支架的模具设计(课程设计)

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1、前言 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/C

2、AM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 导柱式冲裁模的导向比导板模的准确可靠,并能保证冲裁间隙的均匀,冲裁的工件精度较高、模具使用寿命长，而且在冲床上安装使用方便，因此导柱式冲裁模是应用最广泛的一种冲模,适合大批量生产。尤其是在我国加入WTO之后，在全球化经济竞争的市场的环境下，为生产符合“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”等要求服务的模具产品，研究、开发、改进模具生产设备与模具设计方式更具有深远的现实意义和紧迫性。目录1. 前言12. 任务书33. 工艺分析44. 工艺方案的确定45. 冲孔落料工作部分 工艺

3、设计 1.计算毛坯尺寸5 2.画排样图6 3.计算冲压力8 4.计算中心压力9 5.凸凹模刃口尺寸的计算9 6.压力机的选择11 7.落料冲孔级进模部分尺寸校核12六.弯曲模工作部分 工艺计算 1.弯曲工件的毛坯尺寸计算14 2.弯曲力计算15 3.凸模与凹模的圆角半径15 4.弯曲模凸凹模间隙17 5.凸、凹模工作尺寸18 6.冲压设备的选择19 7.模具的总体结构20 8.主要零部件的设计及选择21 9.模具制造装配要点23八.心得与体会24九.参考文献26 任务书一、课题名称：支架的冲孔落料级进模设计二、工件图：三、设计要求：1绘制该工件制作所需的模具总装图。（A1图纸）2绘制该模具的凸

4、模、凹模零件图一套。3编写完整的设计说明书。4将说明书装订成册，各图纸折成A4大小。5. 3维图一张6将以上所有资料装于档案袋里，并在封面写上班级、名字和学号。4、 设计期限：2007年6月25日 至2007年6月29日工艺分析 该制件形状简单，尺寸较小，厚度适中，一般批量，属于普通冲压件，应注意以下几点： 1）2X4.5mm两孔壁距及周边距仅2.252.5mm，在设计模具时应加以注意 2）制件为对称弯曲，控制回弹是关键 3）制件较小，从安全上考虑，要采取适当的取件方式 4）有一定的批量，应该重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命工艺方案的确定根据制件工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔和

5、弯曲三种。按其先后顺序组合，可得如下方案1. 冲孔落料弯曲 级进模完成冲孔落料，单工序模完成弯曲2. 落料冲孔弯曲 单工序模分别完成落料，冲孔，弯曲 方案2）属于单工序冲压。由于此制件生产批量较大，尺寸较小，这种方案生产率低，操作不安全，故不宜采用。 方案1）冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14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，故决定采用利用导板或导柱导套进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的落料冲孔级进模进行加工.工艺设计1） 计算毛坯尺寸 相对弯曲半径为 R/t=1/0.8=1

6、.250.5式中 R弯曲半径（mm） T料厚（mm）可见，制件属于圆角半径较大的弯曲件，应先求弯曲变形区中性层曲率半径p（mm）。由文献2中性层的位置计算公式P=R+Xt式中 X由实验测定的应变中性层位移系数。 由文献2表4-4应变中性层位移系数X值，查出X=0.34P=（1+0.340.8）=1.272mm 由文献3圆角半径较大（r0.5t）的弯曲件毛坯长度计算公式L=l1+l2+/180*（r+xt）式中 L毛坯展开总长度 弯曲中心角（） x中心层位移系数，见表4-7由图1可知L=2（l1+l2）+l3+4/180*（r+xt）查表4-5，当r/t=1.25时，x=0.34，可得 L=4+

7、2（7.95+4.4）+490/180（1+0.340.8） =28.7+7.998=36.68837（mm） 图1 2）画排样图（1）冲裁件的面积分析零件的形状特点及精度要求，考虑采用采用直排有废料排样方式, 如图2所示. 图2 冲裁件计算冲裁件的面积A A=36.6889-2 r-（99-R） =36.6889-23.142.25-（99-3.144.5） =330.192-31.7925-17.415 =280.9845mm（2） 搭边值、切口宽与条料宽度的确定 由文献3表3-17条料宽度公差、表3-18侧刃裁切的条料的切口宽F，得 F=0.5mm =0.15 由文献3表3-16搭边值的

8、确定，得 a1=0.8 a=1.0 本设计中采用侧刃定距的模具，故按下式计算： 条料宽度 B0-=(Dmax+2a+nb1)0- 导料板间的距离 A=B+Z=Dmax+2a+nb1+Z其中查表3-1703-18得: 保证间隙Z=0.55mm,条料宽度的单向负偏差=0.15mm。条料宽度：B10-=(Dmax+2a)0-=（36.688+2*1+2*1.5）0-0.15=410-0.15步距：S=9+0.8=9.8导料板间的距离：A1=B+Z=Dmax+2a+Z=36.688+2*1+2*1.5+0.55=41.55mm图3排样图查文献1表4-1，选板材规格为1200mmX600mmX0.8mm

