冲压模具设计

冲压模具设计姓 名：XXX 专业班级：机制XXX 学 号：XXXXXXX院 系：机电工程学院指导老师：XXX（声明：本设计为个人的课程设计，仅供参考）一、冲裁件工艺性分析如图1所示冲压零件。冲裁件材料为H62黄铜，含铜量为62%的普通黄铜，可做各种深拉伸和弯折制造的受力零件，具有良好的冲压性能；冲裁件形状简单、对称，有圆弧和直线组成，符合冲压件工艺要求。4.2mm孔大于模具设计表2-2中的最小孔径要求，与边缘距离为5mm，大于t；4.2mm两孔中心距公差满足表2-5中的要求。题目给出的零件要求为，零件的外形尺寸公差等级为IT10。综上所述，该零件所有形状都可以通过冲裁加工得以保证。. 图1二、冲裁件工艺方案设计 由以上分析可知，冲裁件具有精度并不高，形状轮廓较小，生产批量大，板料厚度低等特点，所以采用工序集中的方案。 查表2-17可得凹凸模最小壁厚c=0.8t=0.16mm，而4.2mm空边缘与外轮廓边缘的距离为5mm，大于凹凸模允许的最小壁厚，所以采用复合模结构。 综上所述，模具结构采用挡料板定位，弹性卸料，自然漏料方式的连续冲裁模。设计两个工位，第一个工位完成4*4.2mm、中间孔五个孔的冲孔工艺，第二个工位完成外轮廓的落料工序。凹模，凸模均采用组合式。三、排样设计（1）计算条料宽度和送进距离。采用单排排样，如图所示。首先确定搭边值。查表2-10，按矩形形状和板料厚度值，取工件间搭边值a1=2.2mm，侧边搭边值按矩形形状取a=2.5mm。考虑到凹模与凸模固定板与凹模之间的组合，应于原始步距中加距离系数K=7.8因此实际送料步距为：A=D+a1+K=43+2.2+7.8=53(mm)采用有侧压装置送料，则条料宽度按式（2-4）计算，查表2-11，取=0.4mm，b0=0.1mm。B=(L+2a)-0=(43+22.5)-0.40=48-0.40最终确定的工件搭边值、侧边搭边值、调料宽度如图所示。（2）计算材料利用率。选用2mm2000mm1500mm的H62板。裁成宽48mm，长2000mm的条料，则每张板所出零件数为：n=1500B2000-a1A=1500482000-2.245.2=3144=1364裁成宽48mm、长1500mm的条料，则每张板所出零件数为：n=2000B1500-a1A=2000481500-2.245.2=4133=1353由计算可知，板料采用第一种裁切方式比较经济。板料利用率为：=nS20001500100%=(1364（4343-2.124-422-224-92）20001500)100%=66.6%因此板料的利用率为66.6%四、计算压力中心如图2所示，建立x-o-y坐标系。在两个工位上，各个孔都分别相对于o点中心对称，所以冲孔时压力中心在o点上。图2五、计算工序力，初选压力机应采用弹性卸料装置和自然卸料方式的连续冲裁模，要计算冲裁力、卸料力。所以应计算冲孔时的冲裁力和外形落料时的落料力。（1） 计算冲孔时的冲裁力。由工件形状决定冲裁形状为中间孔与4个4.2mm的孔组成。查表1-3取b=300MPa，由计算公式得Fc1=KL1tb=1.3103.90.20.3=8.1042KN（2） 计算落料时的冲裁力。Fc2=KL2tb=1.3167.310.20.3=13.05kN故总的冲裁力为Fc=Fc1+Fc2=8.1042+13.05=21.15kN（3） 计算卸料力查表2-15，取kx=0.05Fx=kxFc=0.0521.1542=1.06kN（4） 计算冲裁工序力。F=Fc+Fx=21.15+1.06=22.21kN（5） 初选压力机。压力机的公称压力应大于冲裁工序力，即Fp1.2F=26.652kN，查表1-5，初选开式可倾式曲柄压力机J23-6.3。六、冲模零件的选用、设计和计算（1）计算凸、凹模刃口尺寸1）查表2-12，确定冲裁间隙为Zmin与Zmax可忽略不计。2）计算落料刃口尺寸。采用配制加工，刃口尺寸以凹模为基准，凸模尺寸按相应的凹模的实际尺寸进行配制。