Q235连接板的冷冲压成型工艺及模具设计说明书

冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书PAGEPAGE3目录前言 3第一章零件的工艺性分析 4冲裁的工艺分析 4零件图分析 4零件的工艺性分析 5尺寸精度 5第二章工件工艺方案的确定 6工艺方案的分析 6工艺方案的分析 6第三章工艺计算 8工艺计算 8毛坯排样设计 8计算条料宽度 9确定步距 10计算材料利用率 11冲裁力的计算 11冲裁力的计算 11卸料力、推料力的计算 12冲压设备的选择 12模具压力中心的计算 13工作零件刃口尺寸计算 13冲裁间隙分析 13落料凹、凸模刃口尺寸计算 15冲孔刃口尺寸的计算 16弯曲凸、凹模刃口尺寸的计算。 16弯曲部分计算 17弯曲力的计算 17第四章冲压模具总体机构设计 18模具类型 18操作与定位方式 18操作方式 184.2.2定位方式 18卸料与出件方式 18模架类型及精度 19模具的动作过程 20第五章模具主要零件的设计 21工作零件的结构设计 21落料的凹模设计 21冲孔凸模 22弯曲模工作部分的尺寸计算 23凸凹模圆角半径的计算 23弯曲模的间隙 23第六章压力机的校核 256.1压力行程 25第七章辅助装置的选用 267.1固定板 267.2垫板 267.3模架 26标准件的选用 27模具材料的选用 27安装与配合 287.6.1凸模和凹模的装配间隙 287．6.2卸料板与凸模的装配间隙 28第八章装配图和零件图的绘制 29参考文献 30谢辞 31前言本文将对连接板冲压工艺与复合模设计作一个系统、详细的介绍。毕业设计在毕业设计过程中得到王进老师的悉心指导和帮助，在此一并致以衷心的感冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书PAGEPAGE6第一章零件的工艺性分析冲裁的工艺分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺性的适应性。一般情况下，对冲裁工艺性影响最大的是几何形状、尺寸和精度要求。良好的冲裁工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工比较容易，寿命比较高、操作方便及产品质量稳定等要求。零件图分析工件名称:连接板生产批量：大批量材 料：Q235钢，厚度工件见图如下：Q235连接板如图所示，工件是一个连接板，这块连接板是弯曲的，板料上还有一个M511.5M5Q235形。所以该工件用到了冲裁、落料、弯曲、翻边等工序。零件的工艺性分析M5冲孔，并且弯曲模和冲孔模的精度要求较高，最后再进行翻边处理。尺寸精度冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料公差等级最好低于IT9IT14第二章工件工艺方案的确定工艺方案的分析经过分析可得，加工此工件要经过落料、弯曲、冲孔、翻边、攻螺纹等工序。方案一：落料弯曲复合，冲孔翻边复合方案二：落料、弯曲级进模，冲孔、翻边按级进模方案四：落料、冲孔、弯曲直边复合模，最后弯斜边，翻边攻螺纹最后一道单工序来完成工艺方案的分析表2-1各类模具结构及特点比较模具种类比较项目无导向有导向级进模复合模零件公差等级低一般可达IT13—IT10级可达IT10—IT8级零件特点受限制中小型尺寸厚度较厚0.2—6mm加工复杂零件，如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与3mm零件平面度低一般中小型不平直，高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面生产效率低冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书PAGEPAGE7安全性不安全，需采取安全措施比较安全不安全，需采取安全措施模具制造工作低 比无导冲裁简单的零件时比复冲裁较复杂零件时比级进量和成本向的稍高合模低模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产平直度要求高的中小型制件的大批量生产结合表2-1分析知：壁厚，模具强度也能满足要求。制造复杂，成本较高。方案三：只需要一副模具，成本低，且生产效率高，但只适合小型冲压件的生产。方案四：模具比较紧凑，生产率高，可以满足大批量生产的要求。通过对上述四种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案四为佳。冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书PAGEPAGE9第三章工艺计算工艺计算来定。毛坯排样设计型毛坯排样：单排、斜排、对排、无废料排样、多排、混合排。毛坯排样的原则：工件排样要保证产品零件的精度和适用要求；工序应尽量的分散，以提高模具寿命，简化模具结构；合理安排各工序，使压力中心尽可能与模具几何中心接近；同一工位个冲切凸模应尽量设计为同一高度；冲孔在前，外冲切和落料在后；设置空位，可以提高凹模，卸料板和凸模固定板的强度；工件和废料应能顺利排出；排样方案考虑模具加工设备的条件；材料利用率要尽量高；如图所示：计算条料宽度4-12-1a=2.0mm，工件与侧边之间搭边值a=2.2mm1偏差为负值-△B=(D+2a)0max -△式中 D—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；maxa—冲裁件之间的搭边值；△—板料剪裁下的偏差（B=（17+2*2.2）=21.40 (mm)-0.7所以条料宽度在21~23mm之间表2-1搭边值和侧边值的数值冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书PAGEPAGE10工件间a侧边a工件间a侧边a工件间aa1110.25以下1.82.02.22.52.83.00.25~0.51.21.51.82.02.22.50.5~0.81.01.21.51.81.82．00.8~1.20.81.01.21.51.51.81.2~1.51.01.21.51.81.92.01.6~2.01.21.52.02.22.02.2材料厚度r>2t材料厚度r>2tl≤50矩形边长l>50或圆角r≤2t条料厚度B（mm）t(mm)≤50>50~100>100~200>200≤10.50.50.71.01~20.51.01.01.02~30.71.01.01.53~51.01.01.02.0确定步距S：进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。S=L+a式中S—冲裁步距L—沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书PAGEPAGE15a—沿送进方向的搭边值该零件的步距确定为：S=31.5+2=33.5=340

