冲压模具课程设计.doc

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1、 目录课程设计目的3 课程设计任务书41.冲压件工艺性分析52.冲压工艺方案的确定53.主要设计计算6 （1）排样方式的确定以及计算6 （2）冲压力的计算6 （3）工作零件刃口尺寸计算7 （4）卸料橡胶的设计84.模具总体设计95.主要零部件设计9 （1）主要零件的结构设计9 （2）定位零件的设计10 （3）导料板的设计11 （4）卸料板部件设计11 （5）模架及其他零部件设计116.模具总装图127.冲压设备的选定128.模具零件的加工工艺139.模具的装配1410.模具工作过程1611.模具的安装、调整和安全措施16总结18参考文献17 一、课程设计的目的冷冲压工艺与模具设计课程设计是冷冲

2、模课程的最后一个教学环节，同时是第一次对学生进行全面的模具设计训练。其基本目的是：（1）综合运用冷冲模课程和其它有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决模具设计问题，并使所学专业知识得到进一步巩固和深化。（2）学习模具设计的一般方法，了解和掌握常用模具整体设计、零部件的设计过程和计算方法，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计和计算的能力。（3）通过计算和绘图，学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养模具设计的基本技能。 冲压工艺及模具设计课程设计任务书设计题目：“垫片”零件冲压工艺及模具设计内容及任务：一、设计的主要技术参数：见产品图二、设计任务：

3、完成该产品的冲压工艺方案、设计说明书、模具装配图及工作零件图。三、设计工作量 1、制订冲压工艺方案 2、模具总装图1张，凸模及凹模零件图2张 3、设计说明书1份，20页左右四、设计要求 1、图纸用CAD绘制并交纸质图及电子档 2、本任务书应与说明书、图纸一同装订成册，并加封面，装入资料袋中，否则不接收 3、设计必须认真仔细，允许讨论，但严禁抄袭、复制或复印。名称：垫片批量：大批量材料：10号钢厚度：1mm 1.冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为10钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结果简单，有1个直径17mm和1个20mm的孔；孔与孔，孔与边缘之间的距离满足要求，工件的尺

4、寸全部为自由公差，可看成IT14级，尺寸精度低，普通冲裁就能满足要求。2。冲压工艺方案的确定该工件包括落料 冲孔 两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，并且冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度较高，完全能满足工件技术要求。所以经过比较，采用方案二

5、最为合适。3.主要设计计算 （1）排样方式的确定以及计算 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图1所示两种。 比较方案a和方案b，方案b所裁条料宽度过窄，剪板时容易造成条料的变形和卷曲，所以应采用方案a。现选用4000mm1000 mm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。（1）裁成宽68.9mm、长1000mm的条料，则一张板材能出的零件总个数为（2）裁成宽68.9mm、长4000mm的条料，则一张板材能出的零件总个数为 图1比较以上两种裁剪方法，应采用第1种裁剪方式，即裁为宽68.9mm、长1000mm的条料。其具体排样图如图2（a）所示。

6、（2）冲压力的计算可知冲裁力基本计算公式为此例中零件的周长为288mm，材料厚度1mm，10号钢的抗剪强度取255到333Mpa，=300Mpa，则冲裁该零件所需冲裁力为模具采用弹性卸料装置和推件结构，查表得=0.04，=0.06.所以所需卸料力和推件力为 则零件所需得冲压力为初选设备为开式压力机J2325开式双柱可倾压力机。 （3）工作零件刃口尺寸计算 根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。 （1）落料件尺寸的基本计算公式为 尺寸，可查得凸、凹模最小间隙Zmin=0.100mm，最大间隙Zmax=0.014mm，查表得落料制造公差为，将以上各值代入校验是否成立，经校验，不等式不成立，

7、所以可按上式调整如下 ： 即： mm R17： 代入公式： R20：代入公式： （2）冲孔基本公式为：尺寸，查得其凸模制造公差，凹模制造公差。经验算，满足不等式，因该尺寸调整得： 代入公式： 代入公式： （3）中心距： （4）卸料橡胶的设计 卸料橡胶的设计计算见表三。选用的4快橡胶板的厚度无比一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。 表三 卸料橡胶的设计计算项目公式结果备注卸料板工作行程4 mm为凸模具凹进卸料板的高度1mm，为凸模冲裁后进入凹模的深度2mm，为凸模修磨量取5mm,取为的25%，选用4个圆筒形橡胶橡胶工作行程9 mm橡胶自由高度36 mm橡胶的预压缩量5.

