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1、目录一、零件的工艺性分析 .2 二、零件工艺方案的确定 .3三、冲压零件毛坯排样图设计.4四、毛坯压力中心的计算.6五、冲压力的计算.77.7六、压力机的选择.7七、冲裁模类型结构的确定8().8().8八模具刃口尺寸的计算9九、冲裁模零部件设计.9().9().9().10().10().10().10().10()11().11.11十、模具闭合高度的确定和验算11().11() .11 . . .11设计体会.121参考文献.12一零件的工性分析艺我本次的冲压课程设计题目是柴油机排气法兰落料模（一）、生产批量： 工件要求大批量生产。（二）、材料： A3（ Q235）屈服极限为 235MP
2、，冲压性能良好，适合冲裁。（三）、技术要求： 该工件除了要求平直度，并且不允许冲裂外，其他的都没有严格要求。（四）、形状、尺寸： 孔间距和孔边距满足一般冲压工艺要求。未标明尺寸均采用 GB/T 150552007 中的 M级就是旧国标中的14 级公差。（五）、冲压加工的经济性分析：该零件外形对称，全部由直线和圆弧组成，形状简单。无过长的悬臂和狭槽。该零件是大批量生产，故采用冲压模具进行生产可以取得良好的经济效益，可以降低零件的生产成本。根据以上工件的特性，可知该工件冲裁性能良好，且一般冲裁即可满足要求。2二、零件工艺方案的确定首先根据零件的形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。 冲压该零件需要的
3、基本工序有落料、冲孔。方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。方案二：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案三：落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案一模具结构简单， 但需要两道工序、 两套模具才能完成零件的加工， 生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。且这样精度就不一定能满足12 00.11 。由于零件结构简单， 为提高生产效率， 应采用复合冲裁或級进冲裁方式。方案二级进模虽然生产效率高， 且容易实习自动化，但它受送料误差的影响，所以尺寸难以达到精度要求。方案三复合模能在压力机一次行程内， 完成落料、冲孔等多道工序， 所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响， 内外形相对位置重复性好
4、， 表面较为平直。为了平整度更高，所以复合模结构采用正装复合模具。但是由于规定我做的是落料模，所以一切按落料模设计。三、冲压零件毛坯排样图设计为了补偿定位误差和剪板误差并且保证条料的刚度， 故采用有搭边排样。 有侧压装置。（一）、毛坯主要工艺参数计算：方案一3方案二方案三由于零件要求的精度不是很高， 方案一与方案二为直排， 方案三是斜排， 三种方案从制件精度， 冲模结构及模具寿命相比都差不多， 但从利用率考虑， 方案三的材料利用率比较高，因此采用方案三为最合理。001、条料宽度：B（ Dmax 2a）上式中 B：条料宽度的基本尺寸；Dmax ：条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a ：侧搭边值；：条
5、料宽度的单向（负向）偏差；Z: 导料板与最宽条料之间的间隙；由于板料的厚度t=3mm,查设计手册表 2.26 得a1 =2.0mma =2.4m4查 2 表 1-1-17 、表 1-1-18 得=0.6mmZ=0.5mm0000=38.3所以： B =(Dmax+2a) =(33.5+2*2.4)0.6取 392、排料方案 ：查资料，选 Q235冷轧板规格为 1000*2000mm剪板： 2000/39=51.28剪成 51 条每块条料可冲裁的零件数：1000/ 62=16.12取 16步距 S：S=2+60=623、计算材料的利用率：（1）、一个步距内的材料利用率:A100%BS（2）、在一
6、个条料上总的材料利用率总： 总=nA00 =X100BL式中 A: 一个步距内冲裁件的实际面积（mm2 ）；B：条料宽度（ mm）;S: 步距（ mm）;n: 一张条料上的冲裁件数目总数；A1 : 一个冲裁件的实际面积（mm2 ）；L: 条料长度（ mm） ;四、毛坯压力中心的计算冲压力合力的作用点称为模具的压力中心。 模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。对于有模柄的冲模来说， 须使压力中心通过模柄的中心线。 否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷， 导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损， 还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。（一）、压力中心的计算：求各冲裁
