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北华航天工业学院冲裁模具课设说明书姓名：薛振江指导老师:张晗班级：13811学号：201311183目录前言3一、任务书4二、工艺性分析4三、确定冲裁工艺方案5四、工艺与设计计算1. 排样图设计与计算52. 计算刃口尺寸63. 计算压力中心84. 确定凹模有效面积85. 估算凹模外形尺寸96. 计算总冲压力9五、模具主要零件的尺寸计算1. 模架112. 模柄123导柱、导套134.垫板145凹模板146. 导料板147. 固定卸料板158. 凸模固定板159. 凸模长度1510. 模具总高度15设计总结16参考文献17前言冲压加工在国民经济中的加工工业中占重要的地位，广泛应用于 汽车、军工、家电、电机、仪表等工业领域，从精细的仪表指针、电 子元件到重型汽车的内、外覆盖件以及飞机蒙皮等都需要冲裁加工。 而冲压件的质量好坏在很大程度上取决于模具设计、制造的技术水平。本次课程设计的任务是设计一套级进冲裁模用来生产带有冲孔 的落料件。模具中有两个工位，可以同时完成冲孔和落料工序。因此 可以大大的提高工作效率。整套模具包括标准模架在内多数零件采用 标准件。可以降低模具的制造成本。在设计期间，采用了 CAD进行 前期设计计算以及图纸草图的绘制。关键词：冲压加工级进模冲孔落料两工位标准模架标准件 CAD任务书1.71图1.1材料：45钢料厚t=1mm2. 设计内容（1）.画出冲压件排样图；（2）.冲压件工艺性分析；（3）.确定工艺方案；（4）.进行工艺计算；（5）.选择合适设备；（6）.绘制模具装配图；（7）.校核选定设备；二、工艺性分析1. 材料：45钢含碳量为0.42%0.50%，属于中碳钢。与低碳钢相比，具有较高的 强度，而塑性、韧性较低。因此具有较好的冲压性能。2. 冲裁件的尺寸精度：工件图1.1中所有的尺寸均未给定公差，所以所有尺寸的精度都取IT14级。查表确定公差值为40 0 710 20 0甲60 0 24 +0.52-0.62-0.74-0.52-0.740120 -0.43 100 +0.36 25 ±0.263. 冲裁件的内、外形转角处不应是尖角，而应是圆角。图1.1中有多处为直角， 建议将其改为R=t的圆角。4. 工件结构：结构简单，形状对称，有利于材料的合理利用。结论：可以冲裁三、确定冲裁工艺方案经分析，工件尺寸精度要求不高，零件形状不大，但工件产量较大。为保证 孔位精度，冲模要有较高的生产率，通过比较决定施行工序集中的工艺方案，采 取利用挡料销与始用挡料销定位、导料板导向、固定卸料板卸料、顺出件方式的 级进模。四、工艺与设计计算1.排样图设计与计算查表2-10，查得最小工艺搭边值a=1.5、气=1.8。计算步距步距尺寸七按工件送料方向最大尺寸与搭边值之和计算S =71 + 1.8=72.8mm计算条料宽度查表2-12得剪板机下料公差 =0.4mmB= (D+2a+A) 0=(40+2X1.5+0.4) 040=43.404。排样图如图1.2所示图1.22.计算刃口尺寸工件上的轴类尺寸400-0.62710-0.742 00 0 526<00 74孔类尺寸24 +0.5212 +0.4310 +0.36自由尺寸25±0.26因为各尺寸均未给定公差，所以零件精度选择IT14级，即补偿系数x=0.5a计算冲孔刃口尺寸，利用配做法加工。冲孔以凸模作为基准件，公差值取/£为工件相应尺寸的公差。图1.3如图1.3所示，可知凸模刃口磨损后减小的B类尺寸有Bp1=240+0.52B 2=25 ± 0.26 B 3=120+0.43B 4=100+0.36B= (b . +x) 0B 1=(24+0.5X0.52) 0 0 52/4=24.260 013B 2=(24.74+0.5X0.52) 0 0 52/4=250 013B = (12+0.5X0.43) 0 / =12.215。