冷冲模具课程设计说明书.docx

模具设计基础课程论文 题目名称拉伸模具冷冲模设计系别机械工程及其自动化专业/班级 机自10102班学生 马永鹏学号指导教师（职称）张春兰 (一) 冲裁工艺分析 1.采用冲压加工的经济性： 采用冲压加工方法相对其他加工方法来说，生产的制件所表现出来的高精度，高复杂程度，高一致性，高生产率和低消耗，是其他加工方法不能比拟的，考虑到该制件的生产方式为大批量以及制件的质量要求，可以选择采用冲压加工方法能充分体现出冲压成形加工的优点，从而获得好的经济效益。根据以上分析，确定该制件采用冲压加工。2、根据制件图分析其冲压工艺性：（1）.该制件材料为10钢 先查冲压材料表可以知：伸长率=29% 抗剪强度=255333MPa ，屈服点=206MPa，抗拉强度=294432MPa可以判定该材料具有良好的塑性，屈强比小，弹性模量高等符合冲压材料性能（2）.分析制件结构：冲裁件的形状要求简单且对称，有利于材料的充分利用；冲裁件外形的转角要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便模具的加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快的磨损，建议用R1的工艺圆角过渡。所以该制件的结构满足冲裁要求。(3). 冲裁件的尺寸精度和断面粗糙度工艺性：. 尺寸精度：冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料件公差等级最好低于10级，冲孔件公差等级最好低于IT9级。一般冲压均能满足其尺寸精度要求。查表4-5冲裁件外形与内孔尺寸公差，落料尺寸为： . 断面粗糙度：零件图上Ra值要求不高，其材料塑性较好、冲裁模间隙合理且材料厚度t=1.0mm，断面粗糙度能满足。(4). 冲裁件的尺寸标注要考虑模具的磨损.因此,冲裁件的尺寸基准应尽可能与其冲压时定位基准重合,并选择在冲裁过程中基本不变动的面上或线上。3、冲裁件尺寸精度和表面粗糙度的确定根据上述零件图尺寸公差均满足冲裁件尺寸精度的冲裁要求，由冲裁件对断面粗糙度的要求可知：该零件可采用冲裁加工(二) 、冲裁工艺方案的确定1. 工艺类型：切边2. 工艺方案：模具只需要一副，成型制件可以自动脱离模具，成型速度得以提高，所以生产率也提高，操作方便。对零件的冲压精度也可以保证，可以采用固定销固定其位置。本次设计选用方案。根据制件的生产批量、尺寸大小、精度要求、形状复杂程度及实际生产条件选择适当的模具结构形式：由于制件要求为大批量生产，且制件的尺寸不大，精度要求不高，形状不算复杂，联系实际生产选择出结构简单模具结构形式.中间导柱圆形模架结构形式进行切边工序。(三) 冲裁力的计算及压力机的选择 切边工序是拉深制件的最后一道工序，不需要排样。1.计算冲裁力，初选压力机： 冲裁力F = 卸料力 查表4-22 = =1136 N 冲压工艺力的总和F = 2.压力机吨位的选用压力机吨位： F/0.8=/0.81000N300KN 取标准压力机：JC23-35型机械压力机其主要技术参数：公称压力350KN；滑块行程80mm；最大装模高度280mm；装模高度调节量60mm；滑块中心线至床身距离205mm；工作台尺寸（前后左右）380mm610mm；工作台孔尺寸（前后左右）200mmx290mm；工作台孔直径为260mm；垫板（厚度直径）60150mm；模柄孔尺寸（直径深度）5070；滑块底面尺寸（前后左右）190210。3. 确定压力中心：模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。根据该冲件的几何形状可知，该冲件的压力中心位于几何中心。那么模具的压力中心即冲件的几何中心。 对于形状简单或对称的冲件，其压力中心即位于冲件轮廓图形的几何中心。（四） 模具结构零部件的设计及选用1.确定凸凹模间隙： 间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命都有很大影响，是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数。根据经验法，间隙值可按要求分类查表确定。对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求的前提下，应以提高模具寿命和降低冲裁力为主，选用较大双面间隙值。查表4-10可知：Z=0.260mm,Z=0.380mm 2. 确定凸、凹模刃口尺寸及公差： 工件尺寸为根据计算法则，落料时以凹模为设计基准.已知: Z=0.260mm,Z=0.380mm。首先确定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸；将凹模尺寸减去最小合理间隙值即得到凸模尺寸。 该制件对其他尺寸要求不是太高，选用凹模的基本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸 查表4-13得， ；校核：，符合要求。制件精度IT13，取，将已知数据带入得： u 凹模的设计:该冲裁件为大批量生产，所以采用刃口强度较高则凹模的外形尺寸：凹模板厚度： （ 公式4-37）凹模具的材料用合金工具刚，所以取；查表4-30 得： 凹模壁厚： 取 凹模轮廓尺寸: 凹模刃口形式选用直筒形刃口，刃口的强度高，修模后刃口尺寸不变；刃口直壁下面的扩大部分可使凹模加工简单，但采用下出料方式时刃口强度降低；用于冲裁形状或精度要求较高的中小型件；u 凸模设计：凸模为冲20mm的圆形凸模，凸模长度尺寸应根据模具的具体结构,并考虑修磨、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等的需要来确定。采用弹压卸料板，其凸模长度按下式计算： 取其中：L凸模长度； h凸模固定板厚度；（一般取凹模厚度 0.6-0.8倍） 废料切刀长度 （不包括安装部分） t材料厚度； h增加长度。它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度（0.5-1mm）、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取10-20mm。 凸模强度的校核： (F为冲裁力) 公式4-26 代数据经计算都符合要求u 凸模固定板选择：凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H/m、H/n。材料采用Q或45钢。凸模固定板厚度： =(参照JB/T 7643.5 选u 垫板选择：垫板是直接承受凸模的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被局部压陷，从而影响凸模的正常工作。保证模具闭合高度。垫板厚度 参照JB/T 7643.6 选u 卸料装置设计：卸料装置分固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀三种，这里采用废料切刀。这种卸料方式不受卸料力大小限制，卸料可靠，多用于大型冲件的落料或切边冲模上。废料切刀已经标准化，可根据冲件及废料尺寸、料厚等进行选用。废料切刀选用 JB/T 7651.1 材料：T10A 热处理硬度：u 模架选择：模架包括导柱模模架和导板木模架两大类，这里选择中间导柱圆形模架。在模架的选择中应注意上、下模座的几点要求，尽量选择标准模架；所选的模座必须与压力机的工作台和滑块的有关尺寸想适应；模座的材料采用HT200、HT250，也可选Q235、Q255结构钢；模座的上下平面的平行度公差一般为4级；上、下模座的导柱、导套安装孔中心距必须一致，精度在0.02mm以下，其轴线与模座上、下平面垂直，且垂直度一般为4级；模座的上下表面粗糙度R值为1.60.8。以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。上模厚度取45mm，下模厚度取50mm。导柱与导套的选择：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。选择标准导柱(GB/T2861.1)、导套(GB/T2861.6)。其材料一般选20钢，为了增加表面硬度和耐磨性，应进行表面渗碳处理，渗碳后的淬火硬度为5862HRC。模柄：采用推入式活动模柄，模柄材料选用Q235或Q275钢，其支撑面应垂直于模柄轴线（垂直度不应超过0.02100）。模架： I GB/T 2851.6 u 压力选择：最后校核：模具的闭合高度模具的最大装模高度经过校核选定压力机： JC23-35型机械压力机