冲压模具简单落料课程设计

1、 课程编号：专业课程设计说明书设 计 人： 专业班级： 学 号： 指导教师： 日期：年 月 日目 录一序言 3二 设计任务书及零件图4三 零件的工艺性分析6四 冲裁零件工艺方案的确定7五 压力计算与压力机的选择8六 模具刃口尺寸和公差的计算10七 凸模与凹模的结构设计12八 模具总体设计及主要零部件设计15九 其他需要说明的内容19 十 参考资料20 一 序言21世纪,现代工业的迅猛发展使冲压技术得到越来越广泛的应用,随之而来的便是对冲压模具设计与制造的要求越来越高。冲压模具是冲压生产的主要工艺设备,其设计是否合理对冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等影响巨大。因此，研究冲压模具的

2、各项技术指标，对冲压模具设计和冲压技术发展是十分必要的。 我这次课程设计的任务是设计一套简单落料模具，即由老师给出零件及生产要求与精度要求，在老师的指导下设计出一套符合要求的落料模。由于是初次设计,经验不足，因此在设计过程中难免走了不少弯路，犯了不少错误,但是这些都将成为我们以后进行设计的宝贵经验。虽已经过多次计算、修改，但仍可能还存有疏漏和不当之处，敬请批评、指出。 在此次设计过程中，得到了XXX老师的和广大同学的热心帮助，获益非浅,在此表示衷心的感谢。 XXX 年 月 日二 设计任务书及产品图2.1 已知：（1）产品零件图：图 1零件图（2）生产批量：小批量（3）零件材料：08钢（4）材料

3、厚度：2mm2.2 求作：（1）进行冲压工艺性分析（从材料、零件结构、尺寸精度几个方面进行） （2）确定工艺方案及模具结构类型 （3）进行相关工艺计算，包括：排样设计；冲压力计算及压力中心的确定；凸凹模刃口尺寸计算；模具零件结构尺寸计算；设备选择等。（4）绘制模具总装配图（5）绘制工作零件及主要零件的零件图 （6）编写课程设计说明书 2.3 要求：根据所设计工件的尺寸、形状、批量等原始数据和要求，每人独立设计、绘制完成一套冲压模具。包括：（1）模具装配图1张（按照1：1比例，或适当比例）；（2）模具工作零件图2-3张（按照1：1比例，或适当比例）；（3）设计说明书1份；三 零件的工艺性分析由工

4、件图可见,该冲压件外形简单，精度要求不高，仅需一次冲裁加工即可成型。冲压件为小批量生产，且质量轻、尺寸小，为简化模具制造过程，降低生产成本，因而采用落料模进行加工。3.1 冲裁件的结构工艺性分析冲裁件的形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，在许可的情况下，把冲裁件设计成少或无废料形状，以减少废料。对于所冲孔直径为22mm,在手册中查得,一般落料模对该种材料可以冲压的最小孔径为,t=2mm,因而该孔符合工艺要求。查手册知，最小孔边距为：。而零件上的孔边距均大于最小孔边距。以上各项分析均符合冲裁工艺要求，故可以采用多孔冲裁模进行加工。3.2冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度分析冲裁件的精度要求，应

5、在经济精度范围内，对于普通冲裁件，其经济精度不高于IT11，冲孔件比落料件高一级。如果工件精度高于上述要求，则需要在冲裁后整修或采用精密冲裁。3.3冲裁件的尺寸基准分析冲裁件的尺寸基准应尽可能和制模的定位基准重合，以避免产生基准不重合误差。孔位尺寸基准应尽量选择在冲裁过程中始终不参加变形的面或线上，且不要与参加变形的部位联系起来。本次设计中的零件为落料件，其精度采用IT12级，满足冲裁工艺性的要求。冲裁件的材料为08钢，服强度为196 ，屈服强度196，弹性模量为186 ，抗剪强度为255353MPa，抗拉强度为324441 。综合以上各方面情况，可以确定零件主要冲压工序的工艺性良好。四、冲裁

6、零件工艺方案的确定 由工件图可见,该工件的加工仅需一次冲裁加工即可成型。根据变形特点，此次课程设计的模具为落料模。落料模分为无导向模和导板模。无导向模的特点是结构简单，质量轻、尺寸小，模具制造简单，成本低廉。但是凸、凹模的间隙配合由压力机滑块的导向精度决定。使用时调整麻烦，模具寿命低，冲裁件精度差。该类模具适用于精度要求不高，形状简单，批量小的冲裁件。导板模与无导向模相比，具有精度较高、适用寿命相当较长、安装调整方便、操作安全等优点。并且导板又可兼作卸料板，还能对凸模起保护作用。模具成本较低。但导板模的导向零件磨损较快，影响凸模寿命和导向精度。毛胚的定位不可见，操作不方便。一般适用于形状较简单