7、边长度及其重心：LR7=14 3.14145/360=17.70mm5LR16=32 3.1435/360=9.77mmL1=28.62设模具的压力中心坐标为X0 、 Y0 ，由于零件是关于Y 轴和 X 轴对称，所以压力中心点就圆18 的圆心点。五、冲压力的计算( 一) 计算落料力由于零件材料是Q235，故查表得：b( 432 461)MPa , 取b450MPa根据上面压力中心计算时的数据有计算周长L：L=17.7*2+2*9.77+4*28.62=169.42mmF 落=Lt=169.42*3*450=228717 N( 二) 计算卸料力F 卸=KXF 落查表得： KX =0.04F 卸=
8、K XF 落=228717*0.04=9148 N因为本设计采用的是弹性下出料方式：所以： F 总= F 卸 +F 落=9148+228717=237865 N六、压力机的选择因为 F 总=237865，为安全起见，防止设备的超载，可按公称压力F压 （ 1.61.8 ） F总 的原则选择压力机。参考材料成型设备表2-2 得，所以选用 J23-40 。它的技术参数如下：公称压力： 400KN滑块行程： 100mm滑块调节行程： 100mm行程次数： 80次分最大闭合高度：300mm封闭高度调节量：80mm工作台尺寸（前后左右） ： 420 mm 630mm6工作台孔尺寸（前后左右）:150mm3
9、00mm模柄孔尺寸（直径深度） ：30 50mm；七、冲裁模类型结构的确定(一 ) 零件冲裁模类型的确定零件冲裁模可以采用以下三种方案：方案一：采用无导向简单冲裁模方案二：采用导板导向简单冲裁模方案三：采用导柱导向简单冲裁模1. 方案一：无导向简单冲裁模结构简单、尺寸小、质量轻、模具制造容易、成本低，但冲模在使用安装时麻烦， 需要调试间隙的均匀性， 冲裁精度低且模具寿命低。它使用于精度要求低、形状简单、批量小或试制的冲裁件。2. 方案二：导板导向简单冲裁模比无导向简单冲裁模高、 使用寿命较长、 单模具制造较复杂、冲裁时视线不好。3. 方案三： 导柱导向简单冲裁模导向准确、可靠，能保证冲裁间隙均
10、匀、稳定，因此冲裁精度比导板模高，使用寿命长。但比前两种模具成本高。虽然柴油机排气法兰的精度要求不高， 但零件是大批量生产， 故采用导柱导向简单冲裁模更符合工艺要求，并缩短模具的制造周期，从而降低生产成本。所以设计采用导柱导向简单冲裁模。（二） 零件冲裁模结构形式的确定1. 操作方式的选择：由于大批量生产故选择自动送料方式。2. 定位方式的选择： 工件在模具上的定位主要考虑定位基准、 上料方式、操作安全可靠等因素。 由于本零件的宽度公差精度不高， 因此本模具的定位方式采用导料销导料，挡料销定距。3. 卸料方式的选择： 为了能使零件具有一定的平整度， 且卸料比较平稳， 故选择弹性卸料方式比较合理
11、八 . 模具刃口尺寸的计算凸模与凹模采用配合加工法落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制零件的落料部分的轮廓图如：7由于以上的各个尺寸在凹模磨损后都会变大，因此按一般落料凹模尺寸公式计算，即由t=3mm， 查课 本表3-4得 冲裁 模刃口双面间隙Zmin =0.460mmZmax=0.640mm02-12 得 凹 =0.030mm，查课本表3-5 得 x=0.5尺寸 32 -0.28 的模具制造公差由表AR16=(Amax-X)/40.28/40.070=(32-0.5*0.28)0=31.8600查课本表 3-5 得 x=0.5尺寸 7 0.24R7/40=(7-0.5*0.24
12、)0.24/40A=(Amax-X)=6.88 0.06 0凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，但必须要保证双面间隙值Zmin Zmax九、冲裁模零部件设计( 一) 弹性元件的设计采用橡胶为弹性元件，橡胶的自由高度H自由 （3.5 4） S工作式中 S工作 工作行程与模具修模量或调整量（46）mm之和；所以S工作 =3+1+5=9mm；则H自由 =（3.54 ）9=31.536mm，取 H自由 =34mm( 二)卸料板卸料板采用无导向弹压卸料板，厚度 H 卸 =（0.81 ） H=(22.428) mm;取 25mm 卸料板的材料采用 45 钢，淬火，磨销，粗糙度在 0.40.8um，8( 三)
