接地片冲压模具设计.docx

1、1任务分析材料及板厚：SPCC钢，t=0.2mm零件图：见图1-1和图1-2所示零件（接地片）生产批量：大批量未注公差：按IT14级确定120J图1-1接地片草图图1-2接地片立体图2零件的工艺分析2.1结构与尺寸的分析如图1所示，零件为接地片，该工件外形尺寸要求不高，但是对毛刺方向有一定的要求，分析发现，先冲孔，冲切废料，后落料才能达成。所以采用一出一的排样方式。2.2尺寸精度与粗糙度如图1所示，零件未标注公差，所以具体尺寸公差根据“入体原则”和IT14级精度得。查表可得，各尺寸的公差分别为：0000零件外形：3-0.25,7-0.36,12-0.43,17-0.43+0.30+0.36零件

2、内形：Rl±0.125,4。o9。孔心间距：12+0.215由于此次冲裁件的要求精度不高，普通冲裁就可以达到要求。因为接地片冲裁不是关于断口粗糙度要求，所以不用考虑粗糙度的要求，取Ra3.2就好。2.3材料分析由任务分析可知，冲裁件使用的材料为SPCC钢，也叫普通碳素结构钢冷轧板，俗称冷板。冷轧板的力学性能和加工性能均优于热轧薄钢板。抗拉强度270兆帕，伸长率为36%o力学性能：钢板能承受一定强度的弯曲而不开裂，具有较良好的力学性能，其抗拉强度为270兆帕。表面质量：钢板表面应该没有坑、裂纹之类的缺陷，也没有划痕，无锈迹。2.4生产纲领大批量生产，适合冲压加工2.5结论可以冲裁3冲裁

3、工艺方案的确定关于冲裁工艺方案有以下几种。第一，可以将落料和冲孔结合起来，采用复合模结构进行生产。这样的好处是只要一个模具，生产效率即高效又方便，适合需要大批量生产的冲裁件。第二，可以先落料，然后再冲孔，利用单工序模生产。这样做结构就相对比较简单，制造成本和难度都不算高，但是需要两套模具，生产效率就不高，且机床的占用率很高，很难满足大批量生产的需要。第三种就是将冲孔和落料连续起来，在一套模具，一个工序里进行，利用级进模方式。这样做的好处就是也仅仅需要一套模具，它的制造精度也能达到要求，生产效率高。适合大批量冲裁件的生产。根据我们的产品排样方式来看，我们采用第三种方式冲裁比较方便，如图3,我们可

4、以先冲直径为1.5的导正孔，然后冲两个直径为2的圆孔，接着冲一个工字形，这边都是冲孔，接着采用落料，直接来一个方形的落料，使我们的成品直接落料，得到一个成品。01,5sUlj图3排样图4确定冲裁模具总体结构设计4.1模具类型的选择级进模也是一种多工序冲模。但与复合模不同的是，在一次工作行程中，对模具的不同位置进行多步冲压工艺。整个制件的成形在坯料连续送进的过程中逐步完成的，所以又称为连续模。级进模不仅可以完成冲裁过程，而且可以完成成型工艺，甚至是装配工艺，生产效率高。所以本次冲裁方式选用级进模冲裁。4.2操作方式与定位方法根据条料的尺寸，虽然生产规模比较大，但合理安排生产，采用人工送料的方式也

5、能达到要求。而且还能节约成本，达到较高的经济效益。为了保证零件的精度，对导料板和导向销组合定位。4.3卸料方式根据零件冲裁的尺寸和精度要求，采用了弹性卸料装置进行卸料。弹性卸料装置既起卸料作用，又起压料作用，所以得到的零件的质量较高，平直度也高。因为冲裁件的结构比较简单，所以可以采用弹性橡胶卸料。4.4出件方式由于冲裁件结构简单，也为了提高产品的生产率，我们可以让冲裁件和废料直接又凹模刃口掉落的出件方式。4.5导向方式的确定导向也是冲模模具的及其重要的组成部分，能够确保上、下模的精确定向运动，使模具工作正常。所以为了方便冲裁的正常进行，采用导柱、导套导向。4.6模具模座及模架的选择模架是冲裁模

