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1、精选优质文档-倾情为你奉上课程设计说明书题目：冲孔模具设计课程名称： 冲压工艺及模具设计_姓 名： 王宇 学 号： 学院 (系)： 材料科学与工程 专 业：材料成型与控制工程 班 级： 材型一班 指导教师： 宋继顺 目录一、课程设计目的二、工艺分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大影响，在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。图1.1 零件Fig1.1 Parts2.1.1材料分析材料：08#钢材料厚度
2、：0.6mm生产为大批量生产，08#钢为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及极低。大多轧制成高精度的薄板或带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。 2.1.2结构分析工件结构形状相对简单，冲件上有73和311三个圆孔，孔与边缘之间的距离满足要求，料厚为0.6mm满足许用壁厚要求，可以冲裁加工。2.1.3确定精度零件内、外形尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差,经查表1.1得,各尺寸公差分别为：零件外形: 110 孔: 311，73 孔心距: 90 表1.1
3、 冲裁件孔中心距公差Table1.1 Cutting a hole center distance tolerance材料厚度t普通冲孔公差高级冲孔公差孔 距 公 称 尺 寸 对 称5050-150150-3005050-150150-30010.10.150.20.030.050.081-20.120.20.30.040.060.12-40.150.250.350.060.080.124-60.20.30.400.080.100.152.1.4排样 零件外形为圆形 ，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件为中等批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产
4、成本，所以本设计决定采用单排结构。如图所示。2.1.5 搭边确定搭边值，。当t=0.6时，a=1，b=1.22.1.6条料宽度 B=D+2a=110+2*1=112mm 三、工艺计算刃口尺寸计算因冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类：第一类：按凸模与凹模图样分别加工法：它主要用于圆形或简单规则形状的工作,因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。第二类：按凸模与凹模配作法加工：常用于冲制复杂形状的冲模。这种加工方法的特点是模具的间隙有配置保证，工艺比较简单，不必校核的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。根据基本设计原则，冲孔时应
5、首先确定凸模刃口尺寸。再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙。凸凹模工作部分尺寸的计算公式如下： 其中 磨损系数的选取查下表 是工件的公差值 表1.2 磨损系数Table1.2 The wear coefficient工件精度IT10以上=1工件精度IT11IT13=0.75工件精度IT14=0.5因孔的公差等级为IT14级，所以查表2.1得=0.5查表，确定冲裁间隙：Zmin=0.03 Zmax=0.02 。 基准件的制造公差取 =0.4（0.03-0.02）=0.004 =0.6（0.03-0.02）=0.0063.2对于孔730+0.08则=（73+0.50.08）0-0.004 = 73.0
6、40-0.004= （73.04+0.03）0+0.006 =73.070+0.006所以满足+的条件，制造公差合适。3.3冲裁力冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算：F =KLtb 式中 F -冲裁力，N; L -冲裁周边长度,mm; T -材料厚度,mm;b -材料抗剪强度(抗拉强度 b (MPa)：375)K -系数（一般取K=1.3）考虑到模具刃口的磨损，凸凹模间隙的波动，材料机械性能的变化，材料厚度及偏差等因素。可按下式计算，
7、即 F =KLtbLtb卸料力 Fx=KxF 推件力 Ft=nKtF 顶件力 Fd=KdF 式中 Kx、Kt、Kd -卸料力、推件力、顶件力,如表2.1所示 n-同时卡在凹模内的工件数量,n=h/t(h为凹模刃口的直臂高度，t为工件材料厚度)。查表2.1 取 K卸=0.05、K推=0.05 K顶=0.06同时取h=2 。对于直径为73的孔 F冲 =KLtbLtb =730.6375=51574.5（N）卸料力 F卸=K卸F=0.0551574.5=2578.725(N) 推件力 F推=nK推F=1/0.60.0551574.5=4297.875 (N) 顶件力 F顶=k顶F冲 =0.06515
8、74.5=3094.47 (N) F总=3094.474297.8752578.725=9968.07 (N)表2.1 卸料力、推件力及顶件力系数Table2.1 Discharge power, push a force and a force coefficient冲裁材料KxKtKd纯铜、黄铜0.020.060.030.09铝、铝合金0.0250.080.030.07钢材料厚度0.10.060.0750.10.140.10.50.04500550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.
