冲裁模具设计

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1、word一 设计任务及产品图二、序言冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。冲压加工是一种金属冷变形加工方法。所以，被称之为冷冲压或板料冲压，简称冲压。它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进

2、步的投资力度，一些国模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldf随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer等国际通用软件。模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。三、制件工艺性分析：冲裁件的形状简单，左右对称，没有复杂的曲线，比较容易加工；冲裁件的直线连接处有直角

3、，但是冲裁件板料浇薄，最小圆角半径比较小，且不是冲裁件的必要工艺，适合冲裁；冲裁件的孔与边缘之间的距离，适合冲裁；冲裁件的孔的尺寸适合冲裁；冲裁件凸出悬臂和凹槽宽度b=25mm，适合冲裁；四、冲裁工艺方案的制定： （一）方案种类该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案：方案一：先冲孔，后落料，采用单工序生产；方案二：冲孔落料级进冲压，采用级进模生产；方案三：采用冲孔落料同时进行的复合模生产。 1.方案的比较 各方案的特点及比较如下：方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成以后，进入第二道工序必然会增大误差，

4、使工件精度、质量大打折扣，达不到所需要求，难以满足生产需要。故不选此方案；方案二：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模制造复杂，成本较高，一般适用于大批量、小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大平整度要求较高，采用此方案，势必会增大模具尺寸，工件还需平整加工，使加工难度提高，因而也排除此方案；方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故选择复合模具。 2.方案的确定 综上所述，本套模具采用冲孔落料复合模。五、模具结构形式的论证及确定复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性，正装式复合模成形后工件留在下

5、模，需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，故采用倒装式复合模。六、排样图设计及材料利用率计算排样设计 （一）排样方法的确定 根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法是不可能做到的，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样设计决定采用直对排法，初画排样图如图1所示： 图1 1.确定搭边值 查表2-15取最小搭边值：工件间，侧面。 2.确定条料步距 2=99.5mm。 4.画出排样图 根据以上资料画出排样图，如图2所示： 图2七、模具工具零件刃口尺寸及公差的计算 （一）加工方法的确定。结合模具及工件的形状特点，此模具制造适宜采用配作法，落料时，选

6、凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸安要求配作；冲孔时，则只需计算凸模的刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模实际尺寸按要求配作；只是需要在配作时保证最小双面合理间隙值（查表2-8）。凸凹模刃口尺寸由凸模配作尺寸和凹模配作尺寸结合完成。 （二）尺寸的分类采用配作法，先判断模具各个尺寸在模具磨损后的变化情况，分三种情况，分别统计如下：第一种尺寸（增大）：105,15,25,76,68，R5第二种尺寸（减小）：25，第三种尺寸（不变）：60,90 （三）尺寸的计算按入体原则查表2-3确定冲裁件形与形尺寸公差，工件零件刃口尺寸计算见表1.尺寸分类尺寸转换

7、计算公式结果备注第一类尺寸105系数x的取值查表2-11非圆形工件公差，取x=1；,取x=0.75；圆形工件公差，取x=0.75；15257668R5第二尺寸25第三尺寸6090表1 工作零件刃口尺寸的计算 （四）画出落料凹模、凸凹模和凸模尺寸，如图3 （a）凹模 （b）凹凸模 （c）凸模 图3八、工序压力计算及压力中心确定（一）冲裁力的计算查得硅钢片抗拉强度由则：由，已知（查表2-17）则由，已知h=4mm，（查表2-17）则：由，已知（查表2-17）则： （二）压力机公称压力的确定 本模具采用弹性卸料装置和上出料的方式，所以（三）冲裁压力中心的确定 1.按比例画出每一个凸模刃口轮廓的位置，

8、并确定坐标系，标注各段压力中心坐标点，如图3所示。 2.画出坐标轴x、y。 3.分别计算出各段压力中点及各段压力中点的坐标值，并标注如图4所示。冲裁直线段时，其压力中心位于各段的直线段的中心。冲裁圆弧段时，其压力中心的位置见图5所示，按下式计算： 图4图5冲裁压力中心计算数据见表2：各段基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值冲裁力备注19000271315457646046525251666046725076458R5871915-45761060461125-25161260461325076-458R5表2 压力中心数据表根据力学原理，分力对某轴的力矩等于各力对同轴力矩的代数和，则