9、，每块可剪600mmX41mm，材料剪裁利用率达99.9%3） 材料利用率计算 由文献2材料利用率通用计算公式： =A。/AX100%式中 A。得到制件的总面积（mm） A一个步距的条料面积（LXB）（mm）得 =280.9845/（9.6*41.55）X100%=70.44%3）计算冲压力（1）冲裁力F冲 F冲=Lt b或F冲=KLt。式中 K系数，K=1.3 L冲裁周边长度（mm） 。材料的抗剪强度（MPa） b材料的抗拉强度（MPa）得 b=295430（MPa）（为方便计算，取400（MPa） F冲=400*0.8*（2*4.5*3.14+9*3.14+2*28+2*9+5）N =43

10、.3KN （2）卸料力 根据冷冲压模具设计与制造（北京航空航天大学出版社，王秀凤主编）提供的表2.10得 F卸=0.05*43300N=2165N (3)顶出力根据冷冲压模具设计与制造（北京航空航天大学出版社，王秀凤主编）提供的表2.10得 F顶=0.08*43300N=3464N(4) 选择冲床时的总冲压力: F总=F冲+F卸+F顶=43300+2160+3464=48924N初选压力机 查文献2表1-8开式双柱可倾压力机参数，型号规格为J23-254）计算压力中心 因冲裁件尺寸较小，冲裁力不大，且选用了双柱导柱式模架，估计压力中心是在模架的中心，不会超出模柄端面之外，因此不必详细的计算压力

11、中心的位置5）计算凸、凹模尺寸： 本制件形状简单，可按配作法加工计算刃口尺寸。由于零件是由冲孔、落料两道工序完成的，所以落料以凹模为基准尺寸，冲孔以凸模为基准尺寸，计算如下：1） 凹模磨损后变大的尺寸（IT14）A1（27），A2（9）A3（R4.5）计算公式为：查表3-8得x1=x2=x3=0.5 图42） 凸模磨损后变小尺寸 B凸1=4.5 计算公式为由文献3表3-4冲裁模初始双面间隙Z得到Zmin=0.072 Zmax=0.104，落料凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配作，冲孔凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配作，保证双面间隙值0.072mm0.104mm。3） 侧刃尺寸： 侧刃为标准件，根据送

12、料步距和修边值查侧刃表，按标准取侧刃小尺寸。由文献4表5-32侧面切口值尺寸得 侧刃宽度B=6mm， L=50mm间隙取在凹模上，故侧刃孔尺寸为： B=6.12 （mm） L=50.12（mm）压力机的选择根据压力机选用原则：l 在中小型冲压件生产中，主要选用开式压力机l 对于冲孔，落料等施力行程很小的冲压工序，可直接选用公称压力大于或等于冲压所需工艺力总合的压力机。首先冲床的公称压力应大于计算出的总压力；最大闭合高度应大于冲模闭合高度+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，可称用J23-15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。双

13、柱可倾压力机J23-25参数：公称压力：250KN 滑块行程：65mm 最大闭合高度：270mm 连杆调节量：55mm 工作台尺寸（前后左右）：370560 垫板尺寸（厚度）：50mm模柄尺寸（直径深度）：4060 最大倾斜角度：冲孔落料级进模部分尺寸校核 1.冲孔落料级进模模总图 图5装配图2凸模外形尺寸的确定1.凸模结构基本类型 冲裁中小型零件使用的凸模，一般都设计成整体式，本凸模采用阶梯式，固定部分采用凸缘式，固定方式采用固定板固定。2.凸模长度 采用固定卸料板，故凸模长度应按下式计算： L=h+h+h+h式中 h凸模固定板厚度，取50mm。 h固定卸料板厚度，取20mm。 h导料板厚度

14、，取8mm h 增加厚度，取30mm。则，凸模长度 L=50+20+8+30=108mm3其他主要零部件结构 凸模固定板1009045mm；下模卸料板1009018mm；4闭合高度计算 H=50+90+20+30-5=185mm, 90mm为凸模长度,-5mm是考虑弯曲模具工作部分工艺计算1.弯曲工件的毛坯尺寸计算根据原始数据可得t =0.8 r =1 所以r/t =1/0.8 = 1.25 0.5 所以 根据冷冲压工艺及模具设计4-4 得L= l直1 + 2(l直2 +l直3)+4l弯L直1=6-2=4mmL直2=9.75-1-0.8=7.95mmL直3=8-20.8-21=4.4mmL弯

