托板冲压工艺及模具设计gptw.docx

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1、托板冲压压工艺及及模具设计说明明书单位：重重庆工业业职业技技术学院院部门：机机械工程程学院设计者：指导老师师：日期：220111.111.01120012.2.220前言本设计在在介绍冲冲压成型型和计算算方法的的基础上上，讲述述常用冲冲压设备备的选用用、结构构、使用用、维护护等方面面的基础础知识，客客观简单单分析的的冲压工工艺、冲冲压模具具、冲压压设备、冲冲压材料料及冲压压件质量量与经济济性的关关系。本书作为为高职师师范学院院-模模具专业业学生及及其机械械类专业业参考使使用。本书由重重庆工业业职业技技术学院院机械械工程学学院10模模具3004班陈陈波主编编，机械械工程学学院教授授xx给给予指导

2、导，xxx、xxxx等同同学提出出宝贵意意见，在在此表示示深切感感谢。由于由于于这是我我第一次次接触冲冲压模设设计，水水平有限限，书中中错误和和缺点在在所难免免，恳请请广大读读者批评评指正。 编者者20122年2月月目录前言第一章托托板零件件冲压工工艺性分分析.55第二章冲冲压工艺艺流程设设计及优优化.99第三章冲冲工艺组组合方式式分析.111第四章排排样设计计.12第五章托托板冲压压模具参参数计算算.188第六章托托板冲裁裁模结构构设计.233第七章托托板冲裁裁模主要要零部件件设计与与选用.24第八章模模具的使使用及维维护 35结束语366参考文献献.377托板零件件图：一托板板零件冲冲压工

3、艺艺性分析析1.批量量经济分分析根据该托托板零件件图得知知，该零零件为大大批量生生产，非非常适合合于冲压压成型。2.材料料的适用用性由托板零零件图可可知，该该产品的的材料为为08FF，根据据冲压压模具及及设备表表2-33（299页）得得知，008F适适合冲压压，并且且为常用用冲压材材料。3.托板板的形状状与结构构3.1 形状与与结构由客户提提供的托托板零件件图可知知：该托托板零件件形状简简单、规则、对称，且且零件较较小，非非常适合合冲压成成形。3.2 内外处处尖角由客户提提供的托托板零件件图可知知，该托托板零件件共有88处内外外处尖角角。然而而尖角在在冲压过过程中非非常难以以加工，并并且冲压压

4、模具在在加工过过程中容容易崩刃刃，所以以在日常常冲压生生产中通通常将尖尖角加工工为圆角角。若客客户对尖尖角部分分要求不不大，尖尖角处也也没有装装配关系系，则与与客户进进行协商商，绘制制出经过过协商后后的零件件图并重重新签约约。就该该托板零零件而言言，根据据查冲冲压模具具及设备备表44-2（888页）可可知，008F为为软钢，最最小圆角角半径应应取R00.255t，即即该托板板零件的的8处尖尖角的最最小半径径应为RR=0.25tt，t=2mmm，所以以该托板板零件的的8处尖尖角均改改为R00.5mmm的圆圆角。3.3 过长的的悬臂与与凹槽根据客户户提供的的托板零零件图可可知，该该托板零零件没有有

5、过长悬悬臂及凹凹槽。因因此该托托板零件件在冲压压成形中中不用考考虑过长长悬臂及及凹槽。3.4 小孔冲冲压该托板零零件只有有一个直直径为110mmm的内孔孔，100mm1.55t，所所以冲裁裁的尺寸寸完全符符合生产产的特性性及凸模模强度、模模具结构构。3.5 孔间距距与孔边边距该冲裁件件托板只只有一个个中心孔孔，因此此不需要要考虑孔孔间距。孔孔边距则则为：330-110/22=100mm，110mmm（11.55）t，故故符合冲冲裁件对对孔边距距的要求求。4.工艺艺性分析析（精度度及粗糙糙度）4.1 精度冲裁件的的经济公公差等级级不高于于IT111级，一一般落料料公差等等级最好好低于IIT100

