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五金模具设计实训说明书题 目： 限位板模具设计 系 别： 机械工程系 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 起止日期： 2010-5-24至2010-6-12 目录 1 设计任务书12 冲压件工艺性分析23 冲压工艺方案的确定44 主要设计计算64.1 排样方式的确定及其计算 64.2 冲压力的计算84.3 压力中心的确定及相关计算94.4 工作零件刃口尺寸计算105 模具总体设计115.1 模具类型的选择   115.2 定位方式的选择 115.3 卸料、出件方式的选择 125.4 导向方式的选择126 主要零部件设计 126.1 工作零件的结构设计   136.2 定位零件的设计  156.3 导料板的设计  176.4 卸料部件的设计 196.5 模架及其它零部件设计   217 模具装配与总装图  238 冲压设备的选定   259 冲压工艺卡    28参考文 献33设计总结及体会341、设计任务书设计课题限位板模具设计日 期2010-5-24单 位 中山职业技术学院机械工程系指导教师学号姓名 材料为A3， 料厚t=1.5mm 生产批量：大批量任务要求：1、准备相关设计资料和手册，了解当前冲压模具的发展的状况2、分析冲压件工艺性，确定合理的冲压工艺方案3、进行相关工艺设计计算4、进行模具的总体设计5、进行模具主要零部件设计6、绘制模具装配图及指定模具零件零件图7、选择冲压设备8、填写冲压工艺卡 2、冲压件工艺性分析（一）零件工艺性分析 工件为图1所示的落料冲孔件，材料为A3， 料厚t=1.5mm 生产批量为大批量。工艺性分析内容如下： 1. 材料分析 A3钢（即Q235A）为优质碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。2. 结构分析 零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中有一孔，经计算孔距零件外形之间的最小孔边距为6.88mm，满足冲裁件最小孔边距lmin1.5t=2.25mm的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。3. 精度分析： 零件上只有一个尺寸标注了公差要求，由公差表2-53查得其公差要求属IT11，所以 复合冲裁可以达到零件的精度要求。对于未标注公差尺寸按IT14精度等级查补。 由以上分析可知，该零件可以用复合冲裁的加工方法制得。 3.冲裁工艺方案的确定零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较复杂，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。 所以，比较三个方案欲采用方案二生产。现对复合模凸凹模壁厚进行校核，查表2-31，当材料厚度为1.5mm时，可得凸凹模最小壁厚为3.8mm，现零件上的最小孔边距为6.88mm,所以可以采用复合模生产，即采用方案二。 4 主要设计计算4.1 排样方式的确定及其计算分析零件形状，应采用直对排的排样方式，零件可能的排样方式有图2所示两种。 a b 图2零件的可能排样方式 比较方案a和方案b一个步距地材料利用率如下图3： 图3 经过计算，发现方案a的材料利用率为62%，而方案b的则为67%，所以应采用方案b。现采用1500mmx950mm的钢板，则需计算采用不同的剪裁方式时，每张板料能出的零件总个数。（1）裁成宽93.99mm、长1500mm的条料，则一张板材能出的零件总个数为 (950/93.99)x(1500/45.5)=10x32=320(2) 裁成宽93.99mm、长950mm的条料，则一张板材能出的零件总个数为 (1500/93.99)x(950/45.5)=15x20=300比较以上两种剪裁方法，应采用第1种剪裁方式，即裁成宽93.99mm、长1500mm的条料。其具体排样图如图4所示。4.2条料及冲压力的相关计算项目分类项目公式结果备注排样冲裁件面积AA=3568.09-15228612mm2条料宽度BS=2.3x2+53+9+27.3993.99mm查表2-14，最小搭边值a=2.3,a1=1.5,采用无侧压压装置条料与导料板间间隙为0.5mm。步距SS=22x2+1.545.5mm一个步距的材料利用率=nA/BSx100%=2861.2/(93.99x45.5)x100%67%冲压力冲裁力FF=KLt =1.3x354.8x1.5x350242151NL=354.8mm, =350MPa卸料力FxFx=KxF=0.05x24215112107.6N查表2-23得Kx=0.05推件力FTFt=nKtF=6x0.05x24215172645.3NN=h/t=9/1.5=6冲压工艺总力FZFz=F+Fx+Ft=242151+12107.6+72645.3326903.9N4.3压力中心的确定及相关计算计算压力中心，应先画出凹模型口图，如图5所示。在图中将xOy坐标系建立在如图所示的位置上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1L10基本线，每条线都要计算出线总长度、力的作用点到x轴的距离及到y轴的距离。L1、L3、L4、L、L、L9是圆弧，其力在x方向的作用点可从有关手册中查出，位于距圆心2R/处；L3、L6、L、L10是直线，力的作用点位于直线中间；L2由1个30mm的圆组成，力的作用点位于30mm的圆心。有关数 如图5据计算结果列于下表中。代入压力中心计算公式求得该模具的压力中心点的坐标待添加的隐藏文字内容2X0= ( L1x1+L2x2+L10x10)/(L1+L2+L10)=0mmY0=(L1y1+L2y2+L10y10)/(L1+L2+L10)=26.04mm压力中心数据表基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值XYL1=69.115053.34L2=94.2478044L3= 31.15482228.42L4= 6.90123.7110.17L5= 29.664531.820L6=2814-9L7=28-14-9L8=29.6645-32.820L9=6.901-23.7110.17L10=31.1548-2228.42合计354.8034026.044.4 工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，需要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此，工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见表2表2 工作零件刃口尺寸的计算尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注落料R22R22 0-0.01Rd=(Rmaxx)+0RP=(Rd-Zmin/2)0-查表得冲裁双面间隙Zmax=0.24mmZmin=0.132mm磨损系数x=0.5模具按IT9级制造校核满足d+p(Zmax-Zmin)R9R90-0.R4冲孔30Dp=(dminx)+0Dd=(dp-Zmin/2)0-孔心距56LA=L±/8536 主要零部件设计（二号，宋体）6.1工作零件的结构设计（三号，宋体加粗）6.1.1 落料凸模（四号，宋体）（正文：小四宋体，1.5倍行距）       6.1.2 冲孔凸模（四号，宋体）            冲压工艺卡中山职业技术学院冲压工艺卡接 线 片共 1 页零（部）件号第 1 页材料牌号及规格（mm）材料技术要求毛坯尺寸（mm）每毛坯可制件数毛坯质量辅助材料H62黄铜1x1800x900条料1x72x900123工序号工序名称工序内容加工简图设备工艺装备备注1下料剪床上裁板72x900剪板机2冲孔落料冲孔与落料复合模简图J23-35落料冲孔复合模签字日期编制（日期）审核（日期）会签（日期）参 考 文 献1 吴裕农主编 冲压工艺与模具设计制造 科学出版社 2009年8月第一版2 冲模设计手册编写组. 冲模设计手册 机械工业出版社 3 夏巨谌、李志刚主编 中国模具设计大典（电子版） 中国机械工程学会出版 4 罗益旋编 最新冲压新工艺新技术及模具设计实用手册（电子版）银声音像出版社5 杨玉英主编。实用冲压工艺及模具设计手册。北京：机械工业出版社，2004.7                             设计总结及体会 （正文：小四宋体，1.5倍行距）