6、具用来安装和固定模具相关组件的基础骨架，必须要保证各零件相对位置的正确，安装的稳定、牢固。本次选用标准模架，因为可以直接采购获得，且精度和质量都有保证，能够极大的缩短模具了的制作周期，并降低生产成本。模座是冲裁模最基本的支承零件，其他所有的零件都直接或者间接的安装在模座上，所以具有一定的抗压强度和刚度。选用材料为HT200o5冲裁工艺设计分析5.1冲裁件排样分析所谓排样，就是指冲裁件在条料、带料或者面板上的布置方式。合理的排样可以极大的提高材料的利用率，提高生产，让模具寿命得到极大的延长。经考虑操作方便、保证尺寸精度要求，采用有废料排样。如排样图5-1,5-2所示。01,5sUlj图5-1排样

7、图A19oo图5-2排样图B工步排样设计：工位：冲导正销孔；工位:冲两个。2.Omm的小圆孔；工位，工位:：冲切废料；工位：空工位；工位：落料。5.2利用率计算表5-1搭边值和侧边值的数值材料厚度t(iron)3圆一件及类似圆形制件-矩形或类似矩形制件长度50。矩形或类似矩形制件长度50q工件间a*侧边a工件间aw侧边a工件间d侧边w<0.251.8p2.0q2.2p2.5。2.8。3.0q>0.250.5q1.2p1.5q1.2.0q2.2q2.5q>0.51.0-1.Op1.0q1.5q1.1.*2.0q>11.5-1.0q1.2“1.5小1.8p1.舞2.0q&g

8、t;1.52.1.231.5-1.舞2.5q2.Op2.2p>2.02.5-1.1.舞2.0-2.2-2.2p2.5g注：表中数据使用于低碳钢，对于其他材料。应将表中数据乘以下列系数：中等硬度钢0.9,硬钢0.8,非金属材料1.52。方案A:B料宽；22S一步距：条料每次前进的距离。14a,al搭边：排样时相邻两个冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。a二2,al二2.5材料利用率一一指冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比。n=(A/BS)X100%=(189/308)X100%=61.4%方案B:B料宽；18S步距：19a,al搭边：a=2,al=2.5材料利用率一一n二(

9、A/BS)X100%二(189/342)X100%=55.3%在成本计算中，材料费用在冲裁件成本中占一半以上。因此，如何合理分配零件的占用，提高利用率，是排样设计所必须考虑的。所以，选用A方案5.3冲压力与压力中心的计算5.3.1冲裁力一般平刃口模具冲裁时，冲裁力按下式计算：F=KLttb式中F冲裁力（N）；L一冲裁周边长度（mm）；t材料厚度（mm）；Tb一材料抗剪强度（MPa）；K一系数，一般取K=1.3;根据零件图，利用CAD软件，求出冲裁件周边长度L=60mm,因为选用的材料为SPCC,抗拉强度为弓，=270MPa,材料厚度t=0.2mm,冲裁力也可按F=Lt%，所以F=60x0.2x

10、270=3240N5.3.2卸料力、推件力、顶出力影响卸料力、推件力和顶件力的因素有很多，要精确计算是比较困难的。在实际生产中，我们常采用经验公式计算：Fx=KxFFT=nkTFFD=kDF式中Fx、FT、FD分别为卸料力系数、推件力系数、和顶件力系数，其值见表5-3表5-3卸料力、推件力、顶出力的系数F材料厚度t（mm）K*KtKd钢<0.10.065-0.0750.10.14>0.1-0.50.0450.0550.0630.08>0.5250.04-0.050.0550.06冲裁力同时留在凹模内的冲件(或废料)数，n=h/t(h为凹模洞口的直刃壁高度，t为材料厚度)Fx=

