冲压课程设计说明书教材

课程设计说明书PAGE课程设计说明书题目：复合模课程设计学号：1136230095姓名：王博凯班级：11材控4班专业：材料成型及控制工程指导教师：方志刚学院：机械工程学院日期：2014年6月17日摘要本次课程设计的零件由指导老师提供，完成冲孔和落料两道工序。模具设计两个冲孔凸模，采用倒装复合模结构。局部零件使用压入式模柄，橡胶垫驱动的弹性卸料装置卸料，排样方式单排，由弹性挡料销定位，导料销进行导料。模架选择后侧导柱模架，利用cad软件进行二维图纸的绘制，包括装配图和零件图。关键词：冲孔；落料；倒装复合模；弹性卸料；cadAbstractThecurriculumdesignofpartsprovidedbytheinstructor.Weshouldcompletepunchingandblanking.IdesigntwodiewhichusdedtopunchingandchooseFlipcompositemodulus.Localpartsusingpressingdieshank.Therubberpadisdrivenbyelasticunloadingsettings,Singlerow.Elasticmaterialretainingpinisusedtopositioningandguidepinisusedtoguiding.Atlast，drawatwo-dimensionaldrawingsbyusingCADsoftware.Keywords:Punching;Blanking;FlFlipcompositemodulus;elasticunloading;CAD;