13、落料凹模的设计计算1. 凹模厚度的确定： H=3 0.1F总 =28.75 mm. 凹模宽度的确定： B=S+(2.54)H=（ 104147）mm取 B=110凹模长度的确定： L=S1+2S2=74+2*42=158 mm式中的 S 是垂直于送料方向的凹模刃口间最大距离所以 S=32.5S1 是送料方向的凹模刃口间最大距离S1=60+7*2=74S2 是塑料方向的凹模刃口至凹模边缘的最小距离，查表3-14 知 S2=42综上，凹模的尺寸 L B h =158 110 28mm，对照查表 2.63 ，将上述尺寸改为 160 125 28mm。（四） 凸模长度的计算凸模的材料采用Cr20, 淬
14、火 +低温回火，使其硬度达到58-62HRC凸模的长度： L=t 1+t 2+t 3+ H自由t 1凸模固定板厚度t 2固定卸料板厚度t 3导料板厚度H自由增加长度由于是采用弹性卸料装置， 所以不考虑导料板厚度t 3凸模固定板厚度由查表 15.57 知： t 1=20mm所以 L=t 1+t 2+t 3 +L2=20+25+20 =65 mm(五)垫板为了防止模座因局部受凹模较大的冲击力而出现凹陷，致使凹模松动 . 垫板的材料采用 T8A，经过淬火处理，硬度为5458HRC取 H4=10 mm(六)模柄冲模通过模柄将上模固定在冲床滑块上， 在安装时应注意模柄直径和压力机模柄孔直径要一致。采用旋
15、入式模柄结构， 可以保证较高精度的同轴度和垂直度，此模柄与上模座的连接，采用过度配合 (H 7 / m6) 。模柄的形状尺寸查表13.9 得模柄孔尺寸（直径深度） 为 5070mm，但模柄露出上模座的高度应该比模柄孔深度小 515mm，因此取露出上模座的高度 h=60mm。模柄的材料采用 Q235( 七) 模架的选择按查 15.2 表知 ; 选择中间导柱模架， 模架的凹模周界为160125mm。导柱分9布在矩形凹模的对称中心上， 两个导柱的直径不同， 可避免上模和下模装错而发生啃模事故。它的刚性与安全性比后侧导柱模架好，但比四导柱差。（八 ) 上、下模座的选择上面已经算得凹模的尺寸为 160
16、125 28mm，查表 15-2 得上模座的外形尺寸为 160 125 40mm下模座的外形尺寸为160 12550mm;上下模座的材料均采用HT200。( 九) 导柱、导套的选择查表 15.24 和 15.21 得：1、导柱的尺寸为25 180mm；导套的尺寸为 2595 38mm；2、导柱的尺寸为28 180mm；导套的尺寸为289538mm（十）凹模支撑板支撑板的厚度经考虑取H g =19mm；凹模支撑板的材料采用45 钢。十. 模具闭合高度的确定和验算( 一) 模具闭合高度的计算：模具闭合高度为： H模 = H+H4+L+H上+H下 -H 入+ H 卸 + H gH 是凹模厚度H4是垫
17、板厚度L 是凸模长度H上是上模座的厚度H下是下模座的厚度H入是凸模进入凹模的深度取 H入=1mmH 卸卸料板厚度综合上面的数据知： H模 =28+10+65+40+50-1+25+19=238mm( 二)冲孔模闭合高度的校核前面由冲压力初选 400KN的压力机，最大闭合高度为 300mm，最小闭合高度 220mm. 而模具的闭合高度必须与压力机的闭合高度相适应， 应介于压力机最大和最小闭合高度之间，HmaxH 模H min10300523822010式子成立，所以压力机可以用。模具的结构分析：本次设计的模具优点是：在冲裁过程中可靠，模具寿命长，使用方便。安装也方便，各模具制件制造比较简单，运用
18、到的零件多数为标准件，缺点：由于凹模凸模都是整体式，模具较重。成本高，工艺也复杂。设计感想两周的冲压模课程设计即将结束， 在这次的课程设计中由于得到老师的指导和同学的帮助，使我学到了很多之前没有懂的知识， 能顺利完成本次的设计任务， 同时也使我知识得到了实战的经念。 设计的过程中， 有很都是不懂的， 经过查表和查用参考书现在懂得了一些， 但是还是有很多不懂的地方， 在今后的学习和工作中，将会不断地去学习这些，丰富自己的知识。在此感谢帮助我的同学和老师。参考文献1) 王卫卫 . 材料成型设备 . 北京：机械工业出版社， 2004.82) 翁其金、徐新成 . 冲压工艺及冲模设计 . 北京：机械工业出版社， 20043) 郝滨海 . 冲压模具简明设计手册 . 北京：化学工业出版社 .20044）付洪生 . 冷冲压成型工艺与模具设计制造：化学工业出版社20055）张秀艳、黄英等 . 画法几何及机械制图6）廖念牊互换性与技术测量中国计量出版社7）王芳 . 冷冲压模具设计指导 .北京：机械工业出版社，199811柴油机排气管法兰成型工艺与模具设计课程设计说明书班级：机自 1104学号：0401110430姓名：杨凯指导老师：任志俊时间：2014.121213