1、1实训设计(论文)说明书题 目： 前板的冲压设计 系 别： 机电工程系 专 业： 模具设计与制造 学生姓名： X XX 学 号： 0853100109 指导教师： dddd 2011 年 06 月 22 日2摘 要模具是工业生产的基础工艺装配，广泛应用于机械、汽车、电子通讯、家电等行业，其中有 80%以上的产品零件均通过模具生产而成。在国际上，模具又有“工业之母”之称。模具分为冷冲压模具、热锻模具、塑料模具、铸造模具、橡校模具和玻璃模具等。其中冷冲压模具在各种模具中所占比重最多，占整个模具市场的 60%以上，具有广泛的发展前景。冷冲压模具是在室温下，借助于设备提供的压力，利用模具使板料发生分离
2、成塑性变形的一种加工方法。加工对象主要是金属或非金属的板料。本说明书主要针对冲裁模具设计及冲裁压力机的选用进行说明的。冲裁压力机用于将条料落料与冲孔。对于材料的冲孔，在冲孔过程中为防止料随凸模一起移动过，需要较大的卸料力，因此在设计冲裁模具时要注意：a、冲裁模具要设计有卸料装置，可产生较大的卸料力，并可根据冲裁工艺需要进行调节。b、冲裁压力机滑块具有合适的工作速度，这样才有利于材料的冲裁变形，提高质量。c、冲裁压力机要有较大的工作能量，因为冲裁力较大。总而言之，冲裁模的加工生产效率高，加工成本低，材料利用率高，产品的一致性好，且操作简单。关键词：冲裁复合模、冲裁压力机、冲裁工序。3Abstra
3、ctMold is the basis of industrial production assembly process is widely used in machinery, automobile, telecommunications, home appliances and other industries, including more than 80% of the product parts are made through the mold production. At the international level, mold and “Mother of industry
4、“ called. Is divided into cold stamping die mold, forging mold, plastic mold, die casting, rubber mold school, such as mold and glass. One cold stamping die mold in a variety of the largest share, accounting for the entire mold more than 60% of the market, has a broad development prospects.Cold stam
5、ping die is at room temperature, the pressure through the use of equipment, the use of sheet metal dies so that the separation took place into a plastic deformation process. Processing object is a metallic or non-metallic sheet.The main specification for the design and blanking die blanking press to
6、 explain the choice of the. Blanking will be expected to press for blanking and punching. Punching the material in the punching process is expected to prevent the movement together with the punch, and the need for a larger discharge, and therefore in the design of stamping dies to the attention of:
7、a, to the design of punching die discharge device , the discharge may have a greater power, and in accordance with the need for regulation of blanking process. b, blanking presses the slider with the right speed so that it can help blanking deformation of materials, improve quality. c, blanking pres
8、ses work to have a greater energy, as a larger punching power.All in all, the production of Die efficient processing, low processing costs, material utilization high, the product of good consistency, and easy to operate.Key words: Cold stamping die , stamping presses, discharge power4目 录引言5第一章 模具设计及
9、计算 61 零件图的分析 72 工艺分析 73 冲压方案的分析与确定 74 模具结构形式的确定 85 工艺尺寸计算 85.1 排样设计 85.2 冲压力和压力中心计算 96 冲裁模零件设计 106.1 凸凹模刃口尺寸计算 106.2 凹模厚度尺寸计算 116.3 凸模长度尺寸计算 127 主要零部件的选择与计算 127.1 模具主要零件设计准则 127.2 卸料板 137.3 橡胶 137.4 导料板 147.5 垫块 148 模架的选择 1459 冲压设备的选取 1410 UG 一步可成形性分析 1511 结论 1912 谢辞 2013 参考文献 216引言冲压模具在实际工业生产中应用广泛。
10、在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展， 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一
