2022年模具设计方案专业课程设计方案支架冲孔落料级进模设计方案.docx

精品学习资源前言改革开放以来，随着国民经济的高速进展，市场对模具的需求量不 断增长；近年来，模具工业始终以15%左右的增长速度快速进展，模具工业企业的全部制成分也发生了庞大变化，除了国有专业模具 厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速进展；近年很多模具 企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业进展的 重要动力；一些国内模具企业已普及了二维CAD，并间续开头使用 UG、Pro/Engineer 、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件；虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的进展，但很多方面与 工业发达国家相比仍有较大的差距；例如，精密加工设备在模具加 工设备中的比重比较低； CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；很多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复 杂和长寿命模具依靠进口；导柱式冲裁模的导向比导板模的精确牢靠, 并能保证冲裁间隙的匀称 ,冲裁的工件精度较高、模具使用寿命长，而且在冲床上安装使用方便，因此导柱式冲裁模是应用最广泛的一种冲模, 适合大批量生产；特别是在我国加入 WTO 之后，在全球化经济竞争的市场的环境下，为生产符合“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”等要求服务的模具产品，讨论、开发、改进模具生产设备与模具设计方式更具有深远的现实意义和紧迫性；欢迎下载精品学习资源目录一. 前言 1 二. 任务书 3 三. 工艺分析 4 四. 工艺方案的确定 4 五. 冲孔落料工作部分工艺设计1. 运算毛坯尺寸52.画排样图63.运算冲压力84.运算中心压力95.凸凹模刃口尺寸的运算96.压力机的挑选117.落料冲孔级进模部分尺寸校核12六. 弯曲模工作部分工艺运算1. 弯曲工件的毛坯尺寸运算142.弯曲力运算153.凸模与凹模的圆角半径154.弯曲模凸凹模间隙175.凸、凹模工作尺寸186.冲压设备的挑选19欢迎下载精品学习资源7.模具的总体结构208.主要零部件的设计及挑选219.模具制造装配要点23八. 心得与体会24九. 参考文献26任务书二、工件图：一、课题名称：支架的冲孔落料级进模设计三、设计要求：欢迎下载精品学习资源1. 绘制该工件制作所需的模具总装图；（A1 图纸）2. 绘制该模具的凸模、凹模零件图一套；3. 编写完整的设计说明书；4. 将说明书装订成册，各图纸折成A4 大小；5. 将以上全部资料装于档案袋里，并在封面写上班级、名字和学号；四、设计期限： 2007 年 6 月 25 日 至 2007 年 6 月 29 日工艺分析该制件外形简洁，尺寸较小，厚度适中，一般批量，属于一般冲压件，应留意以下几点：1）2X 4.5mm两孔壁距及周边距仅 2.252.5mm，在设计模具时应加以留意2） 制件为对称弯曲，掌握回弹是关键3） 制件较小，从安全上考虑，要实行适当的取件方式4） 有肯定的批量，应当重视模具材料和结构的挑选，保证肯定的模具寿命工艺方案的确定依据制件工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔和弯曲三种；按其先后次序组合，可得如下方案1. 冲孔落料弯曲级进模完成冲孔落料，单工序模完成弯曲欢迎下载精品学习资源2. 