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1、机电工程学院机电工程学院冲压课程设计说明书设计题目设计题目:冲孔落料模具设计冲孔落料模具设计学生姓名：学生姓名：专业班级：专业班级：材控材控 F0902F0902学学号：号：指导教师：指导教师：2012 2012 年年 6 6 月月目目录录一一冲压件冲压件.4.4二二零件的工艺性分析零件的工艺性分析.4.4 2.1 2.1 零件的工艺性分析零件的工艺性分析.4.4 2.2 2.2 冲裁件的精度与粗糙冲裁件的精度与粗糙.4.42.32.3 确定工艺方案确定工艺方案.5.5三三冲压模具总体结构设计冲压模具总体结构设计.5.53.13.1 模具类型模具类型.5.53.23.2 操作与定位方式操作与定
2、位方式.5.53.33.3 卸料与出件方式卸料与出件方式.5.5 3.4 3.4 模架类型及精度模架类型及精度.5.5四四冲压模具工艺与设计计算冲压模具工艺与设计计算.6.64.14.1 排样设计与计算排样设计与计算.6.64.24.2 设计冲压力与压力中心设计冲压力与压力中心,初选压力机初选压力机.7.74.34.3 计算凸凹模刃口尺寸及公差计算凸凹模刃口尺寸及公差.8.8五五模具的总张图与零件图模具的总张图与零件图.9.95.15.1 冲压模具的零件图冲压模具的零件图.9.9(1)(1)凹模的设计凹模的设计.9.9 (2)2)凸模的设计凸模的设计.10.10(3)(3)凸凹模的设计凸凹模的
3、设计.11.115.25.2 选择坚固件及定位零件选择坚固件及定位零件.11.112(1)(1)螺钉规格的选用螺钉规格的选用.11.11(2)(2)活动挡料销活动挡料销.12.125.35.3 设计和选用卸料与出件零件设计和选用卸料与出件零件.12.12(1)(1)卸料板卸料板.12.125.45.4 选择模架及其它模具零件选择模架及其它模具零件.13.13(1)(1)模架模架.13.13(2)(2)模柄模柄.14.14(3)(3)垫板垫板.15.15(4)(4)凸模固定板凸模固定板.15.15(5)(5)凸凹模固定板凸凹模固定板.16.165.55.5 压力机的校核压力机的校核.17.175
4、.65.6 级进模具的装配图级进模具的装配图.17.17六六总结总结.19.19七七致谢致谢.20.20八八参考文献参考文献.20.203一冲压件一冲压件冲压件图如下图所示:冲压技术要求:1.材料:08 钢2.材料厚度:3mm3.生产批量:大批量二二.零件的工艺性分析零件的工艺性分析.2.12.1 零件的工艺性分析零件的工艺性分析该零件材料为 08 钢结构简单,抗剪强度为 300mpa 形状对称,只有落料，冲孔两个工序具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个20mm 的孔两个8mm 的孔；孔与孔、孔与边缘之间的的距离也满足要求，最小壁厚为 6mm（20mm孔与35mm 的孔、8m
5、m 的孔与 R10mm 的外圆之间的壁厚。）2.22.2 冲裁件的精度与粗糙度冲裁件的精度与粗糙度冲裁件的经济公差等级不高于 IT11 级,一般落料公差等级最好低于IT10 级,冲孔件公差等级最好低于 IT9 级,工件的尺寸全部为自由公差，可看作 IT14 级，尺寸精度较底，普通冲裁完全能满足要求。根据表 8-14 得出零件图如下：42.32.3 确定工艺方案确定工艺方案.该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序,可采用的冲裁方案有单工序冲裁,复合冲裁和级进冲裁三种：方案一、单序模：零件属于中批量生产,因此采用单工序须要模具数量较多,生产率低,所用费用也高,不合理;方案二、：复合模：若采用复合冲,可
