L型工件冲压模具设计(含全套CAD图纸)

可编辑修改可编辑修改欢迎下载欢迎下载说明书设计题目： L型工件冲压模具设专业年级：机械设计制造及其自动化2011级学 号：姓 名：指导教师、职称：2015年05月27日目录摘要 IAbstract II1引言........................................................................................................................................................-31.11-1.2...................................................................................-1-1.3222-2.13-2.23-2.34-2.44-3...................................................................................................-5-3.1.......................................................................................-6-3.27-3.38-3.49-3.5.........................................................................-10-4.12-4.113-4.214-4.316-4.417-4.518-4.618-4.719-4.8卸料装置 .-19-4.919-......................................................................................................................................................-19-..................................................................................................................................................-20-..........................................................................................................................................................-22-摘要卸料板、挡料销。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压关键词：冲孔 落料模具 复合模 冲压AbstractThedesignofthepunchingandblankingmultiplemodulusdesign.ThispaperbrieflyoutlinedtheStampingDiecurrentdevelopmentstatusandtrends.Theproductofadetailedanalysisandtheidentificationprocess.Stampingdiedesigninaccordancewiththegeneralstepstocalculateanddesignthesetsonthemainmoldparts,suchas:punchanddie,Punchplate,plate,DieanddumpplatesI.feetbehindthesalesandmarketingis.Die-standardmodelplanes,tochooseasuitablestampingequipment.Sothestructureisdesignedtoensurereliableoperationofdiestampingproductsandmassproductionrequirements.Keywords:Punching Drawing Blanking Mould&Die ProgressiveStamping1引言本设计的目的与意义随着制造业的快速发展，将我国由“制造业大国”转变为“制造业强国”的呼声越来越高。要实现这个大的转变，一定离不开冲压技术的改进提升。因为在发达国家，冲压产品的数量远远高于传统机床生产的产品数量，甚至可以用冲压产品在机器中所占的比例来衡量一个国家制造业的发展水平。冲压获得的产品一般无需进行切削加工，所以是一种节约能源的无（少）切削加工方法。相当多的工业部门越来越多地采用冲压加工零部件，如航空航天、机械制造、医疗、仪器仪表等行业。可以说，如果不采用冲压工艺，，许多部门要提高生产率、提高质量、降低成本简直是难以实现的。冲压生产便于实现自动化，生产率高，将来定会越来越受到重视！08L（20mm,17.5mm主要制造工艺过程是落料、冲孔、切边四大工序，最终生产出需要的工件。通过本次设冲压模具在国内外发展概况及存在问题由于我国的模具行业起步较晚，，与国外相比，仍然有很大的差距，如产需矛盾、企业结构不合理、产品水平低下等。此外模具行业的整体装备水平也存在相对落后、利用率低下的现象。随着近年来我国模具行业的快速发展已经取得一些突破如模具的加工方法迅速现代化、代表冲压生产新趋势的冲压柔性制造单元（FMC）和冲压柔性制造系统在我国也已开始使用、一些国内企业已经普及二位 CAD、并陆续开始使用 UG、Pro/Engineer、Euclid-IS等国际通用软件。当前模具结构与精度朝着两个方面发展。一方面为了实现大批量自动化生产的需要，冲模正向多工位、多用途、高效方向发展；另一方面，为了适应市场的需求跟上代潮流现在产品更新换代越来越快各种快速成型方法和经济模具的设计和加工制造得 以 快 速 发 展 。CAD/CAE/CAM总之，为了更好的与国际接轨，我们应该着力发展以下几个方面(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术（2高速铣削加工(3)模具扫描及数字化系统（4)提高模具标准化程度(5)模具自动加工系统整个生产制造全过程发展(6)重视复合化成形技术的发展课题应解决的主要问题、指导思想和应达到的技术要求080根据工艺分析选定模具种类，确定模具结构型式；确定模具的压力中心；确定模具闭合高度；凸、凹模和垫板等零件的强度计算。解决问题：选择合适的模具结构类型，解决各工序刃口的设计。2产品的结构分析和构成产品设计产品外观图如下2-1所示