落料冲孔弯曲单工序模分别完成落料，冲孔，弯曲方案 2）属于单工序冲压；由于此制件生产批量较大，尺寸较小， 这种方案生产率低，操作担心全，故不宜采纳；方案 1）冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14 将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证其它尺寸标注、生产批量等情形，也均符合冲裁的工艺要求，故打算采纳利用导板或导柱导套进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的落料冲孔级进模进行加工 .工艺设计3. 运算毛坯尺寸相对弯曲半径为R/t=1/0.8=1.25>0.5式中R弯曲半径（ mm） T料厚（ mm）可见，制件属于圆角半径较大的弯曲件，应先求弯曲变形区中性层曲率半径 p（mm）；由文献 2 中性层的位置运算公式P=R+Xt式中 X由试验测定的应变中性层位移系数；由文献2 表 4-4 应变中性层位移系数 X 值，查出 X=0.34 P=（ 1+0.34×0.8） =1.272mm欢迎下载精品学习资源由文献3 圆角半径较大（ r>0.5t）的弯曲件毛坯长度运算公式L=l1+l2+ /180*（r+xt ）式中 L毛坯绽开总长度弯曲中心角（）x 中心层位移系数，见表4-7由图 1 可知L=2 （l1+l2 ）+l3+4 /180（* r+xt）查表 4-5，当 r/t=1.25 时， x=0.34，可得L=4+2×（ 7.95+4.4） +4× 90/180×（ 1+0.34 ×0.8）=28.7+7.998=36.68837（mm ）图 12） 画排样图（1）冲裁件的面积分析零件的外形特点及精度要求，考虑采纳采纳直排有废料排样方式, 如图 2 所示.图 2 冲裁件运算冲裁件的面积 AA=36.688× 9-2 r-（9× 9- R2）=36.688 ×9-2× 3.14 ×2.252-（ 9×9-3.14 ×4.52）=330.192-31.7925-17.415欢迎下载精品学习资源=280.9845mm2（ 2）搭边值、切口宽与条料宽度的确定由文献3 表 3-17 条料宽度公差 、 表 3-18 侧刃裁切的条料的切口宽 F，得F=0.5mm =0.15由文献3 表 3-16 搭边值的确定，得a1=0.8a=1.0本设计中采纳侧刃定距的模具，故按下式运算：00条料宽度B- =Dmax+2a+nb1 - 导料板间的距离A=B+Z=Dmax+2a+nb1+Z000其中查表 3-1703-18得:保证间隙 Z=0.55mm,条料宽度的单向负偏差 =0.15mm；欢迎下载精品学习资源0条料宽度： B1- =Dmax+2a- =（ 36.688+2*1+2*1.5 ）-0.15 =41 -0.15欢迎下载精品学习资源步距： S=9+0.8=9.8导料板间的距离：A1=B+Z=Dmax+2a+Z=36.688+2*1+2*1.5+0.55=41.55mm欢迎下载精品学习资源图 3 排样图查文献1 表 4-1 ，选板材规格为 1200mmX600mmX0.8，m每m块可剪 600mmX41m，m材料剪裁利用率达 99.9 %3） 材料利用率运算由文献2 材料利用率通用运算公式：.=A ；/AX100%式中 A ；得到制件的总面积（ mm2）A一个步距的条料面积（ LXB）（ mm2）得 .