冲压模具毕业设计.doc

冷冲模课程设计 系别：机电工程系班级：数控046班学号：26姓名：李本跃指导老师：谢晖江西工业工程职业技术学院 前 言冷冲模设计是模具设计与制造专业学生在学完基础课理论课，技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是：1.应用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冷冲模设计工作的实际训练，从而培养和提高学生工作的能力。2.巩固与扩充“冷冲模设计”等课程所学的内容，掌握冷冲模设计的方法和步骤。3.掌握冷冲模设计的基本技能，如计算，绘图，查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等4.希望通过本次冷冲模设计答辩能够更好的熟悉和掌握里面所学的知识点。希望在本次答辩能够在老师的指正下和同学的帮助下迷补不足之处。由于初学者水平能力有限，设计中难免有不足和错误之处，恳请老师、同学给予批评指正。 李本跃 2006.12 目录一、冲压工艺分析4二、确定冲压工艺方案4三、排样方案的确定5四、压力中心的确定6五、计算冲压力7六、模具工作部分尺寸计算9七、凹模尺寸的确定及凸模的设计与校核12八、模具其它零件的设计与计算 14九、压力机相关参数的校核14十、零件图15十一、装配图18一、 冲压工艺分析 1. 材料为QBe2具有良好的冲裁性能适合冲裁2.精度等级：IT11级。利用普通冲裁可以实现要求。3.结构尺寸：结构简单、形状对称，水平两圆圆心距为12.50.1。竖直两圆其圆心距为120.05,制件底部宽为470.15,上部宽为24.50.1,4个圆的直径为三段圆弧半径分别为R47.5、R44.2、R68其余为注公差属于自由尺寸。结论：此制件适合冲裁。 二、确定冲压工艺方案 该制件包括落料和冲孔两道工序，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：冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产 方案三：冲孔-落料复合冲压，采用复合模生产 方案一模具结构简单，但因该零件有落料、冲孔两道工序，需要2套模具，且需要进行两次定位，带来定位累计误差，导致孔的位置精度不高，而且生产效率低，不适合大批量生产。方案二只需一套模具，生产效率高，而且能够实现自动化送料，但零件的冲压精度稍差，欲要保证冲压形状精度，需要在模具上设置导正销。方案三也只要一套模具，生产效率也很高，虽然模具的结构复杂，但冲压的形状精度容易得到保证，而且该制件的几何形状简单对称，模具制造并不十分困难。通过以上三种方案的分析：用级进模和复合模都能生产但由于该制件形状精度要求较高，故可优先采用复合模生产，又经过计算得知该制件的最小壁厚不能满足倒装复合模的条件而能满足正装复合模的条件。故采用正装复合模生产。结论：采用正装复合模生产。三、排样方案的确定1.查冲压手册得其侧搭边值 a=1.2mm 工件间搭边值 a1=1.0mm 由CAD画图并量的头部搭边值为1.62mm。 2.计算料宽和步距 料宽：B0-=（Dmax+2a）0- =(47.15+21.2) 0-（由表3-8查得） =49.550-0.5将该值圆整得：B0-=此时，侧搭边值 a=1.425mm 工件间 a1=1.0mm步距：A=30.18+1.62=31.8mm3.排样图如下： 4.材料的利用率 由CAD求得该零件的面积S=591mm2计算一个步距的利用率： =37.16%查表可知：可利用9001000的板块冲裁制件。(1)纵裁:可裁18张条料（501000）。一张条料可冲39个制件。 条料的利用率: 板料的利用率: 式中 n冲裁出的制件数 n1裁出的条料数 s一个制件的面积 (2)横裁:可裁20张条料（50900）一张条料可冲35个制件。 条料的利用率: 板料的利用率: 式中 n冲裁出的制件数 n1裁出的条料数 s一个制件的面积经过比较将板料纵裁总的利用率较高，故纵裁是该板料的最佳裁剪方案。四、压力中心的确定1.把坐标原点建立在四个小圆的对称中心线上，使四个小圆的对轴的力矩之和为零。压力中心图如下图所示：2.每一个凸模刃口周长及压力中心坐标，计算结果列于表1-1中。 