单工序落料模设计说明书

1、冲压模具课程设计系别 : 模具设计与制造 姓名:学号:冲压模具设计说明书目录前 言（3）设计任务书 （4）一、冲压件工艺分析 （5）二、确定冲裁工艺方案（5）三、确定模具总体结构（5）四、工艺尺寸计算 （6）五、冲压设备的选择（7）六、主要零部件的设计（8）七、模具装配图（18）19)心得体会结束语(20)、八刖模具课程设计是CAD/CAM专业教学计划安排的非常重要的教学实践环 节，也是毕业设计的首选内容。其目的在于巩固模具结构及设计所学 知识，熟悉有关资料，树立正确的设计思想，掌握正确的设计方法，培养 学生的实际工作能力。通过模具结构设计，学生在工艺性分析、工艺方案 论证、工艺计算、模具零件

2、结构设计、编写说明书和查阅参考文献等方面 受到一次综合的训练，增强学生的动手能力和创新设计能力。本次设计中，本人的设计任务是根据一个座板的工件设计一副模具。本人主要做了如下工作：1、根据座板的结构设计计算各部分尺寸；2、确定工艺方案；3、由以上数据画出装配图。设计任务:零件名称垫片图号1材料Q235板厚1.0mm生产批量大批量、冲压件工艺分析1、材料：Q235普通碳素结构钢，具有好的塑性，具有良好的冲压性2、冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度:零件的尺寸精度128。.26、64。.20、3500.2096。.23已给公差，冲压生产出的零件精度能够符合零件精度要求3、工件结构：结构简单，形状对称结论：

3、适合冲裁1、冲压件的工艺方案确定通过以上对该零件的结构、形状及精度的分析，并结合零件的生产批 量。该零件采用落料单工序就可完成冲压加工。、确定模具总体结构1、模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序模冲压，所以本套模具类型为单工 序落料模。2、定位方式的选择 因为该模具采用条料，控制条料得送进方向采用导料销；控制条料的 送进步距采用挡料销。3、导柱、导套位置的选择 由于落料件的结构简单，大批量生产都使用导向装置。导向方式主要 有滑动式和滚动式导柱导套结构。该零件承受侧压力不大，为了加工装配 方便，易于标准化，决定使用滑动式导柱导套结构。4、滑动式模架选择 由于受力不大，精度要求也不高，同时

4、为了节约生产成本，简化模具 结构，降低模具制造难度，方便安装调整，故采用后侧导柱导套式模架。 该模架可以三方面送料，操作特别方便。5、卸料、出件方式的选择 在选用卸料装置的形式时，需考虑出料方式是上出料，还是下出料。 卸料装置根据冲件平整度要求或料的厚薄来确定，对于冲件平整度要求高， 且料薄的宜用弹压卸料板。这样既可压料又可卸料，且卸料板随上模上下 运动，直观性强，操作方便，是生产中常用的一种卸料方式。当板料较厚时，用弹压卸料板难以卸料时，选用固定卸料装置卸料， 一般在零件形状简单、要求不高时，采用固定卸料方式，它可简化模具结 构，但是因为工作部位封闭，送料只能靠手感，操作不便，安全性差。由于

5、零件厚度只有1mm属于薄料，一般采用弹性卸料方式顺便压料，以简化模具结构，降低成本，同时该模具为单工序落料模，为方便制 件取出，采取下出料方式。四、工艺尺寸计算该冲裁件厚度t=1mm外形由直线组成，且对称分布，在选取搭边量 时可看成方形类零件。查表 p94 218（教材） ，工件间最小搭边值 ai=1.5mn，沿边最小搭边值a=2mm以下面排样方式中的数个零件为单位计 算零件利用率。单个零件面积 A0= 1 2288m m2。1. 排样方案的确定方案一：方案二：方案一：材料利用率 二A/A=5 X 12288/650 X 100=94.52%方案二：材料利用率 二A/A=5 X 12288/4

6、90 X 132=94.99%比较以上两种方案，知方案二排样材料利用率最高，故采用此排样2、凸、凹模刃口尺寸的计算由于此工件在模具磨损后对其影响不一，所以采用配合加工的方法。查 书本 p96 表 2-4- 14、2- 4- 15. Zmax=0.13，Zm- =0.10,x=0.75凹模尺寸:% c5DA B、C、D段在磨损后均变大?尸127.69 0.65?F63.680.5?=34.680.5?=94.880.58Ad（ A x）00.25 =127.8100.065Bd（ B x）00.25 =63.80.50Cd（ C x）00.25 二彳厶财050Dd（ D x ）。0.2乩=95.

