冲压模具冲孔落料级进模毕业设计说明书.doc

1、目 录一、绪论 3二、设计任务书及产品图 4三、零件的工艺性分析 6四、冲裁零件工艺方案的确定 7五、排样 7六、工序压力计算、压力中心的确定、压力机的选择 8七、模具工作零件刃口尺寸和公差的计算 9八、模具零件的选用及设计10九、模具部分结构件详细设计及模具结构简图14十、其他需要说明的内容18十一、参考资料18 一、绪论1.1冲压的概念、特点及应用 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲

2、压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济 方面都具有许多独特的优点。 主要表现如下:(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次

3、数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成

4、形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。 冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换

5、代等都是难以实现的。二、设计任务书及产品图已知：（1） 边接板零件图：（2） 生产批量：20万件 （3） 零件材料：10钢（4） 材料厚度：2.0mm。 求作：（1） 进行冲压工艺性分析（从材料、零件结构、尺寸精度几个方面进行）。 零件图（2） 确定工艺方案及模具结构类型。 （3） 进行相关工艺计算，包括： 排样设计； 冲压力计算及压力中心的确定； 凸凹模刃口尺寸计算； 模具零件结构尺寸计算； 设备选择等。（4） 绘制模具总装配图（5） 绘制工作零件及主要零件的零件图 （6） 编写课程设计说明书 要求：根据所设计工件的尺寸、形状、批量等原始数据和要求，每人独立设计、绘制完成一套冲压模具。包括：

6、（1） 模具装配图1张（按照1：1比例，或适当比例）；（2） 模具工作零件图2-3张（按照1：1比例，或适当比例）；（3） 设计说明书1份；三、零件的工艺性分析 所示零件为一带孔冲压件，其冲压工序主要包括：毛坯冲孔、落料。3.1 分析零件冲压工艺性 图示零件尺寸均为标准公差的尺寸，符合比较精确的冲裁模精度要求，模具精度可取IT8即可； 零件材质为10钢，能进行一般的冲裁加工； 冲孔的工艺性：孔径基本尺寸为8.5mm，尺寸精度要求一般，可采用冲孔工艺； 落料的工艺性：零件外径尺寸为20mm，外形复杂程度一般，因此可进行冲裁落料工艺。综合以上各方面情况，可以确定零件主要冲压工序的工艺性良好。 生产

7、批量：20万件 零件材料：10钢 材料厚度：2.0mm四、冲裁零件工艺方案的确定所给零件所需的基本工序为冲孔和落料，可以拟定出如下两种工艺方案： 方案一：用简单模分两次加工，即落料-冲孔。 方案二：采用级进模冲裁，先冲孔，后落料。 如果采用方案一，生产效率低，工件尺寸的积累误差大，操作不方便，只能进行小批量生产。而零件要求为大批量生产。从零件的精度要求，零件的形状，尺寸标注及生产批量看，比较适合采用级进模冲裁。所以选用第二套方案。即采用级进模。 而级进模的这套方案又可分为： 采用导正销定距的冲孔落料模； 采用侧刃定距的冲孔落料模。 由于本次加工零件厚度为2mm，定位销定距定位精度高，送料方便，

8、生产效率高，所以采用定位销定距。即为：采用定位销定距的冲孔落料级进模。 五、排样由于设计要求，采用单排排样方式。5.1 搭边值的确定：查表冲压工艺与模具设计 表2-13知：中央搭边值为1.2mm，侧搭边为1.5mm。5.2 进距长度的确定： S=20+1.2=21.2 mm5.3 条料宽度的确定：B=60+21.5=63 mm5.4 导板间距： BO=B+Z=63+0.5=63.5 mm5.5 材料利用率： =100%=820/(63*21.2)*100%=61.4% 六、工序压力计算、压力中心的确定、压力机的选择 F=kLt式中 F-冲裁力(N)； L-零件剪切周长(mm)；t-材料厚度(m

9、m)； -材料抗剪强度(MPa)； k-系数，一般取k=1.3。由CAD图计算得：L=199.5，查材料性能数据库得=335MPa则冲裁力 F=kLt=173.8KN卸料力的计算F卸=K卸F查冲压工艺与模具设计表2-2，得K卸=0.04F卸=6.95 KN推件力的计算=F 查冲压工艺与模具设计表2-2，得=0.055取工件数n=1则推件力的大小为=nF=9.65 KN总冲压力的计算 =F+F卸+ =190KN； 查表，选择开式压力机： 公称压力：250KN 滑块行程：80mm 封闭高度调节量：70mm 最大封闭高度：180mm 模柄孔尺寸：50706.3 模具压力中心的计算： 冲裁模压力中心是

10、冲裁合力作用点。 建立坐标系如下图： X = 146.1*(-10.6)+53.4*10.6/199.6 = -5 Y = 0压力中心座标为：（-5，0） 七、模具工作零件刃口尺寸和公差的计算 凸、凹模采用配合加工的方法生产，先由手册附录中查得各相关尺寸的极限偏差。 查表得：=0.246mm =0.360mm -=0.360-0.246=0.116mm7.1 凸凹模制造公差：由课本表2-10查得凸凹模制造公差： 1、冲孔部分：p=0.02 d=0.02 p+d=0.04 - 2、落料部分:p1=0.02 d1=0.025 p1+d1=0.045 - p2=0.02 d2=0.02 p2+d2=

