广东工业大学冲压工艺及模具设计课程设计说明书

课程设计课程名称冲压工艺及模具设计题目名称 电器盒冲压工艺及模具设计学生学院 资料与能源学院专业班级学号 学生姓名指导教师2012年6月20日目录广东工业大学课程设计任务书 错误！不决义书签。一、 冲模设计流程 错误！不决义书签。二、 冲压工艺剖析 错误！不决义书签。零件图剖析 错误！不决义书签。冲压方案确立 错误！不决义书签。三、 胀形模设计 错误！不决义书签。模具种类和构造形式确实定 错误！不决义书签。胀形变形程度的计算 错误！不决义书签。胀形力的计算 错误！不决义书签。胀形力的计算 错误！不决义书签。卸料力的计算 错误！不决义书签。总成形力的计算 错误！不决义书签。凸模的设计 错误！不决义书签。凸模圆角半径口的计算 错误！不决义书签。凸模刃口尺寸的计算 错误！不决义书签。凸模长度的计算 错误！不决义书签。凹模的设计 错误！不决义书签。凹模圆角半径2的计算 错误！不决义书签。凹模刃口尺寸的计算 错误！不决义书签。凹模高度H的计算 错误！不决义书签。凹模厚度的计算 错误！不决义书签。固定板和垫板的设计 错误！不决义书签。凸模固定板的设计 错误！不决义书签。凹模固定板的设计 错误！不决义书签。垫板的设计 错误！不决义书签。卸料装置的设计 错误!不决义书签。卸料板尺寸选择 错误!不决义书签卸料弹簧的选择 错误!不决义书签卸料螺钉的选择 错误!不决义书签模架的采纳 错误!不决义书签上下模座螺钉和定位销的采纳 错误!不决义书签模柄的采纳 错误!不决义书签压力机的采纳 错误!不决义书签四、设计总结 错误!不决义书签模具特色 错误!不决义书签设计过程中存在的问题 错误!不决义书签心得领会 错误!不决义书签五、参照文件 错误!不决义书签。广东工业大学课程设计任务书题目名称电器盒冲压工艺及模具设计学生学院 资料与能源学院 专业班级 资料成型及控制工程专业 一、 课程设计的内容依据给定的冲压零件图进行产品的冲压工艺剖析和比较，拟定合理的冲压工艺方案，进行有关工艺计算，确立冲压模具的种类和构造，选择冲压设施，绘制模具的装置图及零件图，编制冲压工艺卡，并撰写设计说明书。二、 课程设计的要求与数据课程设计时间共2周，准时独立达成课程设计任务，切合学校正课程设计的规范化要求；绘制所设计模具的装置图和非标件零件图：图纸整齐，布局合理，图样和标明切合国家标准；编制冲压工艺卡，撰写设计计算说明书（约20页）：要求公式使用正确，计算正确，语言流利，书写工整，插图清楚齐整；设计说明书与图纸按学校规定装订成册。三、 课程设计应达成的工作冲压工艺设计：包含剖析零件的冲压工艺性，拟定冲压件的工艺方案，确立合理的排样形式、裁板方法，并计算资料的利用率；确立模具构造及尺寸等；依据总冲压力及考虑模具的构造尺寸选择成形设施的型号；模具构造及其零零件设计：设计一道工序的冲模，绘制冲模总装置图及主要零件图；冲压工艺过程卡片；设计计算说明书。

