冲压工艺与模具设计课程设计

设计任务书及产品图

一、冲压件及要求

1、对所给零件进行工艺性分析并确定合理的冲压工艺方案；

2、确定模具的总体设计方案；

3、进行有关工艺与设计计算；

4、设计、选用模具零部件，绘制模具总装草图；

5、绘制模具总装图和主要工作零件的零件图；

6、编写设计说明书。

三、应完成的工作量

1、模具装配图1张；

2、模具工作零件的零件图3～4张；

3、设计计算说明书1份。

指导教师（签名）：     

日期：年  月 日

序言

模具是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊的基础工艺装备,工业要发展,模具须先行。没有高水平的模具,就没有高水平的工业产品。现在,模具工业水平既是衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,也是一个国家工业产品保持国际竞争力的重要保证之一。 

冲压模具是模具的重要组成部分,在模具中所占比例为40%左右。目前,我国冲压模具在数量、质量、技术和能力等方面都有了很大的发展,但与国民经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大。造成这种差距的主要原因与人才的匮乏、标准化程度低有密切关系,因此培养适应国民经济发展需要的专门人才,提高模具标准化程度,将是促进冲压模具发展的有力措施。 

1.制件的工艺性分析

分析：

（1）该冲裁件结构对称，无凹槽、悬臂、尖角等，符合冲裁工艺要求

（2）由表3-11和表3-12可知，内孔和外形尺寸的精度以及孔心距的精度等级均属于一般精度要求，采用普通冲裁即可冲出。

（3）由图3-42和表3-9可知，所冲孔的尺寸及孔边距和孔间距尺寸均满足最小值要求,可以采用复合冲压。

（4）Q235是常用的冲压用材料，具有良好的冲压工艺性。

综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。

2.冲压工艺方案的制定

1）由上可知,该冲裁件具有良好的冲裁工艺性,比较适合冲裁。

2）该冲裁件需要落料、冲孔两道基本工序才能成形,有以下三种可能的工艺方案： 

方案一:采用单工序模生产,即先落料,后冲孔。 

方案二:采用复合模生产,即落料-冲孔复合冲裁。

方案三:采用级进模生产,即冲孔-落料级进冲裁

3)分析比较。方案一中模具结构简单,但需两道工序、两副模具,生产率较低,难以满足大量生产时对效率的要求。方案二只需一副模具,冲裁件的几何精度和尺寸精度容易保证,生产率比方案一高,但模具结构比方案一复杂,操作不方便。方案三也只需要一副模具,操作方便安全,易于实现自动化,生产率最高,模具结构较方案一复杂,冲出的工件精度能满足产品的精度要求。通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲裁生产采用方案二复合模生产

3排样图设计与材料利用率计算

排样设计根据工件的形状,选用有废料的单排排样类型,查表3-3得搭边a1=2.5mm,侧搭边a=2mm, 

采用横裁法：则条料宽度 B=60mm+2×2mm=mm,进距S=20 mm +2.5 mm =22.5 mm查 表3-4得裁板误差△=0.5mm,于是得到图所示的排样图。 这里选用的钢板规格为1800mm×1180mm,则 可裁得宽度为mm的条料1800mm÷mm=2;每条条料可 冲出工件(1180mm-2.5mm)÷22.5mm=52条。由图3-126可计算出该工件的面积为A=931mm2,

则材料利用率为

n=NA/LB*100%=28*52*931/1800*1180=63.8%

采用纵裁法：则条料宽度 B=60mm+2×2.5mm=65mm,进距S=20 mm +2 mm =22 mm查 表3-4得裁板误差△=0.5mm,于是得到图所示的排样图。 这里选用的钢板规格为1800mm×1180mm,则 可裁得宽度为mm的条料1800mm÷65mm=27条;每条条料可 冲出工件(1180mm-2mm)÷22mm=53条。由图3-126可计算出该工件的面积为A=   931mm2,

则材料利用率为

n=NA/LB*100%=27*53*931/1800*1180=62.7%

综上所述选择横裁法的材料利用率最高

4工序压力计算及压力中心确定

4.1冲裁工艺力计算

  因为采用弹性卸料和下出料的模具结构，这里需要计算冲裁力、卸料力和推件力 。

F=KLtb

=1.3*[(0.75*2π*10+（40-2*)+2π*4）*2]*1.5*350MPa

=1.3*340.7mm*1.5mm*250MPa=102.8KN

F卸=K卸F=0.045*102.8KN=4.6KN

F推=nK推F=4*0.055*102.8KN=22.6KN

(这里K卸K推由表3-8查得。由表3-27查得凹模刃口直壁高度为6mm，则n=6mm/1.5mm=4)