图2-1零件图该产品名为L型工件；其产品所用材料为08钢；为大批量生产；所用材料♘度为2mm工件尺寸如下图所示:产品整体要求光滑，所以在加工过程中不产生裂痕或起皱。表面粗糙度Ra12.5。标注尺寸公差去IT14级精度。冲裁件的工艺分析L型工件所用的材料为08刚，标准:GB/T 699-1988材料特性及使用范围：08刚为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而塑性和任性极高，具有良好的深冲、拉延等加工性能、焊接性能。其力学性能：抗拉强度σb(MPa)：≥295屈服强度σs(MPa)：≥175伸长率δ5(％)：≥30断面收缩率ψ(％)：≥60硬度：未热处理<131HB符合冲裁要求。由于工件相对简单，只有落料、冲孔两个工序。将其外形视为落料需要冲的孔只有如图的四个。未标注尺寸公差为默认公差IT14，尺寸精度要求较低，普通冲裁即可满足要求。确定工艺方案该工件的加工工程包括落料、冲孔两个基本工序，可以运用如下三种工艺方案：方案二：采用级进模方案三：采用复合膜单工序模的分析：单工序模只有一个工位，在冲床的一次行程中，只能完成一种冲压基本工序的冲模。工件为大批量生产若用单工序模效率低下，所以不宜用单工序模。另外单工序模精度不太高，也达不到生产要求，由此来看采用级进模或复合膜。L经过以上分析比较工件的冲压选用正装复合模。计算冲裁力、压力中心和选用压力机排样方式的确定及材料利用率的计算1t=1.5mma=1.8，a=2.0一个步距内的材料利用率为：1式中： A——一个步距内冲件的面B——条料宽度S——一个步距内条料的面一张条料的材料利用率为：式中： n——一张板料上冲件总数目A——冲裁件面积（mm）B——条料宽度（mm）L——板材长度（mm）设计冲压模具时，先要设计条料排样图从工件形状等因素综合分析，采用直排比 较 好 ， 如 图 所 示 :图3-1排样图利用CAD计算出其冲裁件面积为：S36604236π18182745.361 下偏差=1.0mmB=(D2a1

=54.60一个步距的材料利用率为87.5%。计算冲裁力、卸料力由表查得=260~360MPa，取=310Mpa由表查得：脱卸系数K1=0.05冲裁总压力的确定：冲孔周边尺寸：L=78+60+36+24+42+π18=265.12F=1.3Lt=1.3×265.12×300×1.5=15509N式中t——冲裁♘度—材料的抗剪强度落料:L1=78+60+36+24+42+π18=296.52mm落料力 F落料=1.3×296.52×300×1.5=173464NF=F冲孔+F落料=15509+173464=188973N由《冲压模具简明设计手册》表2.10，取故F=K F卸 卸冲

=0.0045×15509=69790N=69KNF nK F推 推冲

（3-6）K=0.055F=0.055×173464=9540.52NFQ=F+F+F=342.93KN压力机的选用压力机选用的标准为:压力机的行程的多少，应该能保证成行零件的取出与毛坯的放进。所选的压力机的封闭高度应与冲模的封闭高度相适用。H0HHmaxHmin。H0Hmax-5mm≥H0≥Hmin+10mmH0罗纹接触面积过小而被压坏。如果模具闭合高度实在太小，可以在压床台面上加垫板。表3-1 压力机的参数表:型号 参数公称力/kN450标称行程/mm3.2滑块行程/mm120滑块行程次数/次.min-180最大封闭高度/mm270封闭高度调节/mm60滑块中心线至床身距离/mm225工作台尺寸/（前后/mm×左右/mm）工作台孔尺寸/mm模柄孔尺寸/（直径/mm×深度/mm）电动机功率/kW