6、级，冲冲孔件的的公差等等级最好好低于IIT9级级，该托托板零件件的公差差要求如如下： 58mmm的上偏偏差为00，下偏偏差为-0.774，可可知其公公差为+0.774，查查互换换性与技技术测量量表22.3(19页页)得，该该值公差差等级为为IT114级。 38mmm的下偏偏差、上上偏差均均要求，因因此冲裁裁时不需需要考虑虑。 30mmm的上偏偏差为00，下偏偏差为-0.552，其其公差为为+0.52，查查互换换性与技技术测量量表22.3知知，该值值公差等等级为IIT144级， R8mmm的上偏偏差为00，下偏偏差为-0.222，其其公差为为+0.22，查查互换换性与技技术测量量表22.3知知，

7、该值值公差等等级为IIT133级。 10mmm的上偏偏差为+0.003，下下偏差为为0，其其公差为为+0.03，查查互换换性与技技术测量量表22.3知知，其公公差等级级在ITT7IIT8级级之间。因一般精精度的冲冲裁件采采用ITT7IIT8级级精度的的普通冲冲裁模，因因此以上上尺寸均均符合冲冲压要求求。4.2 粗糙度度有该托板板零件图图可知，RRa值为为6.33um，而而用普通通冲裁方方式冲裁裁厚度为为2mmm及以下下的金属属板料，其其断面粗粗糙度值值Ra一一般可达达到3.2112.55um，故故该托板板零件适适合普通通冲裁。根据以上上所有对对托板零零件冲压压工艺性性分析该托托板零件件适合冲冲

8、压。故故该托板板冲压工工艺图如如下：二.托板板冲压工工艺流程程设计及及优化1.冲压压工艺类类型2.冲压压工艺次次数3.冲压压工艺顺顺序 4.冲冲压工艺艺组合方方式5.其它它辅助工工序2.1冲冲压工艺艺类型根据该托托板冲压压工艺图图可以看看出，其其所需的的基本工工序为落落料，冲冲孔。2.2冲冲压工艺艺次数由托板冲冲压工艺艺图可看看出，其其工艺次次数可分分为落料料，冲孔孔2个工工序组成成。2.3冲冲压工艺艺顺序当多工序序冲压件件有冲孔孔和落料料时，一一般先落落料再冲冲孔，以以减少定定位误差差和避免免尺寸换换算。2.4冲冲压工艺艺组合方方式1）单工工序模先落料后后冲孔、先先冲孔后后落料2）复合合模冲

9、孔+落落料、落落料+冲冲孔3）级进进模先冲孔再再落料2.5其其它辅助助工序由于此托托板零件件结构简简单，无无其它机机加、非非机加（如如焊接、热热处理）等其它它辅助工工序。三.冲压压工艺组组合方式式分析1）单工工序模单工序模模制造成成本较低低，尺寸寸和冲压压件的厚厚度不受受限制，但但冲压出出来的工工件精度度低、冲冲压件平平整度差差、生产产效率低低，生产产时的安安全性低低，需要要采取安安全保护护措施，只只适合小小批量生生产。由该托板板零件的的冲压工工艺图可可知，该该托板零零件的生生产批量量较大，若若采用单单工序模模就加长长了生产产周期，故故不采用用单工序序模。2）复合合模复合模的的加工精精度可达达

10、到ITT10IT88级，压压料较好好，冲压压件平整整，尺寸寸在3000mmm以下，冲冲压件厚厚度在00.055mm3mmm之间。冲冲裁复杂杂零件时时它的模模具制造造成本和和工作量量低于级级进模，操操作是出出件困难难且不太太安全，也也需要采采取安全全措施，适适合大批批量生产产。根据该托托板工艺艺图可以以看出，该该托板零零件的加加工精度度一般，厚厚度为22mm，且且结构简简单、生生产批量量为大批批量，若若采用复复合模，明明显优于于单工序序模。3）级进进模级进模的的加工精精度可以以达到IIT133ITT10级级，冲压压件尺寸寸在2550mmm以下，冲冲压件厚厚度在00.1mmm66mm之之间，工工序