目录TOC\o"1-2"\h\z\u第1章绪论1.1设计的背景和意义…………………41.2设计的内容和思路……………………41.3解决的主要问题………………………4第2章总体设计方案2.1设计任务书……………52.2冲压工艺分析…………52.3冲裁方案确定…………62.4排样……………………72.5计算冲压力……………82.6确定模具压力中心……………………92.7计算凸凹模刃口尺寸…………………9第3章工作零件设计3.1凹模结构设计…………123.2凸凹结构设计…………123.3凸模结构设计…………13第4章其他零件设计………………………13第5章总装配图草图5.1装配草图………………165.2装配技术要求…………16总结………………18参考文献…………………………19致谢………………20课程设计说明书PAGE17绪论在室温下，利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离和塑性变形，从而获得所需要形状和尺寸的零件（也称制件）的一种加工方法。因为通常使用的材料为板料，故也常称为板料冲压。在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）,加工对象主要是金属板材,加工利用了板材冲压成形性能（主要是塑性），加工设备主要是压力机，加工工艺装备冲压模具。冲压生产的三要素：合理的冲压工艺、先进的模具、高效的冲压设备1.1设计的背景和意义21世纪的今天,中国凭借丰富且廉价的人力资源、庞大的市场及其它许多有利条件，已成为承接工业发达国家模具业转移的良好目的地。随着国际交往的日益增多和外资在中国模具行业的投入日渐增加，中国模具已经与世界模具密不可分，中国模具在世界模具中的地位和影响越来越重要。在这个大背景下，机械专业大学生应该在大学生活中就了解学习到各类模具的计算分析绘制。1.2设计的内容和思路本课题要求对给定零件进行落料、冲孔复合冲压模设计，通过对零件进行详细的工艺分析确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。通过该课题能够让学生掌握中等复杂程度零件冲压模具设计与制造的一般方法，对零件冲压工艺方案的制定、工艺计算及模具设计有了更深层次的认识，并学会对模具设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理的使用，该实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检验，可对以后从事类似的工作有一定的指导性与实践性意义。1.3需要解决的主要问题分为以下几点：1）熟悉整个模具设计过程，包括排样，压力中心计算，刃口尺寸计算等等。2）各个零部件的具体尺寸选用。3）CAD绘制二维零件图纸。4）CAD绘制二维装配图纸。5）对绘制的图形各部分进行校核。第2章总体设计方案2.1设计任务书零件：图2-1设计零件图冲孔直径9mm，半圆半径30mm材料：Q235料厚：1mm 精度：IT82.2冲压工艺分析1）、材料零件的材料为Q235普通碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。2）、结构该工件形状简单，对称，由圆和直线组成，查手册得孔边距，孔心距，孔径均满足复合冲裁要求。3）、精度零件外形：IT11，孔心距：IT11,零件内形：IT10均满足冲裁加工工艺精度要求。（查取表2-1公差等级表获得零件形状公差）4）、结论可以冲裁。参考文献【1】表2-1基准件标准公差数值基本尺寸/mm公差等级IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15IT16≤3>3～6>6～10>10～18>18～30>30～50>50～80>80～120>120～180>180～250>250～315>315～400>400～5000.8111.21.51.522.5354.56781.21.51.522.52.53457891022.52.5344568101213153445678101214161820456891113151820232512768911131619222529323640101215182125303540465257631418222733394654637281899725303643526274871001151301401554048587084100120140160185210230250607590110130160190220250290320360400100120150180210250300350400460520570630140180220270330390460540630720810890970250300360430520620740870100011501300140015504004805807009401000120014001600185021002300250060075090011001300160019002200250029003200360040002.3冲裁工艺方案确定该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案:方案①:先落料、再冲孔。采用单工序模生产。方案②:落料—冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案③:冲孔—落料级进冲压。采用级进模生产。方案①模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。方案②只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案③也只需要一套模具，生产效率高，但零件的冲压精度不易保证。通过以上三种方案的分析比较，对该冲压件生产以采用放案②为佳。综合考虑零件厚度等条件最后确定选用倒装复合模。2.4排样表2-2板料冲裁时的合理搭边值板料厚度手送料自动送料圆形非圆形往复送料aa1aa1aa1aa1≤11.51.521.5322.521-221.52.523.52.5322-32.5232.543.53.533-432.53.5354434-5435465545-6546576656-865768776>876879887表2-3条料宽度偏差剪切方式条料宽度材料厚度≤0.50.5-11-22-33-44-5龙门剪板机剪切≤50-0.4-0.6-1.0-1.2-1.4-1.650-120-0.7-0.7-1.2-1.6-1.8-2.0120-180-1.0-1.5-1.7-2.0-2.2-2.5滚剪切割≤20-0.05-0.08-0.1020-30-0.08-0.10-0.1530-50-0.10-0.15-0.20方案A图2-2排样方案A图1）搭边：查表2-2得搭边值，a=2mm，a1=1.5mm2）步距：h=30mm+1.5mm=31.5mm3）条料宽度：B=98+2×2=102mm4)条料利用率：一个步距内放一个制件，故A1=2607.678mm2η=方案B图2-3排样方案B图1）搭边：查表2-2得搭边值，a=2，a1=1.52）步距：h=98+1.5=99.5mm3）条料宽度：由表2-3查得条料宽度公差取0.7，则B=30+2×2=34mm4）条料利用率：一个步距内放一个制件，故A1=2607.678mm2η=综合考虑本人选择方案A排样2.5计算冲压力表2-4卸料力推件力顶件力系数 材料厚度mmK卸K推K顶钢《0.010.065-0.0750.10.140.1-0.50.045-0.0550.0630.080.5-2.50,04-0,050,.0550.062.5-6.50.03-0.040.0450，056.50.02-0.030.0250.03铝合金铝0.025-0.080.03-0.070.03-0.07紫铜黄铜0.02-0.060.03-0.090.03-0.09表2-4卸料力推件力顶件力系数1）落料力该模具采用弹性卸料和下出料方式。