表1-1冲裁轮廓周长L/mm各凸模压力中心坐标xyL1=24.6+22.52+11.42+2.82+47.8=145.80-5.26L2=4d=43.145=62.800合计：145.8+62.8=208.60-3.683.由表1-1中的数据计算出冲模的压力中心坐标。 =0 =-3.68 五、计算冲压力查冲压手册得该材料的抗剪强度=511Mpa刃口磨损安全系数Kp=1.3卸料系数 K卸=0.05顶件系数 K顶=0.06落料力F落=1.3Lt=1.345.821.551=145.3KN冲孔力F冲=41.3dt=41.33.1451.5511=62.58KN冲裁力 F冲裁=F落+F冲=145.3+62.58=207.88KN卸料力F卸=K卸F落=0.05145.3=7.27KN顶件力F顶=K顶F冲裁=0.06207.88=12.41KN该落料冲孔复合模采用正装结构及弹压卸料和上出件方式。故总的冲压力为：F总=F落+F冲+F卸+F顶=145.3+62.58+7.27+12.41=226.16KN压力机确定：P=1.1F总=1.1226.16=248.776KN故初选公称压力为250KN的开式双柱可倾J23-25型号压力机。该压力机参数如下：滑块行程/mm65工作台尺寸前后370左右560滑块行程次数(次/min)55工作台孔尺寸前后200直径260左右290最大封闭高度/mm270垫板尺寸厚度50直径封闭高度调节量/mm65模柄孔尺寸直径40深度60滑块中心线至床身距离200滑块底面尺寸前后左右立柱距离270床身最大可倾角30六、模具工作部分尺寸的计算凸模和凹模采用分别加工法制造。该制件外形由落料获得。、12.50.1、120.05由冲孔同时获得。查表3-32（冷冲模设计）得=0.09mm =0.12mm则 Zmax-Zmin =0.03mm凸、凹模分别按IT6级和IT7级加工制造：1、冲孔：4为孔类尺寸，经查公差表知公差为IT11级，取x=0.75凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，查表得 （本书中的、均有机械制图附表22查得）= =校核：Zmax-Zmin0.008+0.012=0.020.03（不满足间隙公差条件）故由计算得：=0.40.03=0.012=0.60.03=0.018故 DA1= DT1=：DA2=DT2=校核：0.025+0.02=0.0450.03 (不满足间隙公差条件)，故由计算得： =0.40.03=0.012=0.60.03=0.018故 DA2= DT2= ：DA3=DT3=校核：Zmax-Zmin0.03+0.019=0.0220.03(不满足间隙公差条件)故由计算得： =0.40.03=0.012=0.60.03=0.018故 DA4= DT4=：DA5=DT5=校核：Zmax-Zmin 0.025+0.016=0.0410.03(不满足间隙公差条件)故由计算得：=0.40.03=0.012=0.60.03=0.018故DA5= DT5=：DA6=DT6=校核：Zmax-Zmin 0.01+0.006=0.1060.03(满足间隙公差条件)故 DA6= DT6=：DA7=DT7=校核：Zmax-Zmin 0.012+0.008=0.020.03(满足间隙公差条件)故 DA7= DT7=：DA8=DT8=校核：Zmax-Zmin 0.01+0.006=0.0160.03(满足间隙公差条件)故 DA8= DT8=七、凹模外形尺寸的确定及凸模的设计与校核1.凹模设计：(1)凹模厚度：H=kb（15mm）, b凹模刃口的最大尺寸，单位mmK系数，考虑板料厚度的影响，查表3-15（冷冲模设计）k=0.350.5，取k=0.5故H=kb=0.547.15=23.5mm 圆整得H=24mm(2)凹模壁厚：C=（1.52）H=1.524=36mm (3)凹模外形尺寸：L=b+2c=47.15+236=119.15mm B=b1+2c=30.18+236=102.18mm根据查表得凹模周界：L=125 B=125 故凹模的外形尺寸为：12512524。(4)凹模材料，因为凹模刃口采用直壁式。忍口高度H=6mm。