9、可求得压力中心坐标（）综上所述，冲裁件的压力中心坐标为（0,36.35） 。九、冲压设备的选择及校核根据以上计算结果，冲压设备拟选JA23-10。由工称压力P查表得：公称压力100kN、滑块行程45mm、滑块形成次数145次/分钟、最大闭合高度180mm、闭合高度调节量35mm、模柄孔尺寸：直径30mm、深度55mm、床身最大可倾角35 。十、模具零件的选用、设计及必要的计算（一）卸料弹簧的选取：模具采用弹性卸料装置，已知冲裁件厚t=0.5mm，冲裁卸料力。根据模具安装位置拟选4根弹簧，每个弹簧的预压力为。查表9-32选取圆柱螺旋压缩弹簧，初选弹簧规格为d=6mm，D=30mm，其中，d为材料

10、直径，D为弹簧大径，为工作极限负荷，为自由高度，为工作极限负荷下变形量，n为有效圈数，t为节距。检查弹簧的最大允许压缩量，如果满足下列条件，则弹簧选的合适。即式中则此弹簧不合适选取规格为d=6mm，D=30mm，则此弹簧可选。查表得此弹簧的最大心轴直径，最小套筒直径。（二）凹模凹模的厚度：由，（查表2-22，取k=0.15）凹模的壁厚：由，取凹模厚度，壁厚C取30mm凹模宽度凹模长度根据工件图样，在分析受力情况及保证壁厚强度的前提下，取凹模长度为200mm，宽度为200mm，所以凹模轮廓尺寸为。 (三)凸模凸模长度L：由凸模固定板和凹模高度决定，L=凸模固定板高度+凹模高度L=16+20=36

11、mm凸模采用B型圆凸模d=7.15mm，h=5，L=40型号为圆凸模B1995，T10A (四)凸模固定板根据凹模的形状选择矩形固定板长度L=200mm，宽度B=160mm，厚度H=16mm，材料45钢的矩形固定板：固定板200200 (五)凸凹模凸凹模的高度：当采用倒装复合模时，凸凹模尺寸计算如下式中，为卸料板厚度，取16mm，为凸凹模固定板厚度，取28mm，t为材料厚度t=0.5，h为卸料板与固定板之间的安全高度，取16mm。因为凸凹模为模具设计中的配作件，所以应当保证与冲孔凸模和落料凹模的双边合理间隙。 （六）卸料板卸料板的周界尺寸与凹模周界尺寸大体相同，保证与凸凹模的周界间隙为0.1m

12、m，厚度为16mm，材料为45钢，淬火硬度为4045HRC。 （七）卸料螺钉的选用卸料板采用4个M12的螺钉固定，长度，为弹簧的安装高度。查表选卸料螺钉M12，L=80mm。圆柱头六角螺钉：M1280，/T7650.6 。 （八）凸凹模固定板选用矩形固定板，固定板20020028,45钢 (九)模座该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，查表9-48选择模架规格如下：闭合高度H=200240，上模座20020045，下模座20020050，导柱B32h619050 GB/T2861.2-90,B35h619050 G

13、B/T2861.2-90，导套B32H710543 GB/T2861.7-90，B35H710543 GB/T2861.7-90。模座的闭合高度为其中为凸模高度，为凸凹模高度，为垫板高度，分别是上、下模座的高度。（十） 顶出装置顶出工件应选择长顶板，顶板A50，/T7650.4-94. 3根顶杆，顶杆选择：顶杆10半径40，高度30浮动模柄，凹球面模柄4022螺钉M1030 (十一)凸凹模垫板矩形垫板：固定板200200 （十二）定位销凹凸模定位销：销GB/T119.1 8m650-A1凹模定位销：销GB/T119.1 8m670-A1(十三) 固定螺钉根据凹模厚度查表用M8螺钉，用8根凹模固

14、定螺钉：GB/T 70.1-2000 M850 .凸凹模厚度查表用M10螺钉，用8根凸凹模固定螺钉：GB/T 70.1-2000 M1060 .(十四) 挡料销挡料销固定在卸料板上，用M6弹簧弹顶挡料销：6830 GB/T 2089-1994致 风风雨雨两星期，终于完成了课程设计，回到两个星期前对模具的懵懂认识，现在了解的很清楚，正是课程设计带来的知识。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的课程设计工作顺利完成，在此向体老师表示由衷的意。参考文献1林承全。冲压模具课程设计指导与例。化学工业。20112占尧。现代模具工手册。化学工业。20073家贤。冲压模具设计实用手册。机械工业。20074高军、熹平、修大鹏。冲压模具标准件选用与设计指南。化学工业。 20075立文、王冬、丁海娟、郭士清。新编实用冲压模具设计手册。人民邮电出版 社。20076周玲，冲模设计实例详解，化学工业，20077靖岩，模具设计与制造，中国轻工业，200514 / 14