440×81015050×605.5即选取型号为J23-16的开式固定台压力机。确定模具压力中心冲模对工件施加的冲压力合力的中心称为冲压压力中心。要使冲压模具正常地工压力中心的确定原则：心。以拍样图左下角为坐标原点建立坐标轴（xY）为了使压力机和模具能够平稳、正常的工作作业，应当让模具的压力中心与压力机 滑 块 的 中 心 线 相 重 合 。本工件压力中心与几何中心不重合，所以要算出其压力中心。LX LX1 1 2 2

LXn nX0=

L L1

LnY0=

LYLY1 1 2

LYn nL L1 2

Ln式中 X、X、····X——各图形冲裁力的X轴坐标；1 2 nY、Y、····Y——各图形冲裁力的Y轴坐标；1 2 nX0=

31.7417.5130.9517.5121.2784.53......12.56268.8231.7430.9521.27......12.56

=150.51mmY0=

31.7494.0930.958.9521.2780.15 129.5731.7430.9521.27......12.56

=51.87mm压力中心的坐标为：（150.51，51.87）冲裁模间隙与凸凹模刃口尺寸及公差的计算在复合模中，凸凹模的刃口尺寸和公差，直接关系到冲裁件的尺寸精度。另外，模具的合理间隙也需要靠凸凹模尺寸和公差来保证。所以设计合理的间隙值和凸凹模刃口尺寸关系到复合模设计的成败。冲裁工件中含有圆角、毛刺、光面、毛面四个部分。经过实践发现落料件的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸。落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。计算原则是：１．设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。增大凹模刃口尺寸来取得。等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸模具磨损留 量 与 工 件 制 造 精 度 有 关 x、表示，其中0.5~1.0IT10x=1IT11~IT13，x=0.75;工件精度IT14，x=0.5.３．冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。2~4IT6~IT71/41/8差。凸、凹模刃口尺寸的计算与加工方法有关，基本可以分为三类：1）A类 随模具刃口的磨损，零件尺寸逐渐增大，如图中尺寸A2）B类 随模具刃口的磨损，零件尺寸逐渐减小，如图中尺寸B3）C类 随模具刃口的磨损对零件尺寸基本无影响，如图中尺寸CIT14IT12Max凹模和凸模的最大间隙系数X=0.5Max

Z =0.240mm Mmin0.132 工件公差=0.62 磨损凸落料：凸

0.02 凹

0.032.5Zmin=0.246mmZmax=0.360mm查 的 标 准 公 差 值 p =0.016mm d =0.025mmD (D x)=(420.50.62)0.025=42.310.025d

(3-15)d max 0 0 0D (D Z )0p d minp

=

(42.310.2400.016

42.0640=(3-16)0.016=(3-16)p 校核：Zmax- Zmin=0.114mm +=0.041，满足间隙公差条p D (D x)=25.260.021dd max 0 0D (D Z )0p d minp

