冲压模具课程设计优秀PPT.ppt

冲压模具课程设计第1页，本讲稿共24页 1.冲裁工艺性分析冲裁工艺性分析 （1）材料分析）材料分析 10钢为优质碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。钢为优质碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。（2）结构分析）结构分析 零件形状简单，外形均为圆滑轮廓，尺寸属于小型零件，零件形状简单，外形均为圆滑轮廓，尺寸属于小型零件，适合于采用冲裁方式生产，但其板料厚度较厚，并且最小孔边适合于采用冲裁方式生产，但其板料厚度较厚，并且最小孔边距为距为2.5mm,则其冲裁过程可能会发生变形或损伤模具，在工则其冲裁过程可能会发生变形或损伤模具，在工艺方案制定过程中要重点考虑。艺方案制定过程中要重点考虑。零件结构满足冲裁要求。零件结构满足冲裁要求。冲冲冲冲 裁裁裁裁 模模模模 具具具具 设设设设 计计计计第2页，本讲稿共24页（3）精度分析）精度分析 零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺 寸，可按寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。级确定工件尺寸的公差。经查公差表，个尺寸公差为：经查公差表，个尺寸公差为：结论：可以冲裁，须重点考虑孔边距过小的结论：可以冲裁，须重点考虑孔边距过小的 问题问题冲冲冲冲 裁裁裁裁 模模模模 具具具具 设设设设 计计计计第3页，本讲稿共24页2.工艺方案的确定工艺方案的确定（1）基本工序）基本工序根据制件的工艺性分析，其工序包括落料、冲孔两根据制件的工艺性分析，其工序包括落料、冲孔两个基本工序。个基本工序。（2）工序数量及顺序）工序数量及顺序按落料、冲孔两个基本工序先后顺序组合，可按落料、冲孔两个基本工序先后顺序组合，可以采用以下三种工艺方案：以采用以下三种工艺方案：1）落料）落料冲孔冲孔 单工序冲裁模单工序冲裁模 2）落料）落料冲孔冲孔 复合冲裁模复合冲裁模 3）冲孔）冲孔落料落料 级进冲裁模级进冲裁模冲裁模设计冲裁模设计第4页，本讲稿共24页（3）工序组合方式）工序组合方式方案（方案（1）属于单工序冲压，其模具结构简单但需要两道工序、）属于单工序冲压，其模具结构简单但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足该两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足该零件零件200000件件/月的大批量生产方式。月的大批量生产方式。方案（方案（2）其生产力高，可实行自动化生产，劳动强度低。但由于该）其生产力高，可实行自动化生产，劳动强度低。但由于该零件的孔边距过小，对于复合模具的凸凹模而言，由于强度影响，零件的孔边距过小，对于复合模具的凸凹模而言，由于强度影响，不能满足其最小壁厚的要求，故此零件不能采用复合模具生产。不能满足其最小壁厚的要求，故此零件不能采用复合模具生产。方案（方案（3）采用级进方式，生产效率高，需要模具、压力机和操作人员）采用级进方式，生产效率高，需要模具、压力机和操作人员较少，劳动强度较低，同时制件尺寸较小，通过级进工序的跳步方较少，劳动强度较低，同时制件尺寸较小，通过级进工序的跳步方式可有效避免凹模壁厚小影响强度的问题。式可有效避免凹模壁厚小影响强度的问题。通过以上分析，采用第三种方案，级进冲裁工艺进行生产。通过以上分析，采用第三种方案，级进冲裁工艺进行生产。冲冲冲冲 裁裁裁裁 模模模模 具具具具 设设设设 计计计计第5页，本讲稿共24页3.模具总体结构方案设计模具总体结构方案设计 （1）模具类型）模具类型根据级进冲裁工艺方案，采用冲孔根据级进冲裁工艺方案，采用冲孔落料两工位落料两工位级进模具进行生产。