8、4 mm每个橡胶承受的载荷1120N橡胶的外径D46 mm校核橡胶自由高度0.51.5满足要求橡胶的安装高度30.6 mm4.模具总体设计（1）模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。（2）定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可由活动挡料销定距。（3）卸料，出件方式的选择 因为工件料厚1mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。（4）导向方式选择 为了提高模具寿命和工件治疗，方便安

9、装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。 5. 主要零部件设计 （1）主要零件的结构设计 a.落料凸模 结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。总长L可按公式计算： L=+h=14.4+14+1+20.6=50mm落料凸模结构如下图所示 b.冲孔凸模 因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，加工简单，便于装备与更换。冲孔凸模结构如下图所示。 c.凹模 凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位置时。要依据计算压力中心的数据，将压力中心与

10、模柄范围内。其轮廓尺寸可按公式计算： 凹模厚度H=kb=0.3x60=18，为了方便橡胶安装，取H=25 凹模壁厚c=（1.5-2）H=27-36m，取c=40 凹模宽度 B=b+2c=60+2x40=140 取B=150 凹模长度 L取130mm（送料方向） 凹模轮廓尺寸为13015025mm，凹模结构如图所示 （2）定位零件的设计 落料凸模下部设置两个导正销，用工件直径8mm的的两个孔作为导正孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/r6配合。（3）导料板的设计 导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度

11、，导料板厚度取4mm，采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉固定在凹模上。导料板上有活动挡料销凹槽。（4）卸料板部件设计 a.卸料板的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为8mm。采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC。 b. 卸料螺钉的选用 卸料板上设置4个螺钉，公称直径为8mm，螺纹部分为M64。 （5）模架及其他零部件设计 该模具采用对角式导柱模架，导柱分别为28100,导套分别为2842x95。上模座厚度取40mm，上垫板厚度取10mm，固定板厚度取15mm，下模座厚度取45mm，那么该模具的闭合高度： =40+10+50+25+45-2=168mm式中：

12、h2为凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mmL凸模长度，L=50mm H凹模厚度，H=25mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模高度（220 mm），可以使用。6模具总装图通过以上设计，可得如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（3个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销21作为粗定距，在落料凸模上安装2个导正销，利用条料上的孔作为导正销孔导正，以此作为条料送进的精确定距。7冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-

13、25能满足要求。起主要参数如下：公称压力：250kN滑块行程：65mm最大闭合高度：270mm最大装模高度：220mm连杆调节长度:55mm工作台尺寸（前后x左右）：370x560 mm垫板尺寸（厚度x直径）：50x200 mm模柄孔尺寸：40x60 mm最大倾斜角度：30度8、模具零件的加工工艺 本副冲裁模，模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。表四所示为落料凸模的加工工艺过程。 表四工序号工序名称工序内容工序简图1备料将毛坯锻成长方体704060mm2热处理退火3粗刨刨六面,互成直角，留单边余量0.5mm4热处理调质5磨平磨六

14、面，互成直角6钳工划线划出各孔位置线、型孔轮廓线7加工螺钉孔、销孔及穿丝孔按位置加工螺钉孔、销孔及穿丝孔8热处理按热处理工艺，淬火，回火达到6064HRC9磨平面精磨上下平面10线切割按图切割型孔达到尺寸要求11钳工精修全面达到设计要求12检验9、模具的装配 根据倒装复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装上模，再装下模，并调整间隙，试冲，返修。具体的情况见表五所示。 表五序号工序工艺说明1凹凸模预装1）装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度，形状。2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不适合的应重新修磨或更换。2凸模装配以凹模孔定位，将各