11、次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义，模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、具使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。7第二章 模具设计及计算1 零
12、件图的分析图 1如图1所示，该零件为档板，其中心有非圆形的孔以及曲面上有 mm的孔，零件10加工表面不能有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。该零件形状沿一直线对称，冲孔最大距离为105mm，档板材料为08F钢，形状精度要求不高，因此可以用冲压方法加工。2 工艺分析此工件包含落料，冲孔，弯曲三个工序。材料为08F钢、t=4mm，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构中等复杂，有一个非圆形的孔，一个 mm的孔。此工件10满足冲裁的加工要求，孔与工件边缘之间的距离为15，大于最小壁厚8mm。但是 mm10的孔在弯曲面上，故因先弯曲后冲出其孔。工件的尺寸按IT14级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全满足要
13、求。3 冲压方案的分析与确定8根据上面落料冲孔和弯曲进行工序组合与排列，初步拟定下列四种方案：方案一：冲孔与落料复合，然后弯曲成形，最后冲出 mm 的孔。10方案二：冲孔与落料连续模，弯曲和冲 mm 的孔复合。10方案一落料和冲孔复合一次完成，有利于缩短工序，但是弯曲之后不易保证孔的位置精度，而且弯曲时孔容易变形，。所以因弯曲后冲孔，此工序比较适合。方案二冲压方案其特点是工序高度集中，生产率高，操作安全，但是模具结构复杂、安装、调试、维修比较困难，且弯曲件不对称，弯曲和冲孔复合模具比较复杂。综上以上各种方案，从保证制件的精度、质量和经济效益，采取第一种方案。4 模具结构形式的确定复合模具有两种
14、结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，由于设计只涉及冲孔工序，故采用倒装式单工序模。5 工艺尺寸计算5.1 排样设计1）排样方法的确定 根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直排法。初画排样图如图 2 所示。图 292）确定搭边值 查表 2-10 可得，取最小搭边值：工件间。 =3.2mm，侧面1a=3.5mm.a确定条料步距 步距：A=404.4+3.2=407.6 mm。3）条
15、料的利用率： %10ABF= %4.701704.56.472式中 A-步距F-冲裁件的面积B-条料宽度（采用有侧压装置，B= ，得：0max)2(DB=（67+23.5+1） =75 . 其中， 为剪切条料宽度公差，查表 2-01.12 可得 ）m15.2 冲压力计算1）冲压力 F查表 1.3 取材料 08F 钢的抗剪强度 ，Mpa30b由公式（2-15） NtkL16423075.12.1c 式中：k-冲压力系数一般为 1-1.3，这里取 1.3L-冲裁件的周边长度（mm）即所冲四个孔的圆周长度，为1=40.267.56=0.mLpa30是 材 料 抗 剪 强 度 ， 为冲孔力 c2bt=
16、1.2843/1247.3FKKN2）卸料力已知 （查表 2-16）4.0x则 .65.0.1cx 3）推料力已知 n=3=h/t（h 为凹模刃口直壁高度，t 为工件厚度）（查表 2-16）4.tK则 KNFn3.27052ct1t tt=.16=85C4)确定压力机公称压力本模具采用弹性卸料装置，所以 c12xt1t20.FF总根据 ，冲压设备拟选 J23-250.公称压力 2500KNP105）确定压力中心因为工件沿某一直线对称，其压力中心必在对称线上，因此只需计算压力中心的另一坐标即可。如图 3图 3压力中心线段长度X YL1 0 33.5L2 -202.2 0L3 0 -33.5L4
17、192.7 -28.5L5 147.2 0L6 192.7 28.5L7 202.2 31L8 202.2 -31L9 -134.7 01291293.4mCXLXLXL上6 冲裁模零件设计6.1 凸凹模刃口尺寸计算1）落料与冲孔复合工序（1）按 IT14 确定工件未注尺寸公差，查标准公差数值表（GB1800-79）：0.540.7460.62350.740.87150.520.21查表 2-13，确定冲裁间隙为 Zmax=0.58mm，Zmin=0.50mm。11（2）计算落料刃口尺寸采用配制加工，刃口以凹模为基准，凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配制，保证双面间隙为 0.50-0.58mm。查
18、表 2-15，确定所有尺寸的磨损系数均为 。0.5Xm1 凹模刃口磨损后，尺寸 , 增大，取 ，则1A2/40.7/0.191max067.5631.5/4.22 07042 凹模刃口磨损后，尺寸 B 减小。.311min 050.62/435.xm3 尺寸 C 不变，按中心距类尺寸处理。/40.7/.9（3）计算冲孔刃口尺寸采用配制加工，刃口以凸模为基准，凹模尺寸按相应的凸模实际尺寸配制，保证双面间隙为 0.50-0.58mm。查表 2-15，磨损系数 ，尺寸均为 B 类尺寸，取 ，0.5x /4按式（2-13 ） 001min .13/4.52/42. 6B m02i 0.2/ 0.87/
19、15x6.2 凹模厚度和壁厚尺寸计算凹模外形尺寸的确定凹模厚度：由公式 。 3330.1.206.150aHFm凹模壁厚：由公式 5Cm12所以凹模的总长 ，凹模宽度 。4026534Lm6725197Bm6.3 凸长度尺寸计算由于采用弹性卸料板和导料板冲模，凸模的产度可按公式计算得出：=105mm12=LhtA式中：h 1-凸模固定板的厚度，此处取 20mm。h2弹性卸料板的厚度，此处取 30mm。A-自由尺寸，闭合状态时固定板和卸料板之间的距离，凸模的修磨余量，凸模进入凹模的深度 0.5-1mm。A 相对要长些，要考虑弹性元件的压缩量（A 此处取55mm） 。7 主要零部件的选择与计算7.