四、课程设计进度安排序号设计各阶段内容地址起止日期1部署题目，工艺剖析与工艺计算教2-4312工艺方案比较与模具构造草图教2-4313绘制模具总装置图教2-4314绘制零件图，编冲压工艺卡教2-4315编写设计说明书教2-4316辩论，提交所有资料教2-431五、应采集的资料及主要参照文件自编•冲模设计课程设计指导书[M].广东工业大学，2011.自编.冲模图册[M].广东工业大学，2011.王新华编着.冲压设计与制造适用计算手册（第二版）[M].北京：机械工业第一版社,2011,7:167-169.齐卫东主编.简洁冲压模具设计手册[M].北京：北京理工大学第一版社，：349熊志卿主编.冲压工艺与模具设计[M].北京：高等教育第一版社，蒙以嫦，梁艳娟主编.冲压模具设计与制造[M].北京：北京理工大学第一版社,发出任务书日期:2012年6月11发出任务书日期:2012年6月11日指导教师署名:计划达成日期:2011年6月22日基层教课单位责任人签章:主管院长签章:设计内容设计计算及过程计算结果、冲模一、冲模设计流程设计流程零件图样与技术条件一审察冲裁工艺性一确立冲压工艺方案f排样、确立条料宽度和导料板间距f选择模具构造种类f计算冲压力f确立压力中心f确立凸、凹模空隙f确立凸、凹模刃口尺寸f设计凹模f设计凸模f设计凸模固定板f选择垫板f选择导向f设计上、下模座f设计卸料（顶件）方式f设计导料板、导料销f确立模具闭合高度、开启高度f选择压力机f绘制模具总装置图、零件图查阅有关资料，在明确冲模设计的整个流程以后，便开始冲模的设计。二、冲压二、冲压工艺剖析工艺分零件图剖析析如图1-1所示为电器盒的CAD和UG图纸，该制件属于带凸缘的矩形高盒形件，经多次拉伸成形后胀形，再冲制数孔。其资料为：Q235A，厚度。Q235A韧性和塑性较好，|咋二450MPa，有必定的伸长率，适合冲压成形。零件外形尺寸无公差要求，即公差等级为IT14；5个孔的形位公差要求较高，需使用高精度（IT7级以上）冲孔模冲制。

设计内容设计计算及过程计算结果图1-1电器盒资料：Q235A；料厚：冲压方案确立所需工序：落料、拉伸、冲孔、切边可能的工艺方案有：方案1:落料一3次拉伸一冲孔一切边（10副单工序模）方案2:落料一2次拉伸一胀形一冲孔一切边（10副单工序模）方案3:落料+第一次拉伸一拉伸一最后一次拉伸+冲顶孔一冲侧孔、底孔一切边（6副单工序模+2副复合模）方案1、2模具构造简单，但需要10道工序、10副模具才能达成零件的加工，生产率较低；方案3采纳复合冲裁，构造复杂，但生产率较高。依据课程设计需要，联合生产实质，经过小组议论分析，方案2为最正确方案。所以，小构成员环绕方案2进行分工，母个人负责设计套单工序模。三、胀形模设计模具种类和构造形式确实定依据以上剖析，初步确立采纳单工序胀形模，使用弹性卸料装置卸料（压边）、后侧滑动导柱铸铁模架、带台肩式凸模、整体式凹模等。联合生产实质，在设计过程中不停地改正，直至设计出最正确、最合理的胀形模。

设计内容设计计算及过程计算结果三、胀形模设计胀形变形程度的计算胀形变形的特色是资料受切向拉伸，其变形程度受资料的极限延长率限制，常以胀形系数K表示胀形变形程度：K二——de式中山《—胀形后取大直径，mm；胡 胀形前毛坯的直径，mm；K 胀形系数。联合制件实质，胀形部分为矩形，没法用以上公式来计算，但其胀形深度仅1mm，变形里特别小，凭经验可判断其胀形系数小于极限胀形系数。以上剖析表示，资料性能知足工艺过程变形程度的要求，能够一次成形。胀形力的计算胀形力的计算采纳刚性凸模对平板毛坯进行胀形时所需的胀形力 F按下式估量：F=KLt<rb(M)式中L 胀形区周边长度，L=；t 板料厚度，t=;er* 板料抗拉强度，口b=450MPa；K 考虑变形程度大小的系数，取K=。

设计内容 设计计算及过程 计算结果将数值代入，可求得胀形力为:F=0.8X178.85X0.8X450=5t5(kN)卸料力的计算生产实质中常采纳以下经验公式计算卸料力：Fjp二K|pFj式中一一卸料力系数，依据《冲压工艺与模具设计》P52表2-11选］药「：；F 胀形力，F 「打。将数值代入，可求得卸料力为Fn=0-01x51.5=0.52kN总成形力的计算F&=F+Fjn=51.5*0.52=5202kNF-5V5kN依据总成形力的大小，可初步采纳63kNF-5V5kN在接下来的计算中进一步伐整和确认。凸模的设计常用的凸模构造形式有整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式的等。凸模的固定方法有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定、粘结剂浇注法固定等。本课程设计采纳整体式凸模，并使用台肩固定。如图 3-1所示。Fe)=a52kN图3-1凸模

