多孔冲压落料模设计

1、多孔冲压落料件模具设计基本要求及设计步骤建议：第一章：冲裁工艺设计1-1对尺寸，精度的分析1-2 零件的数目与冲压模具结构分析1-3零件的材料分析1-4排样设计第二章 模具基本结构的拟定2-1确定基本结构2-2 确定导向和定位方式2-2-1确定定位方式2-2-2 确定导向方式第三章 压力机的选择3-1计算工艺总力3-2计算压力中心3-1压力机的选择第四章 模具零件的设计4-1成形零件的设计4-1-1凸凹模刃口尺寸的计算4-2工作零件结构设计4-2-1凹模外形尺寸设计与形状选择4-2-2凸模外形尺寸设计与形状选择4-3非成型零件的设计和计算4-4压力机的校核第五章 装配图与零件图第六章 课程设计

2、体会第七章 参考文献：前言冷冲模课程设计是模具专业 ，在学习过程中是一个重要的实践性学习环节，其目的是： 1.应用本专业所学知识和实训技能，进行一次冲压设计工作的实际能力，在提高独立分析和解决实际问题的能力。 2.通过查设计资料手册熟悉设计标准和技术规定，通过方案认证设 计与计算，计算机辅助绘图，数据处理与综合分析编写与设计说明书等环节，进行工程师的基础训练，培养从科研工作的初步能力。 3.培养勤奋求实，团结互助，勇于创新的优良品质。 4.希望通过本次冷冲模答辩，能进一步巩固课程，扩大所学到的知识，由于初学者水平有限，设计中难免有不足和错误之外恳请老师同学给予批评指正。 2009-2-23制品

3、： # 材料： 20# 料厚： 0.8mm 数量： 大批量生产 基本要求及设计步骤建议：1、 冲裁工艺设计：对制件的结构、尺寸、精度、数量、材质等要素进行分析，初步确定制件的冲裁工艺，计算搭边尺寸、毛坯尺寸，确定排样图（绘在总装图上）；2、 模具结构方案设计；根据冲裁工艺方案，初步确定模具结构方案和坯料导向、定位方式；3、 计算冲裁力，初步选择冲压设备；了解其行程、吨位、容模尺寸等有关技术参数；4、 计算卸料力，确定卸料方案及卸料元件的规格、尺寸；5、 计算并确定冲裁间隙继而确定凸模、凹模等主要工作零件的尺寸、结构形式；选择凸模、凹模或凸凹模进行强度、刚度的计算并校核；6、 协调模具各零件的结

4、构、尺寸，完善导料、定位等辅助功能件结构及尺寸设计；7、 绘制模具总装配图：1)、考虑采用“半剖法”表示上模使用中的两个极限位置；2)、按装配图要求标注尺寸及配合性质、技术要求等；3)、零件标号无遗漏；明细表内容详实、规范；4)、制图遵照国家标准；排样图按习惯绘在总装图的右上角或适当位置。8、 绘制凸模、凹模零件图，尺寸、粗糙度标注齐全； 9、 编写设计说明书一份，要求内容详实，措词准确，具有较好的可读性；10、其它详见“模具设计”课程设计指导书。 第一章：冲裁工艺设计1-1对尺寸，精度的分析 由于零件没有做做尺寸的上下偏差要求，同时也是非圆形件，按照国家标准非配合尺寸的公差数值默认公差等级是

5、IT12级，一般的冲裁都可以达到这种要求。1-2 零件的数目与冲压模具结构分析 冲裁件的数目确定属于大批量的生产，所以最好采用复合模或者是进级模具。下面是几种冲裁方案以及各自的优缺点。 1先冲孔后落料的单工序模 2 落料冲孔复合冲压的复合模 3 冲孔落料连续冲压的连续模 方案一：因为单工序模结构简单，需要两种模具，成本大，累积误差大，生产效率低难以满足该零件的需求产量。故本零件不采用单工序模方案二：因为复合模生产效率较高，冲裁件的精度高，条料定位精度要求较连续模高，冲模的轮墎尺寸比较小。但是复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高，又加上本零件精度要求不高，零件结构也比较大，故不采用复合模方案三

6、：需要一副模具,生产率也很高,但是制件精度较复合模冲制的制件精度低，但能满足本制件的精度要求。而且在压力机一次行程中可以完成多个工序的模具，它具有操作安全的显著特点，模具强度较高寿命较长 根据以上的对比情况故可以优先采用级进模1-3零件的材料分析零件的材料是30钢，属于优质碳素结构钢，=450MPa, =360 MPa可以看到，材料的剪切强度比较大，而且，综合零件的厚度比较小，所以在后面设计卸了的时候，在用弹性卸料的方式不可以满足要求的前提下，可以考虑采用刚性卸料。1-4排样设计1 该零件基本是矩形的零件，所以直接采用少废料的直排方式就可以了，根据零件的厚度0.8mm，查教材表2-7可以知道a