（mm）-0.025计算材料利用率利用材料的重要指标。一个步距内的材料利用率η=A/(BS)×100%式中 A—一个步距内冲裁件的实际面积B—条料宽度；S—步距；η=497/（22×34）×100%=66.4%冲裁力的计算冲裁力的计算FF=KLtτ5-3)b式中 F—冲裁力；L—冲裁周边长度；t—材料厚度；τ—材料抗剪强度；bK—K刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出的修正系数，一般取K=1.3。冲裁件轮廓周长L=97查手册可知，Q235τ=450Mpab所以F=KLtτb=1.3×97×2.5×450=141862.5(N)卸料力、推料力的计算卸料力FXF=KFX X推料力FTF=nKFT Tn（或废料数n=h/thtF=KFX X=0.055×141862.5=5674.5(N)(KK4-3X TF=nKFT T=1×0.063×141862.5=10639.69(N)所以总冲压力 F=F+F+FZ X T=141862.5N+5674.5N+10639.69N=158176.69(N)冲压设备的选择F>(1.6~1.8),FG350KNJA21—35其与模具设计的有关技术参数为：公称压力：350KN滑块行程：130mm最大封闭高度：280mm立柱间距：428mm模柄孔尺寸：Ф50×70mm模具压力中心的计算速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。确定直角坐标系X—Y;计算出级进模各工序的力，如冲裁力，并求出各部分的中心位置的坐标数值X，Y（X,Y·（X,Y；1 1 2 2 n n各部分中心位置的坐标分别为：（0-8.5（28-8.5（28-3（31.5-3（31.5,3（28,3（28,8.5，08.5。按下列公式求冲模压力中心的坐标数值（X,Y）;0 0X=∑n LnXn/∑n Ln0 i=1 i=1=(28×5.5+28×3.5+31.5×6+31.5×3.5+28×5.5)/97=8.4yy=00工作零件刃口尺寸计算冲裁间隙分析1）是模具本身的制造偏差。间隙对模具寿命的影响和装配精度的限制而出现间隙不均匀的不利影响，从而提高模具寿命。间隙对冲裁工艺力的影响5~20%左右时冲裁5~10凸模里卸料和从凹模里推料都省力。当单边间隙达到材料厚度的15~25%左右时间隙值的确定

。考虑到模具在使用过程min max中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值C 。min确定合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。于理论法在生产中使用不方便，所以常用查表法来确定间隙值。差《冷冲压工艺与模具设计》，表2-2得Z=0.36mmminZ=0.5mmmax落料凹、凸模刃口尺寸计算由于该工件为一落料件，工件公差△为自由公差，对于未标注公差取其为IT14级精度，落料以凹模为准。

=0.36mm，

=0.5mm。min max由于精度在IT14，所以选择系数为X=0.5第一类尺寸，即磨损后增大的尺寸第一类尺寸=（冲裁件上该尺寸的最大极限尺寸-X△）+1/4△0第二类尺寸，即磨损后减小的尺寸第二类尺寸=（冲裁件上该尺寸的最小极限尺寸+X△）0-1/4△第三类尺寸，即磨损后不变的尺寸第三类尺寸=（冲裁件上该尺寸的中间尺寸±1/8△）第一类尺寸Aa=(17-0.5×0.43)+0.43/4=16.785+0.1075mm1 0 0Aa=(31.5-0.5×0.58)+0.56/4=31.21+0.14mm2 0 0Aa=(28-0.5×0.56)+0.58/4=27.72+0.145mm3 0 0Aa=(6-0.5×0.32)+0.32/4=5.84+0.08mm4 0 0此工件没有第二类尺寸第三类尺寸Ca=(5.5±1/8×0.32)=5.5±0.04mm1Ca=(3.5±1/8×0.24)=3.5±0.03mm2落料凸凹模实际尺寸配对，保证最小间隙0.366—15.8mm，8mm落料凸凹模尺寸如下表：工件尺寸凸模尺寸凹模尺寸1716.425+0.107516.785+0.10750031.530.85+0.1431.21+0.1400冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书PAGEPAGE162827.36+0.14527.72+0.1450065.48+0.085.84+0.0800冲孔刃口尺寸的计算M5Ф4.2Ф4.2+0.160

