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1、前 言冷冲模模具设计是为模具设计与制造专业学生在学完基础理论课、技术基础和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是：具体应用和巩固本课程与有关修课的理论知识、生产知识，了解冲压模模具设计的一般设计方法和步骤；培养设计能力，为以后进行设计工作打下基础；结合生产和使用等条件，独立地完成模具总体结构与其零部件的设计。熟练掌握徒手测绘的能力和AutoCAD和UGS NX绘图软件的应用能力，熟悉和运用参考文献、设计手册、了解有关国家（部颁）标准、规等，加强对模具设计的认识，培养独立分析问题和解决问题的能力。由于个人设计水平有限，本设计定存在许多错误和不妥之处，请各位指导老师批评和雅正，
2、恳请老师不吝赐教，同学提出宝贵的意见和建议，在此表示衷心的感！目 录前言2目录3第一章：引言41.1模具行业的状41.2冲压工艺介绍41.3冲压工艺的种类41.4冲压行业阻力和障碍与突破5第二章止动件的设计72.1设计题目设计一止动件72.2冲压件工艺分析82.3方案与模具结构类型92.4排样设计102.5压力计算112.6模具压力中心计算122.7作零件刃口尺寸计算132.8冲孔刃口尺寸计算152.9其它模具零件结构尺寸162.10模具的零件设计与计算 162.11冲床选用 212.12模具装配与零件参考图 22设计总结30第一章 引 言1.1 模具行业的发展现状与市场前景 现代模具工业有“
3、不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2005年模具产值预计为600亿元，模具与模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2003年我国汽车产销量均突破400万辆，预计2004年产销量各突破500万辆，轿车产量将达到260万辆。另外
4、，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。1.2 冲压工艺介绍冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和
5、钢带。全世界的钢材中，有6070%是板材，其部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。冲压是高效的生产方法，采用复合
6、模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。第二章 止动件的设计2.1设计题目设计一止动件，零件图如下:图1所示冲裁件，材料为材料为H62,厚度为0.7mm，大批量生产。试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程.零件名称:止动件 生产批量:大批 材料: H62 t=0.7mm2.2冲压件工艺分析：冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压
7、工艺的适应性，即冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级等是否符合冲裁加工的工艺要求。良好的结构工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单而寿命高、产品质量稳定、操作简单等。1、材料性能：制件成型材料是H62，具有良好的塑性；2、冲裁件的尺寸精度：该止动件图上所有公差尺寸，属自由尺寸， IT9级精度等级确定工件的公差。3、尺寸标注分析零件的尺寸标注情况，符合要求。综上所述：该制件适合冲裁，可以利用普通冲裁得到。2.3方案与模具结构类型1、工艺方案分析该冲裁件包括落料工序，该方案也只要一副模具，生产效率高，但送料精度影响制件精度，需采用导正销定位或侧刃定距，模具结构较复杂。2、模具结构类型的选
8、定综上所述，由于该冲裁件结构简单，2.4排样设计合理的排样是提高材料利用率、降低成本、保证冲裁件质量与模具寿命的有效措施。1、材料利用率排样时，在保证制件质量的前提下，主冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级等是否符合冲裁加工的工艺要求。良好的结构工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单而寿命高、产品质量稳定、操作简单等。1、材料性能：制件成型材料是H62，具有良好的塑性；2、冲裁件的尺寸精度：该止动件图上所有公差尺寸，属自由尺寸， IT9级精度等级确定工件的公差。3、尺寸标注分析零件的尺寸标注情况，符合要求该制件适合冲裁，可以利用普通冲裁得
9、到1、工艺方案分析该冲裁件包括落料工序，该方案也只要一副模具，生产效率高，但送料精度影响制件精度，需采用导正销定位或侧刃定距，模具结构较复杂。2、模具结构类型的选定综上所述，由于该冲裁件结构简单合理的排样是提高材料利用率、降低成本、保证冲裁件质量与模具寿命的有效措施。1、材料利用率排样时，在保证制件质量的前提下要考虑如何提高材料的利用率（冲裁件的实际面积A=1152 mm）一个歩距的材料利用率为：=A/Bs100%=76%查板材标准冷轧钢板的尺寸，选用7503000mm的钢板，采用横排， 2、排样方式该冲压件属于大等量生产类型,因此不考虑多排或一模多件的方案。排样方式采用直排。这种排样属于有废
10、料排样，模具沿工件全部外形进行冲裁，工件周边都留有搭边。这种排样能保证冲裁件的质量，冲裁模寿命也长，但材料利用率低。3、搭边经查表模具设计师（冷冲模）2-2,确定冲裁金属材料的搭边值：两工件间搭边距：a=1.5mm，实际取：a=2mm；侧面搭边距：a1=1.8mm，实际取：a1=2mm；条料宽度：B=（D+2a1）=69mm;歩距：S=22mm。2.5 压力计算2.5.1、冲裁力的计算F冲=F落料力F落料力=1.3FoLtb=41.2 kNF冲=41.2kN2.5.2、卸料力和推件力的计算卸料力：Fx=nKx=F落料力=0.04x41.2=1.6 kN推件力： FT=nKt F冲孔力=0 kN