按题目要求，尺寸公差都为IT10，查标准公差数值表（GB/T 1800.1-2009），得到A1=43-0.10；查表2-14，由于工件外形都是有直线组成，因此按非圆形工件，取尺寸的磨损系数均为x=1。落料刃口尺寸均为A类尺寸，取d=/4，计算得：A=(A-x)0+/4=(43-10.1)0+0.1/4=42.90+0.25(mm)3）计算冲孔刃口尺寸。采用配制加工方法，以凸模为基础件。冲裁件尺寸A1=4.20+0.048mm，A2=18-0.07+0.07=17.930+0.14mm。查表2-14，由于工件四周都为圆孔，所以按圆形工件，取尺寸的磨损系数均为x1=0.75，中间孔不为完整圆形，因此按非圆形工件，取尺寸的磨损系数为x2=1。冲裁刃口均为A类尺寸，取d=/4，按式计算得：Am1=(A1-x11)0+1/4=(4.2-0.750.048)0+0.012=4.1640+0.048(mm)Am2=(A2-x22)0+2/4=(17.93-10.14)0+0.035=17.790+0.035(mm)4）在冲孔落料工序中，C1=320.1mm，C2=100.05mm不随磨损变化的尺寸，按式计算得：C1=C114=320.14=320.25(mm)C2=C224=100.054=100.0125(mm)（2）初定各主要零件外形尺寸采用阶梯式组合方法与凹模固定板配合。1）凹模外形尺寸的确定查表2-17，依据La=L2=167.31mm，取K=1.37。根据式（2-31），计算凹模厚度: Ha=K30.1Fc2=1.3730.11305015（mm）根据式（2-32），凹模横向壁厚：c1=1.2Ha18mm；纵向壁厚：c2=1.5Ha20.5mm。凹模宽度B的确定：B=工件宽+2c2=43+220.5=85mm凹模长度L的确定：L=工件长+送料步距+2c1=43+53.5+218=140（mm）查冲模矩形凹模板标准（JB/T7643.1-2008），确定凹模外形尺寸为140mm85mm28mm。2）凹模固定板、导料板等厚度尺寸的确定。根据式（2-37）初算固定板厚度：hg=0.8Ha=0.815=12mm。取外形尺寸与凹模相同，查矩形固定板标准（JB/T7643.2-2008），取固定板厚度hg=20mm。由于凹模采用阶梯式组合方式，应加上台阶高度d=10。因此固定板厚度hg=30mm。其长度应大于凹模，则L1=1.2L=170mm导料板的厚度要大于挡料销顶端高度与条料厚度之和，并有28mm的空隙。导料板大致的外形尺寸近似为170mm26mm，查冲模导料板标准（JB/T7648.5-2008），取hd1=8mm。3）凸模长度尺寸的确定。凸模垫板厚度，查表2-19，取hx=8mm。模具闭合状态时，凸模固定板和刚性卸料板之间的距离、凸模的修磨量、凸模进入凹模的距离，一般在1520mm之间取值，此处取A=20mm。根据式（2-29），得凸模的长度：Lp=hg+hx+hd1+A=12+8+15+20=63（mm）取台阶高度H=8mm，则实际涂抹长度为Lp-H=55mm4）上、下模座的计算。根据式（2-35），计算得下模座厚度：Hx=1.2Ha=1.215=18mm根据式（2-36），计算得上模座厚度：Hs=Hx-5=13（mm）5）标准模架的选取。依据已初算出来的各板厚度，估算模具闭合高度值为：H闭合=Hx+Ha+hd1+hx+A+hg+hdb+Hs=18+15+8+8+20+12+6+13=100（mm）由于模具要求导向平稳，故选用对角导柱模架。根据凹模周界尺寸：125mm100mm及初算闭合高度H闭合，查冲模滑动导向对角导柱模架标准（GB/T2851-2008），选取模架规格为：滑动导向模架 对角导柱125100120150 I GB/T2851-2008并由此确定上、下模座及导柱、导套规格为：对角导柱上模座12510030 GB/T 2855.1-2008对角导柱下模座125