支架冲压模具设计.pdf
1/8 重庆科技学院 冲压工艺课程设计 报告 学 院:_冶金与材料工程学院_ 专业班级:材料成型及控制工程 学生姓名:毛培 王宇航 学 号:2012440970 2012440946 设计地点（单位）_L413_ _ 设计题目:_支架冲压模具设计_ 完成日期：2015 年 7 月 2 日 指导教师评语:_ _ 成绩（五级记分制）:_ _ 指导教师（签字）:_ _ 2/8 目录 第一章 冲装合理性分析及结论.3 第二章 模具类型与结构形式分析.3 第三章 压力中心与模具结构的关系确定.3 1.压力中心计算如下.3 2.模具结构.4 第四章 工作部分尺寸与公差的确定.4 第五章 模具主要零件材料的选取、技术要求及强度校核.6 第六章 冲压设备的选择与校核.7 第七章 弹性元件的选择与计算.7 第八章 参考文献.8 3/8 支架冲压模具设计 一冲装合理性分析及结论 本次设计冲压工件如图：由上图分析知：材料为 Q235-A,Q235-A钢为优质碳素结构钢，具有良好的塑性性、焊接性以及压力加工性，主要用于制作冲击件、紧固件，如垫片、垫圈等，适合冲裁加工。工件结构形状相对较为复杂，有 2 个弯曲，中间有一个没有闭合方孔，孔与边缘之间的距离满足要求，料厚为 1.2mm 满足许用壁厚要求（孔与孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁加工。根据零件图得知此零件为未注公差，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用 IT14 级精度，普通冲裁完全可以满足要求。根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。二模具类型与结构形式分析 方案一：单工序模生产,先落料，再弯曲开口部分，后弯曲另一部分。特点：模具结构简单，制造周期短，制造简单。方案二：采用一套级进模和一套弯曲模生产，级进模先冲孔，在弯曲开口部分，后落料。弯曲模完成最后一次弯曲。特点：需要两副模具，成本高操作复杂，冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，材料利用率高 方案三：复合模一次性完成落料、冲孔、弯曲。特点：只需一副模具，但是模具结构复杂，操作复杂，不适合大批量生产。分析比较得出：该零件结构比较简单通过方案一能更好的生产出来模具结构简单，操作容易，材料利用率较高且成本低。三压力中心与模具结构的关系确定 1.压力中心计算如下 4/8 如上图所示建立坐标系，由式 3-351得，nnnLLLxLxLxLx2122110 Xo=714.468138.1776.142476.36427.162276.375.172.4213.2626.17276.3425.438.1776.347.122 Yo=5.2354476.347.1642.4226.17225.4276.347.12 mmLLLxLxLxLxnnn88.195.235714.46812122110 该模具刃口关于 x 轴对称，所以该模具的压力中心为（19.88，0）。2.模具结构 根据上面的模具类型与结构类型的分析可以零件采用落料模，采用导板式单工序冲裁模，该模具的主要特点是上模与下模的导向靠凸模与导板的小间隙配合（H7/h6）实现。这类模具的安装调整比无导向式模具方便，工件质量比较稳定，模具寿命较高，操作安全。四工作部分尺寸与公差的确定 根据材料是 Q235 的性能和材料厚度 1.2mm 确定间隙值126.0minZ 0.180max Z 1、可采用分开加工的方法送料方向上的第一对凸、凹模 该尺寸为冲裁尺寸，宽度方向的基本尺寸为mm2.4，该工件为未注公差，为 IT14级公差，查表 3-25得mm30.0,模具制造公差表 2-12 5可知mmp020.0，5/8 mmd020.0，由表 3-51系数 75.0 x。校核间隙：mmZZmmdp054.0040.0020.0020.0|minmax 满足要求 mmmmxddpmimp0020.00020.00425.4)30.075.02.4()(mmmmZdddpd020.00020.000min551.4)126.0425.4()(为保证凸模能将板料最外侧冲掉，凸模长度方向应伸出板料一段距离，取mml3，长度方向尺寸要求不高，但必须保证对称两凸模之间和两凹模之间的距离符合要求，取长度方向的尺寸为 mmdp002.020 mmdd02.005.20。以下尺寸计算查表的方法与上面相同。2、送料方向上的第二对凸、凹模 该尺寸为冲裁尺寸，宽度方向尺寸3.004，长度方向上由于整个长度方向的尺寸都将被切去，所以尺寸精度要求不高。