落料力：零件外轮廓线长度为L=262.2mm，则：F1= Ltσb=262.2×1×450N=117.99kN冲孔力：内孔轮廓线长度L=56.55mm则：F2=Ltσb=56.55×1×450N=25.44kN落料时的卸料力：由资料查的K卸=0.04，则：F卸=K卸F1=0.05×117.99kN≈4.72kN推件力取凹模刃口直壁高度h=6，n=h/t=6/1=6。由资料查的推件力系数：K推=0.055，则：F推=nK推F2=6×0.055×25.44kN≈8.40kN选择冲床时的总冲压力为：F总=F冲+F推=117.99kN+25.44kN+4.72kN+8.40kN=156.55kN2.6确定模具压力中心如图2-4所示：因为该零件左右对称，所以x0=0，利用CAD查询命令可以查出该零件的重心位置为：y0=16.37mm图2-4工件压力中心坐标图2.7计算凸模凹模刃口尺寸表2-5冲裁模初始双面间隙值z表2-6磨损系数x板料厚度mm制件公差mm≤1≤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磨损系数非圆形x值圆形x值1.00.750.50.750.5表2-7规则形状冲裁模凸凹模制造偏差基本尺寸δpδd基本尺寸δpδd≤18-0.020+0.020180-260-0.030+0.04518-30-0.020+0.025260-360-0.035+0.05030-80-0.020+0.030360-500-0.040+0.06080-120-0.025+0.035>500-0.045+0.070120-180-0.030+0.040由表2-5查得间隙值Zmin=0.1mm，Zmax=0.14mm冲孔采用配合法加工方法，以凸模为基准件，凸模磨损后尺寸减小，刃口尺寸减小故外轮廓尺寸属于B类尺寸。B9=(9+0.75×0.022)-0.022/40mm=2)落料由于外形轮廓较复杂，采用配合法加工方法，以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口尺寸都增大，因此外轮廓除内凹圆弧部分属于B类尺寸，其他尺寸均为A类尺寸，孔中心距及孔边距为C类尺寸。由表2-6得当△≥0.42时，x=0.5，0.21≤△≤0.41时，x=0.75，当x≤0.20时，x=1零件外形基本尺寸如图2-5所示图2-5零件外形基本尺寸图则：A98=(98-1×0.054)0+A30=30-1×0.0330+0.033/4A26.2=(26.2-1×0.033B30=30+0.75×0.033-0.033/4C48=48±0.039/8mm=48±0.004875mmC15=15±0.027/8mm=15±0.003375mm第3章工作零件设计3.1凹模结构设计表3-1凹模壁厚系数 Kb/mm材料厚度t/mm≤11-33-6≤500.30-0.400.35-0.500.45-0.6050-1000.20-0.300.22-0.350.30-0.45100-2000.15-0.200.18-0.220.22-0.30>2000.10-0.150.12-0.180.15-0.22落料凹模形状尺寸如图3-1所示图3-1凹模形状尺寸图1）厚度查表3-1得凹模厚度系数K=0.3，则凹模厚度H=Kb=0.3x98≈30mm2）凹模壁厚c=（1.5~2）H=45mm3）凹模宽度B=120mm4）凹模长度B=188mm3.2凸凹模结构设计凸凹模形状尺寸如图3-2图3-2凸凹模形状尺寸1）凸凹模高度L=h1+h2+hh1为凸凹模固定板厚度，取0.6-0.8个凹模厚度即取16h2为卸料版厚度取14mmh为橡胶垫高度取22mm凸凹模下漏料孔直径选Φ12，冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大，因此凸凹模的壁厚应严格控制，以免强度不足3.3凸模结构设计冲孔凸模形状尺寸如图3-3图3-3冲孔凸模形状尺寸1）凸模长度凸模长度L=h1+h2+th1为凸模固定板厚度选取16mmh2为落料凹模厚度选取30mmt料厚1mm所以冲孔凸模长度选取47mm第4章其他零件设计参考文献【2】选择各部分零件4.1送料定位机构设计采用活动挡料销定位，安装在橡胶垫和活动卸料板之间。工作时可随凹模下行而压入孔内，工作很方便.4.2卸料机构设计1）采用弹性卸料板。因为是倒装式复合模，所以卸料板安装在下模。2）采用打料装置将工件从落料凹模中推下，罗在模具工作表面上。3）下模座上采用漏料孔排出。冲孔废料在下模的凸凹模内积聚到一定数量，便从下模座的漏料孔中排出。4.3出件机构设计因为采用倒装复合膜，所以用上出件方式。4.4橡胶垫为保证橡胶垫不过早失去弹性而破坏，其允许的最大压缩两不得超过摘要高度的45%，一般取自由高度的35%～45%。橡胶垫的预压缩量一般取自由高度的10%～15%。橡胶垫产生的力式中—压力；—橡胶垫横截面积；—与橡胶垫压缩量有关的单位压力，如表4-1所示。表4-1橡胶压缩量和单位压力橡胶压缩量（%）单位压力（MPa）橡胶压缩量(%)单位压力(MPa)1015200.260.500.702530351.031.522.10取A=160x160-60x90-3.14x25x25/2=19218.75，则P=p卸/A=5500/19218.75=0.28MPa取压缩量为25%，预压缩量为15%，工作行程mm。所以橡胶垫的自由高度为h自由=s/(0.20-0.10)，取20预压缩量取为2m。则H=22mm4.5凸凹模固定板凸凹模固定板形状与凹模板一致，厚度为164.6凸模固定板凸模固定板将凸模固定在模座上，其平面轮廓尺寸与凹模板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6、H7/n6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。凸模固定板为圆形，厚度一般取凹模厚度的0.6~0.8倍，材料为Q235，厚度选16mm4.7垫板压入式模柄与凸模固定板中间需加一块垫板厚度选取8mm4.8模架参考文献［3］选用后侧导柱式模架4.9模座参考文献［3］选用如下图模座，图4-1上模座图4-2下模座上模座：L×B×H=200×125×40下模座：L×B×H=200×125×504.10压力机选用选择压力机JC23-25公称压力250KN模具闭合高度2压力机工作台尺寸370x560，一般工作台面尺寸每边应大于模具下模座尺寸50～70mm，所以该压力机可以选用。4.11模柄参考文献［3］选用直径d=40mm，D=79mm、材料为Q235的A型凸缘式模柄，模柄B40×79JB/T7646.3—19944.12导柱导套选用A型滑动导柱导套导柱：25x100导套25x100x38第5章总装配图草图1.装配草图1.凹模2.凸模3.推杆4.凸模固定板导料销5.垫板6.上模座7.导套销钉8.导柱9.螺钉10.模柄销钉11.推件块12.板料13.导料销14.凸凹模15.橡胶16.凸凹模固定板17.卸料螺钉卸料版18.下模座19.挡料销20.紧定螺钉2.装配技术条件要求