4.2压力中心的确定

由于该工件为形状对称的冲裁件，其压力中心位于冲裁件的几何中心

5.冲压设备的选择

F=F+F卸+F推=102.8KN+4.6KN+22.6KN=130KN

这里选择J23-16压力机，由表1-7查得其主要参数如下。

公称压力：160KN

最大装模高度：180mm。 装模高度调节量：45mm

工作台垫板尺寸：500mm*335mm

模柄孔尺寸：直径40mm

6.模具工作零件刃口尺寸及公差的计算

查表3-19和表3-20的c=（7%~10%）t，即

cmin=7%t=7%*1.5mm=0.105mm

cmax=10%t=10%*1.5mm=0.15mm

磨损系数x由表3-23查得，凸、凹模的制造公差p、d查GB/T 1800.  1—2009并分别取IT6和IT7级公差等级，则凸、凹模刃口尺寸计算如下：

由图可知，该零件外形为落料件，以凹模为基准

1)尺寸A1=200-0.40mm  x=1  1p=0.013mm  =0.021mm

A1d=(A-x△) 0+0.021mm=(20-1*0.40) 0+0.021mm=19.600+0.021mm

A1p=(Aid-2cmin)-0.0130=(19.60-2*0.105) -0.0130mm=19.39-0.0130mm

+=0.013mm+0.021mm=0.034mm

2(cmax-cmin)=2*(0.15-0.105)mm=0.09mm

即+＜ 2(cmax-cmin)，故模具精度合适

尺寸C1=40±0.10mm    p1=0.016mm  1=0.025mm

Cd=C±1/2=10±0.0125mm

Cd=C±1/2=10±0.008mm

+=0.016mm+0.025mm=0.041mm

2(cmax-cmin)=2*(0.15-0.105)mm=0.09mm

即+＜ 2(cmax-cmin)，故模具精度合适

尺寸C2=14±0.14mm    p2=0.011mm  2=0.018mm

Cd=C±1/2=14±0.009mm

Cd=C±1/2=14±0.0055mm

+=0.011mm+0.018mm=0.029mm

2(cmax-cmin)=2*(0.15-0.105)mm=0.09mm

即+＜ 2(cmax-cmin)，故模具精度合适

该零件的内圆为冲孔件，凸模为基准

尺寸B=80+0.20mm  x=0.75  p=0.008mm  =0.012mm

Bd=(A+x△)0 -0.012mm=(8+0.75*0.20) 0 -0.012mm=8.150 -0.012mm

Bp=(Aid+2cmin)+0.0080=(8.15+2*1.05) +0.0080mm=8.36+0.0080mm

+=0.008mm+0.012mm=0.020mm

2(cmax-cmin)=2*(0.15-1.05)mm=0.09mm

即+＜ 2(cmax-cmin)，故模具精度合适

凸凹模刃口尺寸计算

7.1落料凹模外形设计

查JB/T7650.6-2008得:圆柱头内六角卸料螺钉M10×50JB/7650.6-2008。材 45钢,硬度35-40HRC。 查JB/T79.10-2008得:固定挡料销A6JB/T79.10—2008。材料45钢,硬 43-48HRC。 

7.3导柱、导套的选用

查GB/T2861.1-2008和GB/T2861.3-2008得 滑动导向导柱A22×160GB/T2861.1-2008。材料20Cr,硬度60~HIRC(渗碳)。 滑动导向导柱A25×160GB/T2861.1-2008。材料20Cr,硬度60~HRC(渗碳)。 滑动导向导套A22×80×28GB/T2861.3-2008。材料20Cr,硬度58-62HRC(渗碳)。 滑动导向导套A25×80×28GB/T2861.3-2008。材料20Cr,硬度58-62HIRC(渗碳)。

7.4模柄的选用

根据初选设备J23-25模柄孔的尺寸,查JB/T76.1—2008得 压入式模柄A40×110JB/T76.1-2008。材料选用Q235A。 

7.5螺钉、销的选用

查表3-40,选M6内六角圆柱头螺钉,直径为d6mm的圆柱销。 上、下模螺钉直径相同,但长度不同。销规格一致。 部分:内六角圆柱头螺钉GB/T70 43-48HRC M6×55。材料45钢,头部硬度 下模部分:内六角圆柱头螺钉GB/T70.1-2008M6×50。材料45钢,头部硬度 销GB/T119.2-20006×40。材料T10A,硬度56~60HRC。  

8.致谢

  首先，感谢老师的悉心指导，在我课程设计和论文的整个完成过程中都凝聚着老师的智慧和心血，你给了我热心关怀和谆谆教诲。从课程设计的选题开始到设计完成，中间过程中我遇到了很多的困难，老师的大力支持和精心的指导使我能够及时地调整好状态，投入到正常的设计中去，按时的完成进度要求，并最终完成了课题，顺利完成了设计的基本要求。您的教诲对我来说是一笔非常宝贵的财富，不但对于:我现在的课程设计，也对我将来走上工作岗位都有着极大的鼓励和帮助。这些都使我在各方面取得了可贵的进步。在此谨向老师致以深深的谢意。

  其次，我要感谢我们这组的同学，是你们的无私的帮助让我能够顺利完成设it,从你们那里我学到了很多知识，谢谢你们的帮助。

  此次的课程设计，给了我一个相对完成课题的机会。在完成整个设计的过程中,我学到了很多书本上没有的知识，并将这些与自身的实际能力很好的结合了起来，真正了解了自己所要从事的事业，使自己有了很大的提高。最后，再次感谢老师和同学们在课程设计过程中所给予的指导与帮助。

9.参考文献目录

张正修,多工位连续冲压技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2010

周开华,简明精冲手册「M].2版.北京:国防工业出版社,2006

柯旭贵，冲压工艺与模具设计「M].2版. 北京:机械工业出版社,2010

冲孔凸模

落料凹模