《冲压模课程设计》word版

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1、冷冲压模课程设计说明书-冲压模的设计 学 校：洛阳理工学院 系别：机电工程系 专业：模具设计与制造 学 号：Z09105844 姓 名：刘 勇完成日期：2011年6月8日机械原理课程设计评语系 别：机电工程系专 业：模具设计与制造设计题目：冲压模指导教师评语：指导教师：张旦闻年月日 课 程 设 计 任 务 书系专业学生姓名 班级 学号 课程名称：设计题目：课程设计内容与要求：指导教师 ：设计（论文）开始日期： 年 月 日设计（论文）完成日期： 年 月 日课 程 设 计 评 语第 页 系专业 学生姓名 班级 学号 课程名称：设计题目：课程设计篇幅：图 纸张说明书页指导教师评语：年 月 日 指导教

2、师 洛阳理工学院前言2一、零件原始数据3二、冲压件工艺分析41、冲压工序42、材料性能43、零件结构44、尺寸精度4三、冲裁方案及模具类型的选择51、冲压工序安排方案52、选用模具确定6四、零件的工艺计算61排样、计算条料宽度及确定步距62、冲压力的计算83、压力中心的计算94、刃口尺寸计算9五、模具主要零部件的确定101、落料凹模设计102、标准模架的选用113、冲孔凸模的设计114、卸料装置中弹性元件的选用与计算：125、凸凹模的设计136、其他零部件的选用13六、冲压设备的选用13七、模具装配图141、绘制装配图142、主要零件材料选择及热处理15八、结束语16九、致谢17十、参考资料1

3、7前言该课程设计是由冲孔落料件设计，冲压模设计组成，冲压模具主要是将板料分离或成形而得到制件的加工方法。因为模具的生产主要是大批量生产，而且模具可以保证冲压产品的尺寸精度和产品质量，模具的设计与制造主要考虑到模具设计能否满足工件的工艺性设计，能否加工出合格的零件，以及后来的维修与存放是否合理等。本次课程设计的垫片，不仅要考虑是做出的零件能满足工作要求，还要保证它一定的使用寿命。关键词：冲孔 落料 工艺性(1)课题来源及要求 本次模具设计的课题属于零件设计类，来源于生产实际问题，是一个圆环垫片，该零件需通过冲孔落料二道工序完成。 (2)设计内容 a 分析零件的成形工艺性，进行制品的基本参数的计算

4、、冲压模的设计计算，选用压力机，确定模具类型及结构；b 模具和成型机械关系的校核；c 模具零件的必要计算；d 绘制模具装配图一张， 绘制主要工作零件凸模、 凹模、 凸凹模图各一张； e 编写设计说明书；(3)介绍的内容与意义此次课程设计说明书涉及的知识面广、衔接紧密、结构整合或综合性强、实用性强。本说明书介绍了冲裁件的工艺性分析、冲压工艺方案的确定、模具结构形式的确定、设计工艺 计算、模具总体结构设计、主要零部件设计、冲压设备的选取等。本说明书对冲压模具设计的基本流程介绍相对比较全面，理论联系实际， 同时也培养了 个人的较强实践动手能力和对模具设计专业知识的系统化、完整化， 以及对于工程技术的

5、严 谨性。 (4)设计过程 为缩短本次设计的时间， 让模具设计充分理解其设计意图， 在模具各部分设计中采用了计算机辅助设计（AutoCAD）系统，让模具各部分的结构明确的展现在我们面前，提高效率。一、零件原始数据零件原始数据： 如图所示的垫片，外形直径 D=18mm，内孔直径 d=8mm，厚度 t = 1.5mm ，材料为 Q195，生产批量：大批量。二、冲压件工艺分析1、冲压工序只有冲孔、落料两道工序。2、材料性能Q195是普通碳素结构钢，具有良好的冲裁成形性能，其抗拉强度为 315390Mpa，抗剪强度为 260320MPa。3、零件结构该零件结构简单且中心对称，无尖角，对冲裁成形加工较为

6、有利。零件中间有一圆孔，孔的最小尺寸为 d=8mm，满足冲裁最小直径 d min 1.0t=1.5mm 的要求。同时,经过计算,孔的边缘距离零件外形的最小尺寸 b1 =1/2(18-8) = 10mm ,满足冲裁最小孔边距 bmin 1.0t=1.5mm 的要求。所以，该零件的结构满足冲裁件的结构要求。4、尺寸精度查表得，该工件内外形所能达到的经济精度为 IT12IT14 级，所以未注公差由IT14级查取。由此，通过普通冲裁可以达到零件的精度要求。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。三、冲裁方案及模具类型的选择1、冲压工序安排方案该零件包括冲孔和落料两

7、个基本工序，可提出的加工方案如下：方案一：采用先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三：冲孔落料连续冲压。采用级进模生产。 三种类型模具优缺点比较如下：方案一的优点是模具设计、制造简单、周期短、模具结构简单，甚至可以采用标准化的模具成形零件，因此，模具和制件的制造成本均低。但因采用两副模具分别进行落料和冲孔，其冲压生产率低，不能满足垫圈零件大批量生产的需求。方案二的优点是冲压的生产效率高，且制件的平整度较高。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。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