B 4= (10+0.5 X0.36) 0036/4=10.180009凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配做，保持单面间隙为0.070mmb.计算落料刃口尺寸，利用配做法加工。落料以凹模作为基准件，公差值取,为工件相应尺寸的公差。图1.4如图1.4所示，可知凹模刃口尺寸磨损后变大的A类尺寸有 A =4OoA 二甲6。0d1 -0.62Ad2 = 710-0.74Ad3=200-0.52A= (a -*) +M4A=d1(40-0.5X0.62)+0.62/4=39.69 +0.155A=d2(71-0.5X0.74)+0.74/4= 70.63 +0.185A=d3(20-0.5X0.52)+0.52/4=19.74 +0.13A=d4(60-0.5X0.74)+0.74/4= 59.63 +0.185凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配做，保持单面间隙为0.070mm3. 计算压力中心压力中心利用CAD求质心的功能求得。如图1.5所示，坐标原点处即为压力中心。图1.54. 确定凹模有效面积由于中小型模具的模柄中心线，即压力机滑块的中心线是通过矩形凹模板对 称中心的，为了使模具工作平稳，不受偏载，模柄中心线必须通过压力中心，这 就要求有效面积lXb的对称中心与压力中心重合。在本套级进模中，由于对称 中心不与压力中心重合。所以要做出适当修整。有效面积如图1.6所示，图中青 色线条所形成的面即为有效面积lXb。l=164.86mm b=40mm5. 估算凹模外形尺寸如图1.6所示，从凹模有效面积矩形lXb向四周扩大2432mm的壁厚，即为凹模外形尺寸LXB的尺寸范围L=164.86+2X（2432） =212.86228.86mmB=40+2X（2432） =88104mm6. 计算总冲压力F =F+FF-冲裁力Fq2-推件力冲裁力的计算F=LtobL冲裁轮廓的总长度（mm ）t板料厚度（mm）气材料的抗拉强度（MPa）L 落料=40+35.36 X2+11.7X2+19.72X2+31.42=204.98mmL 冲孔=24+13 X 2+37.7+12 X 2+10 X2=131.7mmt=1mm45钢的抗拉强度查得为600MPa。F=336.68 X 1 X 600=202008N推件力的计算F =K nFK2推件力系数n积存在凹模型孔内的工件或废料的片数F冲裁力查表2-15得45钢的推件力系数K2=0.050本套模具凹模选择阶梯型直壁型孔，因为t=1mm，所以直刃口有效高度h取 5mmo n=5/1=5F =0.050 X 1 X 202008=10100.4NF =F+F =202008+10100.4=212108.4N因为总冲压力为212.1084KN,所以初步选择开式可倾压力机，型号为J23-25o具体参数如表1.1o详麴参数规格程数搦J23-25T场压力(KN)250装称压力行程(mm)2.5骨块行程(mm)65行程次数(mh-l)55最大模块喜度(mm)26J/3C0装*隔度调节S (Tim：50暑块中心至机射通(mm)23/5C0工作台板尺寸(前后e左右有L直径)mm420x570 s： 11C工作台板厚度(mm)65骨块底面尺寸(前后mn210x250愤柄孔尺寸(直径*尺寸)nnme40x6D机身最大可1砌有度20立柱间E囊(mm)270电动机(功率 KW3外形尺寸(长*宽信)eft1300 x 1030x2150约重(KG)2100表1.1五、模具主要零件的尺寸计算1.模架为了降低整套模具的制造成本，本套模具采取标准铸铁模架。参考前文估算 的凹模尺寸L=212.86228.86mmB=88104mm。查表选取凹模周界为L=250mm B=125mm 的模架。a.上模座(GB/T 2855.190)如图1.7，具体参数如表1.2。】6() 30L图1.7凹模周界HL1B1SS1Rl2D(H7)D1(H7)LB基本 尺寸极限偏差基本 尺寸极限偏差250125452601303051804510042+0.025045+0.0250表1.2b.