冲压卡簧设模具设计.doc

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1、一设计内容 设计一套如下图所示的零件成型模具目录二设计要求21. 完成详尽的设计说明书一份22. 完成模具装配图一份23. 完成零件及模具的三维设计2三模具设计的意义2四零件工艺性分析2一）零件的尺寸精度2二） 零件结构工艺3（一）确定工艺方案3（二）零件坯料展开如图所示3（三）零件排样3（四）冲压力计算6（五）模具工作部分尺寸计算：10（六）模具主要零部件设计：11（七）模架及其他零部件的设计14（八）模具闭合高度及压力机有关参数15（十）设计并绘制模具总装图16参考文献：21二设计要求1. 完成详尽的设计说明书一份2. 完成模具装配图一份3. 完成零件及模具的三维设计三模具设计的意义 冲压

2、成型工艺与模具设计是材料成型及控制工程专业的基础课程，通过模具的课程使我们加强对课程知识的理解，在掌握材料特性的基础上掌握金属成型工艺，掌握一般模具的基本构成和设计方法，为我们进一步发展打下坚实的理论实践基础。四零件工艺性分析一）零件的尺寸精度从零件图上可以看出，零件尺寸全部按照IT14级尺寸精度，查公差尺寸表确定零件各构成尺寸在实际冲压中的公差为：2 、9.5 、5.2 、3 、6 、5二） 零件结构工艺 零件外形简单，结构对称，零件中有三处弯曲，一处为L型弯曲，一处为U型弯曲，一处为多弯成型，由图可知，零件为薄型零件，零件尺寸精度和位置精度只是一般要求，且零件的相对弯曲半径都大于最小相对弯

3、曲半径，以上条件都适合弯曲。 （一）确定工艺方案 由图可知，零件冲压生产所需的基本工序有弯曲、落料两种工序，因此，可能的冲压方案有: 1：全部单工序生产即：落料，弯曲 2：采用级进模生产 由于零件尺寸较小，根据零件外形尺寸和坯料厚度，以及生产过程中的操作方便以及精度要求的角度出发，易采用单工序模具生产。 （二）零件坯料展开如图所示 （三）零件排样1：根据零件的结构特点：材料较薄，尺寸小，且要求工件纹向为，因此采用Q113*1200型号剪床（模具设计手册）下料，且排样为有废料排样，沿冲件外形冲裁，在冲件周边都有搭边，冲件尺寸完全由冲模来确定，因此模具寿命较长，但材料利用率较低。 2计算条料宽度：

4、根据零件形状，及排样方法，查冲压模具设计手册，工件之间搭边值为1.8，工件与侧搭边值为2，条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料方便，规定其上偏差为0，下偏差为， 式中Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a1-冲裁件之间的搭边板料剪裁下的偏差；（其值查表5）可得=0.4mmB0= =故条料宽度为22.03mm。 3：确定布局：送料距S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。送料步距S Dmax零件横向最大尺寸，a1搭边S22.030.422.43mm排样图如图所示4：计算材料利用率一个步距内

5、的材料利用率/BS100% 式中 A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距； =BS100% = 257.748（22.0322.43）100%=52.16%根据计算结果知道排材料利用率可达52.16%，满足要求。（四）冲压力计算 1：冲裁力计算 用平刃冲裁时，其冲裁力一般按下式计算： ）式中：F冲裁力；L冲裁周边长度；t材料厚度；b材料抗剪强度；Qbe-2的b的值查冲压成型工艺与模具设计附录表2为590830pa,则取b=660Mpa系数；一般取=1.3。则落料力 ：F=KLt = 1.3*73.53*0.3*660 = 18926.62N卸料力 ：= F =0.05*18926.6

6、2 =946.33N 顶件力 ：= F =0.08*18926.62 =1514.13N则=F+=21387.08N2弯曲力计算:由，得 = + + =467.33N = =202.71 = =119.89N 校正弯曲力：查冲压成型工艺及模具设计得=20MP，又由弯曲件被校正部分的投影面积为A，则= A得 则=21905.53N 由 ,即冲压时工艺力的总和不能大于压力机公称压力的50%-60%，取,则公称压力.由上可知，查模具设计手册，初选压力机的公称压力为40KN,即J113型压力机，具体如下：型号公称压力滑块行程形成次数最大闭合高度闭合高度调节量工作台尺寸垫板厚度模柄孔尺寸J11-550K

7、N0-40mm140mm20mm前后左右30mm直径深度180mm320mm25mm40mm 3:压力中心的计算：用解析计算法求出冲模压力中心由公式X0=（L1x1L2x2Lnxn）/(L1L2Ln) Y0=（L1y1L2y2Lnyn ）/（L1L2Ln）用解析法计算压力中心时，先画出凹模形口图，如图所示。在图中将XOY坐标系建立在建立在图示对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成基本线段 。 则X0=（L1x1L2x2Lnxn）/(L1L2Ln) =（9.54*4.77+3*6.27+4.77*17.31+3.87*1.935+2.07*4.905+3.6*7.74+3*6.27+3.6*

8、14.34+2.07*17.175+3.84*20.145）/（9.54*2+3*2+3.87*2+2.07*2+3.6*2） =11.04Y0=（L1y1L2y2Lnyn ）/（L1L2Ln） =（3.47*3.47+4*5.47*2+1.7*8.32*4+3.47*2*9.205）/3.47*4+1.7*4+4*2） = 6.159 （五）模具工作部分尺寸计算： 由于本产品采用IT14级精度，查工具与制造手册知：Zmax =0.20mm，Zmin =0.20mm. 则，对于下料凹模磨埙后刃口尺寸: 变大，所以查表2-11得， 由公式2-11得： 凹模磨埙后，尺寸B变大，由表2-11查得X=