11、间可可以自动动送料，冲冲件和废废料一般般从下模模漏下，生生产效率率较高，模模具制造造的工作作量和成成本在制制造形状状简单零零件时比比复合模模低，比比较安全全，可使使用高速速压力机机，适合合大批量量生产。若该托板板零件采采用级进进模生产产，无论论是生产产效率、生生产批量量还是产产品尺寸寸均符合合该零件件的生产产要求，但但由于级级进模加加工精度度达不到到要求，故故不采用用。（110内孔孔精度达达不到要要求，需需要后期期加工，延延长生产产周期）综合分析析：单工序模模由于生生产效率率、生产产批量、冲冲件精度度均达不不到该托托板零件件的产品品要求，故故不采用用。级进模虽虽然生产产效率、生生产批量量都能达

12、达到产品品要求，但但由于冲冲件的内内孔精度度达不到到该托板板零件的的产品要要求，也也不能采采用。复合模无无论是生生产效率率、生产产批量还还是产品品精度都都符合该该托板零零件的产产品要求求，故被被采用。根据该托托板零件件的冲压压工艺顺顺序确定定复合模模：落料料+冲孔孔为最终终的冲压压工艺方方式。四.排样样4.1排排样排样的是是否合理理，将直直接影响响到材料料利用率率、冲件件质量、生生产效率率、冲模模结构与与寿命，因因此排样样在冲压压件的前前期准备备工作中中十分重重要。排排样可分分为以下下3种： 有废料排排样 少废料排排样 无废料排排样对于3种种排样的的分析：有废料排排样对冲冲压件的的尺寸有有保证

13、，冲冲出的产产品质量量较好，而而且模具具寿命较较高，但但它的材材料利用用率较低低，增高高了产品品的生产产成本，用用于形状状复杂、尺尺寸精度度要求较较高的零零件。少废料排排样的材材料利用用率较高高，用于于形状简简单、尺尺寸精度度要求不不高的零零件。无废料排排样用于于形状结结构简单单、尺寸寸精度要要求不高高的零件件，但不不易操作作加工。本托板零零件的形形状结构构简单、尺尺寸精度度要求不不高，本本应选用用无废料料排样，但但由于无无废料排排样难以以保证零零件的尺尺寸精度度，而且且 无废废料排样样本身就就难以实实现，因因此本托托板的排排样方案案应选择择少废料料排样。4.2材材料利用用率全进距=1000%

14、 AA为单个个冲件表表面积 n为为板料最最多冲件件个数 B为条条料宽度度 L为条条料长度度4.3条条料宽度度与搭边边、料边边的计算算托板横横排：根据冲冲压模具具及设备备1007页可可知，圆圆形或圆圆角r2t的的工件，a1=11.2 a=1.55托板竖竖排：根据冲冲压模具具及设备备1007页可可知，圆圆形或圆圆角r2t的的工件，a1=11.8 aa=2.54.条料料的宽度度B，采采用初级级定位B1= Dmaax+22a=330+11.52=333B2= Dmaax+22a=558+22.52=663查冲压压模具及及设备331页tt=2mmm时，选选用长为为22000mmm，宽为为10000mmm

15、的冷轧轧钢板。查冲压压模具及及设备表表4-119得，条条料宽度度偏差B1=333B2=663根据材料料利用率率公式=1000%托板横排排材料利利用率=1100%=655.1%托板竖排排材料利利用率=1100%=611.5%横竖，应选托板板横排为为最终排排样方案案。托板横排排示意图图如下导料销与与条料之之间的最最小间隙隙Zmiin，查查冲压压模具及及设备表表420，知Z=0.55mm，所所以Boo=B+Z=333mmm+0.5mmm=333.5mmm4.5压压力计算算冲压力PP=P冲冲裁+PP卸+P顶（或PP推）冲裁力PP1=KLtb =11.3（3.1416+382+1142+442+33.1

16、4410）22500 =11258866NN卸料力FF卸=P1K卸=125586660.005 =62293.3N顶料力PP顶=P1K顶=125586660.006 =75551.96NN推件力PP推=P1nK顶=125586660.00555 =3446133.155NP冲=P1+P卸+P推=12258666+662933.3+346613.15=16667722.288NP冲=(P1+P卸+P推)0.88=20084666N查冲压压模具及及设备表表3-44，开式式固定台台压力机机主要参参数规格格表得此托板需需要的冲冲压力应应大于2200吨吨，所以以应选JJA211-355开式固固定台压压力

