冲压模课程设计

1、航空制造工程学院专业课程设计切断弯曲符合模课程设计题目：冲压工艺与模具设计所属课题：学 校：南昌航空大学学院：航空制造工程学院 专业名称：材料成型及控制工程 100334班级：10033407学号：学生姓名：维覃指导教师：军张月1年O 14 二目录1 专业课程设计 2 1. 零件冲压工艺分析 2 1.1制件介绍 3 1.2产品结构形状分析 3 1.3产品尺寸精度、 粗糙度、断面质量分析3 2材. 料的性能分 析 3 2.1 Q235 的机械性能3 2.2Q235 热处理4 3. 零件冲压工艺方案的确定 4 2.冲1 压方案4 3.2 各工艺方案特点分析.4 3.3工艺方案的确定 .4 4. 冲

2、模结构的确 定 .4 4.1模具的结构形式 .5 4.2模具结构的选择 .5主要工艺计算 5.5 零件毛坯尺寸计算 5.15排样 5.26 5.3剪切力和弯曲力的计算6 5.4剪切凸模和凹模间隙的计算7 5.5计算模具刃口尺寸 7 5.计6 算模具其它尺寸 凸模设计8 5.6.2 凹模设计 定位零件 .9 卸料及出件装置 10 模柄 10 5.6.模6座 11.导柱和导套 11.6. 选用标准模架 11 .6.1 模架的类型 11模架的尺寸6.2 .127. 模具的装配12 7.1模具装配的特点和内容 .13 模具的装配过程 7.2147.3 模具的装配图 8. 试模和校验 158.1试模 1

3、58.2校验 169.参考文献 161. 零件冲压工艺分析1.1 制件介绍零件名称：几字形垫片 材料： Q235 料厚： 1.5mm 批量：中小批量 零件图：如图 1 所示5061w图1产品零件图1.2产品结构形状分析由图1可知，产品为长条形状切断并弯曲的零件， 产品结构简单对称，产品厚度 均匀，极易成型，而且产品尺寸要求很低。1.3产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析（1）尺寸精度产品主要起到垫片的作用，功能简单，结构单一，所以对外在尺寸要求低， 尺寸精度也是要求很低。只要达到IT12即可。（2）冲裁件断面质量板料厚度为1.5,查阅相关书籍得知，生产时毛刺允许高度为w 0.15mm，本 产品在

4、断面质量和毛刺高度上没有严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。（3）产品材料分析对于冲裁件材料一般要求的力学性能是强度低， 塑性高，表面质量和厚度公 差符合国家标准。本设计产品所用的材料是 Q235,为普通碳素结构钢，其力学 性能是强度、硬度和塑性指标适中，经热处理后，用冲裁的加工方法是完全可以 成形的。另外产品对于厚度和表面质量没有严格要求， 所以采用国家标准的板材， 其冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证。（4）生产批量 产品生产批量为中小批量生产， 适于采用冲压加工的方法， 最好是采用复合模或 级进模，这样将很大地提高生产效率，降低生产成本。2. 材料

5、的性能分析2.1 Q235 的机械性能在板材里， Q235 是最普通的材质，属普板系列。是一种钢材的材质。 Q 代表的 是这种材质的屈服度， 后面的 235，就是指这种材质的屈服值， 在 235MPa 左右。 并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好， 强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方 钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。大量应用于建筑及 工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、 容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。 C、 D 级钢还可作某 些专业用钢使用。2.2

6、Q235 热处理可以退火，一般用于焊接件毛坯的制造，由于焊接应力所以应当消除内应 力，所以可以采用退火处理。Q235板材一般出场为正火状态。Q235截面不大时，可以进行淬火+低温回火处理。另外进行渗碳淬火等表面处 理也是可以的。由于这个产品对各方面性能的要求都不是很高，所以就不用进行热处理了。3. 零件冲压工艺方案的确定2.1 冲压方案 完成此工件需要切断和弯曲两道工序。其加工方案分为以下 2种： （1）方案一：先弯曲后切断。 （2）方案二：先切断后弯曲。3.2 各工艺方案特点分析方案一和方案二都是采用复合模的形式， 主要是因为产品零件外形简单， 尺寸精度要求低，模具也是相对简单，模具制造简单