级进模具进行生产。冲裁模设计冲裁模设计冲裁模设计冲裁模设计第6页，本讲稿共24页 3.模具总体结构方案设计模具总体结构方案设计（2）操作与定位方式）操作与定位方式由于该零件为大量生产方式，生产时可以采用自动送料方式，亦可由于该零件为大量生产方式，生产时可以采用自动送料方式，亦可根据实际情况采用人工送料方式。根据实际情况采用人工送料方式。由于板料较厚，刚性较好，其横向限位采用导料板，纵向定位使由于板料较厚，刚性较好，其横向限位采用导料板，纵向定位使用挡料销，由于孔边距较小，使用导正销进行精确定位，并根用挡料销，由于孔边距较小，使用导正销进行精确定位，并根据其两工位形式，使用一个首次挡料销。据其两工位形式，使用一个首次挡料销。冲冲 裁裁 模模 具具 设设 计计第7页，本讲稿共24页 3.模具总体结构方案设计模具总体结构方案设计（3）卸料与出件方式）卸料与出件方式板料较厚，直接使用刚性卸料装置，即固定式卸料板，生产时的板料较厚，直接使用刚性卸料装置，即固定式卸料板，生产时的冲孔废料和落料件则采用自然漏料方式，模具结构简单。冲孔废料和落料件则采用自然漏料方式，模具结构简单。（4）模架类型及精度）模架类型及精度由于零件为自由公差，可选用由于零件为自由公差，可选用IT14级，故为降低成本，简化模级，故为降低成本，简化模具结构，采用无导柱模架，直接使用导板导向，可以满足产具结构，采用无导柱模架，直接使用导板导向，可以满足产品精度要求。品精度要求。冲冲冲冲 裁裁裁裁 模模模模 具具具具 设设设设 计计计计第8页，本讲稿共24页4、工艺与设计计算、工艺与设计计算（1）排样设计及材料利用率的计算）排样设计及材料利用率的计算查有关表格确定搭边值。根据零件形状，两工件间查有关表格确定搭边值。根据零件形状，两工件间搭边值取搭边值取a=3mm，工件侧边缘搭边取，工件侧边缘搭边取b=3mm。条料宽度按相应的公式计算：条料宽度按相应的公式计算：B=(D+2a+C)-查表查表 =0.9 C=0.5B=(43+23+0.5)-0.9=49.5-0.9冲裁模设计冲裁模设计第9页，本讲稿共24页 画出排样图，可以采用画出排样图，可以采用2种方式，见图种方式，见图2，图，图2a连续模进料连续模进料步距为步距为23mm,图图2b连续模进料步距为连续模进料步距为39mm。冲冲 裁裁 模模 具具 设设 计计第10页，本讲稿共24页 图图2b 排样图排样图冲冲冲冲 裁裁裁裁 模模模模 具具具具 设设设设 计计计计第11页，本讲稿共24页根据公式根据公式A/BS*100%，可得：，可得：图图a单步距利用率为单步距利用率为636.5659/1138.5*100%=55.9%图图b单步距利用率为单步距利用率为636.5659*2/1782*100%=71.4%显然图显然图2b所示排样利用率高于图所示排样利用率高于图2a,并且能有效地避免凹模孔壁厚并且能有效地避免凹模孔壁厚度过小的问题，所以采用图度过小的问题，所以采用图2b所示排样。所示排样。冲冲 裁裁 模模 具具 设设 计计第12页，本讲稿共24页（2）冲压力、压力中心的计算、初选压力机）冲压力、压力中心的计算、初选压力机由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式，故总的冲压力为：由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式，故总的冲压力为：P0=P+PtP=P1+P2而而式中式中 P1-落料时的冲裁力落料时的冲裁力P2-冲孔时的冲裁力冲孔时的冲裁力按冲裁力公式计算冲裁力：按冲裁力公式计算冲裁力：P=KLt 查查=300MPa=1.3*（104.4327+47.1239+18.8496）*4*300=12.6(KN)冲冲 裁裁 模模 具具 设设 计计第13页，本讲稿共24页按推料力公式计算推料力按推料力公式计算推料力Pt：Pt=nKtP 