托板冲压工艺与模具设计说明书

1、托板冲压工艺及模具设计说明书单位：工业职业技术学院部门：机械工程学院设计者：指导老师： 日期：2011.11.01 2012.2.20前有本设计在介绍冲压成型和计算方法的基础上，讲述常用冲压设备 的选用、结构、使用、维护等方面的基础知识，客观简单分析的冲压 工艺、冲压模具、冲压设备、冲压材料及冲压件质量与经济性的关系。本书作为高职师学院一模具专业学生及其机械类专业参考使用。本书由工业职业技术学院机械工程学院10模具304班 波主编，机械工程学院教授xx给予指导，XX、xxx等同学提出宝贵 意见，在此表示深切感。由于由于这是我第一次接触冲压模设计，水平有限，书中错误 和缺点在所难免，恳请广大读者

2、批评指正。编者2012年2月目录前言第一章托板零件冲压工艺性分析5第二章冲压工艺流程设计及优化9第三章冲工艺组合方式分析11第 四 章排 样 设计1 2第五章托板冲压模具参数计算 .18第六章托板冲裁模结构设计23第七章 托板冲裁模主要零部件设计与选用.24第八章模具的使用及维护35结束谙36参考文献.37托板零件图:托板生产批量;大批量 材料：08F t=2iiiiii一.托板零件冲压工艺性分析1 .批it经济分析根据该托板零件图得知,该零件为大批量生产,非常适合于冲压成型。2 ,材料的适用性由托板零件图可知，该产品的材料为08F,根据冲压模具及设备 表2-3 （29页）得知，08F适合冲压

3、，并且为常用冲压材料。3 .托板的形状与结构3.1 形状与结构由客户提供的托板零件图可知：该托板零件形状简单、规则、对称， 且零件较小，非常适合冲压成形。3.2 外处尖角由客户提供的托板零件图可知，该托板零件共有8处外处尖角。然而 尖角在冲压过程中非常难以加工，并且冲压模具在加工过程中容易崩 刃，所以在日常冲压生产常将尖角加工为圆角。若客户对尖角部分要 求不大，尖角处也没有装配关系，则与客户进行协商，绘制出经过协 商后的零件图并重新签约。就该托板零件而言，根据查冲压模具及 设备表4-2 （88页）可知，08F为软钢，最小圆角半径应取R0.25t, 即该托板零件的8处尖角的最小半径应为R=0.2

4、5t, t=2mm,所以 该托板零件的8处尖角均改为R0.5mm的圆角。3.3过长的悬臂与凹槽根据客户提供的托板零件图可知，该托板零件没有过长悬臂及凹槽。 因此该托板零件在冲压成形中不用考虑过长悬臂及凹槽。3.4 小孔冲压该托板零件只有一个直径为10mm的孔，01Omm1.5t,所以冲 裁的尺寸完全符合生产的特性及凸模强度、模具结构。3.5 孔间距与孔边距该冲裁件托板只有一个中心孔，因此不需要考虑孔间距。孔边距则为: 30-10/2=10mm, 10mm （1-1.5） t,故符合冲裁件对孔边距 的要求。4 .工艺性分析（精度及粗糙度）4.1 精度冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料

5、公差等级最好低于 IT10级，冲孔件的公差等级最好低于IT9级，该托板零件的公差要 求如下：58mm的上偏差为0,下偏差为-0.74,可知其公差为 +0.74,查互换性与技术测量表2.3（19页）得，该值公 差等级为IT14级。38mm的下偏差、上偏差均要求，因此冲裁时不需要考虑。30mm的上偏差为0,下偏差为-0.52,其公差为+0.52,查互换性与技术测量表2.3知，该值公差等级为IT14 级，R8mm的上偏差为0,下偏差为-0.22,其公差为+0.22, 查互换性与技术测量表2.3知，该值公差等级为IT13 级。10mm的上偏差为+0.03,下偏差为0,其公差为+0.03, 查互换性与技

6、术测量表2.3知，其公差等级在IT7IT8 级之间。因一般精度的冲裁件采用IT7IT8级精度的普通冲裁模， 因此以上尺寸均符合冲压要求。4.2 粗糙度有该托板零件图可知，Ra值为6.3um,而用普通冲裁方式冲裁厚度 为2mm及以下的金属板料，其断面粗糙度值Ra 一般可达到3.2 12.5um,故该托板零件适合普通冲裁。根据以上所有对托板零件冲压工艺性分析该托板零件适合冲压。故该托板冲压工艺图如下：Lu一nA 0.000凯0%瑞其余未注圆角蚓为R0.5D0DDD72t的工件,al = 1.2a=1.5托板竖排:根据冲压模具及设备107页可知，圆形或圆角r2t的工件,al = 1.8a=2.54.