7、1=1.8mm， a=2.0mm,(由于30钢是中等硬度钢，所以沿边和工件之间的距离都乘0.9)，根据零件的尺寸和a1和a2的值（由料厚t=0.8查表得a1=1.8mm,a=2.0mm），就可以计算条料的宽度。由于:B=（D+2+, 式 1-1从冷冲压模具设计表2-16可以知道，=0.6mm（件料宽度偏差），所以B=150+2×2+0.6=154.6mm, 式 1-2同时，可以知道步距的大小为S=D+a1=100mm+1.8mm=101.8mm 式 1-3经过取整数，所以条料的宽度是B=154mm。排样图如下图1-1所示：图1-1 排样图在设计排样的时候，材料的利用率式起着决定性的作

8、用，由于板料的选择是有国家标准的，根据零件的尺寸，由GB708-65，选择1000×900mm2的钢板。这个时候，只要条料的长度确定以后，就可以计算材料的利用率，由于该板材料可以裁成长度是900mm或者是1000mm的条料，即是采用横向裁或者是纵向裁。如下图1-2两中方式对材料的利用率是不一样的。 图 1-2 条料冲裁示意图下面式采用两种剪裁方法的时候材料利用率的对比：横裁时 ： 可裁条料 900/154=5.844 取5（张）一张条料可冲 1000/101.8=9.823 取9（张）一张条料的利用率为 =9×S./154×900=9×10157/154

9、×900=65。95一张板的总的利用率为 总=5×9×S./900×1000=0.2419=50。79纵裁时：可裁条料 1000/154=6.49 取6（张）一装条料可冲 900/101.8=8.84 取8（张）一张条料的利用率为 =8×S./154×1000=0。5176=51。76一张板的总的利用率为 总6×8×S./900×1000=0.5417=54。17结论：最终选择利用率高的裁剪方式进行设计。纵裁利用率可达54。17第二章 模具基本结构的拟定2-1确定基本结构上部分由模柄、上模座、凸模固定板、

10、导套、垫板以及各自紧固件组成。下部分主要由刚性卸料板、导料板、，落料凹模、下模座以及其相应的紧固件组成。出件方式为下出件。其结构简图如下图2-1。（注：详见模具工业1988年01期）图2-1 设计草图2-2 确定导向和定位方式2-2-1确定定位方式 由于是级进模具，可以采用始用挡料销，导料板在垂直板材进级方向起作用。2-2-2 确定导向方式下面是常应用的几中导向方式和其各自的特点:1.无导向简单冲裁模特点：结构简单，尺寸较小，重量较轻，模具制造简单，成本低，但冲裁件精度差，模具寿命低。2.导板式简单冲裁模条料沿托板和导尺从右向左送进，条料搭边越过活动挡料销后，再反向向右拉拽条料，使挡料销后断面

11、抵住搭边进行定位，凸模下行实现冲裁。适用精度要求不高，形状简单，小批量或试制的冲裁件。3.导柱式简单冲裁模特点：导向精度高，冲裁件尺寸稳定，互换性更好，使用安装方便，操作安全，模具寿命高，但制造工艺复杂，模具成本高考虑到零件的数量要达到大批量生产,所以必须从面具的使用寿命着手,再从操作的难易程度几个方面着手,所以最后选择采用导柱式简单冲裁模.。第三章 压力机的选择3-1计算工艺总力查文献1 公式2-24 F=KLt 式3-1F冲裁力 L冲裁件的周长 t材料厚度 材料的抗剪强度 K系数查文献4 表1.3.6.2常用黑色金属的机械性能，30号钢的抗剪强度为=530MPa，在冲裁的时候，K的值通常是

12、取1.3，查冲压手册得，L=725.4（mm）。由上式知道各力的大小为：落料力：F=KLt=1.3×725.4×0.8×530=110.96（kN） 式3-2冲孔力：F=2×1.3=2×1.3×3.14×20×0.8×530=69.23（kN） 式3-3F=1×1.3=1×1.3×(3.14×20)+60×0.8×530=67.69（kN） 式3-4推 件力：F=nK（F）=5×0.055×( 69.23+67.69+110.