7、，维修方便，生产效率还相对 比较高。方案一是先弯曲后切断， 弯曲之后的切断工步所需要设计的模具外形相对于方案 二来说更加复杂一点，而方案二先切断后弯曲就没有方案一的这个问题。3.3 工艺方案的确定结合本零件的设计要求，方案二模具形状非常简单，容易设计，容易生产，节约成本，所以综合考虑，决定采用方案二。4. 冲模结构的确定4.1模具的结构形式复合模可分为正装式和倒装式两种形式。(1) 正装式的特点：工件和冲孔废料都将落在凹模表面， 必须清除后才能进 行下一次冲裁，造成操作不方便、不安全，但冲出的工件表面比较平直。(2) 倒装式的特点：冲孔废料由冲孔凸模落入凹模洞口中， 积聚到一定的数 量，由下模

8、漏料孔排出，不必清除废料，但工件表面平直度较差，凸凹模承 受的张力较大4.2模具结构的选择经分析，若工件表面平直度较差，影响零件的使用，而工件和冲孔废料在有气源 车间可以方便地清除。综合比较两种方式，决定采用正装式复合模。5. 主要工艺计算5.1零件毛坯尺寸计算确定外形尺寸制件要有切断和弯曲工序，切断工序的话就要求选择的条料宽度尺寸已经满足产 品零件的要求，零件的宽度公称尺寸为 10mm上下偏差都为0.1mm5.2排样(1)单排(如图2)O.08A0.08A,5图2产品拍样图(2)板料利用率板料的利用率为100%5.3 剪切力和弯曲力的计算切断工序F=KLtt式中 L 冲裁件周边长度 mmt

9、材料厚度 mmt材料抗剪强度MPaK 系数。考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的 变化及材料厚度偏差等因素，一般去 K=1.3。故F=KLtt =1.3 X 10X 1.5 X 150=2925N5.3.2 弯曲工序F=(CKBt*t) / (r+t ) *(T式中C与弯曲形状有关的系数，对于 U形件C取0.7K 安装系数，一般取 1.3B 料宽 mmt 料厚 mmr 弯曲半径 mm(T材料强度极限MPa故F=(CKBt*t ) / (r+t ) *(T=(0.7X1.3X10X1.5X1.5) /(1+1.5)X235=1924N5.4 剪切凸模和凹模间隙的计算切断间隙是指模

10、具凸模和凹模刃口之间的间隙。 剪切间隙分单边间隙和双边间隙， 单边间隙用C表示，双边间隙用Z表示。间隙值的大小对零件质量、 模具寿命、 剪切力的影响很大， 是剪切工艺与模具设 计中的一个机器重要的工艺参数。根据零件的制造精度和材料厚度，查阅相关书籍得到冲模的制造精度为IT9。凹模和凸模的单边间隙为 0.2mm。5.5 计算模具刃口尺寸( 1 )剪切模刃口尺寸 查表可得=0.36 mm,=0.50 mm ZZ mi nmax-0.50-0.36 = 0.14mmZZ minmax -0.02 mm +0.03 mm =,凸凹 | =0.05mm 0.14mm 由此可得凸凹故能满足分别加工的要求。

11、查表可得磨损系数X= 0.5，剪切件基本尺寸为58 mm取精度为IT12，贝U其公差，上偏差和下偏差分别为=0.23mm和-0.23mm。由此可得 mm 0.46 =58.03mm+ ） -X L=（L max凹落凹 - =57.56mm ） -X L=（L max凹落凸 5.6计算模具其它尺寸凸模设计剪切部分的凸模刃口尺寸方形，为了便于凸模和固定板的加工，将剪切凸模设计 成台阶式。将冲孔凸模设计成台阶式。小端方形部分，是具有锋利刃口的工作部 分,采用台肩式固定。凸模材料采用T10A凸模工作端（即刃口）淬硬至HRC56 60，凸模外形尺寸如图3所示凸模3图凹模设计凹模的结构形式和固定方法：凹模

