托板冲压模具设计说明书

1托板冲压模具设计说明书单位：重庆工业职业学院部门：10模具304设计者：---------------指导老师：----------学号：----------------------日期：2011.11～2012.32前言该设计是在老师的指导下，按企业里的格式及顺序进行编写的。其中的一些数据都是按照“冲压模具及设备”及“互换性与技术测量”上的表查得的标准数据，而图也是遵循“机械制图”上的标准画法画的。本书的设计以够用为准，着重的考虑它的应用性、实用性及综合性。本书对冲压的工艺、模具的设计、材料的分析等都一一的进行了分析及介绍。本书的要点：根据考虑合理的工艺编制、实现高速化、自动化、提高材料利用率降低材料成本等一些因素，以降低冲压的成本及模具的费用，提高效率。根据企业要求及冲压成型工艺及模具设计的工程技术的要求，设计出企业所需要的、简单的、应用性好的模具模具及产品。由于编者的水平有限，因此书中存在一些错误和缺点，恳请读者进行批评指正。编者2012.3.143目录前言托板零件图…………………………………………………………5第一章托板零件冲压工艺性分析………………………………6第一节经济性分析………………………………………………………6第二节形状与结构………………………………………………………6第三节精度与粗糙度……………………………………………………8第二章托板冲压工艺流程设计及优化…………………………10第一节工艺设计内容方案………………………………………………10第二节方案分析………………………………………………………10第三章托板冲压工艺设计计算…………………………………13第一节排样……………………………………………………………13第二节冲压设备的选择………………………………………………19第三节冲压压力中心的确定…………………………………………20第四节降低冲裁力的方法……………………………………………20第四章托板冲压模具参数计算…………………………………21第一节模具凸凹模之间的间隙………………………………………21第二节冲裁模具刃口尺寸的计算……………………………………23第一节模具闭合高度的确定…………………………………………26第二节卸料橡胶的选用………………………………………………26第五章模具总装图………………………………………………29第六章托板冲裁模主要零部件的设计与选用……………………304第七章冲裁模具使用说明书……………………………………33结束语………………………………………………………………………………….36参考文献…………………………………………………………………………………375托板零件图冲压件：托板生产批量：大批量材料：08Ft=2㎜6第一章托板零件冲压公艺性分析一批量经济性分析1.看冲压件是否需要大小或者中批量生产，由图知可知该冲压件为大批量生产，所以冲压式可采用级进连续冲压或者复合模冲压2.由于模具费用高有利于大批量生产，由本图纸知为大批量生产，大批量生产时生产效率高，成本较低，比较经济3.提高材料的利用率以降低成本，进行合理的安排，充分利用材料的空隙，尽量对材料进行循环利用4.查资料可知材料费用占总成本的百分之七十左右，另加上工人的劳资费综上说述：冲压生产对大批量生产有独特的优越性，经济性，所以适合冲压工艺生产二材料的适用性冲压适用的材料不仅要满足冲压件的使用要求，还应满足冲压工艺的要求和后续加工要求，①具有良好的冲压成形性能②具有较高的表面质量③材料的厚度公差应符合国家标准由本图纸冲压件所提供的材料是08F，由《冲压模具及设备》表2-3知，08F为碳素结构钢，抗剪强度τ=216～304MPa抗拉强度σ=275～383MPa为冲压成型的常用材料，故可知08F适合冲压工艺材料需要三形状与结构1.