模具设计与制造课程设计

 计算说明书

专业班级：模具0901班  

学生姓名：战艺   王坤

                黄兴武

指导教师：朱光明

目 录

一、零件的工艺分析………………………………………………

二、工艺方案的确定………………………………………………

三、冲压模具工艺与设计计算……………………………………

   1、排样设计与计算………………………………………………………

   2、设计冲压力与压力中心,初压力机…………………………

四、 模具总体设计…………………………………………...……

  1.凹模设计……………………………………………………..…

2.凸模设计…………………………………………………...…..

  3、选择坚固件及定位零件…………………………………..…

  4、设计和选用卸料与出件零件………………………………..

五、总结…………………………………………………………….

六、参考资料………………………………………………………

一、课题名称：铁芯片无废料跳步模

二、工件图（见图1）

三、设计要求：

1．绘制该工件制作所需的模具总装图。（A1图纸）

2．绘制该模具的凸模、凹模零件图一套。

3．编写完整的设计说明书。

4．将说明书装订成册，各图纸折成A4大小。

原始数据：  工件名称：铁芯片无废料跳步模 

               工件材料：Cr12MoV

               板料厚度：t=0.5

一、零件的工艺分析

1.该零件材料为Cr12MoV,    Cr12MoV 钢有高淬透性，

   2.工件结构  如工件图（图1）所示，该零件结构形状不对称，零件可分为冲裁落料两部分，故考虑采用跳步模冲压工序一次成型

   3.零件有直角，是加工难点。

   4. 零件尺寸属于IT11级~IT13级

   5. 制件大小适中。结论： 可以批量冲裁

二、工艺方案的确定

该冲裁件包括落料和切断两个基本工序,可采用的冲裁方案有单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种.零件属于大批生产,用跳步模冲裁,生产率高,操作方便,通过合理设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题,所以该零件采用级进冲裁工艺方案。

三、冲压模具工艺与设计计算

  1.排样设计与计算

  1）该零件形状为山字形和一字型。形状较为简单

  2）山字形工件最小宽度3mm，最大宽度6mm。最小长度15mm，最大宽度24mm。条料宽度B=18+3+3*2=27mm。针对该冲压件的简单外形及精度要求，其工艺方案采用连续式复合冲压成形。且因为是手工送料，采用直接排比较合理。

2、设计冲压力与压力中心,初压力机

（1）冲裁工艺力的计算   系数K=1.3   周长L=174mm   材料厚度t=0.5mm 材料抗拉强度为549Mpa

  冲裁力 F=KLtt（tao）=62091.9N

卸料力Fs =Ks*F=3104.60N                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

 推件力Fe=nKe F=7761.49N

顶件力Fk=Kk F=4967.35 N

冲裁工艺力Fb= F+ Fs+Fk= 70163.85N

根据冲裁工艺力的大小选择压力机，压力机吨位大于计算所得值。

型号规格为J23-10

公称压力：100 KN 

滑块行程（mm）：45

滑块行程次数（min-1）：145

最大封闭高度（mm）:180

滑块中心至机身距离（mm）：130

工作台尺寸（mm）：240×370

模柄孔尺寸（mm）：Φ30×55

外型尺寸（mm）：713×3×1653

机器重量（kg）：650

（2）压力中心

根据排样，我们可以在CAD里因冲裁件尺寸较小，冲裁力不大，且选用了双柱导柱式模架，估计压力中心是在模架的中心，不会超出模柄端面之外，因此不必详细的计算压力中心的位置。

（3）计算凸凹模刃口尺寸及公差

1）查表3-2可得间隙极限尺寸

         Zmin=0.06mm    Zmax=0.08mm

Zmax- Zmin=0.08-0.06=0.02mm

由表3-16查得凸、凹模制造偏差为0.020.0.025

2）落料部分公差为0.02+0.025=0.045

满足分别加工时的要求 

4）由表3-15得落料凸、凹模制造公差分别为0.200  0.025         制件公差为计算出相应尺寸。

  四、 模具总体设计

由于零件是由冲孔、落料两道工序完成的，所以落料以凹模为基准尺寸，冲孔以凸模为基准尺寸

   1.凹模设计

           1.1凹模刃口形状

落料件的尺寸取决于凹模。因此，落料模应先决定凹模的尺寸，用减少凸模的尺寸来保证合理的间隙。因此，落料件应先决定凹模的尺寸，用减小凸模的尺寸来保证合理的间隙。

凹模采用矩形板状结构和直接通过螺钉，销针与下模座的固定方式，考虑凹模的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直筒形刃口壁结构

2.凸模设计

1）考虑刃口的磨损对落料件尺寸的影响。凹模基体尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸。

2）落料凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配作。侧刃为标准件，根据送料步距和修边值查侧侧刃尺寸刃表，按标准取侧刃小尺寸。

3、选择坚固件及定位零件

螺钉规格的选用：根据冷冲压模具设计指导中到表8-30，由凹模到周界可选用M8，再根据实际要求，查标准选用GB 70-85-M8X50这里要四个内六角螺钉。

销钉规格到选用：销钉到公称直径可取与螺钉大径相同或小一个规格，因此根据标准选用GB 119-86 A6X42，选取材料为45钢。根据定位方式及坯料到形状与尺寸，选用合适到标准定位零件。

4、设计和选用卸料与出件零件

卸料以固定板卸料，出件以凸模往下冲即可，因此不用设计出件零件，固定卸料板到平面外形尺寸一般与凹模板相同，其厚度可取凹模厚度到0.8~1倍，经计算的H=10.所以卸料板的LXBXH=160X125X10,卸料板在此仅起卸料作用，凸模与卸料板到双边间隙一般取0.1~0.2mm,这里取0.2. 材料为45

由凹模周界160X125及安装要求选取上模座220X185X35(GB/T2851.1-90)，下模板220X185X40（GB/T2851.1-90）.

模柄：直径34，深度85，由装配要求，模柄与模柄孔配合为H7/m6.(表2-35,GB2862.1-81)

垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力，以防止模座被挤压损伤，厚度可取4-12mm

根据GB2865.6-81，选取规格200X125X4

厚度一般取凹模厚度的0.6-0.8倍

最小140mm到最大170mm

五、总结

     通过这次课程设计，我从中学到了许多到东西，收益匪浅。我从中掌握了许多重要知识，在老师到指导下，懂得了模具设计到一些基本工艺。自己各方面都有了显著到提高，既提高了自己到计算能力，也提高了自己利用计算机绘图到能力。在查找资料到过程中，让我对以前所学到到东西有了更深入到了解。为我日后步入社会参加社会工作打下扎实到基础。

六、参考资料

（1）牟林，王建华  冲压工艺与模具设计，北京大学出版社，2010

（2）张正修   多工位连续冲压技术及应用，机械工业出版社，2010

（3）薛啓翔   冲压工艺设计工序图集，化学工业出版社，2009

（4）王卫卫   材料成形设备，   机械工业出版社，2011