=280.9845/（ 9.6*41.55）X100%=70.44%3） 运算冲压力（1）冲裁力 F 冲F 冲=Lt b或 F 冲=KLt ；欢迎下载精品学习资源式中 K 系数， K=1.3L 冲裁周边长度（ mm） ； 材料的抗剪强度（ MPa） b 材料的抗拉强度（ MPa）得 b=295430（MPa）（为便利运算，取 400（MPa） F 冲=400*0.8* （2*4.5*3.14+9*3.14+2*28+2*9+5 ） N=43.3KN（2） ）卸料力F 卸K 卸 F依据冷冲压模具设计与制造（北京航空航天高校出版社，欢迎下载精品学习资源王秀凤主编）供应的表2.10 得 K 卸0.05欢迎下载精品学习资源F 卸=0.05*43300N=2165N(3) 顶出力F顶K 顶 F依据冷冲压模具设计与制造（北京航空航天高校出版社，王欢迎下载精品学习资源K 顶秀凤主编）供应的表 2.10 得F 顶=0.08*43300N=3464N(4) 挑选冲床时的总冲压力 :0.08欢迎下载精品学习资源F总=F 冲+F 卸+F 顶=43300+2160+3464=48924N初选压力机 查文献2 表 1-8 开式双柱可倾压力机参数，型号规格为欢迎下载精品学习资源A1（ 27）， A2 （ 9） A3 （R4.5）运算公式为：查表 3-8 得 x1=x2=x3=0.5图 4J23-254） 运算压力中心因冲裁件尺寸较小，冲裁力不大，且选用了双柱导柱式模架，估量压力中心是在模架的中心，不会超出模柄端面之外，因此不必具体的运算压力中心的位置5） 运算凸、凹模尺寸 ：本制件外形简洁，可按配作法加工运算刃口尺寸；由于零件是由冲孔、落料两道工序完成的，所以落料以凹模为基准尺寸，冲孔以凸模为基准尺寸，运算如下： 1）凹模磨损后变大的尺寸（ IT14 ）欢迎下载精品学习资源2） 凸模磨损后变小尺寸 B 凸 1=4.5 运算公式为由文献3 表 3-4 冲裁模初始双面间隙 Z 得到 Zmin=0.072 Zmax=0.104，落料凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配作，冲孔凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配作，保证双面间隙值0.072mm0.104mm；3） 侧刃尺寸：侧刃为标准件，依据送料步距和修边值查侧刃表，按标准取侧刃小尺寸；由文献4 表 5-32 侧面切口值尺寸得侧刃宽度 B=6mm， L=50mm间隙取在凹模上，故侧刃孔尺寸为：B=6.12（mm） L=50.12（ mm）欢迎下载精品学习资源压力机的挑选依据压力机选用原就：在中小型冲压件生产中，主要选用开式压力机对于冲孔，落料等施力行程很小的冲压工序，可直接选用公称压力大于或等于冲压所需工艺力总合的压力机；第一冲床的公称压力应大于运算出的总压力；最大闭合高度应大于冲模闭合高度 +5mm；工作台台面尺寸应能满意模具的正确安装；按上述要求，结合工厂实际，可称用J23-15 开式双柱可倾压力机；并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制；双柱可倾压力机 J23-25参数：公称压力： 250KN滑块行程： 65mm最大闭合高度： 270mm连杆调剂量： 55mm工作台尺寸（前后×左右）： 370× 560垫板尺寸（厚度）： 50mm模柄尺寸（直径×深度）： 40× 60最大倾斜角度：冲孔落料级进模部分尺寸校核1. 冲孔落料级进模模总图欢迎下载精品学习资源图 5 装配图2 凸模外形尺寸的确定1. 凸模结构基本类型 冲裁中小型零件使用的凸模，一般都设计成整体式，本凸模采纳阶梯式，固定部分采纳凸缘式，固定方式采纳固定板固定；2. 凸模长度采纳固定卸料板，故凸模长度应按下式运算：L=h1 +h 2 +h 3 +h式中 h1 凸模固定板厚度，取 50mm； h 2 固定卸料板厚度，取 20mm；h3 导料板厚度，取 8mmh增加厚度，取 30mm；欢迎下载精品学习资源就，凸模长度 L=50+20+8+30=108mm 3 其他主要零部件结构凸模固定板100×90×45mm；下模卸料板 100×90× 18mm；4 闭合高度运算H=50+90+20+30-5=185mm, 90mm为凸模长度 ,-5mm是考虑欢迎下载精品学习资源工艺运算弯曲模具工作部分欢迎下载精品学习资源1. 