7、4 料的宽度B,采用初级定位Bl= Dmax+2a=30+1.5 X2=33B2= Dmax+2a=58+2.5 X2=63查冲压模具及设备31页t=2mm时，选用长为2200mm,宽为 1000mm的冷轧钢板。查冲压模具及设备表4-19得，条料宽度偏差：Bl-=33uiB2-=63-fi根据材料利用率公式：瑛 X 100%D L托板横排材料利用率：1080 x 1326,461000 x 2200X100%=65.1%托板竖排材料利用率：1015 x 1326.461000 x 2200X100%=61.5%n横1竖，应选托板横排为最终排样方案。托板横排示意图如下：导料销与条料之间的最小间隙

8、Zmin,查冲压模具及设备表420,知：Z=0.5mm,所以8。=8+2=3311101+0.5111111=33.51111114.5 压力计算冲压力P=P冲裁+P卸+P顶（或P推）冲裁力 Pi=K - L t xb= 1.3X (3.14X16+38X2+14X2+4X2+3.14X 10) X2X250=125866N卸料力F卸=P1 K卸= 125866x0.05=6293.3N顶料力P J5!=P1 K顶= 125866x0.06=7551.96N推件力P推=P1 n , K顶=125866 X 0.055 X 5=34613.15N.P 冲=P1+P 卸+P 推=125866+62

9、93.3+34613.15=166772.28NP 冲=（Pi+P 卸+P 推） = 0.8=208466N查冲压模具及设备表3-4,开式固定台压力机主要参数规格表得：此托板需要的冲压力应大于200吨，所以应选JA21-35开式固定台 压力机。4.6 压力中心的计算由该托板零件图可以看出该托板上下、左右均对称，所以压力中心应 在该托板的对称中心（。10的圆心）上。五.托板冲压模具参数计算5.1 模具凸凹模间的间隙1）间隙对冲压件质量的影响间隙越大，模具的寿命可以延长，但冲件的质量普遍不高，反之，间 隙越小，冲件的质量越高，但模具的寿命会进一步缩短。因此，在保 证冲压件质量的前提下，应选较大的间

10、隙，若采用较小的间隙就必须 提高模具的硬度和精度，从而减小模具的粗糙度，减小模具磨损，得 以在保证冲压件质量的前提下，延长模具的使用寿命。2）间隙对冲压工艺的影响试验表明，冲件的单面间隙在材料厚度的5%20%围时，冲裁力的 降低不多，一般不超过冲裁力的5%10%。间隙对Fx、F。的影响 较为显著，而当单面间隙增大到材料厚度的15%25%时，卸料力 几乎为零。3）冲裁间隙的确定一般采用经验法来确定。查冲压模具及设备表4-10得（93页）Zniin=0.246mmZmax=0.360mm由于此托板冲件对尺寸要求不高，又采用的初级定位，故应取较大的间隙值，即：Zmax=O.360mm5.2 冲裁模刃

11、口尺寸的计算1）冲裁模具刃口尺寸计算三原则落料时应以凹模为基准，先确定凹模，再确定凸模。冲孔时应以凸模为基准，先确定凸模，再确定凹模。凹模的刃口尺寸在设计时，其基本尺寸应靠近下限值。凸模的刃口尺寸在设计时，其基本尺寸应靠近上限值。模具的设计精度应比冲件的精度高23级。2）冲裁模具刃口尺寸的计算A、凹凸模分开制作B、凹凸模配合制作本托板的外形尺寸简单，且为复合模，因此采用凹凸模配合制作。该冲裁件中心孔为冲孔件，故应以凸模为基准，对010的圆形冲孔时：dp=(dniin+xA)查冲压模具及设备表4-14 （97页）得x=0.75,凸模磨损后的尺寸：。10 f3所以，dP=0 (10+0.03x0.

12、75)-00X=010.0225 -0. 0075故：保证双面间隙为0.34mm由于外形尺寸为落料，以凹模为基准凹模磨损后扩大的尺寸：Ai (58 ：) A2 (38 ;J As (R8 :)A，(30 ;JAdd= (Amax-X )。查表得：xi=0.5, X2=l, X3=0.5, X4=0.5Addi= (58-0.5X0.74) :%=57.63 :肉Add2=(38-lx0.03) :%=37.97 旗Adds=R (8-0.5X0.22)1=R7.89 血肉Add4= (30-0.5x0.52) +%=29.74 0故该托板的凹模刃口尺寸示意图如下：R7.89Q Q Ln o c

13、o o 一 o*g9.LO00005/77V.B.130。/ 0.0000. t-5.3 模具闭合高度由所选设备JA21-35可知，它的最大闭合高度为Hmax=280mm, Hmin=220mm(220-T) HmW (280-T) -5, T=5215mm HmFx/nFy-弹簧的预压力（N）Fl卸料力（N ） n一弹簧数量弹簧的极限压缩量应该大于或等于弹簧工作时的总压缩量。即hj h=hy+hx+hmhj一弹簧的极限压缩量（mm） h一弹簧工作时的总压缩量（mm） hy-弹簧在预压力作用下产生的预压量（mm） hx一卸料板的工作行程（mm） hm一凸模或凹模的刃磨量（mm）,通常取hm=4