6、以得出冲件的精度和平直度较好,生产率较高,凸凹模最小壁厚为 3.2mm。方案三、级进模：大批量生产、冲裁精度较高，冲裁件孔与孔、孔与边缘尺寸较小时使用，计算该件的最小壁厚为6mm。综上所述可选方案二复合模。三三.冲压模具总体结构设计冲压模具总体结构设计3.13.1 模具类型模具类型根据零件的冲裁工艺方案,采用复合冲裁模.3.23.2导向与定位方式导向与定位方式导向形式：滑动导柱导套导向定位方式：板料定位靠导料销和弹簧弹顶的活动挡料销完成，因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用的是导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销定距。3 33 3卸料与出件方式卸料与出件方式冲孔凸模与凸凹
7、模冲孔，冲孔废料直接落料。利用推件块将制件顶出。3 34 4模架类型及精度模架类型及精度5该模具采用后侧导柱模架，以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。四冲压模具工艺与设计计算四冲压模具工艺与设计计算4 41 1排样设计与计算排样设计与计算1.根据零件形状和增大利用率而采用斜排。2.搭边值设定：查表 2.5.2 得 a1=2.5 a=2.83.条料宽度与导料板间距离计算采用无侧压装置条料宽度与导料板间距离条料的宽度B0=（Dmax+2a+C）0查表 2.5.3 得条料宽度偏差=0.9mm导料板与条料之间的最小间隙 C 查表 2.5.5 得 C=0.50B=(35+2x2.8+0.5)09=41.
8、19mm,根据实际取料宽为 42mm导料板间的距离:A=B+C=42+0.5=42.5mm步距 S=2X+a1 如图 4-1,x=35.28,S=35.28X2+2.5=73.06,图 4-1（斜排）64、条料的利用率=(A/BS)X100%由零件图用 CAD 计算得一个零件的面积为 1600.77mm一个进距内的坯料面积:BXS=42X73.06=3068.52mm,因此材料利用率为:=(A/BS)X100%=(1600.77/3068.52)X100%53%4.24.2设计冲压力与压力中心设计冲压力与压力中心,初选压力机初选压力机.(1).落料力根据零件图,用 CAD 可计算出冲一次零件外
9、周边之和L=186.6mm,冲孔内周边之和 L=113.1mm,又因为=300Mpa,t=3mm,取K=1.3,则根据式,F1=KLt=1.3X186.6X3X300=218.322KN冲孔力:F2=KLt=1.3X113.1X3X300=132.327KN所以冲裁力 F=F1+F2=218.322+132.327=350.649KN推件力:由表 2.9.4,根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=9mm,故n=h/t=9/3=3,查表 2.6.1,取 KT=0.45 则FT=n KT F冲=3X0.45X132.327=178.641KN卸料力 FX由表 2.6.1,取 KX=0.04,则FX=K
10、XXF落=0.04X218.322=8.732KN所以 FZ=F+FX+FT=350.649+178.641+8.732=538.02KN公称压力 F=1.3FZ=1.3X538.02=699.43KN根据公称压力选取压力机722因此可选压力机型号为 J23-80J23-80闭合高度为 380H290(2)压力中心因为该制件是简单对称件,所以压力中心为该制件的几何中心.4.3.4.3.计算凸凹模刃口尺寸及公差计算凸凹模刃口尺寸及公差0.361.冲孔尺寸 2-80根据表 2.3.3,由材料厚度可得Zmin=0.460mm,Zmax=0.640mm.查表 2.4.1T=0.020A=0.020磨损
11、系数表可得磨损系数 X1=0.5,校核:T+A=0.04Zmax-Zmin=0.1800dT=(dmin+x)00.02=(8+0.5X0.36)0.02=8.180.020.020.020.02dA=(dT+Zmin)0=(8.18+0.46)0=8.6400.522.冲孔尺寸200根据表 2.3.3,由材料厚度可得Zmin=0.460mm,Zmax=0.640mm.查表 2.4.1T=0.020A=0.025磨损系数表可得磨损系数 X1=0.5,校核:T+A=0.045Zmax-Zmin=0.1800dT=(dmin+x)00.02=(20+0.5X0.52)0.02=20.260.020