孔冲裁凹模、凸模的制造公差可由《冲模应用实例》表2—12查得δ=0.02mm, δ=0.02mm凹 凸Z=0.35mm, Z=0.29mmmax则

mind=(d+x△)0

=4.410 mm凸 -δ凸d=d+Z=4.7+0.02

-0.02

-0.02凹 凸 min 0校核δ+δ<Z-Z凹 凸 max min0.04<0.6所以所取的凸、凹模符合要求弯曲凸、凹模刃口尺寸的计算。由于该弯曲不易施加侧向压力，所以不能施加校正弯曲力，而侧面与孔的13IT11中的间隙来减少回弹。凸模半径与零件弯曲半径相同，R

=0.2mm凸3—7Z/2=0.9t=2.25mm

=4mm凹对于工件尺寸130 ，取弯曲凸、凹模的制造公差IT7和IT8级，查表得-0.16δ=0.035，δ=0.054凸 凹B=（B-3/4△）+δ凹=12.88+0.054mm凹 0 0B=（B-Z/2）0 =10.630 mm凸其工作部分如图所示

-δ凸

-0.35冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书PAGEPAGE19表3—4系数X料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差△/mm1<0.160.17~0.35≥0.36<0.16≥0.161~2<0.200.21~0.41≥0.42<0.20≥0.202~4<0.240.25~0.49≥0.50<0.24≥0.24>4<0.300.31~0.59≥0.60<0.30≥0.30弯曲部分计算弯曲力的计算F=0.7cbt2τ/(r+t)b pb——t——弯曲件厚度τ——抗拉强度bc——系数，取c=1.0~1.3r——冲头圆角半径（弯曲半径）pF=0.7cbt2τ/(r+t)=0.7×1.2×28×2.52×450/(0.2+2.5)=24500Nb p顶料力的计算F=（0.3~0.8）F=12250N顶所以F

=F

=158176.69+12250+24500=195KN总 Z 顶所以之前选的压力机可用。第四章冲压模具总体机构设计模具类型正装式复合模和倒装式结构比较：正装式复合模适用于冲制件质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲制件，还可以冲制孔边距较小的冲制件。件提供了有利条件，所以应用十分广泛。式复合模生产。根据以上分析确定该制件的生产采用倒装式复合模生产。操作与定位方式操作方式零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式，提高经济效益。导向形式：滑动导柱导套导向4.2.2定位方式卸料与出件方式刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.2~0.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，主用用于料厚小于或等于2mm（0.1~0.2）t。若弹性卸料板还要起到对凸模起导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模。该模具冲孔凸模与凸凹模冲孔，冲孔废料直接落料。利用推件块将制件顶出。模架类型及精度方便。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用方案四:中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具机构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该模具采用后侧导柱模架，以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。模具的总体结构如下图所示：冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书PAGEPAGE24模具的动作过程1318191016的设计是根据上模的行程计算出恰好在拉动滑块脱离活动凸模块的时候开始压17151019次冲压做好准备。此模具结构紧凑，装拆模方便，安全可靠，生产效率比使用传统模具提高两倍以上。第五章模具主要零件的设计工作零件的结构设计落料的凹模设计计算：凹模高度H=Kb(不应小于8mm)K—K=0.35~0.5B—凹模孔的最大宽度=0.5×23=11.5（mm）取凹模厚度H=10mm凹模壁厚c=(0.5~2)×10=(15~20)mm取凹模壁厚c=18mm凹模板边长L=B+2c 6—2)=23+18×2=59mmL×B×H=59mm×18mm×10mm如下图所示：冲孔凸模采用数控铣床、线切割加工。其总长度按相关公式计算：L=H+H+H+h=10+8+10+15=43mm1 2 3L—凸模长度H—凸凹模固定板厚度1H2H3H—图如下弯曲模工作部分的尺寸计算凸凹模圆角半径的计算r=r=0.2mmp弯曲模的间隙C=t+xt式中t

——材料的最大厚度

maxmaxx6—7其工作部分如下图所示：凸凹模的结构如下图所示：冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书冷冲压工艺规程设计及模具设计说明书PAGEPAGE31第六章压力机的校核6.1压力行程拉深一般需要较大的行程，在拉深中为了便于安放毛坯和工作，其行程一般为拉伸件的2.5倍。该零件的最大高度h=14mm,2.5h=2.5×１４＝３５ｍｍ＜７０ｍｍ，所以满足。压力机工作台面尺寸：由于模具外形尺寸为：前台２８０ｍｍ左右１７０ｍｍ，而压力机工作台面尺寸为：前后３８０ｍｍ、左右５００ｍｍ，所以满足条件。６．２公称压力根据公称压力的选取压力机型号为ＪＡ２１－３５，它的压力为３５０ＫＮ＞１９５ＫＮ,所以满足要求。主要参数均符合条件，因此所选的压力机满足要求。第七章辅助装置的选用固定板45垫板4543—48HRC，滑。4—12mm，实际应具体而定。模架强度和刚度。有合适的模架选用，可以参考标准件自行制造一四导柱滑动导向模架。模座用HT200凹模外形尺寸及弹簧尺寸确定后可参照有关标准选取后侧导柱模架280mm×170mm×220mm-280mm上模座：280mm×170mm×50mm 材料为下模座：280mm×170mm×