此冲裁件的形状简单规则且适合与冲压，有利于材料大的合理利用，以便节约材料，减少工序数目，提高模具寿命，降低冲件成本⒉在冲压生产过程中，冲裁件的内外形转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，7以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过渡磨损而引起的尺寸要求变化根据《冲压模具及设计》表4-2知当落料时交角≥90°时，最小圆角半径r=0.25t=0.5≥0.25mm因此对应冲压件图纸上的几处直径为0.5mm，但是为了便于加工所以取直径r=1mm，这时候与顾客进行协商，由于本公司设备有限，制造过程中为了便于模具加工等要求将其图纸进行细小的改动而不会影响尺寸的大小，希望贵公司体谅，并与顾客达成一致意见，然后确定新的冲件图形，并由顾客签字确定，新的冲件图如下:冲压件：托板8生产批量：大批量材料：08Ft=2㎜⒊在冲压过程中尽量避免冲裁件上过于窄长的凸出悬臂和凹槽，否则会降低模具寿命和冲裁件质量，由图纸知悬臂和凹槽的宽度B≥1.5t﹙t为料厚﹚由于冲件材料为软钢，所以B≥1.2t=2.4由用户所提供的托板尺寸和形状无过长凸出悬臂和凹槽，故适合冲压生产要求⒋由于此冲裁件托板孔直径Ø=10mm由表2-3查得08F的𝜏𝑏=275～383查表4-3知τb=400～700MPa图形孔1.3t＜10mm因此孔的尺寸符合要求2.孔间距与孔边距冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离，受模具强度和冲裁件质量的制约，一般要求为C≥(1～1.5)t=2～3mm由于总长为30减去孔直径10后在除以2知孔边距为10mm,由于只有一个中心孔，没有孔间距，所以无需考虑孔间距，不会影响冲压生产。四精度与粗糙度1.精度冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料间公差等级最好低于IT10级，冲孔件公差等级最好低于IT9级，冲裁可达到的冲裁件公差列于表4-5，由《互换性与技术测量》知该图纸最高精度选9级精度，对于τ=2mm的托板冲压生产完全可以达到所需产品的精度要求，故可使用冲压生产2.粗糙度冲裁件的断面粗糙度与材料塑性，材料厚度，冲裁间隙，刃口锋利程度及9凹凸工作部分表面粗糙度值有关，对于本冲压件τ=2mm的金属材料，R的最大值≤0.05表面粗糙度为6.3可达到冲压实际尺寸的要求和公差等级要求托板冲压零件图如下：冲压件：托板生产批量：大批量材料：08Ft=2㎜10第二章托板冲压工艺流程设计及优化一工艺设计内容方案1.工艺类型2.工艺次数3.工艺次序4.工艺组合方式1.工艺类型对于一般冲压件，通常考虑外形采用冲孔，为了保证模具强度和孔变形，一般采用两次或多次工序，当冲件形状复杂时通常可将外、内形分布冲出，由本图纸知该冲压件只需两个工艺类型冲孔+落料2.工艺次数有图纸知此冲压件工艺次数为两次落料+冲孔3.工艺次序先冲孔后落料4.工艺组合方式方案一单工序模先冲孔后落料方案二单工序模先落料后冲孔方案三复合模落料+冲孔方案四级进模先冲孔后落料方案五级进模先落料后冲孔二方案分析方案一单工序模先冲孔后落料11单工序模是指在压力机的一次行程内只完成一种冲裁工序的模具，冲孔+落料的单工序模是先冲孔后落料的方式完成产品。单工序模设计结构简单，模具导向精度高，寿命长，安装方便，但是生产率低，不适合于中批量或大批量生产模具制造的工作量和成本较低，在生产过程中也不安全，需采用一定的安全措施，方案二单工序模先落料后冲孔此单工序模类同上一方案的工序，于前者刚好相反，而在工艺上采用先落料后冲孔的话，落料时会影响冲件的尺寸精度，此冲压件由两模完成，成本低，效率低，只适合于小批量生产。方案三复合模冲压+冲孔复合模是指在压力机的一次行程中在模具的同一个工位上同时完成两道或两道以上不同冲裁工序的冲模，复合模的精度可达IT10～IT8级，由于此冲压件最高精度为IT9级，所以精度等级适合于此冲压件，复合模平整度高，模具制造的工作量和成本比单工序模稍高，适合于中批量和大批量生产，但生产率较低，安全性不高，加工速度比较慢，复合模冲孔和落料是同时进行的，所以不需要考虑先冲孔后落料或者先落料后冲孔，由本图知此冲压件为大批量生产，所以乐意采用此复合模方案四级进模先冲孔后落料级进模式指在压力机的一次行程中，依次在同一模具的不同工位上同时完成多道工序的冲裁模，由于该冲压件形状简单，模具制造的工作量和成本比复合模低，适合于中、大批量生产、且比较安全。