插片冲压课程设计说明书

1、江苏理工学院冲压模具课程设计说明书目 录第一章 概述 31.1冲压的概念 31.2冲压工序的分类 31.3冲压工艺的特点及发展方向 31.4冲压模具发展方向 3第二章 零件工艺性分析 42.1 设计任务书 42.2 冲压材料 42.3 工序性质 42.4 结构形状 42.5 尺寸精度和粗糙度 4第三章 生产工艺方案制定 53.1 工艺方案 53.2 工艺方案的比较 5第四章 模具结构的选择 64.1 模具形式 64.2 送料方式 64.3 卸料级出件方式 64.4 定位方式 64.5 导向方式 6第五章 排样设计 75.1 排样方式 75.2 步距S 85.3 材料利用率 8第六章 压力中心的

2、确定和刃口的计算 96.1 压力中心的确定 96.2 刃口尺寸的计算 9 6.2.1 冲裁剪的结构分析 9 6.2.2 刃口计算原则 9 6.2.3 落料凸凹模刃口计算10 6.2.4 凸模刃口计算12第七章 冲压力的计算与压力机的选择 137.1 冲裁力137.2 冲裁力的计算137.3 卸料力137.4 推件力137.5 顶件力137.6 压力机公称压力的确定137.7 压力机的选择14总 结15参考文献16附表I 标准公差数值（摘要GB/T 1800.3-1998）17第一章 概述1.1冲压的概念冲压就是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得一定形状和尺

3、寸零件的一种加工方法。因为常在室温下进行加工，所以称为冷冲压。1.2冲压工序的分类冲压工艺按其变形性质概括起来可分为分两大类，即离工序和成形工序。分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。上述两大类按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形(胀形、翻边、缩口和旋压)四种基本工序，还有其他爆炸、电水、电磁、激光冲击和超塑性的成形方式。生产中不能以一种工序独立作业，有时候要多工序组合加工，灵活运用。1.3冲压工艺的特点及发展方向冲压生产靠压力机和模具完成加工过

4、程，与其他加工方法相比，在技术与经济方面具有下列特点：（1）冷冲压是少、无切屑加工方法之一，所获得的冲压件一般无需再加工。（2）普通压力机每分钟可生产几十件，高速压力机每分钟可生产千件以上，是一种高效率的加工方法。（3）冲压件的尺寸精度由模具保证，所以质量稳定，互换性好。另外，冷冲压加工不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费用较低。1.4冲压模具发展方向随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，主要以以计算机辅助设计技术为主，像CAD和PRO/E等绘图软件，CAE/CAM的计算机辅助模拟软件与计算机辅助制造软件。技术经验与软件

5、模拟是未来模具发展的趋势。随着科学技术的发展，模具制造技术越来越先进，模具设计制造向着现代化、标准化和专业化生产方向发展。高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝线切割技术和磨削及抛光加工技术等等，必将成为模具制造技术的主流。第二章 零件工艺性分析2.1设计任务书如下图2-1所示，该零件为插片，材料为08F钢的板材，厚度为1.5mm，大批量生产。图2-1 插片2.2冲压材料该冲压件的材料为08F钢，优质碳素钢，塑性好，易成形，具有良好的可冲裁性能。其抗剪强度，抗拉强度。2.3工序性质该零件结构简单，只需冲孔和落料两个基本工序即可。2.4结构形状工件的结构简单，为一孔的类长方形，长宽分别为20和5；

6、零件上下轴对称分布，零件中心为一边长3mm的方孔。2.5尺寸精度和粗糙度该工件只有冲孔个落料两个工序，材料08F钢为软料钢，在冲孔是应有一定的凸凹模间隙。工件的尺寸全部为自由公差,可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁就能满足要求，不需要采用精冲或修整等特殊冲裁方式。第三章 工艺方案制定3.1工艺方案根据制件工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔两种。按其先后顺序组合，可得如下几种方案：（1）先冲孔，后落料，单工序冲压；（2）冲孔落料，单件复合冲压（3）冲孔落料级进冲模。采用级进模生产。3.2工艺方案的比较（1）单工序模：单工序模是指只有一个工位，只完成一道工序的冲模，它可分为冲裁模、弯曲模、拉

