单工序落料模设计说明书

1目录一、设计任务…………………………………………………………………………………1二、冲压工艺分析……………………………………………………………………………2三、冲压件工艺方案的确定…………………………………………………………………3四、模具结构形式的确定……………………………………………………………………4五、工艺尺寸的计算…………………………………………………………………………51、排样方法的确定………………………………………………………………………52、排样的相关计算………………………………………………………………………53、刃口尺寸的计算………………………………………………………………………64、冲、推、卸料力的计算………………………………………………………………75、压力机公称压力的计算………………………………………………………………86、冲裁压力中心的确定…………………………………………………………………8六、主要零部件的设计………………………………………………………………………9七、模具工程图………………………………………………………………………………13八、冲压设备的选取…………………………………………………………………………14九、心得体会…………………………………………………………………………………16十、致谢………………………………………………………………………………………17十一、参考文献………………………………………………………………………………182一．设计任务零件名称：盖生产批量：大批量材料：Q235材料厚度：1mm设计该零件的落料模二.冲压件工艺分析①材料：该冲裁件的材料Q235，具有较好的可冲压性能。②零件结构：该冲裁件结构简单，形状简单，比较适合冲裁。③尺寸计算：为了保证零件尺寸，留出修边余量三、冲压件的工艺方案确定通过以上对该零件的结构、形状及精度的分析，并结合零件的生产批量。该零件采用落料单工序就可完成冲压加工。四、确定模具总体结构1、模具类型的选择3由冲压工艺分析可知，采用单工序模冲压，所以本套模具类型为单工序落料模。2、定位方式的选择因为该模具采用得条料，控制条料得送进方向采用导料销；控制条料的送进步距采用挡料销。3、导柱、导套位置的选择由于落料件的结构简单，大批量生产都使用导向装置。导向方式主要有滑动式和滚动式导柱导套结构。该零件承受侧压力不大，为了加工装配方便，易于标准化，决定使用滑动式导柱导套结构。4、滑动式模架选择由于受力不大，精度要求也不高，同时为了节约生产成本，简化模具结构，降低模具制造难度，方便安装调整，故采用后侧导柱导套式模架。该模架可以三方面送料，操作特别方便。5、卸料、出件方式的选择在选用卸料装置的形式时，需考虑出料方式是上出料，还是下出料。卸料装置根据冲件平整度要求或料的厚薄来确定，对于冲件平整度要求高，且料薄的宜用弹压卸料板。这样既可压料又可卸料，且卸料板随上模上下运动，直观性强，操作方便，是生产中常用的一种卸料方式。当板料较厚时，用弹压卸料板难以卸料时，选用固定卸料装置卸料，一般在零件形状简单、要求不高时，采用固定卸料方式，它可简化模具结构，但是因为工作部位封闭，送料只能靠手感，操作不便，安全性差。由于零件厚度只有1mm，属于薄料，一般采用弹性卸料方式顺便压料，以简化模具结构，降低成本。五、工艺尺寸计算1、排样方法的确定排样方法的确定排样方案对零件质量、生产率与成本，也会直接影响到材料的利用率以及模具结构和寿命等。材料利用率是衡量排样经济性的一项重要指标。在不影响零件性能的前提下，应合理设计零件排样，提高材料利用率。通过对比观察分析，结合大批量生产的特点，适宜采用废料直排的方式2．排样的相关计算查表3-12，取最小搭边值：工件间。1a=1.5mm，侧面a=1.5mm。考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则应取a=5mm,为了方便计算取1a=2.