1、模具设计课程设计所属课程：模具设计与制造学 校： 学 院：机电工程学院专 业：材料成型及控制工程班 级： 学 号: 姓 名： 指导老师：成 绩：时 间：2011-11-21 2011-12-11目录一、冲压件工艺性分析二、确定工艺方案及模具结构形式三、模具设计计算四、冲模刃口尺寸及公差的计算五、确定各主要零件结构尺寸六、压力机的选择七 、 各 零 件 结 构 的 选 用1、凹模结构2、凸模结构3、凸凹模固定板结构4、卸料板的结构5、垫板的结构6、上、下模座的选择7、导柱导套的选择8、模架八、模具主要零件加工工艺1、凹模加工工艺2、凸模加工工艺3、凸模固定板加工工艺4、卸料板加工工艺5、导柱加工
2、工艺6、导套加工工艺零件简图：如下图零件名称：焊片 生产批量：大批量材 料：10 钢 t =1.5mm要求设计此工件的冲裁模。焊片零件图一、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。工件结构较简单，有 1 个直径 6mm 的孔，孔与边缘之间的距离满足要求。零件图上所有尺寸均未标注公差，属于自由尺寸，可按 IT14 级确定工件尺寸的公差。尺寸精度低，普通冲裁就能满足要求。二、确定工艺方案及模具结构形式综上分析，冲裁件尺寸精度要求不高，形状较小，但产量较大，根据材料较厚的特点，为保证孔位精度和较高的生产率，实行工序集中的工艺方案，即采用导正钉定位
3、、刚性卸料装置、自然漏料形式的级进模结构形式。三、模具设计计算1、排样、计算条料宽度及确定步距采用单排方案，如下图。由教材模具设计与制造表 2-7 确定搭边值，根据零件形状两式件间按矩形取搭边值 b = 1.0mm，侧边取搭边值 a = 1.2mm。则步距： h = 4.5+1+1.4 = 6.9mm 条料宽度： B = （ D+2a）0-查有关表 =0.5B = =（ 29.5+21.2）0-0.531.90-0.5材料利用率：= = =52.21（ 4.52+2.815.5+1.84.5）6.931.92、计算冲压力该模具采用钢性卸料和下出料方式1）落料力查相关表 =268= KLt落 =
4、 1.3 9324360+2（ 15.72+0.71+4.5） +1.8 1.5268= 36108.524 N2）冲孔力= KLt孔 = 1.3 61.5268=9845.784 N3）冲裁时的推件力查相关表 = 0.055 取 n = 3落= nK推 冲= 推 30.055（ 36108.524+9845.784）= 7582.46 N则最大冲压力：= + +总 落 孔 推= 53536.76 N4）确定模具压力中心四、冲模刃口尺寸及公差的计算1）冲孔部分采用凸、凹模配合加工方法以凸模为基准件，凸模磨损后刃口部分尺寸减小，因此属于 A 类尺寸。零件图中未标注公差的尺寸由表 GB/T1800
5、.3-1998 查出其标准公差数值为0.30mm= （ A+x） -由相关表 x = 0.5 = /4= （ 6+0.50.3） -0.075= 6.150-0.075该零件凹模刃口各部分尺寸按上述凸模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值由教材模具设计与制造表 2-2 确定双面间隙值为 Z=0.08mm2）落料部分采用凸、凹模配合加工方法以凹模为基准件，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于 A 类尺寸。零件图中末注公差的尺寸由表 GB/T1800.3-1998 查出其极限偏差R900.3629.500.52 2.800.25 1.800.25= （ Ax） +其中 x=0.5 = /4= =
6、 9（ 90.50.36） +0.09 8.82+0.090= = 29.5（ 29.50.50.52） +0.13 29.24+0.130= = 2.8（ 2.80.50.25） +0.0625 2.675+0.06250= = 1.8（ 1.80.50.25） +0.0625 1.675+0.06250该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值由教材模具设计与制造表 2-2 确定双面间隙值为 Z=0.08mm五、确定各主要零件结构尺寸1）凹模外形尺寸的确定凹模厚度 H 的确定： H = = 53536.76 N 30.1 总 总H = = 17.49mm30.1
