冲压模具课程设计1

1、模具设计课程设计冲压模具课程设计 系别:材料工程系 姓名:李兵 学号:121304106椭圆垫圈课程设计说明书目 录前 言（2）设计任务书 （3）一、 制件工艺性分析（4）二、 确定冲裁工艺方案（5）三、 工艺和设计计算（5）四、 计算凸凹模的刃口尺寸（10）五、 凹模与凸模的设计与校核（14）六、 模具的其他装置（18）七、 模架的选择（20）八、 压力机相关参数的校核（21）附：参考文献 (28)结束语 (29) 前 言模具课程设计是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

2、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。 设计任务书： 零件名称 椭圆垫圈序号5材料08钢板厚1.0mm生产批量大批量一、冲压件工艺分析 零件名称 椭圆垫圈图号5材料08钢板厚1.0mm生产批量大批量1、材料：08钢，具有良好的冲压性能。2、冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度：零件

3、的位置精度46、62.5和尺寸精度 8.2、22、40、r8未给公差，圆形尺寸精度等级it11，非圆形尺寸精度等级it13，查表确定公差值为46+0.12、 、。 3、工件结构：结构简单，形状对称，有利于材料的合理利用。结论：适合冲裁二、确定冲裁工艺方案该零件包括落料、冲孔两道工序，可以采用以下三种工艺方案。 1、先冲孔，再落料，采用单工序模生产。 2、落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。 3、冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。 方案一：采用单工序模，需要2道工序，且多次中心距定位产生累积误差大，导致孔的位置精度不高，需要两副模具生产，且效率低，不适宜采用。 方案二：采用复合模生产，在一副模具当

4、中，同时完成两个或两个以上的工序，精度相比单工序模更高，且效率也高，模具强度好，制造简单，并且冲压时，卸料板在冲裁时压紧板料，零件的平直度较好，工件留在模具上，手动取出零件。 方案三：采用级进模生产，也只需一副模具，生产效率较高，操作方便，但级进模在送料时很难保证工件位置精度，无法达到零件较高的位置精度要求，但能保证产品快速生产。 综合以上三个方案分析：该件的冲压生产采用方案三为佳，设计成级进模可以很好地保证工件的产量。三、工艺和设计计算 1、排样图设计与计算： 因该冲裁件结构简单，形状对称，只有两道工序，冲孔与落料，因t=1.0mm,查表，最小搭边值得：a=1.0、a=1.2.又因为 步距：

5、a=d+a=45.24+1=46.24mm 条料宽度：b=0（） =（）= 故b原整为：所以：得出圆整后的侧搭边值为：1.5 导料板间的距离:b = =排样图如下： a=1.0、a=1.5、a=46.24mm 经计算：s=1668.7，2s+s=2+=105.5668+379.94=485.5068 s=s-（2s+s）=1668.7-485.5068=1183.1932（1）、计算一个步距内的利用率： （2）、计算整个条料的利用率：经查表：整个板料的标准长宽为：9001000经计算：取整个条料的长度为：900；利用率高。 取n=19 （3）、计算整个板料的利用率： 经计算条料数为：，所以能取

6、n=23条经计算整个板料的制件数为：23n=1923=437制件 2、冲压力与压力中心的计算：（查表2.6.1；查得查得，查表刃口高度。取h=7）个冲件力： 落料力： 卸料力： 推件力：（推废料，推制件） n为卡在凹模内的冲孔废料数目，制件数取n=4 由：得从满足冲压工艺力的要求看，查手册8-13表：可选用jc23-35，350kn开式双柱可倾压力机。查表得如下： 公称压力350kn封闭高度调节量60滑块行程80滑块中心线至床耳距离205滑块行程次数50（次/min）立柱距离300最大封闭高度280床身最大可倾角20工作台尺寸前后380模柄孔尺寸直径50左右610深度70垫板尺寸厚度60滑块底

7、面尺寸前后190直径150左右210工作台孔尺寸前后200左右290直径260 压力中心的确定，其中凸模的压力 中心为它的几何中心：冲裁轮廓周长l/mm各凸模压力中心坐标xyl=155.100l=25.74826.3-12l=69.0845.90l=25.74865.512合计：l=275.676=20.080如上图所示： 计算如下： 得：压力机的中心为（20.08，0） 四、计算凸凹模的刃口尺寸 工作需件刃口尺寸的计算：采用分开加工法 由图可知，该需件属于无特殊要求的一般冲孔，落料。外形：，由落料同时获得。内形：、，由冲孔同时获得。查表3-32得：=0.140mm，=0.10mm 由公差表查

8、得：为it11级，取x=0.75； 为it11级，取x=0.75设凸凹模分别按it6，it7级加工制造：冲孔1： = =mm = =mm 校核： 0.016+0.0240.14-0.1 0.04=0.04(满足间隙公差要求） 故：=8.275mm = mm（且冲孔1与冲孔3相同）冲孔2：d=(d+x) = =22.0975mm =(22.0975+0.1) =22.1975mm 校核： 0.016+0.0240.140-0.1 0.04=0.04（满足间隙公差要求）落料：外形未注明公差的取it11it12级，所以取it12级，由落料获得。t=1mm查表，2.3.3。得：=0.140mm，=0.