下模座(GB/T 2855.290)如图1.8，具体参数如表1.3"I够耘2茶J图1.8凹模周界HhL1SA1A2Rl2d (R7)LB基本尺寸极限 偏差2501255535260250851504210028-0.020-0.041表1.32.模柄由表1.1查得压力机的模柄孔尺寸为甲40X60,本套模具选择直径为40mm压 入式模柄。如图1.9所示即为压入式模柄，具体参数如表1.4&型图1.9d (js10)d1 (m6)d2LL 1L2L3d4基本 尺寸极限偏 差基本 尺寸极限 偏差基本 尺寸极限 偏差40±0.05042+0.025+0.0095010545646+0.0120表1.43导柱、导套0 00冬可陞 TOooitnUj-:和顼砂&州ISEJQM3B本套模具采取A型导柱、导套(GB/T 2861.1)。由于采用对角导柱模架，所以本套模具有两套直径不同的导柱、导套。其直径取决于模座上的导柱、导套孔。导柱、导套如图1.10所示，导柱具体参数如表1.5，导套具体参数如表1.6dL基本尺寸极限偏差(h5)(h6)28-0.009-0.01320032-0.011-0.016200表1.5dD (r6)LHbA基本 尺寸极限偏差基本 尺寸极限 偏差(H6)(H7)28+0.013 0+0.021 042+0.050+0.034100383132+0.016 0+0.025 04510038表1.64. 垫板垫板的厚度取610mm，由于本套模具冲裁力较大，所以选择厚度为10mm。材料采用T8A，淬火硬度5458HRC。技术条件按JB/T 765394规定。L 垫=L=250mmB 垫=B=125mm5凹模板H=K1K23V(0.4F)K1=1.3K2=1.5H=1.3X 1.5X3/(0.1 X212108.4) =53.98 54mmL=250mmB=125mm6.导料板厚度查表2-22，得为6mm长度：L =L=250mm导宽度：B =0.5 (B-B -C ) C 查表 2-13 得 0.1mm导01iB =0.5 X (125-43.4-0.1) =40.75mm导7. 固定卸料板B =B=125mm卸H =10mm卸L =L=250mm卸8. 凸模固定板H =0.8H=0.8 X 54=43.244mm固L =L=250mm固9. 凸模长度B =B=125mm固落料 L =h +h +h落 23冲孔 L =h +h +h +h冲 123加一凸模囹定极辱虔h?弹注ip料极厚皮3导料极厚度h一考虑凹模需要刃磨，凹模固建板与卸料板之间需 要有安全范离等困素，所附加的长废。一般®Lh>20mmL = 10+6+20 = 36mmL = 10+6+44+20= 80mm落冲10. 模具总高度H = 45+10+10+44+6+54+55+20二244mm 总设计总结通过这次课程设计，我对冲压模具的设计方法与流程有了一个比较全面的了 解。在这个不断设计、学习、再设计的反复操作过程中，我们潜移默化地学习到 了一种科学的设计思路和方法，这对我们以后的工作态度和方法将产生积极的影 响。特别是在利用现代化的设计上，我有了很多的自己的设计思想。在设计的过程中，遇到了很多的问题，费了很多周折，也走了很多弯路。而 在装配图的绘制中，又遇到了前面设计上的很多结构错误，对细节的反复修改较 多。经过很长时间的思考和查阅资料，才成功地完成了本套模具的设计过程。当然，本模具的设计也存在了很多的问题，在实际中也许并没有办法正常运 作。毕竟是在学校做课程设计，难免会存在各种各样的问题。在模具的设计过程中，很多时候都是依靠同学们的帮助和老师的指导，才能 顺利地继续往下设计，在这里要感谢同学的帮助，也向各位指导老师表示衷心的 感谢！参考文献1. 冲压模具标准件选用与设计指南高军主编2. 冲压工艺与模具设计钟毓斌主编3. 工程材料与热加工宋杰主编4. 互换性与测量技术基础王伯平主编5. 简明冲模设计手册王新华 主编6. 冲压模具简明设计手册 第二版郝滨海 主编