冲压模具设计培训

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1、冲压模具设计培训前言2 设计内容3一、工艺性分析3二、工艺方案的确定3三、模具结构形式的确定 3四、工艺设计41运算毛坯尺寸4 2 画排样图 4 3 运算材料利用率5 4 运算冲压力6 5 初选压力机 6 6 运算压力中心6 7 运算凸凹模刃口尺寸7五、模具结构设计 7 1 模具类型的选择 7 2 定位方式 的选择 7 3 凹模设计7 4 凹模刃口与边缘的距离7 5 确定凹模周界尺寸7 6 选择模架及确定其他冲模零件尺寸8六、绘制典型零件图和装配图 1 0七、终止语 1 1致谢11 参考文献12前言随着经济的进展，工业产品技术也在不断进展，各行各业对模具的需求量越来越大， 技术要求也越来越高。

2、尽管模具种类繁多，但在十一五期间其进展重点应该是既能 满足大量需要，又具有较高的技术含量，专门是目前国内尚不能自给、需大量进口的模 具和能代表进展方向的大型、周密、复杂、长寿命模具。又由于模具标准件的种类、数 量、水平、生产集中度等对整个模具行业的进展有重大阻碍。因此，一些重要的模具标 准件也必须重点进展，而且其进展速度应快于模具的进展速度，如此才能不断提高我国 的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本。由于我国的模 具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此关于出口前景好的模具产品也应作为重 点来进展。而且应该是目前已有一定基础，有条件、有可能进展起来的产品。如：1.大

3、型周密塑料模具 塑料模具占我国模具总量的比例正逐年上升，进展潜力庞 大。目前尽管已有相当技术基础并正在快速进展，但技术水平与国外仍有较大差距，总 量也供不应求，每年进口几亿美元。2.要紧模具标准件 目前国内已有较大产量的模具标准件要紧是模架、导向件、 推杆推管、弹性元件等。这些产品不但国内配套大量需要，出口前景也专门好，应连续 大力进展。尽管如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大 差距。这些要紧表现在飞行器钣金件、高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模 方面，不管在设计依旧加工工艺和能力方面，都有较大差距。覆盖件模具，具有设计和 制造难度大，质量和精度要求高的

4、特点，可代表覆盖件模具的水平。尽管在设计制造方 法和手段方面已差不多达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在模具国 产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在 一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点进展的 周密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯周密自动阀片多功能模具，已差不多 达到国际水平。因此我们在学习完飞行器板金成形和模具相关基础课程后，老师让我们进行简单冲 压件的模具设计，我们可经通过简单件的设计初步了解一下模具设计的过程。设计内容一、工艺性分析此工件只有落料一个工序。制件材料为Q235，具有良好的冲压性能

5、，适合冲裁。工件结构相对简单，厚度为2mm，工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸 精度较低，一般冲裁完全能满足要求图1，但应加以注意：&248 0.E/一JU0一/1111 1-70-0,2_图11有一定批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。2冲裁间隙，凸凹模间隙的确定应符合制件的要求。3各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序动作稳妥、连贯。二、工艺方案确定依照制件工艺性分析，其差不多工序只有落料，可得以下简单方案：(1) 直截了当落料，单工序冲裁。(2) 先冲孔凹形区域，后落料制件。(3) 凹形区域两次冲孔成矩形，再落料成制件。方案1为单工序冲压，制件生产过程较为

6、简单。方案2、3需冲孔后落料，容易造成制件废品率高，对设备要求高等。综合各方面因素，方案(1)较为合理。三、模具结构形式的确定。因制件材料较薄，为保证制件平坦，采纳固定卸料装置。为方便操作和取件可初选 双立柱可倾压力机，横向送料。采纳圆柱头式挡料销。生产效率高，材料消耗也小。综上所述：由模具设计指导1书表 53，58 选用固定卸料横向送料典型组合 结构形式，后侧导柱滑动导向模架。四、工艺设计。1运算毛坯尺寸。制件长尺寸如图一。（2）排样方式的确定及尺寸确定。排样方式的选择方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由 冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用

7、率低。方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的阻碍，冲件质量差，模具寿命较 方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式 选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最正确。因材料厚度2mm，由参考书模具设计指导表4-4得材料厚度承诺偏差为 0.13mm，属于A级精度。故材料为A级精度的Q235。由参考书飞行器钣金成形原理与工艺3表 3-17表 3-17 搭边值和侧边值的数值材料厚度t圆件及r2t圆角矩形边长1W50矩形边长l50或