11、0.04 -7.2 确定凸凹模刃口尺寸: 1.落料部分：以凹模为基准 查表得X1=0.5 ,X2=0.75 =(D-X1)= 9.9mm A=(A-X2) = 13.9mm 凸模按凹模刃口实际尺寸配做，并保证双面间隙 =0.246mm 0.360mm2.冲孔部分：以凸模为基准 查表2-10得=0.75 = =8.59_ mm 凹模按凸模刃口的实际尺寸配做，并保证双面间隙 =0.246mm 0.360mm八、模具零件的选用及设计8.1、凹模的选用及设计 凹模厚度 H=kb() =0.3060=18mm取20mm。 凹模壁厚 C=(1.52)H =3040mm取35mm；凹模长度L：60+221=

12、102mm,取为160mm宽度B：130mm查冲压手册表22.5-15选取标准件 L=16016020材料为T10A，HRC为6062 8.2、凸模固定板的选用根据选取好的凹模，查中国模具设计大典表22.5-16，选取固定板标准件为：L=16016025；材料选用45钢， 8.3、矩形垫板的选用查中国模具设计大典表22.5-17，选取垫板标准件为：L=16016010材料选用T8A8.4、卸料板的选取查中国模具设计大典表15.28，选取标准件为：L=16016010取卸料板和凸模的单边间隙=0.3t=0.6mm材料为Q235，HRC38438.5、凸模的设计凸模的长度公式为L=h式中 L-凸模

13、长度（mm）； -凸模固定板厚度（mm）； -卸料板厚度（mm）； -导料板厚度（mm）； h-附加长度（mm）；一般取h=1520mm由前面选取的标准件知L=h=72mm材料为T10A，HRC5860 8.6、模柄的设计模柄孔尺寸 d=50mm h=70mm参照中国模具设计大典表22.5-24,采用压入式模柄，材料为Q2358.7、标准模架的选取查中国模具设计大典表22.4-2，选取标准件上、下模座及导柱、导套如下：上模座：L=17017040 材料:HT250 GB2856.1-81ZG45下模座：L=23017045 材料:HT250 GB2856.1-81ZG45导柱：32170mm/

14、32170mm 材料：45钢导套：3210038/3210038 材料：45钢模具闭合高度：设计中冲模的闭合高度为H=185mm =185+5=185-10175mmH190mm则选用的标准模架满足闭合高度H的要求，故此合格。8.8、定位销钉及止转销钉的选取 下模座、凹模及导料板、卸料板处定位销钉的确定 查中国模具设计大典表22.6-12，选取标准件为： 销 GB/T119.1 8 865 公称直径 d=10mm 公差为m6 公称长度 l=65mm 材料45钢。 上模座与垫板及凸模固定板处定位销钉的选取 查中国模具设计大典表22.6-12，选取标准件为： 销 GB/T119.1 8 850 公

15、称直径 d=8mm 公差为m6 公称长度 l=50mm 材料为45钢 模柄处止转销钉的选取 查中国模具设计大典表22.6-12，选取标准件为： 销 GB/T119.1 6 616 公称直径 d=6mm 公差为m6 公称长度 l=16mm 材料为45钢8.9、固定螺钉的选取 下模座上固定螺钉的选取查中国模具设计大典表22.6-1，选取标准件为：M12X60 材料为45钢 上模座上固定螺钉的选取查中国模具设计大典表22.6-1，选取标准件为：M10X50 材料为45钢九、模具部分结构件详细设计及模具结构简图9.1 落料凸模详细结构图： 9.2 冲孔凸模详细结构图： 其余配合面R6.3。9.3 凹模

16、详细结构图： 9.4 模具结构简图：十、其他需要说明的内容本套模具中，模板固定采用M10螺钉，上模板6个，下模板6个，并且对称分布。由于在结构设计时，已经确定了个零件的基本尺寸，查相关标准即可得到，所以说明书中将一些内容省略。 十一、参考资料1、梁炳文主编 冷冲压工艺手册 北京航空航天大学出版社2、吴伯杰主编 冲压工艺与模具 电子工业出版社3、高锦张主编 塑性成型工艺与模具设计 机械工业出版社4、中国机械工程学会 中国模具设计大典3 江西科学技术出版社5、李天佑主编 冲模图册 机械工业出版社6、江维健主编 冷冲压模具设计 华南理工大学出版社7、华玉培主编 冷冲压机模具设计 山东科学技术出版社8、冲模设计手册编写组编著 冲模设计手册 机械工业出版社9、丁松聚主编 冷冲模设计 机械工业出版社10、何铭新、钱可强主编 机械制图 高等教育出版社11、郝滨海编著 冲压模具简明设计手册 化学工业出版社12、王新华主编 冲模设计与计算手册 机械工业出版社13、模具实用技术丛书编写组编冲模设计应用实例机械工业出版社17