冲压模具冲孔落料级进模设计说明书

1课程编号：XXXX大学专业课程设计说明书设计人：XXX专业班级：XXX学号：XXXXXX指导教师：XXX日期：X年X月X日2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…………………………………………………………183一、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4“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代等都是难以实现的。5二、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：（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；6三、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①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；②零件材质为10钢，能进行一般的冲裁加工；③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；④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。生产批量：20万件零件材料：10钢材料厚度：2.0mm7四、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：①采用导正销定距的冲孔落料模；②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，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=21.2mm5.3条料宽度的确定：B=60+2×1.5=63mm5.4导板间距：BO=B+Z=63+0.5=63.5mm5.5材料利用率：错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。100%=820/(63*21.2)*100%=61.4%8六、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(mm)；---------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》得错误!未找到引用源。=335MPa则冲裁力F=kLt错误!未找到引用源。=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，得错误!未找到引用源。卸=0.04F卸=6.95KN推件力的计算错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。F查《冲压工艺与模具设计》表2-2，得错误!未找到引用源。=0.055取工件数n=1则推件力的大小为错误!未找到引用源。=n错误!未找到引用源。F=9.65KN总冲压力的计算错误!未找到引用源。=F+F卸+错误!未找到引用源。=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：70mm9最大封闭高度：180mm模柄孔尺寸：错误!未找到引用源。50错误!未找到引用源。706.3模具压力中心的计算：冲裁模压力中心是冲裁合力作用点。建立坐标系如下图：X=[146.1*(-10.6)+53.4*10.6]/199.6=-5Y=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：错误!未找到引用源。=0.246mm错误!未找到引用源。=0.360mm错误!未找到引用源。-错误!未找到引用源。=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：10002.01、冲孔部分：δp=0.02δd=0.02δp+δd=0.04错误!未找到引用源。-错误!未找到引用源。2、落料部分:δp1=0.02δd1=0.025δp1+δd1=0.045错误!未找到引用源。-错误!未找到引用源。δp2=0.02δd2=0.02δp2+δd2=0.04错误!未找到引用源。-错误!未找到引用源。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错误!未找到引用源。=(D-X1△)Sp0+=9.902.00+mmAd=(A-X2△)Sp0+=13.902.00+mm凸模按凹模刃口实际尺寸配做，并保证双面间隙错误!未找到引用源。~错误!未找到引用源。=0.246mm~0.360mm2.冲孔部分：以凸模为基准查表2-10得χ=0.75错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。.59_mm凹模按凸模刃口的实际尺寸配做，并保证双面间隙错误!未找到引用源。~错误!未找到引用源。=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(错误!未找到引用源。)=0.30×60=18mm取20mm。凹模壁厚C=(1.5～2)H=30～40mm取35mm；凹模长度L：60+2×21=102mm,取为160mm11宽度B：130mm查《冲压手册》表22.5-15选取标准件L错误!未找到引用源。=160错误!未找到引用源。160×20材料为T10A，HRC为60～628.2、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错误!未找到引用源。=160错误!未找到引用源。160×25；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错误!未找到引用源。=160错误!未找到引用源。160×10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错误!未找到引用源。=160×160×10取卸料板和凸模的单边间隙错误!未找到引用源。=0.3t=0.6mm材料为Q235，HRC38～438.5、凸模的设计凸模的长度公式为L=错误!未找到引用源。h式中L---------凸模长度（mm）；错误!未找到引用源。--------凸模固定板厚度（mm）；错误!未找到引用源。--------卸料板厚度（mm）；错误!未找到引用源。--------导料板厚度（mm）；h---------附加长度（mm）；一般取h=15～20mm由前面选取的标准件知L=错误!未找到引用源。h=72mm材料为T10A，HRC58～60128.6、模柄的设计模柄孔尺寸d=50mmh=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错误!未找到引用源。=170×170×40材料:HT250GB2856.1-81．ZG45下模座：L错误!未找到引用源。=230×170×45材料:HT250GB2856.1-81．ZG45导柱：32×170mm/32×170mm材料：45钢导套：32×100×38/32×100×38材料：45钢模具闭合高度：设计中冲模的闭合高度为H=185mm错误!未找到引用源。=185+5错误!未找到引用源。=185-10175mm错误!未找到引用源。H错误!未找到引用源。190mm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①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/T119.18Φ8×65公称直径d=10mm公差为m6公称长度l=65mm材料45钢。13②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/T119.18Φ8错误!未找到引用源。