8、圆角rW2工件间a1侧边a工件间a侧边a1工件间a1侧边a0.25以下1.82.02.22.52.83.00.25 0.51.21.51.82.02.22.50.5 0.81.01.21.51.81.82.00.8 1.20.81.01.21.51.51.81.2 1.51.01.21.51.81.92.01.6 2.01.21.51.52.02.02.2选a=1.5mm,a =2mm.由式3一24,无侧压装置有：1B0 - 二D+2 (al +A)+b0)-0A其中：B一条料板公称宽度mmD一垂直于送料方向的工件尺寸mma一侧搭边值mmlb一条料与导板之间的间隙mm0A一条料宽度公差mm查表

9、 3-18，有 A =0.6mm,b =0.2mm0那么；B = D+2X (al +A)+bO)= 48+2X (2+0.6)+0.2= 53.4 mm条料步距 L=70+a=72+1.5mm=73.5mm.查参考书模具设计指导表4-8,选板料规格为冷轧钢板,尺寸为600mmX 1500mmX 2mm,每块剪成60mmX 1500mmX2mm的条料，可生产零件200件。运算材料利用率n。n=4 xioo%A其中：制件的总面积A =2340mm。0一个步距的条料的面积A=3925mm。故n =60%4运算冲压力。1）、冲裁力的运算用平刃冲裁时，其冲裁力F 一样按下式运算：F=LtTb式中F冲裁

10、力；L冲裁周边长度；t材料厚度；Tb材料抗剪强度；K系数，系数K是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不平均，刃 口磨损、板料力学性能和厚度波动等缘故的阻碍而给出修正系数，一样取 K =1.3。运算冲裁件轮廓尺寸 L=272mm由参考资料模具设计指导】表411得Q =432461Mpa,取Q =450Mbb =450Mpa由参考书飞行器钣金成形原理与工艺3表315表 3-15 卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmK推K顶K0.10.50.0450.0550.0630.08钢0.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.0450.056.50.020.030.0

11、250.03铝、铝合金0.0250.080.030.07纯铜，黄铜0.020.060.030.09那么： F 冲裁=1-3LtT kp=1-3Lt 79b=Lt b=450X272X2=245KN F 二K F 冲=0.05 X 245=12.25KN 卸料 卸总冲裁力 F= 245+12.25=260KN初选压力机。由参考文献模具设计指导1 表4 33选取Y23 40型精冲压力机。(6)运算凸凹模刃口尺寸。关于形状复杂或薄材料的冲裁件，为了保证凸凹模之间的间隙值，并使其分布平 均，必须采纳配合加工，这种方法是先加工好凸模或凹模作为基准件，然后以此基准件 为标准加工凹模或凸模，使二者保持一定间

12、隙。由飞行器钣金成形原理与工艺3表3-14，表3-14系数X料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.200.240.300.17 0.350.210.410.250.490.310.5920.3620.4220.5020.600.160.200.240.3020.1620.2020.2420.30每个尺寸可取：x=l凹模磨损后增大的尺寸，可按落料件凹模尺寸的公式运算A =Amaxx& +6d 0 idAmax垂直于送料方向的凹模刃口间的最大距离；因此有： Aid = (38-1X0.17)+0.17/4 0=37.83+0.0425 0mmA

13、2d = (70-1X0.2)+0.2/4 0 =69.8+0.05 0mmA3d = (48-1X0.2)+0.2/4 0=47.8+0.05 0mmA4d = (20-1X0.12)+0.12/4 0=19.88+0.03 0mm凹模磨损后变小的尺寸，可按冲孔凸模尺寸的公式运算B id= (Bmin +x)0 6dBmin垂直于送料方向的凸模刃口间的最小距离；因此有：B1d =( 30+1X0.12)0 -0.12/4 =30.120 -0.03mm 凹模磨损后不变的尺寸Cid =C 5jd因此有：Cld=480.2/4=480.05mm 落料凸模的差不多尺寸与凹模相同，分别是37.83m

14、m, 69.8mm, 47.8mm, 19.88mm,30.12mm, 48.0mm。凸模按凹模配制，配制时要保证最小合理间隙Zmin=0.160mm。7运算压力中心。由于该制件图形规那么，压力中心在其几何中心上。先画出凹模型口图,如图建立坐标系。A3Al X因此关于中心点坐标有：37.7,18.9mm五、模具结构设计：1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，压力机一次冲裁即可完成一个工序，因此模具类型单工序 冲裁模。2定位方式的选择 因为该模具采纳的是条料，操纵条料的送进方向采纳导料板，无侧压装置。操纵条 料的送进步距采纳挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有 一定余量，能