；确定条料步距步距：S=90+2=92mm，宽度：B=90+2×5=100mm。4条料的利用率280100%74.28%167162ABS画出排样图根据以上资料画出排样图，如图1-所示。图1-2排样图2、凸、凹模刃口尺寸的计算定凸、凹模采用分别加工法：查冲压工艺及冲模设计表3-4、3-5，0.140maxZmm，0.100minZmm，x=0.50.4()0.40.0400.016pmaxminZZmmd0.6()0.60.0400.024maxminZZmm++0.024d00(x)(160.35-0.50.7)=160dMaxDDmm0000min-min--0.016-0.016()(x)=(160.3550.70.1)159.9pppdpDDZZmm式中maxZ、minZ——最大、小初始双面间隙5p、d——凸、凹的制造公差dD、pD——落料凹、凸模尺寸maxD——落料件的最大极限尺寸——冲裁件制造公差x——系数3、冲、推、卸料力的计算（1）冲裁力F落为：F落≈Ltσb其中，L=π×D以上公式中：F——冲裁力；L——冲裁周边长度；t——材料厚度；σb——材料抗拉强度；D——落料件直径；则有：L=π×D=3.14×160=502.4(mm)材料厚度t=1mm;材料:08F钢，参考相关资料，其抗拉强度σb=365Mpa,则：F落≈502.4×1×365＝183.376（kN）≈183（kN）（2）卸料力Fx为：根据以上模具结构类型，采用弹性卸料和下出料，Fx＝KxF,取Kx＝0.04（查冲压工艺及冲模设计表3-11）,如下图所示则：Fx＝0.04×183＝7.32（kN）6（3）推件力FT为：FT＝nKTF,凹模刃壁垂直部分高度h＝5mm,t＝1mm,n＝5/1=5;取KT＝0.055（查冲压工艺及冲模设计表3-11），则：FT＝5×0.055×183＝50.325（kN）总冲压力F总＝F落+Fx+FT＝183+7.32+50.325＝240.6（kN）4、压力机公称压力的计算选用的压力机公称压力P≥(1.3~1.5)F总取系数为1.5，则P≥1.5F总＝1.5×240.6＝360（kN）5、冲裁压力中心的确定由于该落料零件是为圆形零件，故冲裁压力中心即为该落料件的圆心。六、主要零部件的设计1、卸料装置的设计采用的是弹压卸料装置，选用合成橡胶作为弹性元件，已知Fx＝7.32kN，根据模具安装空间，取圆筒合成橡胶橡胶4个，每个橡胶承受的预压力Fy为：Fy＝Fx/n＝7320/4＝1830N取hy＝32%h,查表得p＝2MPa,则橡胶的横截面积为：A＝Fy/p＝1830/2＝9152mm设橡胶孔直径为Dmm，橡胶上螺钉孔直径d为10mm，则有：A＝π/4（D2-d2）=π/4（D2-102）=9152mm经计算和保证足够的卸料力,取D＝36mm橡胶的自由高度：0(3.5~4)=24.5~28hS工作mm取0h=28mm其中，=+1+=1+1+5=7St工作修模量mm因为0.5＜h0/D＝28/36=0.78＜1.5，所选橡胶符合要求。橡胶的安装高度：ha＝（0.85~0.9）h0＝23.8~25.2mm取ha＝25mm2.凹模尺寸的设计落料凹模凹模采用整体凹模，轮廓全部采用数控线切割机床即可一次成形，安排凹模在模架上的位置时，要依据压力中心的数据，尽量保证压力中心与模柄中心重合。其7轮廓尺寸的计算如下：凹模厚度H凹＝Kb,查冲压工艺及冲模设计表3-11取K＝0.15，则：H凹＝0.15×160＝24mm,凹模壁厚C:C＝（1.5~2）×24＝36~48，取凹模厚度H=30mm，壁厚C取40mm凹模长L：L＝b＋2c＝160＋2×40＝240mm凹模宽B：B＝s＋(2.5~4.0)H凹＝160+(2.5~4.0)×30=235~280mm取凹模宽B=250mm所以凹模的外形尺寸为240mm×250mm。