17、机。4.6压压力中心心的计算算由该托板板零件图图可以看看出该托托板上下下、左右右均对称称，所以以压力中中心应在在该托板板的对称称中心（10的圆心）上。五.托板板冲压模模具参数数计算5.1模模具凸凹凹模间的的间隙1）间隙隙对冲压压件质量量的影响响间隙越大大，模具具的寿命命可以延延长，但但冲件的的质量普普遍不高高，反之之，间隙隙越小，冲冲件的质质量越高高，但模模具的寿寿命会进进一步缩缩短。因因此，在在保证冲冲压件质质量的前前提下，应应选较大大的间隙隙，若采采用较小小的间隙隙就必须须提高模模具的硬硬度和精精度，从从而减小小模具的的粗糙度度，减小小模具磨磨损，得得以在保保证冲压压件质量量的前提提下，延

18、延长模具具的使用用寿命。2）间隙隙对冲压压工艺的的影响试验表明明，冲件件的单面面间隙在在材料厚厚度的55%220%范范围内时时，冲裁裁力的降降低不多多，一般般不超过过冲裁力力的5%100%。间间隙对FFx、Fo的影响响较为显显著，而而当单面面间隙增增大到材材料厚度度的155%225%时时，卸料料力几乎乎为零。3）冲裁裁间隙的的确定一般采用用经验法法来确定定。查冲压压模具及及设备表表4-110得（993页）Zminn=0.2466mm ZZmaxx=0.3600mm由于此托托板冲件件对尺寸寸要求不不高，又又采用的的初级定定位，故故应取较较大的间间隙值，即即Zmaxx=0.3600mm5.2冲冲裁

19、模刃刃口尺寸寸的计算算1）冲裁裁模具刃刃口尺寸寸计算三三原则落料时时应以凹凹模为基基准，先先确定凹凹模，再再确定凸凸模。 冲孔孔时应以以凸模为为基准，先先确定凸凸模，再再确定凹凹模。凹模的的刃口尺尺寸在设设计时，其其基本尺尺寸应靠靠近下限限值。 凸模模的刃口口尺寸在在设计时时，其基基本尺寸寸应靠近近上限值值。模具的的设计精精度应比比冲件的的精度高高233级。2）冲裁裁模具刃刃口尺寸寸的计算算A、凹凸凸模分开开制作B、凹凸凸模配合合制作本托板的的外形尺尺寸简单单，且为为复合模模，因此此采用凹凹凸模配配合制作作。 该冲裁件件中心孔孔为冲孔孔件，故故应以凸凸模为基基准，对对10的的圆形冲冲孔时dp=

20、(dmiin+xx) 查冲冲压模具具及设备备表44-144（977页）得得x=00.755，凸模模磨损后后的尺寸寸10所以，ddp=（100+0.030.775）=10.02225故技术要求求凹模刃刃口尺寸寸按凸模模实际刃刃口尺寸寸配作 保证双双面间隙隙为0.34mmm 由于外形形尺寸为为落料，以以凹模为为基准凹模磨损损后扩大大的尺寸寸A1（558）AA2（388）A3（R88）A4（300）Add=(Ammax-x)查表得x1=0.5，xx2=1，xx3=0.5，xx4=0.5Add11=（558-00.50.774）=57.63Add22=(338-110.003)=37.97Add33=

21、R（88-0.50.222）=R7.89Add44=（330-00.50.552）=29.74故该托板板的凹模模刃口尺尺寸示意意图如下下5.3模模具闭合合高度由所选设设备JAA21-35可可知，它的最大大闭合高高度为HHmaxx=2880mmm，Hmmin=2200mm（2200-T）Hm（280-T）-5，T=52155mmHm2700mm5.4弹弹簧的选选用（1）选选用弹簧簧的三原原则 为保证卸卸料正常常工作，在在非工作作状态下下，弹簧簧应该预预压，其其预压力力Fy应该大大于等于于单个弹弹簧承受受的卸料料力。即即FyFFx/nFy弹弹簧的预预压力（NN）Fx卸卸料力（NN）n弹簧簧数量弹簧