7、53536.76 由模具设计与制造实训表 6-2 查得 H = 22mm凹模长度 L 的确定：L = b+2ct=1.5mm，零件 b=29.5mm，查模具设计与制造实训表 6-2 得 c=30mmL = 29.5+2 30 = 89.5mm凹模宽度 B 的确定： B = 步距+零件宽+2c步距=10mm，零件宽=9mmB=6.9+9+2 30=75.9mm根据 GB/T 8057-95，确定凹模外形尺寸为 100 80 202）凸模长度 的确定1= +1 12+3+其中，导料板厚根据实用冲模设计与制造表 2-17 得， =8mm，卸料板厚1=12mm，凸模固定板厚 =18mm，凸模修模量 Y
8、=18mm，则2 3=8+12+18+18=56mm13）冲模闭合高度计算H=h1h2h3式中：h1 为凸模垫板厚度h2 为凸模长度h3 为凹模厚度H=305620=106mm六、压力机的选择选用冲床的公称压力应大于计算出得总压力 = 53.54KN，最大闭合高度应大总于冲模闭合高度 5mm，查模具设计与制造简明手册第二版表 1-82选用开式双柱可倾压力机型 号 ： J23-6.3标 称 压 力 ： 63KN滑 块 行 程 ： 35mm行 程 次 数 ： 170 次 /min工 作 台 尺 寸 前 后 *左 右 ： 200310mm模 柄 孔 尺 寸 直 径 *深 度 ： 3055mm垫 板
9、厚 度 ： 30mm七 、 各 零 件 结 构 的 选 用1、 凹 模 结 构凹 模 的 外 形 一 般 有 圆 形 和 矩 形 两 种 ， 本 模 具 采 用 矩 形 。 凹 模 的 外 形 尺 寸应 保 证 有 足 够 的 强 度 、 刚 度 和 修 磨 量 。 凹 模 的 外 形 尺 寸 一 般 是 根 据 被 冲 材 料的 厚 度 和 冲 裁 件 的 最 大 外 形 尺 寸 来 确 定 的 ， 考 虑 到 模 具 寿 命 ， 所 以 采 用 刃 口强 度 较 高 的 凹 模 ， 故 选 用 Cr12 为 凹 模 材 料 。凹模洞口的类型常用凹模洞口类型为直筒式刃口凹模。因为其制造后工作
10、部分尺寸不变，凹模制造方便，刃口强度高，便于刃磨。2.凸模结构凸模有两种基本类型。一种是直通式凸模，其工作部分的形状与尺寸作成一样；另一种是阶梯式凸模工作部分与固定部分的形状与尺寸不同。本模具采用前者，可以采用成型磨削、线切割等方法加工，这种凸模的工作应进行淬火，长度约为 1/3h。另一端处于软状态，便于与固定板铆接。3、 凸 凹 模 固 定 板 结 构凸凹模固定板主要用于小型凸模、凹模或凸凹模等工作零件的固定。固定板的外形与凹模轮廓尺寸基本一致，厚度取 0.60.8 ，这里选用 16 mm，材凹料可选用 45 钢。4、卸料板的结构设计的目的，是将冲裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或废料卸掉，
11、保证下次冲压正常进行，在此采用刚性卸料。材料选择为 45 钢，热处理硬度为3242HRC。5、垫板的结构垫板装在固定板与上模座或下模座之间，它的作用是防止冲裁时凸模压坏上模座。垫板的尺寸可在标准中查得。垫板的材料一般可选 45 钢。垫板厚度一般为 512mm，这里选用 8mm 的垫板。6、上、下模座的选择冲压模具模座是安装、固定导柱导套和冲压模具零件的，是连接冲压模具与冲压设备并且传递冲压力的必备装置零件。它的加工要求除上下端面需平行外，关键是上、下模座导柱导套配作孔位置要一致，才能保证模具上下运动灵活。材料选择铸铁。根据实用冲模设计与制造表 F-3 得，上模座 140*80*35，下模座14
12、0*80*45。闭合高度 160190。7、导柱导套的选择导向装置采用导柱导套光滑的圆柱导向型式导向零件是用来保证上模相对于下模的正确运动。对生产批量较大、零件公差要求较高、寿命要求较长的模具，一般都采用导向装置。模具中应用最广泛的是导柱和导套。导柱、导套与模座的装配方式及要求按标准规定。但要注意，在选定导向装置及零件标准之后，根据所设计模具的实际闭合高度导柱和导套一般采用过盈配合 H7/r6 分别压入下模座和上模座的安装孔中。导柱、导套之间采用间隙配合，其配合尺寸必须小于冲裁间隙。导柱、导套一般选用 20 钢制造。为了增加表面硬度和耐磨性，应进行表面渗碳处理。根据实用冲模设计与制造表 F-3