20、1 模具主要零件设计准则设计凸、凹模时及其刃口尺寸因区分落料和冲孔，并遵循如下原则：1）.计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。2）.根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件的最大极限尺寸。这样，凸、凹模在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。模具磨损预留量与工件制造精度有关。用 x表示，其中为工件的公差值， x 为磨损系数，其值在 0.51 之间
21、，根据工件制造精度选取：工件精度 IT10 以上 x=1工件精度 IT11 IT13 x=0.75工件精度 IT14 x=0.53）.不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin） 。4）.选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高 24 级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按 IT6IT7 级来选取；对于形状复杂的刃口，制造偏差可按工件相应部分公差值的 1/4 来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的，制造偏差值可取工件相应部位公差值的 1/8 并冠以（） 。5）.工件尺寸公差与冲模刃口
22、磁场的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向单向标注。但对于磨损后13无变化的尺寸，一般标注双向偏差。对凸模、凹模加工时，直接对坯料进行加工，完成板料分离或成形的零件。模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和产品要求确定是否采用带导柱的模座。带导柱标准模座的常用形式及导柱的排列方式为后侧导柱模座。两个导柱装在后侧，可以三面送料，操作方便，但冲压时容易引起偏心矩而使模具歪斜。因此，适用于冲压中等精度的较小尺寸冲压件的模具，大型冲模不宜采用此种形式。模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。长用的模柄形式为带罗纹的旋入式模柄，模柄与上模座做
23、成整体，用于小型模具；有带台阶的她入式模柄，它与模座安装空用H7/N6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具；有反柳式模柄，与上模连接后，为防止松动，拧入防转螺钉紧固，垂直度精度较差，主要用于小型模具；有凸缘的模柄，用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，适用于较大模具；有浮动式模柄；有整体式模柄，它适用于矩形凸模和圆形凸模。它由模柄、球面垫块和联接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨误差对冲模导向精度的影响。适用于有滚珠导柱、导套导向的精密冲模。在设计模柄的时候，模柄的长度不得大雨冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应于压力机滑块上的模柄孔径一致。7.2 卸料板本设计中采用弹性
24、卸料板的卸料形式。凸模与弹性性卸料板的双边间隙取决于板料的厚度，一般在 0.2-0.5mm 之间，由于工件厚度为 4mm，故此处取间隙值为 0.5mm。弹性卸料板的厚度一般取 10-30mm，在此处取 30mm。7.3 橡胶本设计中采用橡胶用于卸料板与凸凹模间的工作。1）计算橡胶的自由高度：由公式 修 模工 作 SmtS1=4+1+10=15mm式中： -橡胶工作行程（mm） 。工 作t-工件厚度（mm） 。-模具的修磨量或调整量（mm） ，一般取 5-10mm。此处取修 模S10mm。得自由高度公式 工 作自 由 ）（ SH0.453=（3.5-4.0）15mm=（52.5-60）mm，此处
25、取 60mm。2）根据自由高度计算橡胶的装配高度：由公式： 自 由装 配 ）（ H9.8=（0.85-0.9）60mm=（51-54）mm，此处取 54m。3）计算橡胶的断面面积：A=F/P=2062/0.6=34000mm214式中：F-卸料力，即 F=2062KN。P-单位压力，查得矩形橡胶的预压量为 10%-15%单位压力为0.6Mpa。 7.4 导料板导料板之间的距离公式：A=B+Z=75+0.8=75.8mm。式中：B-条料宽度，Z-条料与导板之间的间隙，查表 3-11 可得 Z=0.8mm。导料板的厚度要大于挡料销顶端高度与条料厚度之和，并有 2-8mm 的空隙。7.5 垫块垫块的