12、.0250.0250.025dA=(dT+Zmin)0=(20.26+0.46)0=20.7203.落料尺寸2000.52根据表 2.3.3,由材料厚度可得Zmin=0.460mm,Zmax=0.640mm.查表 2.4.1T=0.020A=0.025磨损系数表可得磨损系数 X1=0.5,校核:T+A=0.045Zmax-Zmin=0.1880.0250.0250.025DA=(Dmax-x)0=(20-0.5X0.52)0=19.74000DT=(DA-Zmax)00.02=(19.74-0.64)0.02=19.10.024.落料尺寸3500.62根据表 2.3.3,由材料厚度可得Zmin
13、=0.460mm,Zmax=0.640mm.查表 2.4.1T=0.020A=0.030磨损系数表可得磨损系数 X1=0.5,校核:T+A=0.05Zmax-Zmin=0.180.0300.0300.030DA=(Dmax-x)0=(35-0.5X0.62)0=34.69000DT=(DA-Zmax)00.02=(34.69-0.64)0.02=34.050.025.孔心距 600.74L=L平18=6018X1.48=600.185五五.模具的总张图与零件图模具的总张图与零件图5.15.1 冲压模具的零件图冲压模具的零件图(1).(1).凹模设计凹模设计各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安
14、排凹模在模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据将压力中心与模柄中心重合,其轮廓尺寸按公式 2.9.3 2.9.4 计算用CAD计算出凹模刃口的最大尺寸 b=78mm查表 2.9.5 得 k=0.3凹模厚度 H=kb=0.3X78=23.4mm凹模厚度取 24mm凹模壁厚 C=(1.5-2)H=40mm所以凹模壁厚度为 40mm凹模长度 L=l+2C=78+2X40=158mm凹模宽度 B=l+2C=35+2X40=115mm由以上算得凹模轮廓尺寸 LXBXH=158X115X24,查有关国家标准,并无9厚度合适,因此我选 LXB 为标准尺寸,得 LXB=160X125凹模材料的选用:材料选用
15、 Cr4WmoV。(2).(2).凸模设计凸模设计凸模材料：参照冲压模具设计与制造选用T10A因为所冲的孔均为圆形，而且都都不属于特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用阶梯式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，冲孔凸模结构如图：10凸模长度 L=H固+H凹=1.8 H凹=1.8X24=43.2H1=0.8 H凹=0.8X24=19.2(3)3)凸凹模设计凸凹模设计由表 2.9.6 得凸凹模最小壁厚=6.75.2.5.2.选择坚固件及定位零件选择坚固件及定位零件(1)螺钉规格的选用:,根据标准GB699选取材料为45钢.热处理硬度值11HRC3540卸料螺钉选用圆柱头内六角卸料螺钉,卸料板上
16、设置4 个卸料螺钉,公称直径为 12mm 卸料钉尾部应留有足够的行程空间,卸料螺钉拧紧后应使卸料板超出凸凹模端面 1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整.(2)活动挡料销:在卸料板上固定了3 个导料销,用于条料送进的定位.在送进方向上用一个弹簧弹顶装置的挡料销,挡料销,的尺寸如下图:5.3.5.3.设计和选用卸料与出件零件设计和选用卸料与出件零件(1)卸料以卸料板卸料,出件是以凸凹模往上冲出即可,因此不用设计出件零件.固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同,其厚度可取10，LXBXH=158X115X10 材料为 45 号钢由以上根据凸凹模可设计出卸料板如图 5-13.125.