22、的的极限压压缩量应应该大于于或等于于弹簧工工作时的的总压缩缩量。即即hjhh=hyy+hx+hm hjj弹簧的的极限压压缩量（mmm） h弹簧工工作时的的总压缩缩量（mmm） hyy弹簧在在预压力力作用下下产生的的预压量量（mmm） hxx卸料板板的工作作行程（mmm） hmm凸模或或凹模的的刃磨量量（mmm），通通常取hhm=410mmm。选用的的弹簧能能够合理理的布置置在模具具的相应应空间。（2）卸卸料弹簧簧的选用用及计算算1）初定定弹簧个个数n=4，则则每个弹弹簧的预预压力为为FyFFx/n=62293/415773N2）初选选弹簧规规格。按按2Fyy估算弹弹簧的极极限工作作压力FFjF

23、j=2215773N=31446N查标准GGB/TT20889-119944,初选选弹簧规规格为dD22h0=3.52060，FFj=31140NN，hjj=200.9mmm3）所选选弹簧的的预压量量hyhy=FFyhj/Fj=15573NN20.9mmm/31140NN10.45mmm4）校核核所选弹弹簧是否否合适。卸卸料板工工作行程程hx=t+1mmm=3mmm，取取刃磨量量hm=6mmm，则则弹簧工工作时的的总压缩缩量为h=hyy+hx+hm=100.455mm+3mmm+6mmm=119.445mmmhhhj，故所所选弹簧簧合适。弹簧安装装高度HHa=HHo-HHy=660mmm-10

24、0.455mm=49.55mmm取整Haa=500mm六.托板板冲裁模模结构设设计具体托板板冲裁模模结构设设计详见见托板冲冲裁模装装配图借鉴于冲冲压摸具具及设备备P1116图图4-333七.托板板冲裁模模主要零零部件设设计与选选用7.1落落料凹模模1）根据据对该托托板零件件形状分分析，该该托板冲冲裁模落落料凹模模应为整整体式落料凹模模尺寸为为LBHL=l+2c B=b+22c HH=Kbb1其中l=58mmm，bb=300mm，KK=0.38，cc=322mm，bb1=588mmL=558mmm+232mmm=1122mmm,标标准为1125mmmB=300mm+232mmm=994mmm,标

25、准准为1000mmmH=0.3858mmm=222mmm但由于卸卸料弹簧簧的安装装高度为为50mmm，所所以空心心垫板的的高度HH=500mm将空心垫垫板与落落料凹模模做成整整体，则则H=550mmm+222mm=72mmm凹模的尺尺寸为1255mm1000mm72mmm落料落落料凹模模如图7.2凹凹凸模凹凸模的的尺寸如如图凹凸模其其刃口尺尺寸按该该托板的的凹模刃刃口尺寸寸加工7.3推推件块由于要完完全要使使冲件完完全推出出，所以以其尺寸寸也应该该按该托托板的基基本尺寸寸加工。但但10的孔孔应略大大于100mm，取取11mmm。如图7.4圆圆形冲孔孔凸模该托板冲冲裁凸模模刃口尺尺寸应按按前面4

26、4.2中中所计算算出的凸凸模刃口口尺寸计计算，而而它的长长度应等等于L=h11+h22+haa，h11=222mm0.88=177.6mmm，hh2=330mmm，haa=500mm所以冲孔孔凸模的的长度为为L=117.66mm+30mmm+550mmm=977.6mmm,由由于要保保证凸模模的强度度，故将将凸模设设计成阶阶梯式，如如图7.5凸凸模固定定板凸模固定定板的尺尺寸LBH其中基本本尺寸LL=1225mmm，B=1000mm，HH=0.8H凹=222mm0.88=177.6mmm，凸模固定定板的尺尺寸1225mmm1000mm17.6mmm7.6凹凹凸模固固定板凹凸模固固定板基基本尺寸