12、采用矩形板状结构，通过螺钉、销钉与 下座 连接固定。凹模刃口的结构形式：因冲件的批量不大，考虑凹模有磨损和保证冲 件的7mm质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取。工件部分淬硬至T10AHRC586凹模材料和技术要求：凹模的材料选用所示：4外轮廓棱角要倒钝 凹模的形状及尺寸如图0&I/凹模图4定位零件定位零件的作用是使坯料或工件在模具上相对凸、凹模有正确的位置。选用挡 料销一个。挡料销的作用是挡住条料搭边或冲件轮廓以限定条料送 48HRC硬度为43号钢，进的距离，挡料销固定在位于下模的固定板上，材料 45选用导料两块，前面一块后面一块。导料板的作用是保证条料送料的准确，在条料的两侧各

13、一块 卸料及出件装置卸料采用弹性卸料装置，由，卸料板，卸料螺钉，弹性元件（这里是弹簧）组成。出件装置由打杆、推板、连接推杆、顶件块组成。模柄模柄的作用是把上模固定在压力机滑块上， 同时使模具中心通过滑块的压力中心， 模柄的直径与长度与压力机滑块一致， 模柄的尺寸规格选用凸缘模柄。用模柄肩 的形式固定在上模座上。模柄的形状尺寸如图 5所示：32图5模柄566模座标准模座根据模架类型及凹模同界尺寸选用,上模座：130mmX 130mM 25mrp下模座：130mmX 130mM 30mrp模座材料采用灰口铸铁，它具有较好的吸震性，采用牌号为HT200导柱和导套导柱选用A型导柱，A20h5X 120

14、 GB2861.1-81。材料为20钢，热处理要求：渗 碳深度为0.81.2，硬度HRC5&62。导套选用A型导套，A20H6X 65 X 23 GB2861.6-81。材料为20钢，热处理要求： 渗碳深度为 0.81.2，硬度 HRC58 62。6. 选用标准模架6.1 模架的类型 模架包括上模座、下模座、导柱和导套。冲压模具的全部零件都安装在模架上， 为缩短模架制造周期， 降低成本， 我国已制定出模架标准。 根据模架导向用的导 柱和导套间的配合性质， 模架分为滑动导向模架和滚动导向模架两大类。 每类模 架中，由于导柱安装位置和数量的不同，由有多种模架类型，如：后侧导柱式、 中间导柱

15、式、对角导柱式和四角导柱式。选择模架结构时， 要根据工件的受力变形特点、 坯料定位和出件方式、 板料送进 方向、导柱受力状态和操作是否方便等方面进行综合考虑。 在此选用滑动导向型的后侧导柱式模架。6.2 模架的尺寸选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑， 一般在长度及宽度上都应比凹模大 3040mm模版厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。选择模架时，还要考虑模 架与压力机的安装关系， 例如模架与压力机工作台孔的关系， 模座的宽度应比压 力机工作台的孔径每边约大 4050mm。在本设计中，凹模采用方形的结构，其工作部分基本尺寸为 60mm壁厚为 30mm所以其长度为125 mm厚度为h = 30

16、mm模具的闭合高度H应介于压力 机的最小装模高度与最小装模高度之间，其关系为： HHmaxminH5<<+ 10 H H maxmin由上面压力机的选择可知道 =300 mm = 70=230 mm所以HHH Hmaxmaxmin 应介于225mn 310mm之间。查阅冲模手册可知，选用的模架为、上模座、下模座分别为：模架： 250 X250X（240285） GB/T2851.3上模座： 250X 250X 50GB/T2855.5下模座： 250X 250X 65GB/T2855.6由此可知其最大装模高度为285mm最小装模高度为240mm符合H的要求。下 模座周界尺寸为250