15、=(r+xt)/180=90(1+0.340.8)=1.997所以L=4+2(7.95+4.4)41.997=36.688mm 式中 L直1 l直2 l直3 直边区长度 L弯弯曲部分长度 r零件内弯曲半径 弯曲中心角 k 中性层内移系数值。取0.34 冷冲压工艺及模具设计表4-7 t弯曲件厚2.弯曲力计算弯曲力受材料力学性能，零件形状与尺寸，弯曲方式，模具结构形状与尺寸等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确计算。因此，在生产中均采用经验公式估算弯曲力。 F校= AP = 925.580MPa =18.36KN式中：F校校正弯曲力 A校正部分投影面积 P单位面积校正力 根据冷冲压工艺及模具

16、设计表4-7 取0.343.凸模与凹模的圆角半径（1）凸模圆角半径弯曲件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模角半径rp可取弯曲件的内弯曲半径r，但不能小于允许的最小弯曲半径。如果r/t值小于最小相对弯曲半径，应先弯成较大的圆角半径，然后再用整形工序达到要求的圆角半径。当弯曲件的相对弯曲半径r/t较大且精度要求较高时凸模圆角半径应根据回弹值进行修正。 由于影响rmin/t的因素很多，rmin/t值的理论计算公式并不实用。所以在生产中主要参考经验数据来确定rmin/t值。由冲压工艺与模具设计表4-1可查得：10钢最小相对弯曲半径rmin/t=0.8（2）凹模圆角半径凹模的圆角半径rd 不能过小，以免增

17、加弯曲力，擦伤工件表面。对称压弯时两边凹模圆角半径rd应一致，否则毛坯会产生偏移 rd值通常按材料厚度t来选取 t=0.8mm =40（即E3=40）”，在true内输入800，在false内输入600，确定（其余行可以采用填充柄完成，或重复上述的顺序）选择实发工资项下的一个单元格，输入“=基本工资（在该行的单元格名）+奖金（同上）-住房基金（同上）-保险费（同上）”，确认（回车）（其余单元格采用填充柄完成，或重复上述顺序）保存文件本题完成11. If函数的应用：根据教师工作表教师职称确定其职务津贴练习Excel2003P140：Excel2003电子表格的编辑操作2. 排序3. （1）打开当

18、前试题目录下文件excel-24.xls；（2）在B4单元格内键入数字“45637”；（3）表格所有数字格式为带1位小数格式（如：23456.0）；（4）将Sheet1的所有内容复制到工作表Sheet2的相应单元格内，并以“电器”为关键字，对四个季度所有数据递减排序；（5）同名存盘。打开当前试题目录下文件excel-24.xls点B4单元格，输入“45637”选中表格内的所有数字格式，点右键，点设置单元格格式，点数字，设小数位为1，确定全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴点“电器”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择电器，点降序，确

19、定保存文件本题完成4. （1）打开当前试题目录下文件excel-29.xls；（2）根据工作表中数据，在B4单元格内键入数据“2580”；（3）表格数字数据设置为“0,000.0”的格式；（4）以“1997年”为关键字，对不同规格所有相应数据进行递减排序；（5）同名存盘。打开当前试题目录下文件excel-29.xls点B4单元格，输入“2580”选中表格内的所有数字格式，点右键，点设置单元格格式，点数值，设小数位为1，点使用千分分隔符为有效，确定点“1997年”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择1997，点降序，确定保存文件本题完成5. （1）打开当前试题目录下文件excel-33.xl

20、s；（2）根据工作表中数据，在E4单元格内键入数据“商务出版社”；（3）将SHEET1所有内容复制到工作表SHEET2的相应位置，并以“单价”为关键字，递减排序；（4）同名存盘。打开当前试题目录下文件excel-33.xls点E4单元格，输入“商务出版社”全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴点“单价”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择单价，点降序，确定保存文件本题完成6. （1）打开当前试题目录下文件excel-23.xls；（2）根据工作表中数据，在A4单元格内键入数据“李四”；（3）“总成绩”列数据都设置为带一位小数格式；（4

21、）将所有内容复制到SHEET2工作表中相应单元格，并以“总成绩”为关键字递增排序；（5）同名存盘。打开当前试题目录下文件excel-23.xls点A4单元格，输入“李四”选中总成绩列的全部数据，点右键，点设置单元格格式，点数字，点数值，设小数位为1位，确定全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴点“总成绩”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择总成绩，点升序，确定保存文件本题完成7. （1）打开当前试题目录下文件excel-36.xls；（2）根据工作表中数据，在A4单元格内键入数据“狮子座”；（3）A4单元格数据格式与该列其它相应数据格

22、式保持一致；（4）将SHEET1的所有内容复制到SHEET2中，并以“赤纬（度）”为关键字，递减排序；（5）同名存盘。打开当前试题目录下文件excel-36.xls点A4单元格，输入“狮子座”选中A4单元格所在列的其他单元格，点格式刷，点A4单元格全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴点“赤纬（度）”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择赤纬（度），点降序，确定保存文件本题完成8. （1）打开当前试题目录下文件excel-21.xls；（2）根据工作表中数据，在B5单元格内键入数据2719840；（3）B列、C列数字都以单元格格式中货币

