课程设计说明书衬片冲压说明书

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1、广东石油化工学院课程设计：衬片冲压模具设计广东石油化工学院课程设计说明书 题 目 衬片冲压模具设计 专 业： 机 电 工 程 学 院 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 完成时间：2013年 9月2日至2013年 9月15日塑料成型模具设计课程设计任务书机电工程学院 材料成型及控制工程 专业 班 学生 一、课程设计题目：制订衬片冲压工艺规程并设计其成型模具二、原始设计资料：按附图及要求给定生产批量：大、或中、或小批量1. 三、设计工作起止日期：2012年12月24 日2013 年 1月6 日四、设计内容要求：2. 明确设计任务，确定成型工艺，选择成型设备；确定成型模具的结构方案；3. 计

2、算成型模具零件的工作尺寸，关键部位进行强度计算及校核；4. 绘制成型模具的结构总装图；5. 绘制三四张主要零件图；6. 图纸应符合制图标准及规范；7. 按进度要求分阶段呈交指导教师检查设计工作；8. 设计图纸及计算说明书必须经指导教师审查后方能参加答辩。五、进度要求：1. 明确设计任务，查阅资料。 1天2. 分析塑件结构，方案设计。 1天3. 模具结构设计。 3天4. 零件设计。 2天5. 编写设计计算说明书。 2天6. 答辩。 1天六、应交的设计资料（装入档案袋）：1. 设计计算说明书一份（要求打印）；2. 模具结构总装图一张；3. 零件图三四张。七、主要参考资料1. 塑料模设计手册.手册编

3、写组编. 机械工业出版社 2. 实用塑料注射模设计与制造. 陈万林等编. 机械工业出版社 3. 塑料注射成型模具结构图册. 上海市第二轻工协会 4. 典型注射模具结构图册. 中南工业大学出版社 5. 机械制造工艺师手册. 机械工业出版社 6. 李秦蕊主编. 塑料模具设计. 西北工业大学出版社教研室负责人 指导教师 接受设计任务开始执行日期 年 月 日学生签名 目录目录1冲压设计2一、零件工艺性分析21.1工件图21.2材料分析21.3工艺分析31.4精度分析3二、 工艺方案的确定32.1工艺方案的分析3三、 模具设计计算43.1排样、计算条料宽度及确定步距43.2材料的利用率53.3计算冲压力

4、53.4确定模具压力中心63.5冲模刃口尺寸及公差的计算73.6确定各主要零件结构尺寸8四、选择压力机9五、模架及零件95.1模架类型95.2导向装置105.3上、下模座105.4模柄105.5凸模固定板115.6垫板115.7紧固件1111冲压设计一、零件工艺性分析1.1工件图零件简图：如图所示名称：衬片生产批量：40万件/年材料：10钢材料厚度：0.8mm工件简图:如图所示要求设计此工件的冲裁模。1.2材料分析10号钢塑性、韧性很好，易冷热加工成形，正火或冷加工后切削加工性能好，焊接性优良，无回火脆性，淬透性和淬硬性均差。制造要求受力不大、韧性高的零件，如汽车车身、贮器、深冲压器皿、管子、

5、垫片等，可用作冷轧、冷冲、冷镦、冷弯、热轧等工艺成形，也可用作心部强度不高的渗碳件、碳氮共渗件等。化学成份：碳 C ：0.070.14; 硅 Si：0.170.37; 锰 Mn：0.350.65; 硫 S ：0.04; 磷 P ：0.35; 铬 Cr：0.15; 镍 Ni：0.25;铜 Cu：0.25力学性能: 抗拉强度 b (MPa)：335屈服强度 s (MPa)：205伸长率 5 (%)：31断面收缩率 (%)：55，硬度 ：未热处理,137HBs，试样尺寸：试样尺寸纵向25mm热处理规范：正火,910,空冷金相组织：铁素体+珠光体 1.3工艺分析该零件形状简单、对称，是由圆和直线组成的

6、。此工件形状对称，本工件中的尺寸公差为未注公差，在处理这类零件公差的等级时均按IT14级要求，故此件形状、尺寸、精度均满足落料、冲孔工艺要求，可采用落料、冲孔工序加工。由工件图可知：该工件有冲孔又有落料，但工件上的孔是对称的，总的来说加工起来是容易的。1.4精度分析零件的外形尺寸没有标注公差，所以，按照普通冲裁就可以达到零件的精度要求。根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以冲裁加工，加工速度快，可以大批量生产，经济性较好。二、 工艺方案的确定2.1工艺方案的分析2.1.1工序的确定经工艺分析及初步计算需采用基本的冲压工序：落料、冲孔。2.1.2工艺方案的确定零件的外形尺寸没有标注公差，所以，按

7、照普通冲裁就可以达到零件的精度要求，孔中心与边缘距离尺寸公差为0.2mm将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用导正销进行定位、弹性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。方案一采用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案二采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对

8、于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。比较方案一与方案二，对于所给零件，由于两小孔比较接近边缘，复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结构与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件性质故采用级进模加工。三、 模具设计计算3.1排样、计算条料宽度及确定步距采用单排方案，如图:根据设计经验来确定的，搭边值一般是板厚的11.5倍，根据零件形状两式件间按矩形取搭边值b=2.3，侧边取搭边值a=2mm。则 进距： 条料宽度： 查表， 3.2材料的利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分

9、比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。一个步距内的材料利用率/BS100% 式中 A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距；由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。69.05% 3.3计算冲压力该模具采用钢性卸料和下出料方式1.落料力 由，L1=1102305010=331.4mm；2.冲孔力 由，L2=D=62.8mm3. 落料时的卸料力 查表2-17 取 Kx=0.044