7、伸模、翻孔模和整形模等 。由于采用单工序模，模具制造简单，维修方便。但生产率低，工件精度低，不适合大批量生产。（2）级进模：级进模又叫连续模，压力机的一次行程中，在模具的不同位置完成两道或两道以上的工序。级进模生产率高，便于实现机械化、自动化，但模具制复杂，调整维修麻烦工作精度低。（3）复合模：压力机的一次行程中，在模具的相同位置完成两道或两道以上的工序。采用复合模加工成形，生产率较高，工件精度高。但模具制造较复杂，调整维修较麻烦，使用寿命低。综上所诉：由于此工件有落料有冲孔，单工序不易于实现，而工件精度要求不高，在冲孔和落料之间有足够的距离，由于该工件较简单，复合模的制造不是很复杂，所以应该

8、选择容易实现且符合工件工艺条件的复合模。利用复合模能够在模具的同一部位上同时完成制建的落料和冲孔工序，从而保证冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度和平整性、成产效率高，且适合于大批量成产。第四章 模具结构的选择4.1模具形式复合模又可分为正装式和倒装式。正装式特点。工件和冲孔废料都落在凹模孔，必须加以清除后才能进行下一次冲裁，因此操作不方便，也不安全，对多孔工件不宜采用，但冲出的工件表面比较平直。倒装式特点。冲料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凹凸模承受的张力较大，因此凹凸模的壁厚应严格控制，以免强度不足。经分析决

9、定采用倒装式复合模。4.2送料方式送料装置有手动送料和自动送料两种；自动送料装置是独立完整的控制机构，在一定时间内不需要人工进行操作而自动完成冲压工作适合零件的大批量生产。4.3卸料及出件方式因为条料厚度不是很厚，可采用弹性卸料装置；由于固定卸料方式结构简单但调整不太方便，废料切刀装置适合尺寸大、厚度大的条料，而弹性卸料装置既能起卸料作用，所得工件质量较好；故综合考虑选择弹性卸料装置比较合适，采用弹性卸料版。该模具采用倒装式复合模，其推件装置一般是刚性的，由打杆、推板、连接杆和推件块组成；由于刚性推件装置的推件力大，工作可靠，适合条料较厚的条料。该推件装置是安装在上模座上，把工件向下从凹模内推

10、出，故为下出件方式。4.4定位方式定位方式分为横向和纵向两种，横向定位只能保证条料有正确的送进方向，而纵向定位能控制条料一次送进步距，可保证纵向搭边值，故选择纵向定位方式，选择弹顶式挡料销纵向定位，安装在复合模的弹压卸料板上，工作可随凹模下行而压入孔内，工作很方便。4.5导向方式导向装置有许多，分为导板式导向装置、导柱导套式导向装置和滚珠式导向装置；如用导板导向，则在模具上安装不方便，而且阻挡操作者视线，所以不采用；若用滚珠式导柱导套进行导向，则虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，所以也不采用；针对这次加工的产品精度要求不高，采用滑动式导柱导套进行导向即可。而且零件在压力机上的安装比较简单

11、，操作又方便，还可降低成本。第五章 排样设计5.1排样方式排样方法很多，有直排、斜排、直对排、混合排、多排和冲裁搭边。对于简单几何形状，如矩形的冲件宜采用直排排样形式。有搭边的排样。此种排样方式是沿冲件全部外形冲裁，在冲裁周边都留有搭边，因此材料的利用率低，但冲件的尺寸完全有冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，生产中绝大多数冲裁件都是采用这种有废料排样。a.搭边。查实用冲压工艺及模具设计确定搭边值a，a1。当t=1.5mm时，则a=1.8,a1=1.5。表5-1 最小工艺搭边值材料厚度 t圆件r>2t的圆角矩形件边长l50矩形件边长l50或r2taa1aa1aa11.21.61.21.

12、01.81.52.01.8b.条料宽度。采用无测压装置。所以 B=D+2a+C （5-1）式中 D条料的宽度（mm）；C导尺与最宽条料之间的最小间隙（mm）； a侧面搭边（mm）查实用冲压工艺及模具设计表得C=0.5mm。所以 B=（20+2×1.8+0.5）=24.1（mm） 表5-2最小双面导料间隙C材料厚度t板料厚度 t1>12>23>340.10.20.40.6>1002000.20.30.50.7>2003000.30.40.60.8C.有搭边排样图，如下图5-3；图5-3 有搭边排样5.3步距S S=(5+1.5)mm=6.5mm。 （5-2

13、）5.4 材料利用率=×100% （5-3）式中 n板料上实际冲裁的零件数量； F1一个冲裁件的实际面积，; L条料长度，； A条料宽度，。 查冲压模具设计快速手册 条料规格为600×1200×1.5所以材料利用率为： =×100% = =47.4% 第六章 压力中心的确定刃口的计算6.1压力中心的确定通过压力中心计算公式 （6-1） （6-2）计算得出： 压力中心如图6-1所示： 图6-1 插片压力中心图6.2刃口尺寸的计算6.2.1冲裁剪的结构分析如上图6-1所示，外形长度20和宽度为5属于落料件，内形3属于冲方型件，工件的尺寸全部为自由公差，即公差