17、X 250,而凹模的长度为125mm所以周界尺寸符合要求。下 模座厚度为30mm而凹模的厚度为30mm也符合要求。工作台孔尺寸为150mm 模座的宽度也比工作台孔尺寸大，也符合要求。 根据模具的结构，可知其闭合高对为'h h t hhH h Hh L 651闭合21431式中： 模具的闭合高度， mm； H闭合上模座厚度，mm由前可知=50 mm hhn上垫板厚度，mm此处选=5 mm hh22” = 25 mm 凸模固定板厚度，mm由前可知HH11上凸凹模长度，mm由前可知=65 mm LL 1tt = 2.5 mm，此处；一制件厚度，mm下推板厚度，mm由前可知=21 mm hh3

18、3下凸凹模固定板厚度，mm由前可知=25 mm hh44下垫板厚度，mm选取=5 mn; hhss下模座厚度，mm由前可知=65 mm hhee综上可得 介于225mm和310mm之间，符合设计要求。 H闭合7.模具的装配7.1 模具装配的特点和内容模具的装配属单件小批装配生产类类型， 特点是工艺灵活性打， 工序集中， 工艺文件不详细，设备、工具尽量选通用的。组织形式一固定式为多，手工操作 比重达，要求工人有较高的技术水平和多方面的工艺知识。模具装配的内容有：（1）选择装配基准件 选择基准件的原则是按照模具主要零件加工的依赖关系来确定的。可做基准件的主要有凸模、凹模、导向板及固定板等。（ 2）

19、组件装配 组件的装配是指模具在总装前， 将两个以上的零件按照规定的技 术要求连接成一个组件的装配工作。（ 3）总体装配 总体装配是将零件盒组件结合成一幅完整的模具过程。 在总装前， 应选好装配基准件和安排好上、 下模的装配顺序， 然后以基准件为准， 按工艺顺 序装相应的零件。（4）调整凸、凹模间隙 在装配模具时，必须严格控制及调整凸、凹模间隙的均 匀性。间隙调整合格后，才能固紧螺钉并打入销钉。（ 5）检验、调试 模具装配完毕后，必须保证装配精度，满足规定的各项技术要 求，并按照模具的验收技术条件，检验模具各部分的功能。7.2 模具的装配过程（1）. 组件装配 模具总装前，将主要零件如模架、模柄

20、、凸模进行组装。1 ） 将模柄装配与上模座内，并磨平上平面。2）将凸模装入凸模固定板内，成为凸模组件。3）将凸凹模装入凸凹模固定板内，成为凸凹模组件。4）将导柱、导套压入上下模板，成为模架。（ 2） . 确定装配基准件落料冲孔复合模应以凸凹模为基准件， 首先确定去凹模在模架中的位置。 安装凸 凹模组件，加工下模座漏料孔。（3）. 安装上模部分1 ）检查上模各零件尺寸是否能满足装配技术条件要求。2）安装上模，调整冲裁间隙。3）钻铰上模销孔和螺孔。（4）. 安装弹性卸料部分 将弹性卸料板套在凸凹模上，安装弹簧和鞋料螺钉。7.3 模具的装配图模具的装配图如图7和图8所示:图7装配图1-下模座帮；2-导柱；3-圆柱销；4-推杆；5-推板；6-导料板；7-导套；8-挡料销；9-凸模固定板；10-上模座板；11-内六角螺钉；12-圆柱销；134莫柄；14打杆； 15-凸凹模；16-压料板；17-螺钉；18-垫板；19弹簧；20-卸料板；21-凹模；22- 内六角螺钉；23-内六角螺钉其工作原理为：该模具由导料板 6和挡料销8控制条料的送进方向和步距。 上模下行，进行冲裁，导柱、导套对上、下模的运动起到可靠的导向作用。冲裁 过程中，弹性卸料板20对板料起着压平作用，冲才出的工件精度高。冲裁完毕， 上模回程，上模部分的弹性卸料装置将卡在凸凹模外的废料卸