11、KxF二0.05x3240二162NFT=nkTF=15xO.063x3240=3061.8NFD=kDF=0.08x3240=259.2N5.3.3压力机的选择经上分析，结合采用的是弹性卸料装置和下出料的方式，所以,模具的总压力二F+FT=3204+3061.8=6265.8N压力机的公称压力必须大于1.11.3倍的总压。即PON(1.11.3)FZ=(1.11.3)X6265.8=6892.38N=7KN所以压力机可选型号为J23-6.56冲裁间隙的确定冲裁间隙还对冲裁件尺寸精度、冲压力、卸料力、顶件力、推件力等有显著影响。一套模具寿命受多种因素影响，其中间隙是最重要的因素之一。冲裁加工时

12、必须使冲裁间隙在合理的范围之内。因为模具在使用时会产生一定的磨损从而增加间隙，所以在设计和制造模具时应该取合理间隙的偏下值。一般情况下，确定合理的间距的方法有理论确定和经验确定两种方法。在我们日常生产中使用理论方面的东西很不方面，主要用来确定相互之间的一些关系，比如说间隙与材料厚度之间的关系等等。我们在日常生产中确定间隙的采用的最多的方法是用经验法来确定，极大节省了所需时间。一般按材料性能和厚度来选择模具初始间隙。查得材料SPCC和Q195-215A在性能，力学方面差不多。根据表6T,最小双面间隙Zmin=O.012mm,最大双面间隙Zax=0.016mm。表6-1冲裁模初始双面间隙材料厚度(

13、mm)软铝紫铜、黄铜、软铜杜拉铝、中等硬钢硬钢(0.08-0.2)%C(0.3-0.4)%C(0.5-0.6)%CZminZaxZminZaxZminZaxZminZax0.20.0080.0120.0100.0140.0120.0160.0140.0180.30.0120.0180.0150.0210.0180.0240.0210.0270.40.0160.0240.0200.0280.0240.0320.0280.0360.50.0200.0300.0250.0350.0300.0400.0350.0450.60.0240.0360.0300.0420.0360.0480.0420.054

14、0.70.0280.0420.0350.0490.0420.0560.0490.0630.80.0320.0480.0400.0560.0480.0640.0560.0720.90.0360.0540.0450.0630.0540.0720.0630.0811.00.0400.0600.0500.0700.0600.0800.0700.0901.20.0500.0840.0720.0960.0840.1080.0960.1201.50.0750.1050.0900.1200.1050.1350.1200.1501.80.0900.1260.1080.1440.1260.1620.1440.18

15、02.00.1000.1400.1200.1600.1400.1800.1600.2002.20.1320.1760.1540.1980.1760.2200.1980.2422.50.1500.2000.1750.2250.2000.2500.2250.2752.80.1680.2240.1960.2520.2240.2800.2520.3083.00.1800.2400.2100.2700.2400.3000.2700.3303.50.2450.3150.2800.3500.3150.3850.3500.4204.00.2800.3600.3200.4000.3600.4400.4000.4

16、804.50.3150.4050.3600.4500.4050.4900.4500.540注：1在使用过程中'由于模具工作部分的磨损'间隙将有所增加'因而间隙的使用最大数值要超过表列数值。27模具结构零件的设计7.1凸、凹模刃口尺寸设计的基本原则冲裁件的精度主要取决于模具的刃口尺寸精度、正确的设计尺寸及偏差，是冲裁模设计的一项重要工作。在测量和使用过程中的冲裁，基准一般取光面尺寸。顺利冲裁是模切挤压产生的材料的切割边缘的结果。所以，关于刃口尺寸计算时，得分情况考虑，主要就是落料和冲孔这两种情况，且需要注意以下几点：（1）在落料时，基准选取凹模刃口尺寸，在凸模上选取合适的