1.装配时应保证凸，凹模之间的间隙均匀一致，配合间隙符合设计要求，不允许采用使凸，凹模变形的方法来修正间隙。

2.推料，卸料机构必须灵活，卸料板或推件器在冲模开启状态时，一般应突出凸凹模表面0.5～1.0mm。3.当采用机械方法联接硬质合金零件时，连接表面的表面粗糙度参数值为0.8um。

4.各接合面保证密合。

5.落料，冲孔的凹模刃口高度，按设计要求制造，其漏料孔应保证畅通，一般应比刃口大0.2～2mm。

6.冲模所有活动部分的移动应平稳灵活，无滞止现象，滑块，楔块在固定滑动面上移动时，其最小接触面积不少于其面积的四分之三。

7.各紧固用的螺钉，销钉不得松动，并保证螺钉和销钉的端面不突出上下模座平面。8.各卸料螺钉沉孔深度应保持一致。

9.各卸料螺钉，顶杆的长度应保持一致。

10.凸模的垂直度必须在凸凹模间隙值的允许范围内。

11.冲模的装配必须复合模具装配图，明细表及技术条件的规定。

12.凸模，凸凹模等与凸模固定板的配合一般按H7/m6，H7/N6保证工作稳定可靠。

13.在保证可靠的使用前提下，凸模，凹模，导柱，导套等零件的固定可采用性能良好并稳定的粘结材料浇注固定。总结本课题设计是对制件采用倒装复合方式冲裁。对本课题设计进行了深入的研究和分析、总结。本设计的工作原理是上模部分依靠模柄固定在冲床上，下模部分用压力板安装在冲床的工作台上；工作时，条料沿导料板送至挡料销处定位，开动压力机，上模随滑块向下运动，具有锋利刃口的冲孔凸模与凹模一起穿过条料使冲件和废料与条料分离而完成冲裁工作。通过分析模具的结构组成及工作原理知道本课题设计的要点：①工作零件是进行冲裁工作的零件，它是冲裁模的主要零件，比如凸模与凹模就是工作零件，此零件要求的刚度和强度要求很高，设计时要考虑其材料的问题，以及零件与固定零件的间隙要适当而且要分布均匀，这是保证冲裁件质量的关键。②基础零件是固定凸模与凹模，并使之与冲床连接的零件。如上模