7、83 0.58式中Zmax、Zmin最大、小初始双面间隙A、Bd、Cd、Cd、一落料凹、凸模尺寸冲裁件制造公差x系数3、冲、推、卸料力的计算(1)冲裁力F落为：DF落=KLt t其中，L=(A+D)X 2 以上公式中：F冲裁力；K 安全系数，一般取K=1.3;L冲裁周边长度；t材料厚度；t材料抗拉强度MPa则有：L=(A+D)X 2=( 96+128)X 2=448(mm) 材料厚度t=1mm;材料：Q235,参考相关资料，其抗拉强度T=365Mpa,则：F落=1.3 X 448 X 1X 310= 180.554 (kN) 181 (kN)(2)卸料力F x为：根据以上模具结构类型，采用弹性

8、卸料和下出料，Fx= KXF, 取 KX = 0.04,查下表如下图所示料厚f/mm”Kt心CO. 1D-OfiZ. D750.10. u0+17 6045-1.防50.0630, 0&0* 53. 50.05a 0550. 062, 5-6. 50.03-0.04ag0+056.56 02-0.330*02503殆*钳ft命0. 025-g. OB0.030.070.02僅OB0. O3-0lO9注t卸料力濟数K柿出冲爭扎.大屈辿抑轮驛気胃紂许碍麻丄隈值一则：Fx= 0.04 X 181 = 7.24 (kN)(3)推件力Ft为：Ft = KFn,凹模刃壁垂直部分高度 h = 5mm,t=

9、1mm,n= 5/仁5;取K = 0.055，贝总冲压力 F 总=F 落 + Fx+ Ft = 181+7.24+49.775 = 238.015 ( kN)4、压力机公称压力的计算选用的压力机公称压力P (1.31.5) F 总取系数为 1.5，则 P 1.5F 总=1.5 X 238.015 = 357.0225 ( kN)5、冲裁压力中心的确定由于该落料零件是为对称零件，故冲裁压力中心即为该落料件的对称中心。五、冲压设备的选择开式曲柄压力机虽然刚度差，但它成本低，且有三个方向可以操作的优点，故广泛应 用于中小型冲裁件、弯曲件、拉深件的生产中。闭式曲柄压力机刚度好、精度高，只能靠两个方向操

10、作，适用于大中型件的生产。 双动曲柄压力机有两个滑块，压边可靠易调，适用于较复杂的大中型拉深件的生 产。选用的压力机公称压力P (1.31.5) F 总取系数为 1.5，则 P 1.5F 总=1.5 X 238.015 = 357.0225 ( kN)初选压力机公称吨位为400kN,型号为J23-40，因为开式压力机广泛应用于冲压工艺，公称压力400KN封闭高度调节量65滑块行程90滑块中心线至 床耳距离250滑块行程次 数45 (次/min )立柱距离340最大圭寸闭高 度320床身最大可倾 角30且允许前后或左右进料操作，操作空间大，操作方便。其主要工艺参数如下:工作台尺寸前后460模柄孔

11、尺寸直径50左右700深度70工作台板厚度65滑块底面尺寸前后300直径左右220工作台孔尺寸前后460地脚螺拴前后1060左右700左右7501直径六、主要零部件的设计1卸料装置的设计采用的是弹压卸料装置，选用合成橡胶作为弹性元件，已知Fx= 7.32kN，根据模具安装空间，取圆筒合成橡胶4个，每个橡胶承受的预压力Fy为：Fy= Fx /n = 7320/4 = 1830N取hy = 32%h查表得p = 2MPa则橡胶的横截面积为：2A= Fy /p = 1830/2 = 915mm设橡胶孔直径为Dmm橡胶上螺钉孔直径d为10mm则有：2A=n /4 ( D2-d2) =n /4 ( D2

12、-102) =915mm经计算和保证足够的卸料力，取 D= 36mm橡胶的自由高度：h（3.54）S丄作=24528mm取 h =28mmS工作=t+1+修 模量=1+1+5=7其中，丄作mm因为0.5 v h 0 /D = 28/36 =0.78 V 1.5，所选橡胶符合要求。橡胶的安装高度：h a =( 0.850.9 ) h 0 = 23.825.2mm取 h a = 25mm2. 凹模尺寸的设计落料凹模凹模采用整体凹模，轮廓全部采用数控线切割机床即可一次成形，安排凹 模在模架上的位置时，要依据压力中心的数据，尽量保证压力中心与模柄中心重合。 其 轮廓尺寸的计算如下：凹模厚度H凹=Kb,

