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1、13 冲压模具课程设计 题目：冲孔落料复合模 姓名： 学号 : 指导老 专业：材料成型及控制工程 班级 目录 一、 设计任务书 （） 13 二、 工艺设计说明书 （） 三、 冲压工艺卡 （） 四、 模具设计计算书 （） 五、 模具图纸 （） 一、 设计任务书 （一）题目：冲孔落料复合模 （二）零件图：垫片 材料： 10 钢 13 料厚： 1mm 批量： 50 万件 （三）任务内容 1.冲压工艺设计 （1）工艺审查与工艺分析 （2）工艺方案的拟定 工序性质的确定，毛坯图与排样图 工序安排，冲压工序力的计算 工序定位基准与定位方式 （3）模具选择（装配方式，标准模架等选择） （4）设备选择 （5）
2、编制工艺设计说明书 2.冲压模具设计 （1）总装图 A3 （2）零件图（凸模、凹模、凸凹模）A4 二、工艺设计说明书 1) 冲压件工艺性分析 13 2) 此工件只有落料和冲孔两个工序，材料为10 号钢，具有良好的冲压性能，适 合冲裁。工件结构相对简单， 工件的尺寸全部为自由公差，可以看作 IT14 级，尺寸 精度较低，普通冲裁完全能满足要求。 2).工艺方案的确定 该工件包括冲孔、落料两个基本工序，可以有以下三种方案： 方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产； 方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产； 方案三：冲孔落料连续冲裁，采用级进模生产。 三种方案比较见表1.1 表 1.1 三种方案
3、的比较 模 具 种 类 比较项目 单工序模复合模级进模 冲件精度较低高一般 生产效率较低较高高 生产批量 适合大、中、小批 量 适合大批量适合大批量 模具复杂程度较易较复杂复杂 模具成本较低较高高 模具制作精度较低较高高 13 模具制造周期较快较长长 模具外形尺寸较小中等较大 冲压设备能力较小中等较大 工作条件一般较好好 方案一模具结构简单，但需要两道工序，两副模具，生产率较低，难以满足该 零件的年产量要求。方案二只需一套模具，冲压件的形位精度容易保证，且生产率 也高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单，模具制造并不困 难。方案三也只需要一副模具，生产率也高，但零件的冲压精度较
4、差。欲保证冲压 件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造安装较复合模复杂，且 成本高。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。 3) 主要设计计算 （1）排样方式的确定及其计算 （ 2）垫片下端水平，采用直对排效率较高 如图（ 2）所示的排样方法。查（冲压工艺与模具设计表2.8 ）所得，工件间 mma2 1 ，沿边mma3，条料宽度为74mm ，步距S=42mm ，一个步距的材料利用率 为 55.4% 。计算部分见表2.1 13 表 2.1 项目 分类 项 目 计算方法结 果备注 排样 冲裁 件面 积 A 用 mastercam作图，分析面积得 1720.9 1
5、720.9mm 2 查表 2.8 得，最小搭边值 mmamma3,2 1 条料 宽度 B B=30+22+16+3+3 74mm 步距 S 42 42mm 一个 步距 的材 料利 用率 =A/BSx100%=1720.9/ （74x42 ） x100%55.4% 冲 压力 冲裁 力 F 130042.2973 . 1tKLF b 115993.8N 430)MPa295(在 b 之 间取 300Mpa ， t=1,K=1.3,L用 mastercam作图，分析 周长为297.42mm 卸料 力 Fx Fx=KxF=0.04x115993.8 4639.752N t=1mm时， 04. 0 x
6、K(冲裁间隙取 上限值 ) 推件 力 TF 115993.8055.0 1 10 FnKF TT 63796.59N t h n查设计手册表 2.40 可知 t=1mm 时 h 5 取 h=10.055. 0 T K; 顶件 力 FD FD=KDF=0.06 x 115993.8 6959.628N 06.0 D K 冲压 工艺 总力 FZ DTXZ FFFFF 191389.77 N 4） 压力中心的计算 计算压力中心时，先画出凹模型口图如图所示1.3，在图中将xOy 坐标系建立在图示的左边缘 上，将冲裁件轮廓线按几何图分解成AF 共 7 组基本线段，用解析法求得该模具的压力中心P 点坐标
7、( 0 X=32.70,. 0 Y=22.01) 有关计算如表2.2 所示。 13 冲裁圆弧段时)/()sin180(Ry 图1.3 表 2.3 各段基本要素要素长度 L/mm 各基本要素压力中心 的坐标值 X y A 69.08 0 22 B 29.39 37 3 C 50.24 68 22 D 29.39 37 41 E 69.08 22 22 F 50.24 52 22 n i i n i ii L xL X 1 1 0 , n i i n i ii L yL Y 1 1 0 ( 0 X=32.70,. 0 Y=22.01) 5)刃口尺寸的计算 a.加工方法的确定。结合模具及工件的形状特
8、点，此模具制造宜采用配作法，落料时，选 凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模的刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺 寸按要求配作；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mmZ072. 0 min （查表 2.3.3） 。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。 b.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 13 下。 第一种尺寸（增大） ：29.39，R16，R22，68 第二种尺寸（减小） ：16,22 第三种尺寸（不变） ：30 C.查上表格公差等
9、级确定冲裁内形与内形尺寸公差，工作零件刃口尺寸计算简表 表 2.4 尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注 第一类 尺寸 （落料） 29.39 0 52.0 39.29 4 1 0max )(xAAj 13. 0 0 13.29 查表得冲裁模双 面间隙Zmax= 0.095mm ， Zmin=0.065mm，凸 模按最小单边间 隙配做。工件尺寸 公差为IT14 级， 取 x=0.5mm 68 0 74. 0 68 185. 0 0 63.67 R22 0 52.0 22R 13.0 0 74.21R R16 0 43. 0 16R 108.0 0 785.15 第二类 尺寸 （冲孔） 22 52.