凸模圆角半径I］的计算当r/t较小时，凸模圆角半径等于胀形件角部圆角半径，即1佃凸模刃口尺寸的计算Ap二(A_0.75寸-2c)T“為=(B-0.75?-2c)+可式中A、B 制件基本尺寸，mm；丿 工件公差，mm；|,-；71-. 凸模制造公差，mm；c——凸、凹模单边空隙值，一般取c=()=将数值代入，可求得凸模刃口尺寸为：Ap= (65.5-0.75X0.74-2X0.0)弓035丈1Bp二(26.5-075X0.62・2X0.8)+0-凸模长度的计算L-hi+hj+t+h()式中L 凸模长度，mm；［寸 凸模固定板厚度，k-］=35mm；t；.；］ 卸料版厚度，卜』=15mm；F总=52.02kN=63.3454°F总=52.02kN=63.3454°18SWoa=24.4351;――附带长度，包含凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模固定板与卸料版之间的安全距离等,一般取10-20mm。将数值代入，可求得凸模长度为：L-35+15+0.8+20-70r&nm凹模的设计凹模圆角半径5的计算实质生产中，凹模圆角半径常依据资料的厚度-1mm凹模刃口尺寸的计算AP=63.3451厲巫mmt选用0.24-435mmAd=(A+075?)-“Bd=(B+0.75?)-…式中A、B 制件基本尺寸，mm；? 工件公差，mm；|■|. 凹模制造公差，mm。将数值代入，可求得凹模刃口尺寸为:Arf=(65„5+0.75X0.74)-25xo.74二66.00570.Srrm^B圧-(的5+0.75X0.62)-A25xo.«2二26.965-0,15叭凹模高度H的计算凹模高度H的计算：

H-kb式中k――系数，其值按《简洁冲压模具设计手册》P258表2-10选k=；b 最大孔口的宽度尺寸，b=。将数值代入，可求得凹模高度为：H=0.35X65.5=22.925m依据实质零件的外形尺寸，将凹模高度H取为:H=40mm凹模厚度的计算Aq=66,005-195Aq=66,005-195mm比二26.965-o,is*图3-2凹模固定板和垫板的设计凸模固定板的设计依据《简洁冲压模具设计手册》P302经验公式Hp=（ri.5）D将凸模固定板的尺寸设计为I上，I.，如图3-3所示。图3-3凸模固定板

凹模固定板的设计H-40m依据《简洁冲压模具设计手册》P302经验公式Hd= (0.6"08)Hfl将凹模固定板的尺寸设计为]_!.- 1.J .?_111，如图3-4所示。图3-4凹模固定板垫板的设计依据《简洁冲压模具设计手册》P302表6-61将垫板尺寸设计为■__] 1 ■- ，如图3-5所示。图3-5垫板卸料装置的设计该胀形件所需的卸料力较小，所以采纳弹性卸料板卸凸模固定板凸模固定板150X100X30耐率高，冲压前对毛坯有预压作用。卸料板尺寸选择卸料板的厚度可依据《简洁冲压模具设计手册》P286表6-43选为10mm；卸料板与凸模之间的单边空隙取；依据胀形件的外形尺寸，采纳「口门■匕」…•心:■:的方形卸料板，用2根弹簧和2个卸料螺钉来实现卸

设计内容 设计计算及过程 计算结果料，如图3-6所示。图3-6卸料板卸料弹簧的选择生产实质中常采纳以下经验公式计算卸料力：F0=心F凹模固定板凹模固定板130X100X20nmP52表2-11选冷「「；F胀形力，F_」J.'.。将数值代入，可求得卸料力为Fjp=0.02X51.5=k03kN每个弹簧所蒙受的负荷为F卸i03FK=—二——X100QN=258Nn4F预依据每个弹簧所蒙受的负荷，从课程设计指导书《冲模设计》P81表10-1，初选弹簧圆柱螺旋压缩弹簧：弹3X1BX35簧d*302=18t=6.13F)=388其参数为、\二、身丫〕三、2 、X100X10mm弹簧最大压缩量一定知足：h预 h科=12.2ran式中卜-・弹簧预压缩量， 卸料板工作行程，一般取料厚―+1mm

