，在于弯曲方向相反对 于级进有阻碍，即通过添加橡胶措施即可控制。 零件精度符合一般级进冲压的经济要求，模具精度取IT9即可。 .材质为20F,能进行一般冲压加工，市场上易得材料，价格适中。 .外形落料工艺性：零件属
4、于中小尺寸零件，料厚1mm,外形复杂程度一般，尺寸 精度要求一般，因此可用冲裁落料工艺。 .冲孔工艺性分析：孔径为？3,?2.8,孔精度要求一般，可采用冲孔。 .弯曲工艺性:该零件包含两个弯曲部位，弯角可以弯一次。综合以上分析，零件主要冲压工序的工艺性良好。2. 拟定冲压工艺方案图中零件所需基本工序为落料，冲孔，弯曲，可一定出两套工艺方案。方案一:用简单模分四次加工：落料一一冲孔一一弯曲一一冲孔方案二:级进模冲制采用方案一，生产率低，工件尺寸的积累误差大，操作不安全，不方便，由于该零件 属于大批量生产，能够用冲压加工，现选方案二。3. 毛坯排样图3排样方案一/ 严111 / 、 厂严H-H-
5、444-4aiIlli图4排样方案二第一种方案要求的条料宽度小，模具宽度也小,但模具长度会较长，而且采用这种 方案，不便于弯曲加工,;采用第二种方案，虽然模具宽度增加，但长度会缩短，便于弯曲, 而且送进步距小，有利于提高生产率。搭边值查表:a1=2 a=2.5 s=14+2=16mm4工序排样4.1工序排样类型：根据零件的冲压要求，由于含有弯曲工序，所以本零件的冲压不适合选用落料型 工序排样,考虑到零件最后冲压完成后的出件，选切边型工序排样。4.2冲切刃口设计4.3载体设计采用中心载体，载体位于条料中部宽为19mm,他比单边载体和双边载体节省材 料，在弯曲件的工序排样中应用较多，所以选择宽为1
6、9mm的中心载体。4.4条料定位方式由于产品零件精度的要求精度一般，所以条料送进方向的送进步距控制用侧刃, 为了保证侧刃定位精度，选U型侧刃。4.5导正方式为了确保零件孔精度，采用间接导正，导正孔布置在中间的载体上，导正孔直径取 6.0mm。粗定位方式用临时挡料销，侧刃。当条料的料头送入时，用手将临时挡料销 的挡块压出，挡出料头，然后松手，弹簧使挡块复位，确保条料的位置不变开始冲切加 工。此后靠侧刃定位。精定位用导正销。利用中心载体的孔作为导正孔，间接导正。4.6工序排样图根据以上几方面的设计，经综合分析比较，零件的工序排样图如下图所示，零件冲图8.工序排样图，工位设计第一工位：冲孔、切边第二
7、工位:冲孔第三工位:切边第四工位:切边第五工位:切边第六工位:弯曲第七工位:弯曲第八工位：落料4.7条料尺寸条料宽度:62.4+2 2.5=67.4 步距 S=14+2=16mm4.8排样及材料利用率坯料的形状为矩形，采用单排最适宜，取a=2.5,a1=2条料宽度B=62.4+2 2.5=67.4mm步距 S=14+2mm,材料利用率：n =(26.4X7mxl.42+102 n4252 n /2+4X4.5+3X5.5+17X6+4X6+32n/232 -32 n /(16X67.4X100%=38.56 %5冲压力计算5.1冲裁力冲裁力由P1,P2,P3,P4,P5,P6fl成。其中P1为
8、冲?6孔的力和侧刃切边,P2为冲4个孔,P3,P4,P5分别为切边,P6为落料P1= Lt S 查表 20 钢 S b=340 P1=(6n +2X2X16X1X340=28165.6NP2=(2X3 n +2X2.8 n X1X340=12384.16NP3=(3+6+3 n /2+4+3X1X340=7041.4NP4=(26.4X2+9X1X340=21012NP5=(3 n /2+4+7+10+10X1X340=12141.4NP6=(4.5+4+4.5 n +3+5.5+10 n X1X340=21260.2N冲裁力P=P1+P2+P3+P4+P5+P6=28165.6+12384.