又具有锋利的刃口和刃口有高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，所以凹模应有高的硬度和适应的韧性，故选TA8。凹模刃口部分进行热处理。2.凸模设计：(1)凸模长度计算：采用弹压卸料板则：式中： L凸模长度，单位mmh1凸模固定板厚度，单位mmh2卸料板厚度，单位mmt材料厚度，单位mm h增加长度，它包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度（0.51）mm，凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取1020mm，取h=16mm(2)凸模材料，选用TA8,淬火后硬度（HRC达5862）.采用铆接固定。其许用抗压强度为1300Mpa.3.凸模的强度与刚度的校核(1)承压能力的校核凸模承压能力按下式校核：式中： 模具材料的许用抗压强度大小取决于凸模材料及热处理，选用时，一般可参考下列数值，对于T8A；T10A；Cr12MoV;GCr15等工具钢，淬火硬度为5862HRC时，可取确定T8A为凸模材料采用阶梯式凸模以保证强度足够。(2)凸模失稳定弯曲应力的校核凸模不发生纵向弯曲的最大长度：式中： E凸模材料的弹性模量，对于模具钢，E=d凸模工作刃口的直径，单位mmn安全系数，淬火钢n=23 把上述的可得出圆形截面的凸模不发生失稳弯曲的极限长度为: 长度满足要求。八、模具其它零件的设计与计算1.凸模固定板的设计外形尺寸取和凹模外形一样的尺寸，其厚度取凹模厚度的0.60.8倍，既H1=（0.60.8）H。算得H1=12.419.2取H1=15mm。即凸模固定板的外形尺寸为:12512515。2.卸料板的设计材料选用Q235钢，长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸,厚度大约比凸模固定板的厚度小2mm取13mm。3.垫板的设计材料选用Q235钢，长和宽的尺寸凹模尺寸相同。垫板的厚度取凸模固定板厚度的0.4倍即厚度H2=6mm。则外形尺寸为：1251256。4.橡胶的选用卸料橡胶的自由的高度：根据工件材料厚度为1.5mm。冲裁时凸模进入凹模深度为1mm。考虑模具维修时刃磨留量2mm。模具开启时卸料板高出凸模1mm。则总的工作行程h工件=5.5mm橡胶的自由高度：h自由=18.522mm取h自由=20mm模具在组装时橡胶的预压量为： h预=（10%15%）h自由=23mm取h预=3mm。由此可知模具中安装橡胶的空间高度尺寸为17mm。5.导料销： 直径为4,长度为6mm,并位于条料的左侧,导料销材料采用45号钢,淬火处理,硬度为45 HRC。6.挡料销： 它是用来控制送料步距的.选用固定钩头挡料销，其材料选用45号钢。采用淬火处理,硬度为45 HRC。与凹模的配合为H7/m6。7.防转销: 为了防止模柄的转动,采用了一个防转销,其尺寸为d=6mm, L=5mm.8.模架的选用：材料为45钢，热处理，HRC4348。上模座选GB/T2855.5 外形尺寸为12512535下模座选GB/T2855.6 外形尺寸为125125459.模柄的选择：选用旋入式模柄，材料Q235，并加销防转，根据压力机JG23-25的相关参数可知，模柄的外形尺寸为：406010.导柱导套的选择：采用滑动导柱导套，材料20钢。查表可得：导柱选用GB/T2861.1外形尺寸为:22150，导套选用GB/T2861.6外形尺寸为:228533。11.螺栓、销钉的选择：上模座连接螺栓选用4-M1240，下模座固定螺钉选用4-M1240；上模座连接销钉选用645；下模座连接销钉选用645。九、压力机相关参数的校核 模具的闭合高度： 即：闭模高度H=190mm225故不满足要求；又压力机本身带了一块厚度为50mm的垫板。加上此垫板则此时能满足要求。其中： 压力机的最小闭合高度压力机的最大闭合高度十、零件图十一、装配图（见CAD图）设计小节：1、通过本次冷冲模的设计，使我对冲裁模有了更多的了解，在老师和我们的共同努力下，终于结束了。通过这次实习，使我在原来的理论基础上增加了不少实战性的知识。2、此次设计中，我们利用计算机辅助设计（CAD）来进行冷冲模的设计，计算机辅助设计，是在设计时，把原始数据图形数据化的参数输入计算机对其