取取n=3，查表，查表，Kt=0.45Pt=3*0.45*12.6=2.475(KN)计算总冲压力计算总冲压力PZ：P0=P+Pt =12.6+2.475 =18.475(KN)根据计算结果，需选取压力机为：根据计算结果，需选取压力机为：冲冲 裁裁 模模 具具 设设 计计第14页，本讲稿共24页 根据图根据图3分析，以步距中心线和条料中心线的交点为原分析，以步距中心线和条料中心线的交点为原O，设，设冲模压力中心离冲模压力中心离O1点的距离分别为点的距离分别为X、Y，根据力矩平衡原，根据力矩平衡原理所得公式：理所得公式：算得算得X=Y 冲冲冲冲 裁裁裁裁 模模模模 具具具具 设设设设 计计计计图图3 压力中心压力中心第15页，本讲稿共24页（3）凸、凹模刃口尺寸及公差的计算。）凸、凹模刃口尺寸及公差的计算。根据冲孔和落料计算公式：根据冲孔和落料计算公式：计算出各尺寸，见表计算出各尺寸，见表1 冲冲 裁裁 模模 具具 设设 计计第16页，本讲稿共24页 5、主要零部件的设计与选用。、主要零部件的设计与选用。（1）凸模的设计）凸模的设计冲孔凸模为圆形，均采用带台阶的标准凸模，落料凸模采用电火冲孔凸模为圆形，均采用带台阶的标准凸模，落料凸模采用电火花线切割加工，为无台阶直通式凸模，采用固定板定位，螺钉花线切割加工，为无台阶直通式凸模，采用固定板定位，螺钉紧固。紧固。凸模长度计算为：凸模长度计算为：L1=h1+h2+h3+Y其中其中 导料板厚导料板厚h1=8；卸料板厚；卸料板厚h2=12；凸模固定板厚；凸模固定板厚h3=18;凸模修磨凸模修磨量量Y=18则则L1=8+12+18+18=56mm选用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力选用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力P0=18.475t;最大闭最大闭合高度应大于冲模闭合高度合高度应大于冲模闭合高度+5mm;工作台台面尺寸应能满足模工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可选用具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可选用J23-25开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。寸可配制。冲冲冲冲 裁裁裁裁 模模模模 具具具具 设设设设 计计计计第17页，本讲稿共24页（2）凹模的设计。）凹模的设计。凹模外形尺寸的确定凹模外形尺寸的确定a)凹模厚度凹模厚度H的确定：的确定：H=P取总压力取总压力=184750N H=26mmb)凹模长度凹模长度L的确定的确定 W1=2.1H=31；工件；工件b=58 L=b+2W1=58+2*31=120mmc)凹模宽度凹模宽度B的确定的确定 B=步距步距+工件宽工件宽+2W2 取：步距取：步距=32；工件；工件=30；W2=1.5H B2=32+30+2*39 =140mm。冲冲冲冲 裁裁裁裁 模模模模 具具具具 设设设设 计计计计第18页，本讲稿共24页（3）其它零件的设计与选用。）其它零件的设计与选用。见表见表2 零件明细表零件明细表冲冲 裁裁 模模 具具 设设 计计第19页，本讲稿共24页 6、绘制装配草图、绘制装配草图冲冲冲冲 裁裁裁裁 模模模模 具具具具 设设设设 计计计计第20页，本讲稿共24页7、绘制装配图、零件图。、绘制装配图、零件图。冲裁模设计冲裁模设计冲裁模设计冲裁模设计第21页，本讲稿共24页冲裁模设计冲裁模设计冲裁模设计冲裁模设计第22页，本讲稿共24页冲裁模设计冲裁模设计冲裁模设计冲裁模设计第23页，本讲稿共24页 8、编制设计说明书。、编制设计说明书。冲裁模设计冲裁模设计第24页，本讲稿共24页