15、够靠操作工目测来定。3凹模设计。 因制件材料简单，总体尺寸不大，选用整体式矩形凹模较为合理。因生产批量较大，由文献模具设计指导1 表3-5选用T10A为凹模材料。凹模孔型由该文献中表2 38选出第三种孔型，且B=3, h=5mm由该文献表2-39得凹模高度h=22mm和凹模壁 厚 c=30mm。4凹模刃口与边缘的距离由文献冲压手册表241得a=30mm确定凹模周界尺寸LXB因此：LXB=160X125 据文献模具设计指导表543得凹模尺寸160mmX 125mmX22mm 其中 L=160mm, B=125mm,6选择模架及确定其他冲模零件尺寸。由凹模周界尺寸及配用模架闭合高度在H=14017

16、0mm，查模具设计指导i5-7选用滑动导向后侧导柱模架，标记为160X125X140170 (GB/T2851.31990),并依照 此标准画出模架图。160X125X40GB/T 2855.5-1990材料：HT200 GB/T9436-88160X125X50GB/T 2855.6-1990材料：HT200 GB/T9436-8825h5X130 GB/T 2861.1-1990材料:20钢 GB/T699-199925H6X85X33GB/T2861.6-1990材料:20钢 GB/T699-1999上模座：下模座：导柱 ：导套：六、绘制典型零件图和装配图。产im451322.04fi.

17、o cm拒i细瓯谢111Is63.0Z5巧0A.B-Btogfia.a眦I5b 凸模a 凹模| i2.aa4?.a结束语钣金冲压成形课程设计是我在大学期间的一门重要的课程，是把理论应用到实践中 的过程。通过这次设计使我学会如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超 越自己。创新，是要我们学会将理论专门好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑； 并使我巩固了自己的知识，加深了对冲压成形的明白得，同时认识到自己的不足。把往 常不明白或模糊的知识上升到了深刻明白得，相信对我们今后从事工作将有专门大关 心。本设计是一个小型的钣金零件成形工艺的设计。要紧包括了冲孔和冲压模具的设计 运算以及要紧零件和

18、模具的 CAD 制图,使我学到了许多东西，通过本次课程设计，我学到了专门多新的东西，也发觉了大量的问题，有些在设 计过程中差不多解决，有些还有待今后慢慢学习。只要学习就会有更多的问题，更多的 难点，但也会有更多的收成。由于个人水平有限，在设计过程中不可幸免地显现各种各样的问题，还请老师批判 指正。致谢在本设计完成之际，衷心感谢指导老师和同学们对我的指导和关心。在我设计过程 中，张春元、王菁等老师给予了极大的关心和指导，并为我们提供了舒服的工作、学习 环境，老师认真负责的工作态度、严谨的治学风格，使我深受启发，在此我要感谢几位 老师对我的关心和他们耐心的辅导；以及同学们的支持，和同学们之间的相互

19、探讨也使 我获益匪浅，也要同学们对我的关怀，使我在学习中感受到了欢乐。我再次感谢老师和 我的同学们，并感谢学校给予我们一个实践的平台，使我们的能力得到了极大的提升。参考文献1】 史铁梁.模具设计指导.北京: 机械工业出版社，2006.2】 王孝培.冲压手册.北京：机械工业出版社，2000.3】 瞿 平.飞机钣金成形原理与工艺.西安：西北工业大学出版社，1995.4】 杨玉英有用冲压工艺及模具设计手册北京：机械工业出版社，2000.5】 伍先明.塑料模具设计指导.北京：国防工业出版社，2006.6】 申开智.塑料成型模具.北京：中国轻工业出版社，2002.7】 齐晓杰.塑料成型工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，2006.8】 姜奎花.冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，2000.9】 丁松聚.冷冲模设计.北京：机械工业出版社，2000.10】 许树勤.模具设计与制造.北京：北京大学出版社，2005.11】 涂序斌.模具制造技术.北京：北京理工大学出版社,2007.12】 张国志.材料成型模具设计.沈阳：东北大学出版社，2006.13】 徐慧民.模具制造工艺学.北京：北京理工大学出版社 2007.