弯曲工件的毛坯尺寸运算依据原始数据可得t =0.8 r =1所以 r/t =1/0.8 = 1.25 >0.5所以依据冷冲压工艺及模具设计 4-4得L= l直 1 + 2l直 2 +l直 3+4l 弯L 直 1=6-2=4mmL 直 2=9.75-1-0.8=7.95mmL 直 3=8-2 × 0.8-2 ×1=4.4mmL 弯 = r+xt/180=901+0.34 ×0.8=1.997 所以 L=4+27.95+4.44 × 1.997=36.688mm式中L直 1 l 直 2 l 直 3 直边区长度L弯弯曲部分长度欢迎下载精品学习资源r 零件内弯曲半径弯曲中心角k 中性层内移系数值；取 0.34冷冲压工艺及模具设计表 4-7t弯曲件厚2. 弯曲力运算弯曲力受材料力学性能，零件外形与尺寸，弯曲方式，模具结构外形与尺寸等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行精确运算；因此，在生产中均采纳体会公式估算弯曲力；F校= AP= 9×25.5 × 80MPa=18.36KN式中： F 校 校正弯曲力A校正部分投影面积P 单位面积校正力依据冷冲压工艺及模具设计表4-7取 0.343. 凸模与凹模的圆角半径（1） ）凸模圆角半径弯曲件的相对弯曲半径 r/t较小时，凸模角半径 r p 可取弯曲件的内弯曲半径 r ，但不能小于答应的最小弯曲半径；假如r/t欢迎下载精品学习资源值小于最小相对弯曲半径，应先弯成较大的圆角半径，然后再用整形工序达到要求的圆角半径；当弯曲件的相对弯曲半径r/t较大且精度要求较高时凸模圆角半径应依据回弹值进行修正；由于影响 r min/t的因素很多， r min/t值的理论运算公式并不有用；所以在生产中主要参考体会数据来确定r min/t值；由冲压工艺与模具设计表4-1可查得： 10 钢最小相对弯曲半径r min/t=0.8（2） ）凹模圆角半径凹模的圆角半径 r d 不能过小，以免增加弯曲力，擦伤工件表面；对称压弯时两边凹模圆角半径 r d 应一样，否就毛坯会产生偏移r d 值通常按材料厚度 t 来选取t=0.8mm < 2mm时 r d =（ 36）t取 r d =4（3） 凹模深度凹模的工件深度将打算板料的进模深度，对于常见的弯曲件，弯曲时不需全部直边进入凹模内；只有当直边长度较小且尺寸精度要求高时，才使直边全部进入凹模内，凹模深度过大，不仅增加模具的消耗，而且将增加压力机的工作进程，使最大弯曲力提前显现；中小型弯曲件通常都使用模具在机械压力机上进行加工，最大弯曲力提前显现，对压力机是很不利的；凹模深度过小，可能造成弯曲件直边不平直，降低其精度；因此，凹模深度要适当；由冲压工艺与模具设计表 4-12 可得欢迎下载精品学习资源L0=154. 弯曲模凸凹模间隙弯曲形时，必需挑选适当的凸凹模间隙；间隙过大, 会造成U 形件两边不半径 , 上宽下窄 , 降底工件的尺寸精度 ,间隙过小 , 使弯曲力增大 , 直边壁厚变薄 , 简洁擦伤工作表面 , 加速凹模的磨损 , 降低凹模使用寿命 , 弯曲凸、凹模间隙是指单边间隙；为了能顺当地进行弯曲，间隙值应梢大于板料的厚度；同时应考虑以下因素的影响，弯曲件宽度较大时，受模具制造与装配误差的影响，将加大间隙的不匀称程度，因此间隙值应取大些；宽度较小时间隙值可以取小些，硬材料就应取大些，弯曲件相对弯曲半径r/t较小时可以取大些；此外仍应考虑弯曲件尺寸精度和板料厚度偏差的影响综上所述，对于尺寸精度高要求一般的弯曲件板料为黑色金属时，单边 Z 可按下式运算：Z= tmax +Ct=0.87+0.05× 0.8=0.91取单边间隙为 0.92mm式中： t max 板料最大厚度C间隙系数，见表 4-14 t 板厚公称值欢迎下载精品学习资源5. 