双圆头连接片冲压模课程设计说明书

1、河池学院冲压模具课程设计设计说明书题目:头汽车连接片冲压模设计学生姓名：指导老师：毛献昌学 号：200910562X业：机械设计制造及其自动化期:2CL1 2 1 12河池学院物理与电子工程系目录1. 冲压件工艺性分析22. 冲压工艺方案的确定23. 主要设计计算3.1排样设计 33.2冲裁力的计算 33.3压力机公称压力的确定 43.4冲裁压力中心的确定 43.5刃口尺寸的计算 54. 模具总体设计4.1模具类型的选择 64.2定位方式的选择 64.3卸料、出件方式的选择 64.4导向方式选择 65. 主要零部件设计5.1主要零件的结构设计 65.2定位零件的设计 95.3导料板的设计 95

2、.4卸料板部件设计 95.5模架及其他零部件设计 106. 冲压设备的选定 107. 工作零件的加工工艺108. 模具的装配129. 模具总装图1214参考文献工件名称：双圆头汽车连接片工件图：如下图生产批量：大批量材料为40钢，料厚t二3mm,图中未注公差均为一般公差（自由公差），且取中 等精度。800.15工件图1. 冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为40钢，具有良好的冲压性能，适 合冲裁。工件结果简单，第一道工序是冲孔，冲一个直径12mm和一个直径20mm 的内孔，第二道工序是落料，冲一个外圆直径为36mm和一个外圆直径为40mm 的外圆，孔与边缘之间的距离满足要求，工

3、件的尺寸落料按IT14级，冲孔按IT13 级计算，工件的尺寸精度一般，普通冲裁就能满足要求。2. 冲压工艺方案的确定该工件包括落料 冲孔 两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料一冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔一落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满 足大批量生产要求。方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高， 但制造难度大，并且冲压 成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要

4、求不高，完全能满足工件技术要求。所以经过比较，根据经济的承受能力和设计的需要，在结合工件的材料力学性能, 采用方案三最为合适。3. 工艺尺寸计算3.1排样设计a. 排样方法的确定根据工件的形状。确定采用无废料排样的方法不对能做 到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直排法。b. 确定搭边值查表，40#钢属于中等硬度钢，取最小搭边值：工件间ai =1.62mm,侧面 a=l98mm。为了方便计算取 ai =2mm, a=3mm。c. 确定条料步距步距： 42mm,宽度：118+3+3=124mm-nA 100% -2_WJL23 100%65.55%LB86 124d. 条

5、料的利用率e .画出排样图根据以上资料画出排样图，排样图3.2冲裁力的计算a. 冲裁力F查表取材料40#钢的抗拉强度ob二570MP由 FLt o b贝lj F=280.94X3X570+ 62.83 X3X570 + 37.7 X3X570 = 652.32kNb卸料力Fx由 Fx=K xF,已知 Kx=O 04则 Fx =Kx F=0.0 X652.32=26.lkNc. 推件力Ft由 Ft二fiKtF,已知I n=3 , K t=0.045则 Ft=iiKtF=3X0.045 X652.32=88.lkNd. 顶件力Fd由 Fd=KdF,已知 Kd=0.05贝lj Fd =Kd F=0.

6、05 X652.32=32.62kN3.3压力机公称压力的确定本模具采用刚性卸料装置和下岀料方式，所以Fz 二 F+Ft =740.42kN根据以上计算结果，冲压设备拟选 JA21100。3.4冲裁压力中心的确定a.按比例画出每一个凸模刃口轮廓的位置，并确定坐标系，标注各段压力 中心坐标点，如下图所示。y *13b. 画出坐标轴x、y。yi) = ( 20, 58.323),c. 分别计算出各段压力中点及各段压力中点的坐标值,(X2, y2)= (62,98) ,(X3,y3)= ( 62, 18)又 Fi =280.94 X3X570=480.41kN, F2=62.83 X3 X570=1

7、07.44kN,Fa =64.465 X3X570=64.465kNFl X 1 F2 X2 F3 X 3x o 31.1Fi F2 F3Fi yi F?y 2 F3 y 3yo 60.87Fi F2 F3则综上所述，冲裁件的压力中心坐标为(31.1, 60.87)o3.5刃口尺寸的计算a.加工方法的确定。在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零 件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简 单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，这种 加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配简化。因此工作零件刃口尺 寸计算就按分开加工的方法

8、来计算，具体计算见表一所示。需要在配作时保证最 小双面合理间隙值Zmin=0.48mm, Zmax=0.66mm(查表)。表一尺寸转尺寸及分类换计算公式结果备注s da)5(Dx ) ADa39.6750 003mm磨损系404O-o.max00D T39.195-o. 02 mm数查表得冲裁双面间D T(D z )x=0.5隙落料Amin -tZmin -0.48mm(Dmax磨损系Zmax=0.66mm3636.o,5da一 X ) A0Da35.75()oo3mm数模具按IT14级制D T(D 一0z )D T35.27-o.O2 mmAmin - jx=0.5造。校核满足 匕丄)AT

9、maxmind20.225 mm磨损糸d(d0 )T0.02冲孔2O2Oo0.3 minX- Tz)mill0Ad a20.705 0 0025mm数(dTx=0.751212o0.2(d/d Tminx_ 丁z)A dA ( dTmin 0dy 12.12-o,o2 mm12.600.02 mm磨损系数x二 0.75孑L心距8)80:= 0.15Ld 178Ld 80 0.0375mm4. 模具总体设计4.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。4.2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板，弹簧压块式 侧压装置。控制条料的送进步距采