7、，尺寸不大的冲裁件。方案1：无导向落料模；方案2：正装下顶出落料模；方案3：导板模由此次的零件的尺寸和形状及精度要求可以选定方案2。根据所给零件的结构与材料情况，模具的受力状况，以及生产的经济性，本模具选用适合于单个半成品件冲裁的中间导柱标准模架。这种模架的导柱安装在模具中心对称位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具偏斜，并且便于在卸料板上安装导套。五 压力计算、压力中心的确定及压力机的选择51 冲压力计算 因该冲裁件的结构简单,几何结构呈水平对称形式,故凸模采用水平布置、采用刚性卸料和下出料方式。5.1.1 冲裁力的计算L=, =，=160MPaF=Lt=138.161160=22.11

8、(KN)5.1.2 卸料力的计算 = F 查冲模设计应用实例表2-15,取=0.05 故 =0.0522110=110.55(N)51.3 推件力的计算 选适当的凹模刃口形式,取n=1 查冲模设计应用实例表2-15, =0.05 故=10.0522110=1105.5(N) 选择冲床的总冲压力为:=F+=22110+1105.5=23.22(KN)5.2 压力中心的确定因为冲裁件呈水平对称形结构,材料密度均匀,按比例画出工件形状，选定坐标系如下图所示。因冲压件对称于x轴，所以 =0. =12mm =-3.6mm =27.95mm =3.42mm =1.31mm5.3 压力机的选择选用单柱固定台

9、式压力机J11-5:公称压力：50KN滑块行程：0-40mm最大闭合高度：170mm闭合高度调节量：30mm滑块中心线至床身距离：100mm工作台尺寸：180mm×320mm垫板厚度：30mm模柄孔尺寸：5mm×40mm六 模具刃口尺寸和公差的计算6.1 计算凸凹模刃口 据冲模设计应用实例表2-10查得间隙值=0.53， =0.63据冲模设计应用实例表2-12查得凸凹模的制造公差 =0.02mm， =0.02mm校核： -=0.10，=0.04满足-的条件，可采用凸凹模分开加工的方法。 查冲模设计应用实例表2-13得因数X=0.5.先确定凹模尺寸，再减小凸模尺寸保证最小合理

10、间隙。6.1.1 凹模刃口尺寸的计算式中-落料凹模基本尺寸(mm); -工件制造公差(mm)； -凹模制造公差(mm)； X-磨损量，磨损系数为：（零件精度为IT10 以上时，X =1；零件精度为IT11IT13时 X =0.75；零件精度为IT14时，X =0.5。）工件精度为IT14，X =0.5；=0.02mm。查互换性与测量得 =0.24mm；(表1-8)则有 =（21.53-0.5×0.24）=21.74mm6.1.2、凸模刃口尺寸的计算式中、-落料凸、凹模基本尺寸(mm)； -最小合理间隙(mm)； -工件制造公差(mm)；则 =（21.74-0.53）=21.6mm6.

11、2 尺寸计算依据上述计算冲裁凸凹模刃口尺寸的依据为：冲裁变形规律，即落料件尺寸与凹模刃口尺寸相同；冲孔尺寸与凸模刃口尺寸相同；零件的尺寸精度；合理的间隙值；磨损规律，如圆形件凹模尺寸磨损后变大，凸模尺寸磨 损后变小，间隙磨损后变大；冲模的加工制造方法。根据冲裁变形规律，冲孔尺寸等于凸模刃口尺寸，落料件尺寸等于凹模刃口尺寸。在冲孔时以凸模为基准件，间隙取在凹模上，落料时以凹模为基准件，间隙取在凸模上。新模具的间隙应是最小的合理间隙，磨损后到最大合理间隙。一般凹模公差标注成+,凸模公差标注成-。七 凸模与凹模的结构设计7.1 凹模的选用及设计7.1.1 凹模的外形尺寸 根据冲压件的形状，为了保证凹