凸、凹模工作尺寸弯曲凸、凹模工作尺寸的运算与工件尺寸的标注形成有关；一般原就是：当工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上，当工件标注内行尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上，并来用配作法制模；综上所述：欢迎下载精品学习资源Lp = （ L+0.75 ）0- p欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源=6+0.75 ×0.620-0.018欢迎下载精品学习资源=6.4650-0.018 （mm）式中 Lp凸模宽度基本尺寸L工件横向基本尺寸 工件横向尺寸公差d 凸模制造偏差，一般取 IT79 级，或取工件公差的1/3 、1/4 ；欢迎下载精品学习资源6. 冲压设备的挑选因工件是大批量生产，精度要求不高冲裁力较小就选用通用压力机，通用机身又分开式和闭式两种，开式机身的钢性教弱，适用中小型冲压加工，而闭式机身适用于大中型冲压加工；选用开式双柱可倾压力机 JA23 10其参数如下：公称压力100KN滑块行程45mm行程次数145/min最大封闭高度180mm封闭高度调剂量高度 35mm工作台尺寸360×240mm垫板厚度35mm电动机功率1.10KW模柄孔尺寸30×55欢迎下载精品学习资源7. 模具的总体结构模具采纳中间导柱模架，模具由上模板、凸模固定板组成；卸料方式才用弹性卸料，以橡胶为弹性元件；下模部分由下模座、凹模板、导板垫板等组成；模具结构如下图所示1.橡胶块 2.销钉 3.导板 4.凹模 5.定位板 6.凸模固定板 7.垫板 8.螺钉 9.模柄 10.上模座 11.导套 12.凸模 13.顶件块 14.导套 15.下模座欢迎下载精品学习资源8. 主要零部件的设计及挑选（ 1）凸模的固定方法凸摸在上模的正确固定应当是既保证凸摸工作牢靠和良好的稳固性，仍要使凸摸在更换或修理时，拆装便利；该凸摸的固定方式选用如下图所示的固定方法；（用螺钉固定的落料凸模）（ 2）定位板的设计定位板的侧壁设计成平直的；定位板的内侧与条料接触，外侧与凹模平齐，这样就确定了定位板的宽度；条料的宽度为9mm，凹模的宽度是70mm；就定位板的宽度为：B9.4mm定位板厚度： 2欢迎下载精品学习资源（3） 凸模固定板凸模固定板的外形尺寸与凹模板相同厚度为凹模板厚度的0.8 1倍，就凸模固定板厚度为：H1 H0× 0.6 0.8 20× 0.6 0.8 12 16取凸模固定板厚度为 14，直径按 H7加工精度；（4） ） 模柄的挑选模柄有多种型式，要依据模具的结点选用模柄的形式；模柄的直径依据所选用压力机的模柄孔径确定；本模选用模柄跟上模座为一整体结构形式；如下图所示：（ 5 ） 连接螺钉选用开槽盘头螺钉用 45 钢制造并 淬火硬度HRC35 40，定位销钉采纳一般圆柱销；欢迎下载精品学习资源9. 模具制造装配要点凹模板、导尺均是需要淬硬的零件；凹模加工后，在线切割和淬硬以前在模架的上模板上进行装配；在凹模上画出各个形孔和圆孔的线，并依据运算数据划出压力中心线，使压力中心与下模座的中心线对正；钻、攻螺孔，将下模座、凹模板、导尺进行装配，校正导尺间隙后，钻铰销钉孔，将上述三板固定；钻孔并安装、挡料销，安装乘料板，然后将下模全部拆开，将凹模板和导尺热处理淬硬凹、模钻穿丝孔后进行线切割加工用平面磨床磨平后重新装配；固定在上模板的上模部分，各凹模和凸模、垫片都应淬硬；装配前将凸模淬硬并完成全部加工；垫片在装配前不淬火；装配时将凸模压入凸模固定板，在垫片上钻孔，将外形凸模固定在垫片上，在与卸料板穿在一起；凸、凹模间隙为0.18，在凹模型孔中垫 