23、类的“￥”货币符号、小数点后2位小数表现（如：￥3,200,000.00”）；（4）将所有内容拷贝到SHEET2中相应位置，并按关键字“增长率”递减排序；（5）同名存盘。打开当前试题目录下文件excel-21.xls点B5单元格，输入“2719840”选中B、C列下的数字（单元格），点右键，点设置单元格格式，点数字，点货币，设货币符号为“￥”，设小数点位为2位，采用千分隔符，确定全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴点“增长率”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择增长率，点降序，确定保存文件本题完成9. （1）打开当前试题目录下文件e

24、xcel-30.xls；（2）根据工作表中数据，在C4单元格内键入数据“3650”；（3）所有数字所在格式为0,000.0格式；（4）将SHEET1的所有内容复制到SHEET2相应单元格并以“木材”为关键字，递减排序；（5）同名存盘。打开当前试题目录下文件excel-30.xls点C4单元格，输入“3650”选中所有数字单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，点数值，设小数位为1位，采用千分隔符，确定全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴点“木材”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择增长率，点降序，确定保存文件本题完成10. （1）

25、打开当前试题目录下文件excel-27.xls；（2）根据工作表中数据，在B3单元格内键入数据“1000200015”；（3）设置报价列数据带1位小数格式；（4）将所有内容复制到工作表SHEET2的相应位置，并以“报价”为关键字，递减排序；（5）同名存盘。打开当前试题目录下文件excel-27.xls点B3单元格，输入“1000200015”选中报价列下的数字单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，点数值，设小数位为1位，确定全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴点“报价”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择报价，点降序，确定保存文

26、件本题完成11. （1）打开当前试题目录下文件excel-22.xls；（2）根据工作表中数据，在E8单元格内键入数据40115.7；（3）“房价款（元）”列数字都以单元格格式中货币类的“￥”货币符号、小数点后2位小数表现（如：￥44,886.20）；（4）将所有内容拷贝到SHEET2中的相应单元格内，并按关键字“房价款”递增排序；（5）同名存盘。打开当前试题目录下文件excel-22.xls点E8单元格，输入“40115.7”选中“房价（元）”列下的数字单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，点货币，设货币符号为“￥”，设小数位为2位，确定全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SH

27、EET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴点“房价款”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择房价款，点升序，确定保存文件本题完成12. 图表13. （1）打开当前试题目录下文件excel-47.xls；（2）根据工作表中数据，建立折线图；（3）生成图表的作用数据区域是A2:A6和E2:E6，数据系列产生在列，使用前一列为分类（X）轴坐标刻度标志，使用前一行作为图例说明；（4）图表标题为“消费水平调查表”；（5）生成新图表工作表（不是在原工作表中嵌入），图表工作表的名称为“图表1”；（6）同名存盘。打开当前试题目录下文件excel-47.xls点插入，点图表，在标准类型下，点折线图，选择一种

28、折线图，点下一步，点数据区域右侧的按钮，出现另外一个对话框，在工作表中选择“A2:A6”数据区域，点对话框右侧的按钮，返回到数据区域对话框，选择系列产生在列，点下一步，点标题，图表标题内输入“消费水平调查表”，点下一步，选择“作为新工作表插入（即第一个选择）”，名称为“图表1”，确定保存文件本题完成14. （1）打开当前试题目录下文件excel-56.xls；（2）根据工作表中数据，建立数据点折线图；（3）生成图表的作用数据区域是A2:E4，数据系列产生在“行”；（4）图表标题为“净利润”，图例不显示，数据标志显示类别名称；（5）生成新图表工作表存于原工作表中；（6）同名存盘。打开当前试题目录

29、下文件excel-56.xls点插入，点图表，在标准类型下，点折线图，选择数据点折线图，点下一步，点数据区域右侧的按钮，出现另外一个对话框，在工作表中选择“A2:E4”数据区域，点对话框右侧的按钮，返回到数据区域对话框，选择系列产生在行，点下一步，点标题，图表标题内输入“净利润”，点图例，选择显示图例，点数据标志，选择类别名称为有效，点下一步，选择“作为其中的对象插入（即第二个选择）”，名称为默认的设置，确定保存文件本题完成15. （1）打开当前试题目录下文件excel-43.xls；（2）根据工作表中数据，建立数据点折线图；（3）生成图表的作用数据区域是A3:B7，数据系列产生在列，使用前一列为分类（X）轴坐标刻度线标志；使用前一行作为图例说明；（4）图表标题为“销售额统计表”；（5）生成新图表工作表（不是在原工作表中嵌入），图表工作表的名称为“图表1”；（6）同名存盘。打开当前试题