14、等级IT14。6.2.2刃口计算原则a. 落料 落料件光面尺寸与凹模尺寸基本一致，故应以凹模尺寸为基准；又因落料件的尺寸会随凹模尺寸的磨损而增大，为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件，则落料凹模尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸。而落料凸模基本尺寸，则按凹模基本尺寸减去最小初始间隙。b. 冲孔 冲孔件光面的孔径与凸模尺寸基本一致，故应以凸模尺寸为基准。又因冲孔的尺寸会随凸模尺寸的磨损而减小，故冲孔凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸加上最小初始间隙。6.2.3落料凸凹模刃口计算1. 外形长度为20的刃口，其凸凹模的公差等级分别按IT6和IT7

15、计算。查实用冲压工艺及模具设计制造公差表得和附表I标注公差值得： 校核间隙：>说明所取的凸凹模公差不能满足条件，但相差不大，可调整如下： （6-3） （6-4）将已知的数据和查表的数据代入以下公式中，即得： （6-5） （6-6）2. 外形长度为2的刃口，其凸凹模的公差等级分别按IT6和IT7计算。查实用冲压工艺及模具设计制造公差表得： 校核间隙：<说明所取的凸、凹模公差满足条件：将已知和查表的数据代入公式，即得 3.尺寸为5的矩形凹模刃口，其凸凹模的公差等级分别按IT6和IT7计算。查实用冲压工艺及模具设计制造公差表得： 校核间隙：说明所取的凸、凹模公差满足条件，将已知和查表的数

16、据代入公式，即得： （6-7） (6-8)4.尺寸为6的矩形凹模刃口，其凸凹模的公差等级分别按IT6和IT7计算。查实用冲压工艺及模具设计制造公差表得： 校核间隙：说明所取的凸、凹模公差满足条件，将已知和查表的数据代入公式，即得： （6-9） 6-10)式中 落料凹模刃口尺寸，mm； 落料凸模刃口尺寸，mm； 凸模刃口尺寸制造偏差，mm； 凹模刃口尺寸制造偏差，mm； 凸凹模最小初始双面间隙，mm； 凸凹模最大初始双面间隙，mm； 冲裁件制造公差。6.2.4凸模刃口计算1.内形边长3mm的刃口，其凸凹模的公差等级分别按IT6和IT7计算。查实用冲压工艺及模具设计制造公差表得： 校核间隙：说明所

17、取的凸、凹模公差满足条件，将已知和查表的数据代入公式，即得 (6-11) 6-12)式中 落料凹模刃口尺寸，mm； 落料凸模刃口尺寸，mm；图6-2 外形62 的矩形凹模示意图第七章 冲裁力的计算与压力机的选择7.1冲裁力冲裁力就是凸模对条料施加的压力；通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。7.2冲裁力的计算冲裁力F一般按下式计算： (7-1)式中 F冲裁力，N； L冲裁周边长度，mm； t材料厚度，mm； 材料抗剪强度，MPa，取490MPa； K系数，一般取K =1.3。由题意，L=50mm 7.3卸料力卸料力是将箍在凸模上的材料卸下所需的力，即： (7

18、-2)式中 Fx卸料力系数，一般取0.05。7.4推件力推件力是落料件顺着冲裁方向从凹模孔推出所需的力，即： (7-3)式中 推件力系数，一般取0.055； n同时梗塞在凹模内的工件数，。查冲压模具简明设计手册得 所以，n取8则7.5顶件力顶件力是将落料件逆着冲裁方向顶出凹模孔所需的力，即：Fk=KeF=0.06×47.775×103 (7-4)式中 Ke顶件力系数，一般取0.06；7.6压力机公称压力的确定压力机的公称压力须大于或等于冲压力。计算总冲压力，原则上只计算同时发生的力，并根据不同的模具结构分别对待。由于该零件采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模，所以： Fz=F+Fk+ (7-5) Fz=F+Fk+=47.775+2.389+2.866+21.021×103=47.0515×103N 7.7压力机的选择因为，即公称压力不是很大，故可选公称压力相对中等类型的压力机，可查简明冲压模具设计手册表2-32如下： 表7-1 开式双柱可倾压力机主要技术参数主要技术参数型 号J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-40J23-63J23-1