13、查 P92表2-4-88取K= 0.18，贝H 凹=0.18 X 128= 23.04mm,凹模壁厚 C: C =( 1.52 )X 23.04 = 34.5646.08，取凹模厚度 H=30mm 壁厚C取40mm凹模长 L： L= l + 2c= 96 + 2X40= 176mm凹模宽 B: B= b+ (2.54.0) H 凹=128+(2.54.0) X 30 =203248mm取凹模宽B=250mm所以凹模的外形尺寸为176mrX 248mm故取凹模外形尺寸为250mnX 250mrX 30mm凹模形状尺寸如图所示：3、凸模尺寸的设计因为零件为简单形状制件，采用整体直通式凸模。凸模长度

14、主要根据模具结构，并考 虑修磨、操作安全、 装配等的需要来确定。 当按冲模典型组合标准选用时， 则可取标准 长度，否则应该进行计算。采用弹压式卸料装置，凸模长度应按下式计算：凸模长度计算：L= h 1 + h 2 + h式中hl凸模固定板厚度(mm ；h2 卸料板厚度( mm);h 附加长度( mm);凸模固定板的厚度 h 1= (0.60.8 ) H 凹=(0.60.8 )x 30=1824mm, 取凸模固定板的厚度 h 1=18mm卸料板的厚度一般为1020mm取卸料板的厚度为18mm附加长度为h=橡胶安装高度h a+板料厚度t +凸模进入凹模的深度f,其中，h a=25mm, t=1m

15、m凸模进入凹模的深度取1mm所以h= h a + t + f=25+1+1=27mm贝U: L= h 1 + h 2 + h =18 + 18 + 27= 63mm凸模尺寸如图所示：4、模架根据凹模外形尺寸250X 250X 30,选凹模材料为HT200钢上模座选外形尺寸为315 x 250x 50，下模座选外形尺寸为 315x 250x 60。如下图所示模具的闭合高度与压力机的装模高度关系：H max 5 H H min + 10式中H模具闭合高度(mr)H max 压力机的最大装模高度( mm)；H min 压力机的最小装模高度( mm)；1 ) H min= H max T S式中，T工

16、作台板厚度，S为滑块行程从已选压力机设备参数已知：H max= 330mm, T=65mm,S=90mm,贝有：H min= H max T S=330 65 90=175mm 故模具闭合高度应为：325m请H 185mm实际模具闭合高度：H 模= H 上+ H 下+ H 垫+ L+ H 凹 f 式中 H 上上模架厚度 (mm);H 下下模架厚度 (mm);H 垫垫板厚度 (mm);L凸模长度(mm);H凹一一凹模厚度(mm);f凸模进入凹模的深度(mm)则 H 模=H 上+ H 下+ H 垫+ L+ H 凹f = 50+ 60+ 10+ 63+ 30- 1=212mm下模座：(4)卸料板的设

17、计材料选用Q235A钢，长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，厚度为8mm18m取18mm单面间隙取0.10。aJi 性卸料嶽曲je度h拌呻祖耳rA旳f W Aoits125-200200tou14i&uuIS卸料板(5)垫板的设计材料选用T10A钢，长和宽的尺寸和凹模尺寸相同。垫板的厚度一般为5mm10mm取厚度H2=10mm则外形尺寸为：250X 250X 10导料销导料销直径为 10、长度为6mm位于条料的左侧，材料采用45号钢，淬火处理，硬度为4045HRC与凹模的配合为H7/m6挡料销挡料销的定位面抵住条料的前搭边或制件内廓的前 (后)面，使条料送进步距准确。其 结构形式主要有固定挡

18、料销、活动挡料销、自动挡料销、始用挡料销和定距侧刃等。最终选定：固定挡料销挡料销是用来控制送料步距的。选用圆柱销，直径为8、长度为3mm材料采用45号钢，淬火处理，硬度为4045HR(与凹模的配合为H7/m&(8) 模柄的选择选用压入式模柄，材料 Q235 vv根据压力机J23-40的相关参数可知，模柄的外形安装尺寸为：L=120 a=50 h=10。(9) 螺栓、销钉的选择上模座连接螺栓选用4-M10*70,上模座固定螺栓选用4-M10*75;下模座连接螺栓选用10X60。七、模具装配图心得体会本学期冲压模具课程设计以老师命题为主，为期两周，内容包括数据计算，课程 设计说明书制作，图纸绘制以及课程设计小结。以小组为单位进行。我们认为，在这学期的实验中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟， 在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思 考、动手操作的能力，在各种其它能力上也