12、模有足够的强度，因此凹模的外形尺寸仍可按常规进行设计。凹模的外形为长方形，其高度为30mm，平面尺寸为70mm×80mm上模座的厚度取30mm垫板的厚度取5mm凸模固定板的厚度取30mm凸模固定板与导板之间的安全距离为20mm凹模的厚度已定为30mm下模座的厚度取40mm模具的闭合高度H=158mm7.1.2 确定凹模结构形式查中国模具设计大典表22.5-15，选取标准件： =模具材料为T10A，热处理为时效根据模具结构，取凹模厚度H=30mm,凹模壁厚C=40mm。凹模上各孔中心矩的制造公差应比工件精度高3-4级，其中 h=6mm，查冲模设计应用实例，凹模的零件简图如下图3所示：

13、图3凹模此为柱形刃口筒形凹模，此模的特点是：刃口强度较高， 修模后刃口尺寸不变。但孔口容易积存工件或废料，推件力大且磨损大。适用于精度较高工件的冲裁。当t=0.5-5mm时,h=5-10mm；此时t=1mm，取h=6mm。7.2 凸模的选用及设计凸模的长度公式为:式中 L-凸模长度（mm）； -凸模固定板厚度（mm）； -卸料板厚度（mm）； -导料板厚度（mm）； l-附加长度（mm）；l包括：凸模进凹模的深度0.5-1mm；总修磨量6-12mm;凸模固定板于卸料板之间的安全距离，一般取=1520mm。由前面选取的标准件知：=30mm =10mm =0mm附加长度取 =15mm所以： =55

14、mm根据已经计算的有关凸模刃口的基本尺寸，参照冲压模具简明设计手册表2.54圆凸模，设计凸模如下图4所示。材料为T10，HRC5862 图 4凸模八 模具总体设计及主要零部件设计8.1 模具的总体设计1- 螺母 2-挡料螺栓 3-挡料销 5-凸模固定板 6-圆柱销 7-模柄 8-垫板 10-卸料螺钉 11-上模板 12-凸模 15-卸料板 16-凹模 18下模座 19-顶料块 20-顶件杆图5装配图 本模具选用适合于单个半成品件冲裁的中间导柱标准模架。这种模架的导柱安装在模具水平对称位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具偏斜，并且便于在卸料板上安装导套。定位板对冲压件起定位作用.弹性卸料板

15、上有与凸模相配合的导向孔,并在卸料板两侧装有两导套与导柱配合,因此该卸料板除了有卸料作用外,在落料时还起到压件和对凸模的保护作用.冲出的工件可通过顶杆从凹模顶出。上模座：下模座：导柱： 导套： 垫板厚度取:5mm凸模固定板取:30mm(0.6-0.8)卸料板厚度取:10mm(10-20)mm模具闭合高度: =158(mm)8.2 弹簧的选择(1) 根据模具结构初定四根弹簧,每根弹簧分担的卸料力为: F卸/n=1105.5N/4=276.4N(2)根据预压力F预()和模具的结构尺寸,由手册中选出序号57-61的弹簧,其最大工作负荷F1为720N，切大于536.75N。(3)检验是否满足.查冲模设

16、计应用实例附录C1及负荷-行程曲线,并经过计算可得下列数据.序号-536.75N)574530.214.81117.3586041.219.81524.3598052.827.22026.36010065.0352632.36113083.846.23440.3, 由上述表中数据可知,序号59-61的弹簧均满足S,根据模具结构确定使用59号弹簧.该弹簧规格为:外径:D=36mm钢丝直径:d=5.0mm自由高度: 装配高度: (mm)弹簧露出高度为:34mm(60-8-14-4)8.3 模柄的选择 根据选取的开式双柱可倾压力机J23-16,模柄孔尺寸=30mm,h=55mm参照冲压模具简明设计手

17、册表15.18，采用压入式模柄，初步选取的模柄如右下图所示： 图6模柄8.4卸料螺钉的选择 卸料螺钉与弹簧安装在一起，因此卸料螺钉的选择就不得不考虑到弹簧的尺寸，弹簧的外径:D=36mm，钢丝直径:d=5.0mm，由此得内径：d=（36-2×5）mm=26mm;查冲压模具简明设计手册表15.36 卸料弹簧安装结构得如右下图所示： -弹簧内径，;d弹簧芯柱直径，mm因此，选取卸料螺钉如下图所示： 图7卸料螺钉 图8卸料弹簧九 其他需要说明的内容 本套模具中，模板固定都采用M8螺钉，上模板4个，下模板4个，并且对称分布。 由于在结构设计时，已经确定了个零件的基本尺寸，查相关标准即可得到，所以说明书中将一些内容省略十 参考资料1、梁炳文主编 冷冲压工艺手册 北京航空航天大学出版社2、吴伯杰主编 冲压工艺与模具 电子工业出版社3、高锦张主编 塑性成型工艺与模具设