17、4.5.4.选择模架及其它模具零件选择模架及其它模具零件(1)选择模架:根据 GB/T 2861.5-90,由凹模周界 158X115,及安装要求,选取凹模周界:LXB=160X125,闭合高度:H=170205,上模座:160X125X40下模座:160X125X50 导柱 25X160,导套:25X95X38,由以上可得模架如图 5-14 所示.13(2)模柄:由压力机的型号 J23-80J23-80.可查得模柄孔的直径为 60,深度为 80,由装配要求,模柄与模柄孔配合为H7/m6 并加销钉防转,模柄长度比模柄孔深度小 510mm,由于采用固定卸料，上模座回程时受力较大，因此选用压入式模
18、柄较合理，所以根据 GB2862.1-81 得图 5-15所示:14(3)垫板:垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力,以防止模座被挤压损伤,因此在与模座接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板.垫板的外形尺寸与凸模固定板相同,厚度可取 310mm,这里设计时,由于压力较大,根据 GB2865.2-81 选取规格为 LXBXH=160X115X10(4)凸模固定板:凸模固定板的外形尺寸与凸模的外形尺寸一致,厚度为20mm,根据核准选取板的规格为LXBXH=160X115X20;15(5)凸凹模固定板:凸凹模固定板的尺寸与垫板的尺寸一致,厚度为20mm,规格为 LXBXH=160X115X20;165.5
19、5.5 压力机的校核压力机的校核(1).(1).公称压力公称压力根据公称压力的选取压力机型号为 J23-80,J23-80,它的压力为 800699.43 所以压力得以校核;(2).2).闭合高度闭合高度由压力机型号知Hmax=380 M=90 H1=100Hmin=HmaxM=380-90=290(M 为闭合高度调节量/mm,H1为垫板厚度/mm)根据 GB/T 2851.3-90得模具闭和高度为 170H205,根据公称压力选用压力机闭和高度 290H380,H垫=100因为 Hmin+10-H垫HHmax-5-H垫200H275所以 H=205选顶定压力机 J23-8 符合要求.H=H(
20、上)+H(垫)+H(凸凹)+L+H(下)=40+10+43.2+H(凸凹)+50=145+H(凸凹)145+H(凸凹)=205 H(凸凹)=605.65.6 根据前面的设计与分析根据前面的设计与分析,我们可以得出如级进模具的总张图我们可以得出如级进模具的总张图如图 5-1 所示:175-1 复合模总装图1.模座，2.螺钉,3.凸凹模固定板,4.导柱,5.弹簧,6.活动挡料销,7.导套 8.螺钉,9.连接打杆,10.推板,11.打杆,12.模柄 13.螺钉14.上模座 15.16.冲孔凸模 17.凸模固定板 18.推件块 19.落料凹模 20.卸料板 21.卸料螺钉 22.导料销18六总结在大学
21、的学习过程中，毕业设计是一个重要的环节。是我们步入社会参与实际工作的一次极好的演示，我十分有幸提早把毕业设计和实际工作有机的结合起来。此次的毕业设计是我们从大学毕业走向未来工作的重要一步，从最初的选题、开题到计算、绘图直到完成设计，期间查找资料、老师们的指导与同学的交流，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。不但使我更进一步理解和懂得了以前学到的知识而且还把以前课本上学到的知识连接在了一起。使我能更好的融会贯通。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，毕业设计收获很多，提高自己的绘图能力。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处，比如缺乏综合应用专业知识的能力，对
22、材料的不了解。这次实践是对自己大学所学的一次大的检阅，使我明白了自己知识还很浅薄。虽然马上要毕业了但是自己的求学之路还很长，以后更应在工作中学习，努力使自己成为一个对社会有所贡献的人。19七致谢首先感谢河南工业大学，给我提供这么好的学习生活环境，在校学习和生活的日子是我一生中一段难忘的经历！本次设计是在指导老师的精心指导和大力支持下完成的。他以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢八参考文献1成虹.冲压工艺与模具设计（第二版）.高等教育出版社.2006.2朱立义.冷冲压工艺与模具设计.重庆大学出版社.20063邓志平.机械制造技术基础.西南交通大学出版社.20054郝滨海.冲压模具简明设计手册.化学工业出版社.20055陈剑鹤.冷冲压模具设计图册.清华大学出版社.200720