13、 得，导柱 25*150，导套 25*80*33。8、模架模架是由上、下模座，模柄及导向装置（最常用的是导柱、导套）组成模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受冲压过程中的全部载荷。模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连，下模座用螺钉压板固定在压力机工作台面上。上、下模座之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模的运动，保证冲裁过程中间隙均匀。一般模架均已列入标准，设计模具时，应加以正确选用。本模具选择后侧导柱模架，因其送料方便，且此冲裁件对模具刚度、硬度要求不高。八、模具主要零件加工工艺1、凹模加工工艺1)备料：材料 Cr12 型钢棒料；2)锻造：将毛坯锻成 105
14、mm 85mm 25mm； 3)热处理：退火，消除内应力，改善加工性能；4)铣：将毛坯铣成 101mm 81mm 21mm； 5)磨：磨平上、下两大平面，留精磨余量 0.2mm；6)钳工：画销孔、螺钉孔及漏料孔中心线，钻、铰销钉孔 4- mm，钻螺8+0.0160钉孔 4- mm；8.57)立铣：铣各漏料孔；8)坐标镗：各孔型中钻穿丝孔 mm；并镗固定挡料钉安装孔 mm；2 6+0.01309)热处理：淬火、回火达硬度 60 64HRC；10)平磨：磨平上、下两大平面达到设计要求，磨一对垂直侧基面对角尺；11)线切割：切割各型孔；12)修整：用油石磨光刃壁，检验，妥善保管。2、凸模加工工艺落料
15、凸模1)备料：材料 Cr12 型钢棒料；2)锻造：将毛坯锻成相应尺寸；3)热处理：退火，消除内应力，改善加工性能；4)铣：将毛坯铣成相应尺寸,保证各面之间垂直度 0.03mm；5)磨：磨平上、下两大平面；6)划线：以毛坯实际对称中心线为基准对中划线，打样冲眼，划出凸模轮廓线；7)钻孔：钻螺纹孔并倒角；8)热处理：淬火、回火达硬度 58 62HRC；9)平磨：磨平上、下两大平面，保证平行度 0.02mm；10)线切割：按尺寸切割出凸模；11)修整：用油石磨光刃壁，检验，妥善保管。冲孔凸模1)备料：材料 Cr12 型钢棒料；2)粗车：粗车台阶外圆；3)精车：精车台阶外圆；4) 热处理：淬火、回火达
16、硬度 58 62HRC； 5) 磨外圆：磨凸模至尺寸要求； 6)修整：用油石磨光刃壁，检验，妥善保管；7）磨平面：两端面至尺寸；8）钳工修整：全面达到设计要求；9）检验3、凸模固定板加工工艺1)备料：材料 45，18mm 板料；2)铣：将毛坯铣成 100mm 80mm 18mm,倒角； 3)磨：磨平上、下两大平面；4)划线：以毛坯实际对称中心线为基准对中划线，打样冲眼；5)钻孔：钻螺纹底孔并倒角，在凸模固定孔中心钻线切割穿丝孔，打销钉孔冲眼，暂时不加工；6)攻螺纹：攻 4- 螺纹孔，保证螺钉孔的垂直度 0.05mm；87)打标记：按装配结构，统一在工件的左侧面打上标记，以方便后期的装配工作；8
17、)线切割：切割凸模固定孔，按凸模尺寸配割，留过盈量 0.01mm；9)修整：去毛刺，检验，妥善保管。4、卸料板加工工艺1)备料：材料 45，12mm 板料；2)铣：将毛坯铣成 100mm 80mm 12mm,倒角； 3)磨：磨平上、下两大平面；4)划线：以毛坯实际对称中心线为基准对中划线，打样冲眼；5)钻孔：钻螺纹底孔并倒角，钻挡料销及型腔中心线切割穿丝孔 2mm；6)攻螺纹：攻 螺纹孔，保证螺钉孔的垂直度 0.05mm；87)打标记：按装配结构，统一在工件的左侧面打上标记，以方便后期的装配工作；8)热处理：淬火、回火达硬度 40 45HRC；9)磨：磨平上、下两大平面；10)线切割：按凸模尺
18、寸配割凸模卸料板内腔，留间隙 0.1 0.15mm，切割挡料销孔 6mm；11)修整：去毛刺，检验，妥善保管。5、导柱加工工艺1)备料：材料 45，棒料；2)车削：车端面，钻中心孔；3)车外圆：粗车外圆柱面至尺寸，倒角，切槽至尺寸；4)热处理：淬火、回火达硬度 50 55HRC；5)研磨中心孔：研磨导柱两端中心孔；6)磨削：磨外圆柱面，留研磨余量 0.01mm；7)研磨：研磨外圆柱面至尺寸，抛光；8)检验6、导套加工工艺1)备料：材料 45，棒料；2)车削：车端面，车油槽至尺寸，车内孔至尺寸并倒角；3)车削：粗车外圆柱面至尺寸；4)热处理：淬火、回火达硬度 50 55HRC；5)研磨内外圆：研磨内外圆至尺寸，留研磨余量 0.01mm；6)研磨：研磨外圆柱面至尺寸；7)检验