15、凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并牢固。3装配上模1）在上模座上划中心线，按中心线预装凹模、垫板、凸模固定板2）在上模座上，用已经加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔、攻丝3）将上模座、垫板、凸模固定板、凹模装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉4装配下模1）在凹模中放入0.12mm的纸片，然后将凸凹模与固定板组合装入凹模，将上模翻转2）预装下模，划出与凸凹模固定板相应的螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、销孔3）用螺钉将固定板组合、垫板、下模座连接在一起，但不要拧紧4）将卸料板套装在已装入固定板的凸凹模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的预压缩量，使卸料板高出凸凹模下端约12mm5）复查凸凹模间隙并调

16、整合适后，紧固螺钉6）切纸检查，合适后打入销钉5试冲与调整装机试冲，并根据试冲结果作相应调整. 1.上模座 2.导套 3.导柱 4.紧固螺钉 5.沉头螺钉 6模柄 7.凸模固定板 8.卸料螺钉 9.垫板 10.圆柱销 11. 卸料板 12.下模座 13.圆柱销 14.凹模 15.冲孔凸模 16.落料凸模 17.导正销 18.卸料橡胶 19.挡料销 20.导料扳子模具总装图10.模具工作过程沿导料板将条料送进，并由第一个始用挡料销定位。滑块带动上模部分下行，对条料实施冲孔。滑块带动上模回程，导板将紧箍在凸模上的条料刮下卡在凹模洞口中的废料则在后续冲裁中由凸模依次推落。沿导料板将条料继续送进，并由

17、第二个始用挡料销进行定位。滑块带动上模部分下行，在第二个始用挡料销定位下落料；同时在冲孔的工位上又冲孔。上模回程并卸料沿导料板将条料继续送进，并由第三个始用挡料销进行定位。滑块带动上模部分下行，在第三个始用挡料销定位下落料；同时在第二个落料和冲孔的工位上又分别落料 和冲孔。上模回程并卸料。沿导料板将条料继续进，并由固定挡料销进行定位。滑块带动上模部分下行，在固定挡料销定位下落料；同时在第三个及第二个落料和冲孔的工位上又分别落料 和冲孔，从而实现一次冲压三个垫片，上模回程并卸料。11、模具的安装、调整和安全措施1、在压力机上安装、调整是一件很重要的工作，冲模安装和调整不好，轻则造成冲件报废，重则

18、威胁人身级设备安全。冲模安装的一般注意事项；（1）调整工作台，准备工具，材料图纸，关闭压力机电源开关。（2）给压力注油，和上让压力机空转，观察设备的运行状况。（3）检查压力机上的打料装置，应将打料螺钉调整到最高，以免调整压力机闭合高度是在折弯。（4）检查压力机和冲模的闭合高度。（5）冲模前，应将上下模座和滑块地卖弄的油污揩拭干净，并检查无异物。2、冲压工作的安全措施冲压工作必须特别重视安全技术，尤其是人身安全。操作时严禁把手伸进危险区 总结经过最近一段时间的努力我的课程设计设计终于完成了。在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这一年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点

19、太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。刚拿到课题的时候，自己完全不知道从哪里入手，在老师的耐心指导下,总算了解了设计的流程,怎么样去完成任务书和在设计中要注意的问题与解决方案,比如,成型零件的结构设计中,凹模采用组合式可以简化复杂的机加工艺,有利于模具成型零件的热处理和模具的修复；图纸的明细表中应有零件的材料、规格、数量、备注等一些内容；开模次序的确定,并采用相应机构来确保这种开模次序的实现。在进行毕业设计的过程中，我还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的

20、学会了。 在此要感谢老师对我悉心的指导，感谢老师给我提出了许多不足。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并通过网络和学习设计辅助软件等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。 参考文献1. 翁其金主编.冲压工艺及冲模设计.北京：机械工业出版社，20042. 王肖培主编.冲压手册。北京：机械工业出版社，20033. 王芳主编。冷冲压模具设计指导。北京：机械工业出版社，20104. 钟毓斌主编.冲压工艺与模具设计.北京.机械工业出版社.20005. 陈剑鹤主编.冷冲压工艺与模具设计. 北京.机械工业出版社.20016. 李天佑.冲模图册. 北京.机械工业出版社.19887. 郑可鍠主编.实用冲压模具设计手册.北京.北京出版社.19998. 丁松聚主编.冷冲模设计.北京.机械工业出版社.2000 21