冲压模具课程设计书

长江大学工程技术学院冲压模具课程设计（2012-2013学年第二学期）系(部)机械系专业班级模具61102班学生姓名梁璨学号/序201162359/14指导教师梁汉优(讲师)完成时间2014年5月28日序言模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）流动，使之形成所需的形体，用模具制造零件以其效率高产品质量好，材料厂消耗低，生产成本低而广泛用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化得重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域的60%~90%的产品零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具的最大市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业生产政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的不断需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80%的模具须要更换。中国摩托车居世界第一，据统计，中国共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多元。其他行业，如电子及通讯，家电建筑等，也存在巨大的模具市场。随着经济的发展，工业产品技术也在不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高，虽然模具种类很多，但在“十一五”期间其发展重点应该是既能满足大量需要，又具有较高的技术含量，特别是目前国内尚不能自给，需大量进口的模具和能代表发展方向大型、精密、复杂、长寿命模具，又由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。所以模具设计很重要。目录零件的工艺性分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4材料分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4结构分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4精度分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4冲压零件工艺方案的拟定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4冲压工艺性分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4制定工艺方案‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5零件工艺计算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5刃口尺寸计算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5排样计算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6冲压力计算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7压力中心计算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7冲压设备的选用‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7模具零部件结构的确定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8标准模架的选用‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8卸料装置中弹性元件的计算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8其他零部件结构‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9模具工作原理与使用注意事项‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9课程设计过程感受‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10模具装配图‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11模具零件图‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12参考文献‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥13一、零件工艺性分析工件为如图所示的落料件，材料为65Mn，材料厚度为1mm，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下