27、寸与6.5凸模模固定板板基本尺尺寸相同同125mmm1000mm17.6mmm7.7垫垫板垫板的基基本尺寸寸LBH，由由于垫板板的厚度度H通常常在3mmm110mmm之间，所所以垫板板的基本本尺寸为为125mmm1000mm8mmm7.8卸卸料板卸料板的的基本尺尺寸为1125mmm1000mm13mmm7.9上上下模座座由于上下下模座的的长度应应比凹模模长400mm70mmm，而而宽则根根据具体体情况来来定，厚厚度为凹凹模的111.5倍，上上模座要要比下模模座厚度度小5mmm110mmm，所以以上模座尺尺寸为2225mmm1700mm33mmm下模座尺尺寸为2225mmm1700mm40mmm

28、7.100导柱与与导套导柱的基基本尺寸寸为LD，L=模具具闭合高高度-（导导柱上端端面与上上模座顶顶面的距距离+导导柱底面面与下模模座的距距离）=2188.6mmm-(10mmm+33mm)=2005.66mm，DD=244mm导柱导套7.111圆柱销销7.122导料销与与挡料销销该模具的的挡料销销与倒料料销均选选用4的的圆柱销销7.133模柄7.144卸料弹弹簧7.155螺钉八.模具具的使用用及维护护模具的使使用 模具具安装在在型号为为J233-355，最大大闭合高高度为2280mmm的开开式双柱柱可倾压压力机： 1、安安装前江江模具安安装表面面清理干干净，确确认模具具正确安安装在机机床上。

29、2、安装装后空合合模数次次将模具具闭合高高度，使使用合理理的垫块块高度，调调整模具具为最佳佳冲压高高度。3、模具具使用过过程中应应充分保保证工作作人员的的活动范范围。4、在冲冲裁过程程中若发发现有异异常声音音时应立立即停止止运行机机床，排排除故障障后方可可继续使使用。5、冲裁裁过程一一段时间间后应及及时清理理模具凸凸凹模上上的毛刺刺，防止止积瘤的的产生。6、所有有工件冲冲裁完成成后应江江模具从从压力机机上卸下下，按模模具维护护说明书书正确有有效防止止。模具维护护方式1、按总总装图正正确装配配模具。2、按所所选压力力机安装装模具并并保证压压力中心心与模具具中心重重合。3、打开开磨具确确认模具具型

30、面无无异物，确确定挡料料销、导导料板的的位置正正确。4、运行行压力机机空合模模数次，保保证正确确运动和和定位。5按模具具设计参参数调试试模具并并生产。6、在冲冲裁过程程中时刻刻检查肥肥料是否否排放顺顺畅，若若出现堵堵塞情况况应立即即停止机机床，对对废料进进行排除除。7、模具具使用人人员应站站立在模模具工作作台面前前端的两两侧。8、模具具使用时时应经常常检查模模具的工工作台面面和工作作刃口，清清楚材料料的积瘤瘤，排除除在不正正确使用用过程中中的废料料，以免免产生废废料张模模。9、使用用完毕后后应该压压料面，型型面应出出去材料料积瘤。10、按按照每生生产3000050000件件后，按按上述模模具保

31、养养以延长长使用寿寿命。结束语时间飞逝逝，寒假假已经结结束了，而而上学期的的专业课课冲压模模具设计计让我度度过了一一个美好好而充实实的学期期，在这这一学期期的学习习中让我我认真了了解了模模具的结结构、设设计等诸诸多方面面；在学学习中同同时也遇遇到了许许许多多多的困难难，但是是在老师师和同学学们的探探讨下都都得到了了良好的的解决，掌掌握了知知识与经经验，使使我对这这门学科科产生了了浓厚的的学习气气氛，但但还有诸诸多不足足的地方方，以待待这学期期进一步步的学习习与改善善。在以以后的学学习中我我会更加加的努力力，争取取尽可能能多掌握握技能，为为以后打打下结实实的基础础。参考文献献1、徐正正坤主编编.冲压压模具及及设备.北京.机械工工业出版版社.2201002、屈波波主编.互换性性与技术术测量.西安电电子科技技大学出出版社.200073、杨玉玉萍、高高龙士主主编.机机械制图图与AuutoCCAD.北京.机械工工业出版版社.2200994、李名名旺主编编.冲压压工作实实用手册册.20010 38 / 38