0.1的硬纸片，以确定间隙；将已组装为一体的凸模固定板、凸模、卸料板、垫片一同，并使凸模插入凸模孔上，将上模板同过导柱、导套与下模板装在一起；透过上模板钻、攻螺孔，打入销钉，在 钻、攻螺孔，使上模板、垫片、凸模固定板固定；检查无误后， 钻、铰销钉孔，打入销钉，再钻、攻螺孔，安装卸料螺钉，上模全部拆开，将垫片淬硬磨平，安装橡胶板，在次装配，完成模具装 配；该模具个部分零件参数如下：上模座HT200厚 20 mm凸模固定板 45号钢厚 14 长 70 宽 70 导板板 45号钢厚 8 长 70 宽 70 定位板 45 号钢厚 2 长 17 宽 9.4 下模座HT200厚 30 长 70 宽 70 凹模T10A0长 70 宽 70 热处理 HRC5860橡胶厚度 44.5 直径 30凸模 T10A0HRC58 60凸模修磨量为 5欢迎下载精品学习资源模具闭合高度：H模 108mm心得与体会通过为期三周的模具课程设计，从选题，查阅技术文献和资料，用Proe 创建模型 ,AutoCAD 画装配图，零件工作图，到最终编写设计运算说明书，我接受到了实实在在的设计实践，进一步加强了独自完 成工程设计的才能，更加娴熟地把握了查阅资料的方法；同时，我 能够系统而扎实地巩固高校三年来所学的专业学问，独立讨论课题 方向，充分利用几年来所学的各种专业学问来进行问题的分析，并 通过查阅各种相关文献和沟通来解决问题和创新设计；这次设计是 我在进入毕业设计和走上工作岗位前的一次很好的预备活动，是一 次热身赛，它必将对我今后更快，更好的适应社会工作产生积极而 显著的作用；在过去的高校时间里，我学习了大量的基础课程，也学习了很多机械类的专业课程，同时仍进行了金工实习、社会实践实习两次实践课程和两次课程设计；这些课程的学习，以及社会实际操作都为我欢迎下载精品学习资源这次的课程设计课程做了很好的预备；基础课和专业课，它们为我的设计做了前提，它们是我设计的理论基础和学问基点；金工实习和社会实践实习让我深化而清晰的看到了在实际生产中机械产品的结构和工作运转情形；而两次课程设计就是和这次模具专业课程设计最接近，最有相像之处的，它们为我这次的设计的顺当进行起到了很好的铺垫作用；正是有了这三年半的学习与老师的不断教诲， 我才能够很好地完成本次的课程设计；在课程设计过程中，通过老师的讲解和指导，以及通过与同学的沟通沟通，我对冲裁模的设计过程有了进一步的明白；同时对于装配图绘制过程中涉及到尺寸标注、公差与协作、材料、热处理要求以及其他各项技术要求，我都进行了细致的查阅，尽管如此，对于从前所学的学问，由于没有准时的巩固提高，所以造成了不必要的设计麻烦；这点，在毕业设计期间，以及走上工作岗位都应当引起自身足够的重视；在用Proe， AutuCAD绘图过程中，由于主观上没有准时的备份好文件，客观上的一些偶然因素，导致文件加载失 败，甚至文件无故被删除掉，所以反复画图，空耗时间，增加了情 绪的不稳固性；这些在以后的毕业设计和工作岗位上都应当尽力去 防止和克服；通过这次课程，我不仅从技术文献和资料身上学到了学问和技能，进一步了提高自己的运算机帮助设计设计，更重要的是，能够初步独立地解决在制定冲压工艺规程和设计冲模中的问题，锤炼了自己分析问题和解决问题的才能；我也感到了生活的充实和学习的欢迎下载精品学习资源欢乐，以及获得学问的满意；同时，我也初步体验到了模具设计工作中的乐趣与枯燥，简洁与纷杂，学问的深化与广博；参考文献1.冲压手册北京王孝培2.冷冲模设计北京赵孟栋3.冷冲压工艺与模具设计浙江张海星4.模具设计指导北京史铁梁5.模具标准应用手册北京赵发樾6.冲模图册北京李天佑7.模具材料及表面处理北京陈勇欢迎下载