工件图材料分析65Mn为优质碳素结构钢，钢强度、硬度高，弹性好，适合冲裁成形。结构分析零件结构简单对称，适合冲裁加工，零件中无异形孔，满足冲裁要求。3、精度分析零件上有5个尺寸标注了公差尺寸要求，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IT10级，冲孔件公差等级最好低于IT9级，工件的精度等级为IT10级。由以上分析可知，零件可以用冲裁的加工方法制得。冲压零件工艺方案的拟定1、冲压工艺性分析零件为落料件，可提出的方案如下：方案一、单工序模：零件属于中批量生产，结构简单，制造容易，在压力机一次行程内只完成一种冲压工序，而不论冲裁的单个还是多个。方案二、复合模：若采用复合冲裁，可以得出冲件的精度和平直度较好但成本高，装配精度也高，多工序。凸凹模最小壁厚为2.7mm方案三、级进模：大批量生产，冲裁精度较高，制造复杂，多工序，冲裁件孔与孔、孔与边缘尺寸较小时使用。2、制定工艺方案比较三种方案欲采用方案一单工序模生产。三、零件工艺计算1、刃口尺寸的计算以落料凹模设计为基准的刃口尺寸计算工序性质磨损情况基准件凹模的尺寸配制凸模的尺寸落料增大Aj=(按凹模实际尺寸配制，保证间隙2Cmin2Cmax之间。减小Bj=(不变Cj=(Cmin工件中尺寸增大的有R17.50+0.07，630+0.12，70+0.058（630+0.12为半磨损）；不变的有12根据刃口尺寸计算公式得到各尺寸的刃口尺寸如下增大尺寸的刃口尺寸为R17.50+0.07（17.450+0.0125mm），630+0.12（62.880+0.31不变尺寸的刃口尺寸12±0.035（12.035mm±0.00875mm），23±0.042（22.622mm±0.0105mm）减小尺寸的刃口尺寸为R5-0.0480（5.029-0.007250mm），排样计算分析零件形状，应采用单直排的排样方式，零件可能的排样方式有如下图所示两种。比较两种排样方式，第二个条料宽度过窄剪板时容易造成条料的变形和弯曲，应选择第一种排样方式。现选用4000mm×1000mm的钢板，则需计算采用不同的裁剪方式时，每张板料能出的零件总个数。裁成宽84.1mm、长1000mm的条料，则一张板材能出的零件总个数为（4000÷84.1）×（1000÷36.5）=47×27=1269（个）裁成宽84.1mm、长4000mm的条料，则一张板料能出的零件总个数为（1000÷84.1）×（4000÷36.5）=11×109=1199（个）比较以上两种裁剪方法应采用第一种裁剪方式，即裁为宽84.1mm、长1000的条料。其具体排样如图所示。2、冲压力计算冲裁力基本计算公式为F=KLTτ(式中K=1.3)该零件的周长为305mm，材料厚度1mm，65Mn钢的抗剪强度取600MPa,则冲裁该零件所需冲裁力为F=1.3×305×1×600≈238KN模具采用弹性卸料装置和推件结构，所以所需的卸料力Fk=KxF=0.06×238推件力FT=NKTF=5×0.07×238≈83KN则所需的冲压力为F总公称压力为335×1.2=402KN3、压力中心计算零件外形为对称件，零件的压力中心可近似认为就是零件外形中心线的交点。四、冲压设备的选用根据冲压力的大小，选开式双柱可倾压力机JH23-40，其主要技术参数如下：公称压力：400KN滑块行程：80mm最大闭合高度：330mm闭合高度调节量：65mm滑块中心线到床身距离：250mm工作台尺寸：460mm×700mm工作台孔尺寸：250mm×360mm×Φ320mm模柄孔尺寸：Φ50mm×70mm垫板厚度：65mm五、模具零部件结构的确定1、标准模架的选用标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。由凹模高度和厚壁的计算公式得，凹模高度H=Kb=0.35×80.5mm≈28mm凹模厚壁C=（1.5~2）H=2×28=56mm所以凹模的总长和宽度分别为L=（80.5+2×56）mm=194mm(取200mm)，B=（35+2×56）mm=148mm查表可知卸料板厚度为12mm，导料板厚度为3mm，凸模固定板厚度为（0.6~0.8）H凹=0.8×28=22.4mm。所以凸模H=22.4+12+1+3+20≈58mm模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，查表计算可得上模座200mm×160mm×40mm，下模座200mm×160mm×45mm，导柱28mm×150mm，导套28mm×100mm×38mm。2、卸料装置中弹性元件的计算模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：确定橡胶的自由高度=（3.5~4）=+=t+1+(5~10)=(1+1+8)=10由以上两个公式，取=40。(2)确定橡胶的横截面积A=查得矩形橡胶在预压量为10%-15%时的单位压力为0.6MPa，所以=14000N/0.6Mp23333确定橡胶的平面尺寸根据零件的形状特点，橡胶垫的外形应为矩形，中间开有矩形孔以避让凸模。结合零件的具体尺寸，橡胶垫中间的避让孔尺寸为85×40，外形暂定一边长为160，则另一边长b为b×160-85×40=b=（23333+85×40）÷160mm≈167mm校核橡胶的自由高度为满足橡胶垫的高径比要求，将橡胶垫分割成四块装入模具中，其最大外形尺寸为80，所以Ho橡胶垫的高径比在0.5~1.5之间，所以选用橡胶垫规格合理。橡胶的装模高度约为0.85×40=34。3、其他零部件结构凸模由凸模固定板固定，模柄选用凸缘式模柄，根据设备上的模柄孔尺寸，选用规格为A50×100的模柄。六、模具工作原理与使用注意事项冲压模具又被称之为冷模，它是利用冲压机压力作用在模具上，使放在模具中的金属产生形状的变化。从模具的功能分有拉伸模.冲裁模.折弯模.铆接模等.拉伸模的工作原理是利用相同形状的凸凹模通过压料板压住料将金属材料按设计需要加工出各种几何立体的产品。其中要考虑的因素很多，例如冲床压力，金属材料的拉伸率，产品几何图形的复杂程度，模具压料力，模具间隙等。冲裁模有简单的单冲模和结构复杂的连续模，主要考虑的是机床压力。

根据工艺规程选用机床，并检查各部位工作是否正常，如需检查机床的平行度，则通知机修人员。在安装模具前，把机床台面、滑块和模具上、下表面擦试干净。模具高度和机床调整高度需用垫铁的只能放在模具下模板下；确需垫在上模板上的，在模具维修工指导下摆放。模具压板垫铁必须高于模具所压部位，并用对角逐步锁紧法。调整模具时,将转换开关置于寸动位置。模具安装好后,将行程开关扭至“调整”位置，逐步调整行程深度。心得体会通过为期两周的冲压模具课程设计让我发现自己还存在着很多不足之处，在刚接到老师交给的任务时可以说是一脸茫然，不知道做什么，该怎样做，经过和同学们的分析、老师的沟通交流，我已经初步对自己的任务进行了一个构思，接着就安排了一下自己的任务，经过一步一步的理解、分析、计算、查表得出相应的数据，再根据所得的相应数据画出模具零件图（上模座、下模座、固定板、凸模、凹模、卸料板等），模具装配图（主视图、俯视图）。在这次冲压模具课程设计中，不仅让我温习了一下课本的知识，而且让我接触了许多课外的知识，课外的知识在我看来很广泛，每一个零件的尺寸确定都不是那么简单的，都需要计算和查表，绝对不是凭空想象的，都有一定的依据，这次我在图书馆都借了好几本书，顿时让我觉得我们这个专业很了不起，所以我每当解决完一个问题时我