14、10mm。选用的弹簧能够合理的布置在模具的相应空间。（2）卸料弹簧的选用及计算1）初定弹簧个数由4,则每个弹簧的预压力为：FyFx/n=6293/4 1573N2）初选弹簧规格。按2Fy估算弹簧的极限工作压力Fj：Fj=2xl573N=3146N查标准GB/T2089-1994,初选弹簧规格为：dXD2 Xho=3.5X20X 60, Fj=3140N, hj=20.9mm3）所选弹簧的预压量hyhy=Fy .hj/Fj= 1573N X 20.9mm/3140N= 10.45mm4）校核所选弹簧是否合适o卸料板工作行程hx=t+1 mm=3mm, 取刃磨量hm=6mm,则弹簧工作时的总压缩量

15、为：h=hy+hx+hm= 10.4 5mm+3mm+6mm= 19.4 5mmvhhj,故所选弹簧合适。弹簧安装高度 Ha=Ho-Hy=60mm-10.45mm=49.55mm取整 Ha=50mm六.托板冲裁模结构设计具体托板冲裁模结构设计详见托板冲裁模装配图 借鉴于冲压摸具及设备P116图4-33七.托板冲裁模主要零部件设计与选用7.1 落料凹模1）根据对该托板零件形状分析,该托板冲裁模落料凹模应为整体式:落料凹模尺寸为：LXBXHL=l+2c B=b+2c H=Kbi其中 1= 58mm, b=30mm, K=0.38, c=32mm, bi=58mm.L=58mm+2 X32mm= 1

16、22mm,标准为 125mmB=30mm+2x32mm=94mm,标准为 100mmH=0.38 X 58mm=22mm但由于卸料弹簧的安装高度为50mm,所以空心垫板的高度H=50mm将空心垫板与落料凹模做成整体，则H=50mm+22mm=72mm凹模的尺寸为：125mmX 100mmX 72mm落料落料凹模如图：7.2 凹凸模 凹凸模的尺寸如图：c-c凹凸模其刃口尺寸按该托板的凹模刃口尺寸加工7.3 推件块由于要完全要使冲件完全推出，所以其尺寸也应该按该托板的基本尺 寸加工。但010的孔应略大于010mm,取011mm。如图：7.4 圆形冲孔凸模该托板冲裁凸模刃口尺寸应按前面4.2中所计算

17、出的凸模刃口尺寸 计算，而它的长度应等于：L=hl+h2+ha, hl=22mmX 0.8= 17.6mm, h2=30mm, ha=50mm所以冲孔凸模的长度为L=17.6mm+30mm+50mm=97.6mm,由于要保证凸模的强度，故将凸模设计成阶梯式，如图：7.5 凸模固定板凸模固定板的尺寸LXBXH其中基本尺寸 L=125mm, B=100mm, H=0.8xH 凹=22mmX0.8=17.6mm,凸模固定板的尺寸125mmX lOOmmX 17.6mmB-B7.6 凹凸模固定板凹凸模固定板基本尺寸与6.5凸模固定板基本尺寸相同：125mmX lOOmmX 17.6mm7.7 垫板垫板

18、的基本尺寸LXBXH,由于垫板的厚度H通常在3mm10mm之间，所以垫板的基本尺寸为：125mm X 100mm X 8mm7.8 卸料板卸料板的基本尺寸为125mmX lOOmmX 13mm7.9 上下模座由于上下模座的长度应比凹模长40mm70mm,而宽则根据具体 情况来定，厚度为凹模的11.5倍，上模座要比下模座厚度小 5mm10mm,所以：上模座尺寸为225mmX 170mmX 33mm下模座尺寸为225mmX 170mmX 40mm7.10 导柱与导套导柱的基本尺寸为LXD,1=模具闭合高度-(导柱上端面与上模座顶面的距离+导柱底面与下模座的距离)=218.6mm-(10mm+3mm

19、)=205.6mm, D=24mm导柱导套7.11 圆柱销7.12 导料销与挡料销该模具的挡料销与倒料销均选用。4的圆柱销7.13 模柄3X4549.57.15螺钉LX45八,模具的使用及维护模具的使用模具安装在型号为J23-35,最大闭合高度为280mm的开式 双柱可倾压力机：1、安装前江模具安装表面清理干净，确认模具正确安装在机床 o2、安装后空合模数次将模具闭合高度，使用合理的垫块高度， 调整模具为最佳冲压高度。3、模具使用过程中应充分保证工作人员的活动围。4、在冲裁过程中若发现有异常声音时应立即停止运行机床，排 除故障后方可继续使用。5、冲裁过程一段时间后应及时清理模具凸凹模上的毛刺，防止积瘤的产生。6、所有工件冲裁完成后应江模具从压力机上卸下，按模