10、用固定挡料销初定距，导正销精定距。而第一 件的冲压位置可由始用挡料销定距。4.3卸料、出件方式的选择因为工件料厚3mm,卸料力也比较大，故可采用刚性卸料。又因为是级 进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。4.4导向方式选择为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的 导向方式。5. 主要零部件设计5.1主要零件的结构设计a.落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，釆用线切割机床加工，2个M10螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。总长L可按公式计算L=hi+h2+h3+h 二30+20+10+20二 80mm其中hi为凸模固定板厚度

11、，h2为卸料板厚度，h3为导板厚度，h为自由长度。落料凸模结构如下图所示2 xM 10-15b冲孔凸模因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采 用台阶式，加工简单，便于装备与更换。冲孔凸模结构如下图所示。12冲孔凸模结构如下图所示20冲孔凸模结构如下图所示CM04080 乩 62C凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位置时。要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄范围内。其 轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度 H二kb二0.45x118=53.1mm,为了方便,取 H=50mm凹模壁厚 c二（1.5-2） H二4560mm,

12、取 c=50mm凹模宽度 B=b+2c=l 18+2x50=218mm 取 B=230mm凹模长度 L取190mmmm （送料方向）凹模轮廓尺寸为230mm190mm 50mm,凹模结构如下图所示5.2定位零件的设计落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径 12mm和直径20mm两个孔作 为导正孔。导正销采用H7/h6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采 用H7/h6配合。导正销材料采用Crl2,热处理硬度为5256HRC。5.3导料板的设计导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取1mm,这样就可确定了导料板的宽度，导料板厚度取10mm,采用45钢制作，热处理硬 度

13、为40-45HRC,用螺钉固定在凹模上。导料板上有始用挡料销凹槽。5.4卸料板部件设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为20mmo采用45钢制造，淬 火硬度为40-45HRCo5.5模架及其他零部件设计该模具采用中间式导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可以 防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。导柱分别为32 190、35 190,导套分别为32 105 45 35 105 50。上模座厚度取45mm,上垫板厚度取10mm,固定板厚度取30mm,下模座厚度取 50mm,那么该模具的闭合高度：HH 闭二H 上模 H 垫 L H下模 h2 二45+10+80+50+502二233

14、mm兀中：h2为凸篠冲微盲进入凹模的深度.2h =2mmL凸模长度，L=80mmH凹模厚度，H二50mm可见该模具闭合高度小于所选压力机 JD21J00的最大装模高度（400mm）, 可以使用。6. 冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机 JD21100能满足要求。起主要参数如下：公称压力：1000kN滑块行程：10120mm滑块行程次数：75次/ min最大闭合高度：400mm封闭高度调节量：85mm滑块中心线至床身距离：325mm立柱距离：480mm工作台尺寸（前后x左右）:600 1000 mm垫板尺寸（厚度x直径）：100x200 mm模柄孔尺寸：60x80 mm滑块底面尺寸（

15、前后左右八380mm X 500mm7. 模具零件的加工工艺本副冲裁模，模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。若采 用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。表二所示为落料凹模的加工 工艺过程。表二工序号工序名称工序内容工序简图240 521备料200mm将毛坯锻成长方体热处理 退火粗刨刨六面，互成直角，留单边余量0.5mm热处理磨平调质磨六面，互成直角钳工划线划出各孔位置线、型孔轮廓线I加工螺钉孔、销孔及穿丝孔按位置加工螺钉孔、销孔及穿丝孔吒5CA热处理9磨平面按热处理工艺，淬火，回火达到6064HRC精磨上下平面8 模具的装配根据级进模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装

16、下模，再装上模，并 调整间隙，试冲，返修。具体的情况见表三所示。衣二工序工艺说明1凹、凸模预装1）装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔，是否符合图 纸要求尺寸精度，形状。2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不适合的应重新修磨或更换。2凸模装配以型孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并用开槽沉头螺钉紧固在垫板上。3装配下模将卸料板、导板、凹模、下模座装在一起，打入销钉，并用螺栓紧 固。4装配上模将上模座、垫板、凸模固定板、凸模装在一起，打入销钉，并用螺 钉紧固。5试冲与调整装机试冲，并根据试冲结果作相应调整9 模具总装图通过以上设计，可得如图所示的模具总装图

17、。模具上模部分主要由上模座、 垫板、凸模（3个）、凸模固定板等组成。卸料方式采用刚性卸料，以固定卸料 板推出条料，下模部分由下模座、凹模板、导料板和卸料板等组成。冲孔废料和 成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用固定挡料销作为粗定距，在落料凸模上安装2个导正销，利用条料上的 12与 20孔作为导正销孔导正，以此作为条料送进的精确定距。1.上模座2.凹模3.小导柱4.弹簧5.弹簧芯柱6.12冲孔凸模7.小导套8.下模座9.圆锥销10模柄11.开槽沉头螺钉12紧固螺钉13.垫板14.凸模固定板15.大导套16.紧固螺栓17.卸料板18.导料板19.M8螺钉20.弹簧21.大导柱22.20导正销23.紧固螺钉24.12导正销25.落料凸模26.侧压块27.始用挡块模具总装图参考文献:1魏春雷，徐慧民冲压工艺与模具设计Ml北京：北京理工大学出版社，2009.林承全.冲压模课程设计指导与范例M北