9、10mm，由公差表查得：为it11级，取x=0.75。 落料a： 校核：（不满足间隙公差条件） 因此；只有缩小提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取： （落料a段与对面落料段相同） 落料b： 未注明公差的一般取it12it13级，取it12级，所以：x=0.75，故此外形尺寸为： 校核： （满足间隙公差条件） 故：（落料b段与对面落料段相同）落料c：因为此制件形状对称，经计算边长为：l=9.81mm，未注明公差的一般取it12it13级，取it12级，x=0.75又因为此边长是由落料获得为外形尺寸，取下偏差：设凸凹模分别按it6、it7级加工制造 校核：（不满足间隙公差条件） 因此；

10、只有缩小 提高制作精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取： 故：（落料c与其他3段边长相同）落料d：外形 ，查表3-32，得：由公差表查得：为it13级，取x=0.75 校核： （不满足间隙公差条件）因此；只有缩小提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取： 孔距尺寸： 五、凹模与凸模的设计1、凹模的设计：根据查表得: 因数:k=0.15mm 凹模厚度: h=kb(15mm)=0.1598= 14.7mm 所以 凹模厚度为25mm凹壁壁厚： c=（1.52）h=1.525=35.7mm 圆整取c=36mm凹模的外形尺寸: l=2c+98=236+98=170mm b=2c+40=236

11、+40=112mm 式中 b-凹模刃口的最大尺寸：k-系数,考虑板料厚度的影响.取标准凹模尺寸:20012525允许误差5102.冲孔凹模刃口形状的选择：凹模刃口有两种基本形式:一种是直壁式,一种是斜壁式.直壁式强度好,刃磨后尺寸不增大,冲件精度高,但冲裁时磨损大,工件易在型空内聚集,严重时会使凹模胀裂,不如斜壁式刃口锋利,每次刃磨的磨量大.为僻免工件易在型空内聚集,凹模刃口形状选择直壁式.如图: 2.凸模的设计：1.凸模材料选用t10a钢制造，热处理进行淬硬，hrc58-62,其许用抗压强度=1300mpa其结构选用直通凸模（1）、凸模长度的计算：凸模固定板厚度，单位：mm卸料板厚度，单位：

12、mm-橡胶厚度，单位：mm材料厚度，单位：mm（2）、凸模的强度与刚度的校核、承压能力的校核凸模承压能力按下式校核：式中： 截面的压应力，单位mpa最小面积，单位纵向所承受的压力，它包括冲裁力和推件力（或顶件力）单位n的许用抗压强度，单位mpa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t10a为凸模材料：结论：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为：式中： e凸模材料的弹性模量，对于模具钢，e= 凸模最小截面（即刃口直径截面）的惯性

13、矩，对于圆形凸模，单位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： 无导向凸模: 六、模具的其他装置1、垫板的厚度取10mm。2、凸模固定板：凸模固定板的形状一般与凹模形状相同，凸模固定板的厚度：hx=（0.60.8）h=(0.60.8)25=1520mm凸模固定板的厚度取20mm3、挡料销： 它是用来控制送料步距的.查表得:选用固定挡销，挡料销的材料牌号为标准规格45钢gb2866.11-81,采用淬火处理,硬度为45 hrc.安装在凹模的左右对称线上,与凹模的配合为h7/n6的过渡配合.4、防转销: 为了防止模柄的转动,采

14、用了一个防转销,其尺寸d=d1=3mm, l=5mm.5、卸料板的确定：材料45钢，长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸,厚度取16mm. 6、凸模、凸模固定板、垫板、上模座是用圆柱销和内六角圆柱头螺钉来连接的.凹模与下模座也是用圆柱销和内六角圆柱头螺钉来连接的.(1)圆柱销的数量为2根,其尺寸为:5mm.材料采用45钢与上下模座,垫板,凹模,凸模固定板的配合为h7/m6的过渡配合.(2)内六角圆柱头螺钉的数量八个,其尺寸为:gb/t170-1985 m12.材料采用45钢.(3) 螺母是采用gb/t6170-200 m10,材料采用q235钢.(4)凸模固定板的长200mm,宽125mm,钻

15、有通孔用来装螺钉和圆柱销的,中间开有一个孔和凸模配合的,材料采用q235钢.(5)螺栓l为80mm7、 卸板料弹簧的自由高度：根据工件材料的厚度为1.5mm，冲裁时凸模进入凹模深度取1mm，考虑模具维修时刃磨留量2mm，再考虑开启时卸料板高出凸模1mm，则总的工作行程=6mm。弹簧的自由高度 取模具在组装时弹簧的预压量为 取 由此可算出模具中安装弹簧的空间高度尺寸为25mm。8、导正销的设计： 式中：d-导正销的基本尺寸，单位： -冲孔凸模直径，单位： a-导正销与冲孔凸模直径的差值，查表课本3-18得出：a=0.10 =22.0975-0.10=21.9975七、模架的选择根据凹模尺寸的确定

16、查设计手册得模架参数如下：模架l=200b=125开模最大高度225（mm）上模座20012540下模座20012550导柱25180导套259538八、压力机相关参数的校核模具的闭合高度计算：所选压力机的最大封闭高度为：280，封闭高度调节量为：60，所以压力机的闭模高度是220mm，加个20mm垫板。其中：压力机的最小闭合高度压力机的最大闭合高度九、装配图：（见下图） 参考文献：（注意格式，上面文中有引用的文献一定要写！）1 陈剑鹤. 模具设计基础. 北京：机械工业出版社, 20062 史铁梁. 模具设计指导. 北京：机械工业出版社, 20073 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社, 20044 王芳. 冷冲压模具设计指导. 北京：机械工业出版社, 20025 周斌兴. 冲压模具设计与制造实训教程. 北京：国防工业出版社, 2006结束语紧张的模具设计，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实战性的知识，同时我也感受到要成为一个模具设计师需要付出很多努力。本次设计中，本人在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、模具零件结构设计、编写说明书和查阅参考文献