因为该冲压件的精度是IT9级而级进模的冲压件精度为IT13～IT10级，所以不利于该冲压件的选择，又因模具复杂时制造麻烦对机械要求高，对工人技术要求高，安装复杂、制造周期长，由于12此冲压件结构简单，先冲孔后落料符合该冲压生产。方案五级进模先落料后冲孔此方案同时具有方案四的优点，但是先落料后冲孔的话，在落料的同时就相当于一个单工序模，不符合级进模的要求，所以此种方案不适合于选用。终上所述方案一和方案二只适合小批量生产，而此冲压件是大批量生产，所以方案一、方案二都不适合选用。方案五不符合要求，也不选用，方案四精度不适合选用，所以方案四也不选用，所以最终选择方案三复合模13第三章托板冲压工艺设计计算1.排样（1）排样方法有﹕①有废料排样②少废料排样③无废料排样对于有废料排样时，冲件尺寸完全由冲模保证，因此冲件质量好，模具寿命高，但材料利用率低，常用于冲件形状较复杂、尺寸精度要求较高的冲件，由于本冲压件形状简单，只要求对孔精度比较高，对外面精度没什么要求，所以不采用有费料排样。少废料排样因受到剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，但材料利用率较高，冲模结构简单，一般用于形状较规则，某些尺寸精度要求不高的冲件。无废料排样虽然冲件质量和模具寿命低，但是材料利用率很高，有利于提高生产效率，由于无废料排样精度低于少废料排样，所以不利于本冲压件的选择，固采用少废料排样。1.材料利用率材料利用率有两种：一个进距内的材料利用率和一张板料上的总的材料利用率，本冲压件选择一张板料上的材料利用率。𝜂0＝𝑛𝐴1∕BL×100%式中𝑛一一张板料(或条料、带料)上冲件的总数目A1一一个冲裁件的实际面积㎜²L—板料(或条料、带料)的长度㎜B—板料(或条料、带料)的宽度㎜1.条料宽度的计算141.料边与搭边最小料边a和最小搭边值𝑎1，由《冲压模具及设计》表4—18知排样一：横裁横排a1=1.4a=2.6B1L1排样二：横裁纵排a1=2.1a=1.6B215排样三：纵裁横排a1=2.1a=1.6B3L3排样四：纵裁纵排a1=1.4L4162.条料宽度由于Β﹦D＋2a是用于导料板导向且有侧压装置时，这样算出的条料宽度比较理想化，条料宽度还与定位方式有关，所以要选择定位方式，定位方式有a定位方式b中级定位c高级定位。初级定位是用导料板导向且无侧压装置，适合于大批量生产，由于此冲压件为大批量生产，所以适合本冲压件的选择，中级定位是用导料板导向且有侧压装置，导正销主要用于级进模，而本冲压件为复合模，所以不利于本冲压件选择，由于此冲压件条料的公差不大，所以不需要侧压装置，所以也不利于此冲压件的选择，侧刃装置比较浪费材料，又由于此冲压件为小型零件，所以不利于用侧刃装置，综上所述此冲压件应该选初级定位。排样一：搭边𝑎1＝1.4㎜，料边a＝2.6㎜,查表4﹣20知𝑍𝑚𝑖𝑛＝0.5，所以Ζ取0.8㎜条料宽度𝐵−0.200＝﹙𝐷𝑚𝑎𝑥＋2a＋Z﹚−0.200＝30＋5.2＋0.8＝36㎜,进距S＝58＋1.4＝59.4板料规格选用2㎜×900㎜×2000㎜每板条料数𝑛1＝900／36＝25条每条零件数𝑛2＝﹙2000-1.4﹚／59.4≈33件每板零件数𝑛＝𝑛1𝑛2＝25×33＝800件材料利用率𝜂1＝𝑛𝐴1／BL×100％＝800×﹙38×30＋3.14×8²－3.14×5²＋64﹚／900×2000×100％＝58.9％17排样二：搭边𝑎1＝2.1㎜,料边α＝1.6㎜条料宽度𝐵−0.200＝﹙𝐷𝑚𝑎𝑥＋2a＋Z﹚−0.200=58＋3.2＋0.8＝62㎜进距S＝30＋2.1=32.1㎜板料规格选用2㎜×500㎜×2000㎜每条板料数𝑛1＝500／62≈8条，余3㎜每条零件数𝑛2＝﹙2000－2.1﹚