8、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合以上分析，以满足制件质量和生产纲领为主要因素，方案一显然不能满足要求；方案二和方案三，宜采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为 t = 1.5mm 时，可查得凸凹模最小壁厚为 = 4mm ，现零件上的最小孔边距为 bmin = 18mm ，有 bmin ，满足该凸凹模结构要求，所以可以采用复合模生产，即采用方案二2、选用模具确定按照落料凹模安装位置，复合模又分为正装和倒装两种形式。正装复合模冲裁时的 冲孔废料

9、由上向下推出，如多孔件，而孔的废料落在下模表面，需要及时清除，而倒装式复合模工作时产生的孔废料直接由下模部分漏出，比较可知倒装模操作方便，且安全。 所以选用倒装式复合模进行加工。综上得，该零件采用冲孔落料倒装式复合模生产。四、零件的工艺计算1排样、计算条料宽度及确定步距一般而言，排样原则有：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

10、质量。 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，（1）搭边值的确定 由零件外形尺寸 D = 18mm，查冲压工艺与模具设计表 2-12得两工件间的搭边a1 =1.5mm，实际取a1=1.0mm；工件边缘搭边a=2mm，实际取 a=1.2mm。（2）条料宽度的确定（导料销导向）条料宽度计算公式：B=（D+2a+）0-查表2-13得， = 1.0mm代入公式，得B = （18+2X1.2+1.0）0-1.0mm = 21.40-1.0mm a) 确定步距 S=D+a1=18+1=19mmb)材料利用率=A1/hB100=（182-82）/1921.4100=50.22、冲压力的计算

11、（1）冲裁力的计算 计算冲压力的目的是为了合理的选用压力机和设计模具。 压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲压的要求。平刃口冲裁时，其冲裁力F 可按下式计算：F=KLtb其中 F冲裁力N；K系数，考虑冲击载荷因素，通常取1.3t材料厚度，t为 mm；材料抗剪强度，为 MPa； L冲裁周长，L为 mm。 材料 Q195 的抗剪强度 b = 260 320MPa ，取 b = 300 MPa ，冲孔冲裁力： F1 = 1.3 8 1.5 300 = 14.695kN 落料冲裁力： F2 = 1.3 18 31.5 300= 33.064kNF=14.695+33.064=47.759KN(

12、2)卸料力、推件力的计算卸料力 ：F卸=k卸F推件力 ：F推=nK推F其中， n =h/t=9/1.5=6由材料厚度 t = 1.5mm ，查表2-11得 卸料力系数 K卸 = 0.042 ，推件力系数 K推= 0.055，代入，计算得 卸料力：F卸= 0.042 33.064 = 1.389kN 推件力： F推 = 0.055614.695 = 4.849 kN 该模具采用弹性卸料装置和下出料装置，所以，总的冲裁力为：F 总= F+ F卸 + F推 = 47.759+ 1.389 + 4.849 = 53.997kN根据总的冲裁力，初选设备为开式压力机 JB23-6.3。3、压力中心的计算零

13、件外形为中心对称图形，所以该零件的压力中心即为零件的几何中心。4、刃口尺寸计算间隙值Zmin=0.132 mm，Zmax=0.240mmZmax-Zmin=0.108mm（1）冲孔采用凸、凹模分开加工方法。由表2-7查得凸、凹模制造偏差分别为p=-0.020mm,d=+0.020。因|d|+|p|=0.040mm, Zmax-Zmin=0.108mm满足|d|+|p|Zmax-Zmin的条件。按IT14级查得：8=0.36mm，由表2-6查得磨损系数x=0.5.d p =(dmin+ X)0-p = (8+0.50.36)0-0.02mm = 8.180-0.02mmd d= ( d p+ Z

14、min )+d0=（8.18+0.132）+0.020mm=8.31+0.020mm(2)落料采用凸、凹模分开加工方法。由表2-7查得凸、凹模制造偏差分别为p=-0.020mm,d=+0.020。因|d|+|p|=0.040mm, Zmax-Zmin=0.108mm满足|d|+|p|Zmax-Zmin的条件。按IT14级查得：18=0.43mm，由表2-6查得磨损系数x=0.5.Dd=( Dmaxx)+d0 = (18-0.50.43)+0.020 mm = 17.79+0.020 mmDp=( Dd - Zmin)0-p = (17.79-0.132)0-0.02 mm = 17.660-0.02 mm五、模具主要零部件的确定1、 落料凹模设计 凹模采用整体式，凹模孔均采用线切割机床加工，在不影响其壁强度的情况下，采用螺钉或销钉，跟凹模固定板经行连接。根据实用冲模设计与制造落料凹模的厚度经验公式为 H=Kb（H15mm） 式中：H凹模厚度（mm）K系数b凹模孔的最大宽度（mm） 落料凹模的壁厚 c=（1.52）H（c30mm） 式中：c落料凹模的壁厚（mm）H落料凹模的厚度（mm） 由材料厚度 t = 1.5mm ，最大