13、96 )kN=68.17（kN）式3-5式中查表3-4.K=0.055mm,n=h-1/t=5-1/0.8=5该冲孔,落料冲孔级进模采用是双侧刃,导正结构及刚性卸料和下出件（冲孔废料）方式.则总冲压力F: F= F+ F+ F+ F =110.96kN+68.17kN+69.23kN +67.69kN=316.09（kN）3-2计算压力中心根据压力中心的计算公式是 = 式3-6 = 式 3-7建立如下图所示3-1所示的坐标，并且求出相应的压力中心的值如表3-1所示。冲裁轮廓周长各凸模压力中心的坐标37.550101.850101.810101.8-50050-500-37.5500-50-37

14、.55037.5-5050086.80101.8-10116.80总计：图3-1 坐标系的建立 表3-1 压力中心的求解3-1压力机的选择根据总力的大小和压力中心，初步选择压力机的要求技术参数如下表： 表3-2 压力机的主要参数值 J23-35公称压力滑块行程最大闭模高度封闭高度调节量工作台尺寸垫板厚度模柄孔尺寸最大倾斜角350KN 802806038061060第四章 模具零件的设计4-1成形零件的设计4-1-1凸 凹模刃口尺寸的计算 图4-1 零件尺寸图. 由于模具刃口尺寸按分别加工法制造，主要尺寸如下：1. 孔类尺寸 2. 轴类尺寸 工件尺寸精度为IT12级，查教材P107 X=0.75

15、 =0.8mm，查表3-32（P104），凸模尺寸制造公差按IT6级，凹模制造公差按IT7级冲孔尺寸：（ ） 表4-10.0210.0650.0160.0130.01050.025 X=0.75 式4-1（1）d=(d+X) 式4-2=(20+0.750.032) =20.024d=(d+X+ Z) 式4-3=(20.024+0.750.032+0.072) =20.12校核： 式4-3不满足间隙公差要求，因此缩小提高制造精度，才可以保证间隙在合理范围之内,因此可取： 式4-4式4-5故: d=20.12 d=20.024（2）d=(d+X) 式4-6=(10+0.750.032)=10.02

16、4d=(d+X+ Z)=(10.024+0.750.032+0.072)=10.12 式4-7校核 式4-7不满足间隙公差要求，因此缩小提高制造精度，才可以保证间隙在合理范围之内,因此可取：故: d=10.12 d=10.024(3) （1）d=(d+X) 式4-8=(50+0.750.032)=50.024d=(d+X+ Z) 式4-8=(50.024+0.750.032+0.072)=50.12校核： 式4-9不满足间隙公差要求，因此缩小提高制造精度，才可以保证间隙在合理范围之内,因此可取： 式4-9式4-10故: d=50.12 d=50.024落料尺寸：（1）尺寸公差属IT12 X=0

17、.75 查机械制造基础表12-1得 式4-11d=(d-X) 式4-12=（1000.750.032） =99.976d=( d-Z) 式4-13=（99.976-0.104）=99.872校核： =0.057>0.032不满足间隙公差要求，因此缩小提高制造精度，才可以保证间隙在合理范围之内,因此可取： 式4-14式4-15故: d=99.976 d=99.872（2）尺寸 公差属IT12 X=0.75 查机械制造基础表12-1得 d=(d-X) 式4-16 =（250.750.3）=24.775 式4-17 d=( d-Z) =（24.775-0.104）=24.671校核： 得 0.

18、0330.032 不满足间隙公差要求，因此缩小提高制造精度，才可以保证间隙在合理范围之内,因此可取：故: d=24.775 d=24.671 4-2工作零件结构设计4-2-1凹模外形尺寸设计与形状选择凹模厚度： 式4-18查表3-15 凹模壁厚 ： 式4-19凹模外形尺寸 L=b+2=176.8+72=248.8mm B=L+2C=150+72=222mm 注：B为平行与送料方向的零件最大外形尺寸，L为垂直与送料方向的零件最大外形尺寸 C为凹模壁厚 由于直臂式刃口强度较高，修刃后尺寸不变，选用直臂式刃口凹模。本制件采用连续模，依据模架类型按国标圆整得：L=315mm B=250mm H=20mm尺寸比较大，可以优先采用整体式凹模。4-2-2凸模外形尺寸设计与形状选择本制件采用钢性卸料板。凸模固定板厚度:h=(0.6-0.8)H=0.8H=14.4mm 式4-20凸模长度 式4-21凸模承压能力校核：，可以满足要求。根据模具最常见的形式以及各模具的外形特点，最终确定模具结构为： 冲孔凸模： 阶梯式 台肩固定 落料凹模