17、间隙；而在落料时模,基准一般选取凸模刃口尺寸，在凹模上选取合适的间隙值。（2）关于刃口基本尺寸的确定，得依照冲裁的性质，间隙等关系来最终确定，必须要确保在使用之后磨损的情况下还要达到公差的要求。7.2凸凹模刃口尺寸计算公式落料：设工件尺寸为D*Dd=（久x一必）普Dp=<DdZmin）。_疽（力呻一松一Zmin）冲孔：设工件孔的尺寸为dS*户（4in+私）dd=0+Z输）窘二（n+S+乙n）宇式中：dp,dd冲孔时凸凹模直径Dp,Dd落料时凸凹模尺寸4丽工件最小的孔径久ax一工件最大的外径表7T规则图形(圆形、矩形)冲裁时凸、凹模刃口尺寸的制造公差(mm)公称尺寸凸模偏差C凹模偏差/W1

18、8-0.020+0.020>1830-0.020+0.025>3080-0.020+0.03080120-0.025+0.035>120180-0.030+0.040>180260-0.030+0.045260360-0.035+0.050>360500-0.040+0.060>500-0.050+0.070表7-2刃口磨损系数x材料非圆形圆形厚度10.750.50.750.5t工件公差A/mm1<0.160.170.35>0.3<0.16>0.16广2<0.200.21"0.41>0.4<0.20>

19、0.2024<0.240.250.49>0.5<0.24>0.24>4<0.300.310.59>0.6<0.30>0.30表7-3凸凹模刃口尺寸制件尺寸制件公差刃口磨损凸模尺寸变化刃口磨损系数X刃口尺寸公差刃口尺寸计算03-0.250.25变大0.5服'标0.02凹模：A1=(3-0.5x0.25)00,02=2.875°2凸模：AV二(2.875-0.012)%02=2.863%0207-0.360.36变大凹模：A2=(7-0.5x0.36)J0,°2=6.8202四模：A2'=(6.82-0.01

20、2)%02=6.808%02012-°-430.43变大凹模：A3=(12-0.5x0.43)02=11.785J°，02凸模：A3'=(11.7855-0.012)%02=11.773%02017-0-430.43变大凹模：A4=(17-0.5x0.43)黑能=16.785*成凸模:A4'=(16.785-0.012)%02=16.773%02Rl±0.1250.25变小凹模：A5=R(1+0.5x0.25)%01=R1.125%01凸模：A5'=R(1.125+0.012)；O,O1=R1.131；0,01+0.30400.30变小凹模

21、：A6=(4+0.5x0.30)%02=4.15%02凸模：A6'=(4.15+0.012)J°，02=4.162J°，02q+0.36y00.36变小凹模：A7=(9+0.5x0.36)%02=9.18%02凸模：A7'=(9.18+0.012)J°，02=9.1290212±0.2150.43不变C=12±0.0128模具的总装配图与零件分析8.1凹模设计凹模洞口常见的有如下几种类型，如图8-1,C)C)d)图8-1凹模洞口类型因为a图凹模洞口制造方便，刃口的强度比较高，刀磨之后其工作尺寸基本保持变,所以本次设计采用a图的凹

22、模洞口形式。8.2模具装配图纸的绘制本模具为了保证模具的上、下模导向的精确性而采用的是对角型导柱、导套。为了加工方便，缩短模具的制作周期，降低成本，而采购的标准模架。装配图如8-2所示：2|01-下模座2-凹模板3-导柱4-销钉5-导料板6-螺钉7-卸料板8-橡胶9-导套10-凸模固定板11-上模座12-螺钉13-销钉14-模柄15-销钉16-螺钉17-卸料螺钉18-凸模19-凸模20-凸模21-凸模22-导柱23-导套24-导正销图8-2模具总图8.3模具零件图纸的绘制本次设计模具，其凸模、凹模板都是采用的Crl2,CN2模具钢力学性能较好，比如说淬透性、耐磨性。凸模固定板、导料板、凹模板、