故取凹模外形尺寸为250mm×250mm×30mm凹模形状尺寸如图所示：3、凸模尺寸的设计因为零件为圆形，采用整体直通式凸模。凸模长度主要根据模具结构，并考虑修磨、操作安全、装配等的需要来确定。当按冲模典型组合标准选用时，则可取标准长度，否8则应该进行计算。采用弹压式卸料装置，凸模长度应按下式计算：凸模长度计算：L＝h1＋h2＋h式中1h——凸模固定板厚度（mm）;2h——卸料板厚度（mm）;h——附加长度（mm）;凸模固定板的厚度h1=（0.6~0.8）H凹=（0.6~0.8）×30=18~24mm,取凸模固定板的厚度h1=18mm卸料板的厚度一般为10~20mm,查《冲压简明设计手册》表15.31，取卸料板的厚度为18mm附加长度为h＝橡胶安装高度ha＋板料厚度t＋凸模进入凹模的深度f，其中，ha=25mm,t=1mm,凸模进入凹模的深度取1mm,所以h=ha＋t＋f=25+1+1=27mm则：L＝h1＋h2＋h=18＋18＋27＝63mm凸模尺寸如图所示：4、模架根据凹模外形尺寸250×250×30，选凹模材料为HT200钢上模座选外形尺寸为315×250×50，下模座选外形尺寸为315×250×60。如下图所示9模具的闭合高度与压力机的装模高度关系：Hmax－5≥H≥Hmin＋10式中H——模具闭合高度（mm）；Hmax——压力机的最大装模高度（mm）；Hmin——压力机的最小装模高度（mm）；1）Hmin=Hmax－T－S式中，T——工作台垫板厚度，S——为滑块行程从已选压力机设备参数已知：Hmax＝330mm,T=65mm,S=80mm,则有：Hmin=Hmax－T－S=330－65－80=185mm故模具闭合高度应为：325mm≥H≥195mm实际模具闭合高度：H模＝H上＋H下＋H垫＋L＋H凹－f式中H上——上模架厚度(mm);H下——下模架厚度(mm);H垫——垫板厚度(mm);L——凸模长度(mm);H凹——凹模厚度(mm);f——凸模进入凹模的深度(mm)则H模＝H上＋H下＋H垫＋L＋H凹－f＝50＋60＋10＋63＋30－1=212mm10(4)卸料板的设计材料选用Q235A钢，长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，厚度为8mm~18mm,取18mm(5)垫板的设计材料选用T10A钢，长和宽的尺寸和凹模尺寸相同。垫板的厚度一般为5mm~10mm，取厚度H2=10mm,则外形尺寸为：250×250×10(6)导料销导料销直径为Φ10、长度为6mm,位于条料的左侧，材料采用45号钢，淬火处理，硬度为40~45HRC，与凹模的配合为H7/m6。(7)挡料销挡料销的定位面抵住条料的前搭边或制件内廓的前(后)面，使条料送进步距准确。其结构形式主要有固定挡料销、活动挡料销、自动挡料销、始用挡料销和定距侧刃等。最终选定：固定挡料销挡料销是用来控制送料步距的。选用圆柱销，直径为Φ8、长度为3mm,材料采用45号钢，淬火处理，硬度为40~45HRC，与凹模的配合为H7/m6。(8)防转销为了防止模柄转到，采用了一个防转销，其尺寸为：d=10mm,L=5mm。(9)模柄的选择选用压入式模柄，材料Q235，并加防转销，根据压力机J23-40的相关参数可知，模柄的外形安装尺寸为：Φ50×70。(10)螺栓、销钉的选择上模座连接螺栓选用4-M10*40，下模座固定螺钉选用4-M10*50；上模座连接销钉选用Φ10×40;下模座连接销钉选用Φ6×50。11七、模具工程图12八、冲压设备的选择开式曲柄压力机虽然刚度差，但它成本低，且有三个方向可以操作的优点，故广泛应用于中小型冲裁件、弯曲件、拉深件的生产中。闭式曲柄压力机刚度好、精度高，只能靠两个方向操作，适用于大中型件的生产。双动曲柄压力机有两个滑块，压边可靠易调，适用于较复杂的大中型拉深件的生产。选用的压力机公称压力P≥(1.3~1.5)F总取系数为1.5，则P≥1.5F总＝1.5×240.6＝360（kN）初选压力机公称