11、2.6 模具压力中心的计算由于冲件X方向对称，故压力中心x0=0mm;Y0=L1y1+L2y2+L3y3+.+L8y8/L1+L2+L3+.L6=8.2其中： L1=20mm, y1=10mm，L2=65mm, y2=0mm L3=20mm, y3= 20mm，L4=17.3 mm y4=20mm L5= 11 mm y5=13mm，L6=17.3mm y6=20mm由以上计算可知，冲压件中心的坐标为（0，8.2）2.7 作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制;2.7.1刃口尺寸计算： 尺寸见零件图2.7.2 落料凹模板尺寸:凹模厚度: H=Kb(15mm)K值由
12、表2-16查得：K=0.2，则H=13 mm ，实取15mm.凹棋边壁厚:W1=1.2Hd=1.215=18mm , 凹棋板边长: L=b+2W=101mm，取100mm取凹模板宽B=56mm,取63mm故确定凹棋板外形为:1006315mm。2.9 其它模具零件结构尺寸凹模板尺寸并查标准确定其它模具模板尺寸列于表1：序号名称长宽厚（mm）材料数量1垫板1006315Q23512凸模固定板1006315Q23513上模垫板1006325Q23514卸料板1006315Q23515凹模板1006315T1016下模垫板1006325Q23512.10模具的零件设计与计算2.10.1凸模的外形尺寸
13、计算冲裁时所受的应力，有平均应力和刃口的接触应力k两种因为孔径d=30mm，材料厚度t=0.5mmdt, 凸模强度按1式k 式中：T冲件材料的厚度（mm），t=0.7mm；冲件材料抗剪强度（Mpa），310Mpa；k凸模刃口的接触应力(Mpa)；k凸模刃口的许用接触应力Mpa。k=625Mpa1800Mpa凸模在中心轴向心压力的作用下，保持稳定（不产生弯曲）的最大长度与导向方式有关。卸料板导向凸模 最大允许长度Lmax按1 下式计算： Lmax=式中：Lmax凸模最大允许长度（mm）；E凸模材料弹性模量，对于钢材可取E21000Mpa；其余符号见前式：Lmax=2373.9mm2.10.2 凹
14、模尺寸结构凹模的外形尺寸常用下列经验公式确定凹模的厚度确定见1式： HKb 凹模壁厚（指凹模刃口与外缘的距离）的确定式1 凹模C(23)H式中：b凹模孔的最大宽度（mm）；K因数,按1表 得：K30=0.3，K147=0.15 ； H凹模厚度； C凹模壁厚；则(1)凹模厚度：H0.330=9mm 壁厚：C=1.59=13.5mm图7凹模的刃壁形式凹模的结构形式1冲裁凹模的刃壁形式：(1) 0凹模见图7，定结构 形式见图8参考1表得：h=35mma=5303-112.10.3卸料设计与计算卸料板结构形式采用：无导向弹压卸料板,广泛应用于薄材料和零件要求平整的落料模，卸料效果好，操作简单。2.10
15、.4 卸料螺钉卸料螺钉结构形式采用标准卸料螺钉结构，凸模刃磨后须在卸料螺钉头下加垫圈调节。2.10.5卸料螺钉尺寸关系为保持装配后卸料板的平行度，同一付模具中各卸料螺钉的长度L与孔深见如下图11，各尺寸关系如下H=(卸料板行程)+(模具刃磨量)+h1+(510mm) 模具刃磨量5mm，h1=6则H21+5+6+840mmd1d+(0.30.5)mm 160.416.4mm e0.51.0mm取e1.0mm2.11冲床选用2.11.1冲压设备的选择依据：1、所选压力机的公称压力必须大于总冲压力，即F压F总2、压力机的行程大小应适当。由于压力机的行程影响到模具的开高度，因此对于冲裁，弯曲等模具，其
16、行程不于过大，以免发生凸模与导板分离或滚珠导向装置脱开的不良后果。对于拉深模，压力机的行程至少应大于成品零件高度的两倍以上，以保证毛坯的放进和成行零件的取出。3、所选压力机最大高度应与冲模的闭合高度相适应。即满足：冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间的要求。4、压力机工作台面的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的余地。但在过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时，对工作台的受里条件也是不利的。2.11.2压力机的选择：根据总冲压力 F总=352KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,用J23-63开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块。其主要
17、工艺参数如下：公称压力： 630KN 滑块行程： 130mm 行程次数： 50 次分根据总冲压力 F总=352KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,选用J23-63开式双分最大闭合高度： 360mm 连杆调节长度： 80mm 工作台尺寸（前后左右）： 480mm 710mm总结在自己与组员们努力下和指导老师的指导下，我们完成了这次课业设计的任务，通过这次课业设计，我对冷冲模设计过程有了更进一步的了解。设计不仅是对前面扬学知识检验，而且也是对自己能力提高。主要收获和体会如下：第一 .学到了产品设计的方法。产品设计过程是创造性劳动的过程，产品的设计应按科学程序进行，一个产品须经过
18、多次改进，才能完善和成熟。第二提高了综合专业的能力。以前课程设计所接触的课程知识比较窄。这次设计是把模具每个零件设计出来,需要比较全面的知识。第三巩固了计算机CAD绘图能力。通过这次绘图大量的图样，更加熟悉了机械制图中常用指令的操作方法，用简便快速方法画出完整正确的零件图样。第四提高了收集资料和查阅手册能力。收集资料是做课业设计的前期准备工作，只有广泛收集有用的资料才能设计出较好的产品。第五培养了严谨的科学作风。在设计过程中每一个结构、零件、材料、尺寸、公差都反映在图纸上，因此，在设计过程中必须要有高度的责任心，要有严肃认真的工作态度。总之，对我们技师班学生来说，经历了这次课业设计，为今后从事生产第一线的技术发行工作、技术管理工作将有非常大的帮助。 最后，衷心的感指导老师悉心的教导！15 / 15