9、16+7041.4+21012+12141+21260.2=102根据（CKBt2/r+t S b=（0.6X1.3X6X12/0.5+1X340=1060.8弯曲第六工位（0.6X1.3X7X12/0.5+1X340=1237.6N（弯曲第七工位5.3卸料力采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模然后刚性卸料和下出料方式组合,FZ=F+FD+FX+FT其中:卸料力:FX=KXF顶件力=KDF推件力=KTF式中F为 冲裁力,KD,KX,KT为卸料力顶件力推件力系数，查表P34（模具设计与制造KX=0.04 KD=0.06 KT=0.055FZ1=F1+FD1+FX1+FT1=28165.6+0.0
10、4 X28165.6+0.06X28165.6+0.055X28165.6=32531.268NFZ2=F2+FD2+FX2+FT2=12384.16+0.04 X12384.16+0.06X12384.16+0.055X12384.16=14303.7048NFZ3=F3+FD3+FX3+FT3=7041.4+0.04X7041.4+0.06X7041.4+0.055X7041.4=8132 .817 NFZ4=F4+FD4+FX4+FT4=21012+0.04X21012+0.06X21012+0.055X21012=24268. 86N FZ5=F5+FD5+FX5+FT5=12141.
11、4+0.04X12141.4+0.06X12141.4+0.055X12141.4=14023.317N FZ6=F7+FD6+FX6+FT6=21260.2+0.04 X1260.2+0.06 X21260.2+0.055X21260.2=24555.531NFre=117815.0358N5.4总压力总压力 p=F+PO+ Fre=102004.36+2298.4+117815.0358=222117.7958N一般冲裁弯曲时压力机吨位比计算冲压力大30%左右为288753.1345N5.5压力中心X=2 PIXI/ 艺 PI Y=艺 PIYI/ 艺 PIX=56 XP1+42XP2+33
12、XP3+15.5)P4+1XP5+(-41.5 只6 +(20 X PWAN1+(40.5X PWAN2/ 习=16.4mmY=25.66 P2+(-29 P3+22.2 P4+(-19XP5+(-5XP6 +PWAN1X(-25+PWAN2X5/ 艺 Pl=2.14mm6结构概要设计6.1基本结构形式6.1.1正倒装结构根据上述分析，本零件的冲制包含落料，冲孔，弯曲等工序，以确定为级进模冲压， 因此选用正装式结构。6.1.2导向方式由于本零件的生产是大批量生产，为了确保零件质量及稳定性，选用外导性模架, 本零件的冲压精度要求一般，所以仅选用外导向，由于以选用手工送料，为了提高开敞 性，选用对
13、角导柱式模架。6.1.3卸料方式本零件的冲压工序包含落料，冲孔工序,所以应有卸料机构，又由于零件冲压中还 有向上弯曲工序所以应选用弹性卸料板和刚性卸料组合形式。6.2基本尺寸621模板尺寸由工序排样图可知，凹模的工作区尺寸基本在 67X135左右，圆整后取125mM200m m,其他模板尺寸取为与凹模板平面尺寸一致。6.2.2工作行程本零件的冲压的最大行程是第七工位的弯曲，其弯曲行程为16mm,模具开启状 态下凸模下表面至凹模上表面最小距离取20mm。6.2.3橡胶的选用：由于设计的级进模有向上弯曲结构，为了保证调料进给时不被干涉，所以在凹模 下设置橡胶，使凹模同步下压与上弹，根据橡胶最大压缩
14、量要求为保证橡胶不被破坏 取橡胶高度为25mm,预紧高度为2.5mm,工作高度为6mm,橡胶压缩量为34%,符合 弹簧要求。取圆柱橡胶，其直径D为（1.27F/p?,查表得p为1.5,F为顶件力:6120.2616,D=71.9849,设置4个橡胶，得每个橡胶直径D为36符合0.5 h/D 85mr 33mm模具开启高度为240mm,闭合高度约为225mm。6.4选冲床由于采用了一般冲压，故可选用开式可倾工作台压力机，由于前计算的冲压力要 求,初选标称压力400KN,工作台尺寸为630X420,闭合最大高度为400mm,满足零件 模具尺寸要求。（冲压模具简明设计手册P4556.5选模柄根据上述计算结果，该模具为中小模具，可采用上模用模