9、033.4压力中心的计算由于该零件完全对称于相互垂直大大两条多层次线，所以模具的压力中心在几何图形的狭槽点上。四、设备选择4.1压力机的选择冲压机械以冲床为主，使用两个或者两个以上，成对构成的模具，经由传动机构将旋转动力转成往复运动，以便对模具中间的金属材料使加强大压力，使材料产生断离，形状改变或者塑性变形。而成对构成的模具一般称为“冲压模具”或者“金属模具”。冲床在外观上与机力锤非常相似，两者皆属于锻压用机械，但两者在重量特性与受力构造方面，则差异较大。重量特性是指机械重量与标称容量的比值。在这方面，冲床的重量小于标称容量，而机力锤是两者大致相同。至于受力方面，冲床的加工压力皆有机架来承受，
10、而机力锤的加工压力，则透过铁砧而由地板来加以承受。为了适应各种不同的工作特性，冲床的形式和种类很多，且分类法也依不同的结构要素而有各种不同的组合方式。以下，就比较其中比较普遍使用的分类方法。4.1.1依据滑块的驱动力分类滑块的驱动力有机械式与液压式两种。因而，冲床也依其所使用的滑块驱动力的不同，也可以分为机械式与液压式两种冲床。而钣金加工所使用者，大部分都是机械式冲床。至于液压式冲床则依其所使用液体的不同，而有油压式冲床与水压式冲床之分。前者以使用液压油为压力媒介，而后者则使用水为压力媒介。目前市场多为油压式冲床，水压式冲床则因有生锈问题而仅在特殊加工场合才使用。4.1.2依据滑块的数目分类目
11、前使用最多的为一个滑块的单动式冲床，适于各种类型的冲压加工。此为，还有两个滑块的复动式冲床，3个滑块的三动式冲床，以及多个滑块的多动式冲床等。4.1.3依据滑块的驱动机构分类滑块的驱动机构可依滑块的运动曲线、运动特性和滑块的功能等不同，而有差异。一般可分为8中：曲柄式冲床、无曲柄式冲床、肘节式冲床、摩擦式冲床、螺旋式冲床、齿条式冲床、连杆式冲床、凸轮式冲床。在这8种冲床中，目前以使用曲柄式机构居多。4.1.4依据滑块驱动机构的配置分类曲柄式冲床和无曲柄式冲床，其滑块驱动机构的配置和组件数量与压力息息相关，而滑快驱动组件的数量，一般皆以使用一组以上的来设计。曲柄式冲床滑块驱动组件数量为一组者为单
12、曲柄式冲床，两组者为双曲柄式冲床，4组者为四曲柄式冲床；而无曲柄式冲床则称为一点式无曲柄式冲床，两点式无曲柄式冲床，以及四点式无曲柄式冲床等。4.1.5依据机架的形式来分类 冲床的机架形式大部分属于开背式的C型机架，其中尤以开背可倾式C型机架（Open-Back Inclinable Gap-Frame）冲床最为普遍，简称O.B,I.C型冲床，多使用100吨级以下的小型机床；而中大型的冲床则属于直臂型冲床的冲床居多。该模具采用采用弹性卸料和下出料方式，因此选择开始双柱可倾压力J23-16，其主要技术参数为：公称压力：160KN行程55mm闭合高度160-2054.2其他零部件的选择上模座 20
13、016040 GB/T2855.1-2008下模座 20016045 GB/T2855.2-2008导柱 25130 GB/T2861.1-2008导套 288533 GB/T2861.3-2008弹压卸料版10010020 JB/T8065.4-1995固定板 10010015 JB/T8065.4-1995卸料螺钉 835模柄 3280 JB/T7646.1-2008圆柱销 845圆柱头内六角螺钉M840 GB/T70.1-2000垫板 1001005 JB/T8065.4-1995弹压橡胶 (自配)圆柱头内六角螺钉M845 GB/T70.1-2000圆柱销 845五、装配图及零件图绘制六、参考文献1 王新华 冲裁模典型结构图册 2011 机械工业出版社2 刘国胜 我国冲压模具技术的现状及发展D 湖北：黄石理工学院机电工程学院 2007 3 付宏生 冷冲压成型工艺与模具设计制造 化学工业出版社 20054 模具设计与制造技术教育丛书编委会.模具常用机构设计。北京:机械工业出版社, 20035邓劲松，陈新坡，丁华 冲压件成型仿真及其预成型模具方案设计 20146王兴元 机械制造与自动化 20147吕华英 薄壁圆管端豁口冲压模具设计 20148金属加工：冷加工 20149吴诗惇 冲压工艺及模具设计专心-专注-专业