26、作用是承受凸模或凹模的压力，防止过大的冲压力在硬度较低的上，下模座上压出凹坑，影响模具的正常工作。垫块的厚度根据压力大小选择，一般取 12-20mm，本设计下垫块均取 20mm，外形尺寸与固定板相同。8. 模架的选择该模具采用后侧窄型导柱模架，这种模架的导柱在模具后侧位置，有利于窄和长的条料。以凹模周界尺寸为依据，查中国模具设计大典后侧窄型导柱模架（GB/T2851.6-1990),选择模架规格如下，上模座 63020060，下模座 63020075导柱：d(mm) L（mm）分别为 55250、 55250（GB/T 2861.1-1990） 。导套：d(mm)L（mm）D（mm）分别为 5
27、510558、 5510558（GB/T 2861.1-1990） 。上模座厚度 取 60mm，下模座厚度 取 75mm，上垫板厚度 取 20mm，则上H下H垫H该模具的闭合高度 为合607521054306Lhm上式中 L 凸模长度，mm;H 凹模厚度，mm;h凸模冲裁后进入凹模的深度，mm.、可见该模具得闭合高度小于所选压力机 J23-250 的最大闭合高度 425mm，因此该压力机可以满足使用要求。9 冲压设备的选取通过校核，选择开式双柱固定台压力机 J23-250 能满足使用要求。其主要技术参数如下。15型号 J23-250 前后 425公称压力/KN 350 左右 625滑块行程/m
28、m 200工作台孔尺寸/mm 直径 500滑块行程次数/（次/min）30 厚度 125最大闭合高度/mm 425垫块尺寸/mm孔径 22.5闭合高度调节量/mm 125 直径 50滑块中心至床身距离/mm450模柄孔尺寸 深度 70立柱间距离/mmm 650 前后 210前后 850滑块底面尺寸/mm左右 270工作台尺寸/mm左右 125010 UG 一步可成形性分析.16Solution SummaryMaterial Properties17Thinning18Equivalent StressEquivalent Strain19Flatten shape11. 结论设计小结经过将近
29、三周的冲压模具设计实训，终于让我更加接近的感受到了真正的模具设计。虽然还不能说是社会上真正的模具设计，因为有些设计只能说是没有经验的设计。但是做的东西比上学期做的课程设计确实要多很多。虽然感觉三周的时间好像很漫长，但是当布置实训内容和任务的时候，回到宿舍一直都是没有头绪，无从下手。真是印证了一句老话：“万事开头难”老师说这是一次像毕业设计的实训，但毕竟相对毕业设计来说我们拥有的时间还是短了许多，要在三周之内完成一副模具设计和分别要写二十多张的设计说明书，说实话还是有点难度。因为我们没有做过系统的模具设计，很多东西都是照着书上的例题，或者老师给的实训模板来做的。但是，总的来说，这次的实训还是很有
30、收获的，虽然有时候无从下手想得人都快烦躁起来了，但现在想想还是很有成就感的，毕竟都是自己一手一手做出来的，对于我们来说，通过这次实训让我们对模具设计有了更深的认识和了解。模具设计关键的20在于系统的设计，合理的设计，和严谨的设计。我想，这些都是我们从这次实训中学到的，也将指导以后的我们在实际工作中的设计。12. 谢 辞谢 辞本设计在冯翠云老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从设计的开始到具体的写作过程，无不凝聚着冯老师的心血和汗水，在我做设计期间，冯老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些集中问题的解决方法，没有这样的帮助和关怀，我是不可能这么顺利的完成我的设计的。在此向冯老师表示深深的感谢和
31、崇高的敬意。我还要感谢我的同学，在三周的设计过程里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们的帮助和支持，在此我表示深深的感谢！每当我碰到难题想退缩时，只要看到身边的舍友都在迎风前进，心里便打消了这种念头，是他们一直陪在我的身边，是他们一直陪我努力奋斗，没有他们，我早已放弃，没有他们我根本坚持不下来，在此，我对我的舍友也致以深深的谢意。同时，在设计过程中，我还参考了相关的书籍和论文，并在网上搜素了大量的相21关信息，还登录了一些机械论坛，在里面我真的学到了很多东西，论坛里的朋友们都非常热心，对我提出的问题向来都是一一解答，在这里一并向他们表示谢意！13. 参考文献1：冯翠云 ，模具
32、设计与制造，北京，北京大学出版社；2009.52：黄劲枝主编.机械设计基础.北京：机械工业出版社，20013：夏巨谌、李志刚；中国模具设计大典；中国机械工程学会；2003.54: 高佩福主编.实用模具制造技术.北京:中国轻工业出版社,19995:王孝培主编.冲压手册.北京:机械工业出版社,19906: 赵孟栋主编.冷冲模设计。北京：机械工业出版社，20007:东福等编冷冲压模具设计长沙：湖南科技技术出版社，19858: 肖景容等主编冲压手册北京：机械工业出版社，1996 9:李云程主编模具制造工艺学北京：机械工业出版社，200110:硕本主编冲压工艺学北京：机械工业出版社，198211:陈万林等编.实用模具技术.北京：机械工业出版社，200012:陈剑鹤等编.模具设计基础.北京：机械工业出版社，200313: 洪慎章；实用冲压工艺及模具设计；北京；机械工业出版社；2008.1 14:甘登岱主编.中文版AutoCAD 2004实用教程，人民邮电出版社，2004 2215: 成虹主编冲压工艺与模具设计北京：高等教育出版社，2000