10、 0 0 22 0 4 1min )(xBBj 0 13. 0 26.22 16 43. 0 0 16 0 11. 0 215.16 第三类 尺寸 （孔心 距） 30 15.030 8 1 ) 2 1 ( min CC j 019.0075.30 13 四、模具设计说明书 1.模具总体结构设计 a)模具类型的选择用冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以本 套模具类型为复合模。 b)定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向 采用导料销;控制条料的送进步距采用弹簧顶的活动挡料销来定步 距。而第一件的冲压位置因为条料有一定的余量，可以靠操作人工目 测来确定。 c)卸料、 出件方式的选
11、择根据模具冲裁的运动特点，该模具采用刚 性卸料装置比较方便，因为冲裁板料大于0.5mm,卸料力大，平直要 求度不是很高，一般采用固定卸料装置。 d)导柱、导套位置的确定为了提高模具的寿命和工件质量，方便安 装，调整维修模具，该复合模采用中间导柱模架。 2、凸模 ,凹模，凸凹模的结构设计 冲 R11mm 孔的圆形凸模，由于模具需要再凸模外面装推件块，因此设计成直柱的形状。 尺寸标注如下图。 凹模的刃口形式，考虑到生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，即下图所示的刃 口形式，凹模的外形尺寸，按式（2.38 和 2.39） H = Kb = 0.24*68 = 22.62mm 取 H 为 30m
12、m。则 C = 1.5H = 45mm 。 13 本模具为复合冲裁膜，因此除冲孔凸模和落料凹模外，必然还有一个凹凸模，凹凸模的简 图如下图。 3、主要零部件设计 卸料弹簧的设计计算（省略）。 模架选用中等精度，中小尺寸冲压件的后侧导柱模架，从右向左送料，操作方便。 13 上模座 :L/mm * B/mm * H/mm = 200 * 200 * 45 下模座 : L/mm * B/mm * H/mm = 200 * 200 * 50 导柱： d/mm * L/mm = 35 * 160 导套： d/mm * L/mm * D/mm = 35 * 105 * 43 垫板厚度取：10mm 。 凸模
13、固定板厚度取：20mm 。 凹模的厚度已定为：30mm 。 卸料板厚度取：14mm 。 模具的闭合高度： H = （45 + 10 + 20 + 30 + 1 + 50 + 14 + 50 ） = 220mm 4、冲压设备的选用 可见该模具的闭合高度小于所选压力机J23-25 的最大高度270mm, 因此该压力机可以满足 使用要求。 公称压力：250KN 滑块行程：65mm 最大闭合高度：270mm 封闭高度调节量：55mm 滑块中心线至车床距离：200mm 立柱距离：270mm 滑块行程次数：55 次 /min 工作台尺寸(前后左右)： 370m m 560mm 垫板尺寸（厚度）： 50mm
14、 模柄孔尺寸：mmmm6040 最大角度：30 总结 项目化的教育给我最大的触动就是我能够通过自己的努力去设计一套完整的 工艺装备。在这里，能够找到自己的自信， 同时，项目化的教育是一个很好的展现 自我的平台。 针对本次的冲压模具设计， 我深刻体会到设计其中隐含的困惑与疑虑。而这些 的问题都要靠自己去查取相关的知识与理论，这不仅开拓我的知识面， 也增强了我 的动手能力和思维能力。 图表的识别是非常的重要， 因为其中好多的零部件都是国 家标准的，不需要过多的设计。这样，自己的读图能力就必需要好。 一分耕耘一分收获， 没有徒劳而获的好事。 虽然说本次的设计， 每个人的数据 都是大不相同的， 但是方
15、法都是类似， 结果的交流也是很有必要的。比如，当某个 设计步骤不太清楚地时候， 组员之间可以相互的进行沟通交流，或者通过对老师的 咨询来解决疑难问题。 让自己能够得到更好地发展。所以，学习，重要的是学习它 13 的方式方法，懂得其中，锻炼思维创新能力，而不是简单的照本宣科。 对我来说，设计是我很大的兴趣。每当通过一次的设计，我都能够找到其中的 设计，无形之中，计算、查阅、分析等等各方面的能力就得到了提升。此次的设计 是我走向未来工作的重要一步，从最初的选题、开题到计算、绘图直到完成设计， 期间查找资料、老师们的指导与同学的交流，每一个过程都是对自己能力的一次检 验和充实。不但使我更进一步理解和懂得了以前学到的知识而且还把以前课本上学 到的知识连接在了一起。使我能更好的融会贯通。 相信在今后的设计中能够更好地展现自己的才华。 13