25.0140=0.013=校核：Zmax- Zmin=0.114mmp+d=0.034，满足间隙公差条件设计需要的模具确定模具的结构模具的连接与固定零件有模柄、固定板、垫板、销钉、螺钉等。这些模具的连接与固定零件有模柄、固定板、垫板、销钉、螺钉等这些零件大多有国家准，设计时可按国家标准选用。模具的零部件，根据在模具中的功能和特点，可以分成两类：⑴工艺零件：这类零件直接参与完成工艺过程并和毛坯直接发生作用。⑵结构零件：这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和毛坯直接发生作用。根据以上分析出的工艺方案，模具结构应采用前后送料、挡料销定距、弹性卸料装卸料力也较小，可采用弹性卸料装置，复合模生产。由于本次加工制作的工件尺寸较小，所以这次我们选用中小型的模具即可满足要求。零件名称选用材料牌号热处理HRC上、下模座HT200模柄Q275导柱1558~62导套1558~62凸、凹模固定板Q275打料杆Q235卸料板Q235导尺45淬火挡料销T8A淬火52~56导正销、定位T8A淬火52~56销销垫板T8A淬火54~58螺钉45头部淬火43~48销钉45淬火43~48推杆45淬火43~48顶杆45淬火43~48推板45淬火43~48顶件块45淬火43~48凸模T8A淬硬58~62凹模T8A淬硬60~64对于凸模和凹模材料的选用主要满足以下几点：凸模和凹模材料要有一定的硬度，而且材料的耐磨性要高，进行冲裁时才能达到要求。橡胶的选用橡胶在模具中多应用于弹顶机构和卸料装置中。常用橡胶的力学性能如表3-3牌号 伸长率（）/% 永久变（1120 250 351130 300 351140 350 351250 400 303001 250 25表3-3P=Fq式中 F——橡胶的横截面积q——与橡胶压缩量有关的单位压力，一般情况下我们取35%~45%，也就是h1=(0.35~0.45)Hhh=（0.1~0.15）H其工作的量程h工=h1-h预=（0.25-0.3）H截面尺寸的计算P、q，D=dd1.27(P/】根据以上分析，对于卸料装置选择用牌号为1140的橡胶较为可靠，而对于推荐装置则选用牌号为1250的橡胶较为可行。模柄的尺寸选用类型及应用场合：旋入式：图这种模柄装拆方便，但模柄轴线与上模座的垂直度较差，多用于有导柱的小型冲模。10b）H7/m6，可较好保证轴线与上模座的垂直度。适用于各种中、小型冲模，生产中最常用。10c）3~4H7/n6槽型模柄和通用模柄：图10d）、e）所示，均用于直接固定凸模，也称为带模座的模柄，它更换凸模方便，主要用于简单模。欢迎下载欢迎下载可编辑修改模柄的选用：首先应根据模具的大小及零件精度等方面的要求，确定模柄的类型，然后根据所选压力机的模柄孔尺寸确定模柄的规格。选择模柄时模柄安装直径d和长度L，应与滑块模柄孔尺寸相适应。模柄直径取与模柄孔相等，采用间隙配合H7/n6，模柄长度不得大于压力机滑块里模柄孔的深度一般小5mm~10mm。根据选择的压力机型号尺寸，模柄选择压入式模柄5055可编辑修改总长总长105mm50mm长55mm54mm长37mm52mm长3mm64mm长10mm其他连接零件的选取垫板♘度取：12mm 材料：45钢凸模固定板♘度取：24mm 材料：45卸料板♘度取：20mm 材料：HT200凸模的外形尺寸和在模具闭合状态下固定板与卸料板间的安全距离等因素需要增加的长度h19m（一h15～20mm）其中初定：凸模固定板凸模固定板卸料板♘导尺♘度可编辑修改可编辑修改欢迎下载欢迎下载24mm20mm3mm则L＝24＋20＋3＋19=66mm总长 9mm圆柱66mm 42mm1320mm15mm4mm刃口偏差00.02凸模强度校核1）凸模压应力校核对圆形有导向凸模承压强度校核公式：4td (4-2) 压式中---冲压材料的抗剪强度（MPa） ---凸模材料的许用压应力（MPa）压材料为Cr12MoV，许用压应力为1.2×103Mpa，抗剪强度为1N/mm24t

=4 1200

=0.005d=4mm压因此凸模承压能力满足要求。落料凹模尺寸的计算凹模高度 H=Kb (15mm)凹模壁♘ c=(1.5~2)H (30~40mm)对于多孔凸模，刃与刃之间的距离，应足强度要求，可按复合模的凸凹模最小壁♘进行设计。查《冲压工艺与模具设计》表2.27t=2b---冲压件最大外形尺寸K---系数凹 模 高 度 H 取 30mm凸凹模的材料选用：根据冲裁零件加工强度，变形抗力大，模具承受载荷增加，刃口部位磨损加快，且生产批量为大批量，则考虑选用合金含量高，耐磨性好的材料。凸模为Cr12MoV，凹模为