9、0.75，由公式2-12得 尺寸不变得 对于弯曲模刃口尺寸计算，以下部U型弯曲为例计算：查表得，间隙Z=0.3，=0.25。，则由公式得 （六）模具主要零部件设计： 1落料凹模：1）厚度H的计算：查表得K取1.25 =14.10mm, 取H=15mm 2）模长度和宽度，根据凹模周界尺寸，查冲压模具设计与制造简明手册得凹模周界尺寸80*63mm根据凹模周界尺寸和送料方式凹模周界凸模长度配用模架闭合高度孔距垫板厚度固定板厚度缷料板厚度导料板凹模厚度LB42最大最小s41412长度厚度148063130110623645218363）凹材料的选用:根据冲压模具设计与制造简明手册表8-3,材料选用45

10、钢。4）凹模的选用由于零件尺寸较小，所以在所有模具中，凹模均选用整体式凹模。2落料凸模 由表知凸模长度为42mm,为便于凸模和固定板的加工,可通过这设计成铆接方式与固定板固定.冲孔凸模由于相隔很近,不宜采用阶梯结构,设计成铆接方式. 凸模材料：参照冲压模具设计与制造简明手册选用Cr122）校核 考虑冲孔凸模的直径很小，故需对最小凸模5mm进行强度和刚度校核：（1）强度校核：根据凸模校核公式：L90d/ 可得：L90d/=51.49mm, L：为凸模的允许最大工作尺寸，而设计中，凸模的工作尺寸为42,所以钢度得以校核. (2)刚度校核 凸模的最小直径d应满足: 所以51.2,凸模强度得以校核.3

11、：卸料板的设计 卸料板采用Q235制造，卸料板轮廓尺寸与凹模固定板轮廓尺寸相同，厚度根据JB/T 8066.2-1995规定，选用80mm63mm14-17组模具参考，取其厚度为12mm。查模具设计简明手册P298典型卸料纵向送料组合得相应：组合的零件尺寸由上图表可得两圆柱销销孔之间的距离S1=36mm,两内六角螺钉之间的横向距离S=62mm,两内六角螺钉之间的横向距离S2=45mm. 4：固定板的的设计 1）凹模固定板的厚度:其厚度与凹模的厚度尺寸相当，取14mm；2）凹模固定板的外形尺寸：与卸料板的外形尺寸一致，根据核准选取板的规格为。3）材料：选用Q235钢4）配合及连接件：凹模与凹模固

12、定板的配合为H7/n6,装配可通过2个销钉定位,4个螺钉与下模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凹模的保持一致,顶部与模铆接,因此必须倒角。 5）凸模固定板的厚度：其厚度与凸模的厚度尺寸相当，取14mm；6）凸模固定板的外形尺寸：与卸料板的外形尺寸一致，根据核准选取板的规格为。7）材料：选用Q235钢；8）配合及连接件：凸模与凸模固定板的配合为H7/n6,装配可通过2个销钉定位,4个螺钉与上模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凸模的保持一致,顶部与凸模铆接,因此必须倒角。（七）模架及其他零部件的设计 该模具采用中间导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于纵向送

13、料级进模送。以凹模轮廓尺寸为依据，选择模架规格。上模座按GB/T 2855.2-1990规定，厚度取25mm,垫板厚度取4mm,固定板厚度取14mm,卸料板厚度取12mm,下模座按GB/T 2855.2-1990规定，厚度取30mm，固定板厚度取4mm。根据上下模座选取导柱为18mm140mm,导套为20 mm100mm25mm。模具闭合高度H=120-140mm（八）模具闭合高度及压力机有关参数 1）校核模具闭合高度 公式式中 压力机最大闭合高度； 压力机最小闭合高度； 垫板厚度。根据前面初选压力机J11-5，查模具设计与制造简明手册P49表1-81得： ，将以上数据带入公式，得126H13

14、9.经计算该模具最大闭合高度H=130mm，在126mm139mm内，且开式压力机J11-5最大装模高度140mm,大于模具闭合高度130mm ,可以使用2）冲压设备选定 通过较核，选择开式双柱可倾式压力机J11-5能满足使用要求。其主要技术参数如下：型号公称压力滑块行程形成次数最大闭合高度闭合高度调节量工作台尺寸垫板厚度模柄孔尺寸J11-550KN0-40mm140mm20mm前后左右30mm直径深度180mm320mm25mm40mm（十）设计并绘制模具总装图 按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准件。绘制模具装配图参考文献： 1：冷冲压技术 翁其金主编 北京机械工业出版社 20

15、00年11月版 2：互换性与测量技术基础（第四版）廖念钊 许金钊 主编 中国计量出版社 2008年2月版 3：现代工程制图 李丽 主编 高等教育出版社 2005年3月版4：模具设计与制造简明手册（第二版） 冯炳尧 韩泰来 蒋文森 主编 上海科学技术出版社 1998版5：模具设计与制造实训教程 李学峰 成虹 主编 化学工业出版社 2005年1月版6：冲压模具设计与制造 刘建超 张宝忠 主编 高等教育出版社 2004年6月版7：材料成形设备 王卫卫 主编 机械工业出版社 2009年6月版8：材料力学 (第四版) 北京科技大学和东北大学编 高等教育出版社 2008年1月版 9:周玲. 冲模设计实例. 北京：化学工业出版社. 2007.