23、卸料板等采用的是45钢，45钢冷具有较强的强度,在热处理之后，其塑性、韧性等力学性能会得到极大的提升。1302710.16-1720,512,520图8-3凸模固定板15.1720,5一32,5_,口图8-4凹模板（其他零件详见附录图纸）9结论历时六个多月，作为大学里的最后一个环节一一毕业设计，到此就全部结束了。这是对我们三年来所学知识的一个总结与概括，也是对所学知识与技能的一个检验与综合运用。这次设计，我熟练的运用机械制图、机械设计、冷冲压模具设计等专业知识与原理，利用AutoCAD、UG等软件对零件进行分析与设计，在设计过程中，也对这些知识有了一个重复理解与学习的过程。当然也遇到了一些问题

24、，毕竟还是新手，但是通过查阅、参考关于冲压模具设计方面的资料，对老师关于设计方面的咨询，特别是对模具设计在实际操作过程中可能遇到的问题有了一个详细的了解。在这段时间里，我对冲压模具有了一个更为详细的了解。我们每个人在认识事物方面都会有三个阶段，从陌生到接触，从接触到了解，再从了解到熟悉，这是我们每个人都要经历的，关于模具于我，也是这样。从最开始的懵懂，到现在的设计，经历了太多，这三年的时光，我们没有虚度，学到了很多，必定值得永久珍藏回味。时代在发展，科技在进步，我相信我一定能将我所学，成功的运用到以后的工作实际中去。参考文献金建龙.冲压模具排样工艺图册（多工位级进模）.北京：化学工业出版社，2

25、013.1 丁友生.冷冲模设计与制造（第二版）.杭州：浙江大学出版社，2011.2 陈一能.新编模具钢应用经验手册.力明出版社，2010年.3 翁其金.冲压工艺与冲模设计.北京：机械工业出版社，2011.4 钟翔山.冲压模具设计技巧、经验及实例.北京：化学工业出版社，2011.5 候书林.机械工程实训.北京：北京大学出版社，2015.6 时海芳.材料力学性能.北京:北京大学出版社，2015.7 匡和碧.冲压模具设计实用教程.北京：化学工业出版社，2014.8 田光辉.模具设计与制造.北京:北京大学出版社，2015.9 于爱武.机械加工工艺编制与实施.北京，北京大学出版社，2014.中文题目：接

26、地片冲压模具设计摘要冲压成形是金属成形中的_种重要的成形方法。本课题就是将生活中常见的一种连接器材接地片作为设计模型，利用冲压成形的的相关知识作为理论依据，进行详细的阐述相关的设计过程。根据零件的尺寸、材料、生产方式等要求，对零件的工艺性进行分析，确定冲裁工艺形式，再通过工艺设计，确定冲裁件的排样和材料利用率，再对冲裁件的冲压力进行计算,初步确定压力机的类型。然后计算刃口尺寸。最后，结合分析利用CAD进行绘图，将模具的排样图，零件图，以及装配图画出来。本次课题通过对零件的分析以及设计的冲压模具，对我们三年来所学的知识进行了一个巩固和升华，最终得到了一个很好的体现，使这份毕业设计能够得到极大的提

27、高。关键词：模具；冲压成形；分离；压力机AbstractStampingisalsoaimportantmethodofmetalforming.Thistopicistoliveinacommonconnectionequipmentgroundingpieceasadesignmodel,usingtherelatedknowledgeofstampingastheoreticalbasis,relatedindetailinthispaper,thedesignprocess.Accordingtothesizeoftheparts,materials,productionmethods

28、andrequirements,theanalysisoftechnologyforparts,againthroughtheprocessdesign,andstresscalculation,thehedgecuttingapreliminarydeterminethetypeofpress.Thencalculatebladesize.Finally,combiningwiththeanalysisoftheuseofCADfordrawing,willdielayoutdiagram,partsdiagram,andassemblydrawings.Thistopicthroughtheanalysisofthecomponentsandthedesignofstampingdie,t