mmZZmmdp054.0040.0020.0020.0|minmax 满足要求mmmmxddpmimp0020.00020.00225.4)3.075.04()(mmmmxddpmimp0020.00020.00225.4)3.075.04()(mmmmZdddpd020.00020.000min351.4)126.0225.4()(长度方向尺寸，取冲去工件部分长度为mm19，则 mmdp002.022 mmdd02.005.22 3、送料方向上的第三个凸、凹模 裁切单排工件之间部分凸模宽度尺寸 mmmmxddpmimp0020.00020.00225.4)3.075.04()(凹模宽度尺寸 mmmmZdddpd020.00020.000min351.4)126.0225.4()(裁切中间载体部分凸模宽度尺寸 6/8 mmmmxddpmimp0020.00020.00225.4)3.075.04()(凹模宽度尺寸 mmmmZdddpd020.00020.000min351.4)126.0225.4()(为了保证完全冲裁工件之间搭接的部分，凸模两部分在长度方向尺寸应大出搭接最远处mm1左右，分别取其基本尺寸为mm78，mm7.13，并保证关于凹模送料方向的中心线对称。五模具主要零件材料的选取、技术要求及强度校核 1.凹模 凹模厚度 H=73.520.3=22.056 取 22mm 凹模壁厚 c=（1.52）22=3344 取 c=40mm 凹模长度 L=78.52+（2.54）H160 凹模宽 B=12.7+(2.54)H100 2.凸模 凸模长度 L=1h+2h+t+h 取凸模固定板厚度1h=27mm 卸料板厚度2h=20mm 增加长度 h=mh+1+（27-1-1）=5.5+1+25=31.5 mm（橡胶安全高度 27mm t=1mm）凸模长度 L=27+20+1.2+31.5=79.7mm 3.模架 根据凹模外形 16010040 选凹模材料 T8A 上模座选 GB/T2855.5 外形尺寸为 18012035 下模座选 GB/T2855.6 外形尺寸为 18012040 模具的闭合高度与压力机装模高度关系 10-5-1min模1maxHHHHH 225maxHmm 160minHmm H=50mm 模具闭合高度应为 170120模H 实际模具闭合高度1-凸凹垫下上模HHHHHH=35+40+12+22+79.7=188.7mm 4.卸料板 选用 Q235钢 厚度取 20mm 5.上下垫板 选用 T10A钢 厚度取 12mm则外形尺寸18012040 6.导向销 选用直径 6mm 长度 60mm GB/T119-76 材料采用 45 钢淬火处理 硬度HRC40-45 与凹模配合为H7/h6 7/8 7档料销 同来控制送料步距 选用圆柱销直径 4mm 长度 55mm GB/T119-76 材料 45钢同 6 导向销 8.模柄 选用旋入式模柄材料 Q235 加防转销 模柄 30*73 GB2862.1-81.A3 9.螺钉、销钉 上模座连接螺钉 M1058 下模座固定螺钉 M1060 GB70-76 六冲压设备的选择与校核 卸料力KNFKFXX7.59.14204.0 推件力KNFnKFTt6.239.142055.03 式中XK、TK分别为卸料力和推件力系数，由表 3-11 1 查得04.0XK、055.0TK n 为同时梗塞在凹模内的废料数。本模具采用弹性卸料的下出料方式，根据式3-291得，KNFFFFFWTXZ8.1736.16.237.59.142 根据总压力，查附录B35初选 J23-25 开式双柱可倾压力机，其基本参数如下：公称压力：kN250 滑块行程：mm70 最大闭合高度：270mm 最大装模高度:mm180 封闭高度调节量：mm55 工作台尺寸（前后左右）：mmmm400350 垫板尺寸厚度mm50 模柄尺寸（直径深度）：mmmm7050 七弹性元件的选择与计算 此模具采用的弹性元件是聚氨酯橡胶。冲裁过程靠聚氨酯橡胶的压缩变形所产生的单位压力进行的，为了使聚氨酯橡胶能够产生均匀的喝足够高的单位压力，并能有较高的使用寿命，必须严格控制聚氨酯橡胶垫整体或局部的变形量，因此，应尽量使聚氨酯橡胶垫在密封状态下均匀受压。用于制造冲裁的聚氨酯的硬度应大于 80A,冲裁薄料时聚氨酯橡胶硬度一般取 90-95A。聚氨酯橡胶垫厚度取1mm。聚氨酯橡胶模结构简单，工艺简化，适用于中小批量及新产品试制；有利于提高冲压件尺寸精度和表面质量。此弹性元件在模具中起到缓冲回弹的作用。性能指标：硬度908A 伸长率 450%断裂强度44.1MPa 300%定伸抗拉强度12.7MPa 断裂永久变形15%8/8 阿克隆磨损 0.1cm3/1.61km 冲击回弹性 15-30%抗撕力 8.8MPa 老化系数 0.9 100h72c 脆性温度-40c 耐油性（煤油、室温、72h）增重率3%弹性元件计算：已知 FX=5.7KN 据模具安装空间，去聚氨酯橡胶 4 个，每个橡胶承受的预压力为：Fy=FX/n=5700/4=1425N 八 参考文献 1.王芳.冷冲压模具设计指导.机械工业出版社 2.郑家贤.冲压工艺与模具设计实用技术.机械工业出版社 3.王孝培.冲压手册（第 2 版）.机械工业出版社 4.王新华.冲模结构图册.机械工业出版社 5.冲模设计手册编写组.冲模设计手册.机械工业出版社 6.欧阳波仪.现代冷冲模设计.化学工业出版社