计算结果h燼籍 凸、凹模修磨量，一般取4〜10mm。将数值代入，可求得弹簧最大压缩量为：+h工件+hj§磨-12.2+1.3*4=18mmhj=18.2>託故所选的弹簧是适合的。卸料螺钉的选择从《简洁冲压模具设计手册》P292表6-49选用圆柱头卸料螺钉X100JB/T，其直径d=M6、长度L=100mm。模架的采纳卸料板120X100X卸料板120X100X10rrrn上、下模板与导向装置的整体称为模架，而无导向装置的一套上、下模板称为模座。模具设计时，往常是按标准采纳模架或模座。进行模板设计时，圆形模板的外径应比圆形凹模直径大30~70mm。相同，矩形模板的长度应比凹模长度大40〜70mm•而宽度取凹模宽度相同或稍大。此外，下模板的轮廓尺寸还应比压力机工作台漏料孔每边起码大40~50mm。模板厚度可参照凹模厚度估量，往常为凹模厚度的1〜1・5倍。上、下模板的导柱、导套安装孔往常采纳组合加

工，以保征上、下模板孔距的一致。模板上、下平面之间吨有平行度要求。模板大多是铸铁或铸钢件，其构造应知足锻造工艺要求。此外，大型模板上还直设置起重孔或起吊装置，便于模具起吊运输。导柱导套的部署方式常有的有后侧部署、中间双侧部署、对角部署和四角部署等几种。后侧部署时，导柱、导套受力不均衡，影响导向精度。但它三个方向敞开，送料操作方便简单实现机械化、自动化生产。对导向要求不太严格且冲压偏移力不大时宽泛采纳这类部署方式。中间双侧市置时，受力均衡，但只好一个方向送料，多用于曲折模和拉深模。对角部署方式受力也较均衡，使用时能够两个方向送料，操作较为方便。采纳四个导柱、导套四角部署的导向装置。受力最平均，导向精度高，但构造复杂，仅用于大型冲模或对工件精度要求特别高的场合。采纳中间双侧部署和对角部署时，两导柱（导套）的直径一般不相等，以防止装错方向时破坏凸、凹模刃口。依据《简洁冲压模具设计手册》P312表6-73采纳后侧滑动导柱铸铁模架，由凸模固定板长度1, 1『・i、卸料弹簧：3X18X35宽度卩I-4「宀选用的模架尺寸以下：上模座：卸料弹簧：3X18X35下模座：「 1丄，1:gb/tA型导柱：丄J.GB/T—1990A型导套：丄匚二 —GB/T—1990

设计内容设计计算及过程计算结果上下模座螺钉和定位销的采纳因为该冲模属于小型模具，成形力较小，故米纳 4个圆柱头内六角螺钉(GB/T70—1985)紧固，4个螺钉呈对称散布。圆柱头内六角螺钉紧固牢靠，且螺钉头埋在凹模内，使模具构造紧凑，外形雅观。销钉起定位作用，防备零件之间发生错移，销钉自己蒙受切应力。销钉多用圆柱销(GB/T119-1986)与零卸料螺钉件上的销孔采纳过渡配合，其直径与螺钉上的螺纹直径相同。上下模座螺钉和定位销的采纳以下：M6X100JB/T上模座螺钉：M10)<50上模座定位销：6mmx40mm下模座螺钉：M8x45下模座定位销：6mmx50mm模柄的采纳中、小型冲模一般经过模柄将上模固定在压力机的滑块上。模柄的构造形式好多，主要有以下几种：1)旋人式模柄。经过螺纹与上模板连结，为防备松动，拧入防转螺钉固紧。这类构造的模柄，装卸方便，多用于有导柱的小型冲模。2)压入式模柄。它与模板安装孔的配合采纳H7/m6过渡配合，并用销钉防备转动，合用于模板较厚的中、小型模具。3)凸缘模柄。用3个或4个螺钉固定在上模板的窝孔

内。多用于较大型模具。4）浮动模柄。它由模柄、球面垫块和接优等零件构成。这类构造能够经过球面垫块除去压力机滑块导向精度不足所产生的导向偏差。合用于需精准导向且导向装置在工作中一直不脱开的精细冲模，如硬质合金模、精冲模等。依据所选压力机模柄孔尺寸30mm50mm采纳压入式模柄A30 7381A3,其直径为d=30mm，高度h=73mm，资料为A3。压力机的米纳冲床的公称压力应大于计算出的总压力F=；最大闭合高度应大于冲模闭合高度（冲模闭合高度H=190mm）5mm；工作台台面尺寸应能知足模具的正确安装。按上述要求，联合实质，可采纳公称压力为160kN的开式压力机。采纳的压力机的参数：公称压力：压力机。采纳的压力机的参数：公称压力：160kN滑块行程：70mm最大闭合高度：220mm模柄孔尺寸（直径mm•深度mm）上模座：16&X(25X35下模座：:30mm50mm160X125