10、. 冲孔时的推件力凹模刃口形式采用阶梯形直臂式,h =5mm, 则 n=h/t=5mm/0.8mm6.25个；查表2-17 取 KT=0.05 选择冲床时的总冲压力为 :3.4确定模具压力中心按比例画出零件形状,选定圆的中心为坐标系原点，因零件左右对称，即 Xc=0。故只需计算Yc，将工件周边分成l1，l2，l6基本线段，求出各段长度及各段重心位置。图1-3 压力中心计算各段基本要素长度各段重心位置al1=30mmy1=0mmbL2=10mmy2=10mmcL3=120mmy3=35mmdL4=25mmy4=70mmeL5=100mmfL6=25mmy6=25mmgL7=20mmy7=25mm

11、3.5冲模刃口尺寸及公差的计算根据零件尺寸特点，刃口尺寸计算采用分开制造法1）冲孔部分查表Zmax=0.072mm Zmin=0.104 mm x=0.75 =0.020mm =0.025 mm =0.52mm校核：+=0.0450.4Zmax- Zmin=0.01280.6Zmax- Zmin=0.0192=（20+0.750.52）=20.39mm=(20.39+0.072) mm=20.462mm2）落料部分对外轮廓的落料，由于形状较复杂为保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下:当以凹模为基准件时,凹模磨损后,刃口部分尺寸都增大,因此均属于A

12、类尺寸。零件图中未注公差的尺寸,则按未注公差IT-14级(GB/T1800.3-1998)来处理。查表9-13 其极限偏差分别为: ， 。查表2-11 得磨损系数X为 : 当 0.50 时 ,X =0.5 当 0.50 时 ,X =0.75按A类尺寸公式就算：mmmmmmmm mm3.6确定各主要零件结构尺寸1）凹模外形尺寸的确定落料凹模的厚度H: HKb ()查表得K0.24 b=120mmH=0.24120=29mm 凹模宽度B: B=b+(2.54)H=120+(2.54)29=195240mm 取B=200mm凹模长度A: c=(1.52)H=43.558mm A=L+2c=50+24

13、3.5=137mm 凹模的材料选用Cr12MoV，工作部分热处理6264HRC。2）凸模长度L1的确定凸模长度计算为：L=h1+h2+t+aL-凸模长度 -凸模固定板厚度 =（0.60.8）H -卸料板厚度, 卸料板厚度,弹压卸料板厚度一般取520mm,其与凸模的单边间隙一般取0.20.5mm，据卸料力大小而定。故=20mm t-材料厚度,t=1.5mmL1=24+20+20+0.8=64.8mm取L1=65mm凸模材料选用Cr12MoV，工作部分热处理5862HRC。凸模的强度与刚度一般不需要校核四、选择压力机选用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力P0=296.9KN;最大闭合高度应大于冲

14、模闭合高度+5mm;工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可选用J23-35开式双柱可倾压力机。并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。公称压力：滑块行程：最大闭合高度：300mm连杆调节量：70mm工作台尺寸（前后左右）：380610mm垫板尺寸（厚度孔径）：模柄尺寸（直径深度）：最大倾斜角度：五、模架及零件5.1模架类型 由于零件材料厚度较薄，采用级进冲裁模，二导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较小的零件。5.2导向装置采用导柱导套式导向装置。讲导柱与导套制成小间隙配合，H7/h6.为了保证使用中的安全性与可靠性，还应注意：

15、当模具出于闭合位置时，导柱上端面与上模座的上平面应留1015mm的距离；导柱下端面与下模座下平面应留25mm的距离。导套与上模座上平面应留不小于3mm的距离。5.3上、下模座选用矩形模座，模座的长度比凹模板长度长4070mm，取200mm；宽度等于凹模的宽度，即200mm；厚度为凹模板厚度的1.5倍，取45mm.5.4模柄中、小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑块上。选用压入式模柄，如图所示，固定段与上模座孔采用H7/m6过渡配合，并加骑缝销防止转动。装配后模柄轴线与上模座垂直度好。模柄5.5凸模固定板选用举行凸模固定板，根据凸模固定和紧固件合理布置的需要，确定其长宽为90mm，厚度为凹

16、模厚度的6080，取24mm.材料选用45钢。5.6垫板在凸模固定板与上模座之间加一块淬硬的垫板，以避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击力而出现凹陷，致使凸模松动。垫板的平面形状尺寸与固定板相同，垫板厚度一般取512mm,现取10mm,材料为Q235.5.7紧固件螺钉、销钉在冲模中起紧固定位作用。选用内六角螺钉，规格为M8，数量为6个；销钉8，数量为2个。模具的闭合高度考虑到压力机J23-35的参数最大闭合高度：300mm闭合高度调节量：70mm所以模具的闭合高度H在要这个范围内即230300mm之间凹模高度为30mm 上,下模座高度取为45mm凸模固定板是24mm垫板厚度取10mm卸料板厚度取为18mm橡胶取为20mm模具的闭合高度H45+30+24+10+18+20+45=192mm230192+70300所以在压力机的闭合高度调节范围内。所以选用的J23-35开式双柱可倾压力机满足使用要求表8-1材料清单零件名称材料牌号硬度/HRC尺寸（LbH）/mm下模座A320020045上模座A320020045凹模Cr12MoV566214020030凸模Cr12MoV5662标准件20凸模Cr12MoV5662标准件50120垫板45#20020010卸料板45#20020018凸模固定板A320020024凹模固定板A320020025