冷冲模课程设计说明书 电线束固定片的冲压模具设计.doc

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1、题 目： 电线束固定片的冲压模具设计 班 级： 小 组： 第三小组 组 员： 指导教师： 完成日期： 目 录第一章 零件的工艺性分析. 4第二章 计算冲压力与压力中心. 6第三章 初选设备.9第四章 凸、凹模刃口尺寸的确定. 10第五章 模具的总体结构设计. 12第六章 工作零件的设计与计算16第七章 其他工艺结构零件的设计与选用. 17第八章 校核设备18第九章 模具的装配与试模. 18小结. 19广州高级技工学校课程设计任务书论文（设计）题目： 电线束固定片的冲压模具设计 一、主要内容及基本要求 对工件进行工艺分析。根据制件材料，形状，尺寸等要求确定合适的成型工艺选定相应的成型设备和成型工

2、艺参数，完成成型模具的设计，基本要求如下： 1.绘制成型模具装配图 1张 2.绘制成型模具全套零件图 1套 3.编写设计说明书 1份 二、重点研究的问题根据制件材料，形状，尺寸等要求如何确定合适的成型工艺选定相应的成型设备和成型工艺参数。了解各种不同材料的冲压工艺及成型过程，了解模具凸、凹的计算过程，了解冲压设备的各种工艺及成型过程。 明白如何对应实际情况选择参数，切实完成可行的方案与设计。 三应收集的资料及主要参考文献1. -孙兰凤主编. 机械制图.北京 中央广播电视大学出版社. 2006 2. -陈剑鹤主编. 冲压工艺与模具设计. 北京机械工业出版社.2007 3. -冯炳尧 韩泰荣 蒋文

3、森主编. 模具设计与制造简明手册.上海上海科技技术出版社.20084. 陈炎嗣主编. 冲压模具实用结构图册.北京：机械工业出版社.2009 5. -史铁梁主编.冲压模设计指导. 北京机械工业出版社.1999 6. -乔元信主编. 公差配合与技术测量. 北京中国劳动社会保障出版社, 2006 四、进度安排序号各阶段完成的内容 完成时间1 收集资料、查找相关的参考文献1 周2确定成型工艺、选择成型设备和成型工艺参数1 周3设计模具的主体结构、模具零件的设计与计算3周4绘制成型模具装配图1 周5 绘制全套模具零件图2周6编写设计说明书1 周7 毕业答辩1 周8 已知条件 （1）如下图(1-1)零件名

4、称：电线束固定片零件材料：Q235A生产要求：小批量生产图（1-1）第一章 零件的工艺分析制件简要分析 制件颜色为淡黄色，材料应为Q235并且镀锌，制件平展后，孔与边缘的距离符合冲裁要求。 制件结构简单尺寸较小，厚度为1mm，基本工序有冲孔和落料，要求小批量生产，优选复合模冲裁方式，根据制件纹路观察，毛刺向下，应该选用倒装方式。综上所述，该制件可通过冲孔落料倒装复合模完成生产。模具结构形式分析 因制件材料较薄，为保证制件平展，采用弹顶卸料装置。它还可对冲孔小凸模起导向作用和保护作用。为方便操作和取件，选用双柱可倾压力机，纵向送料。因制件薄而窄，故菜用初始挡料销定位，生产率高，材料消耗也不大。（

5、1）冲孔如图（1-1）所示零件尺寸，宽带b=14.2mm,厚度t=1mm,满足设计要求d2t,且冲裁件外形由直线和圆弧组成，没有尖角，且圆角半径r0.5t( d为3.8孔的直径t为材料厚度)有利用模具寿命。零件冲孔d=3。8mm,查表1-1，已知材料Q235A屈服点大小235Mpa，选dt为最小孔，满足要求。表 1-1自由凸模冲孔的最小尺寸(mm)材料圆孔方形孔矩形孔长圆孔钢700Mpa钢=400-700Mpa钢t满足设计要求。（2）冲裁精度2.6.7 冲裁断面的表面粗糙度表2.6.8 冲裁件允许毛刺的高度 通过查上表2.6.7的冲裁断面的表面粗糙度表Ra=3.2 ；查表2.6.8 冲裁件允许

6、毛刺的高度：新建试模时0.03mm，生产时0.10mm （3）展开长度计算 R1=e1=1+0.421=1.42mm R2=e2=2+0.461=2.46mm L1=/180ae1=2.23mm L2=/180ae2=3.86mm 8.42+1.5210.42.2323.862=42.38mm （4）搭边与排样1.确定合理的排样形式根据材料的经济应用原则，材料利用率S/Bh ，利用率越过越经济，同时还要考虑冲裁件的精度要求，精度要求高的要留搭边。 表 1-4搭边a和a1数值(低碳钢) 故有： a=1.2 (mm) a1=1.5(mm)2.条料尺寸规格板料规格可选用1200600，为了档料销的合

7、理布置，条料宽度用46mm，则可裁出13块120046的条料所以a1实际为1.81mm3.计算利用率选择的排样方式如图1-3所示：材料利用率：(42.3814.2-21.91.93.14-4.558.9-3.144.45)/4515.4=75.7%第二章 计算冲压力与压力中心（1）冲裁力的计算普通平刃冲裁模 ，其冲裁力 P一般可按下式计算：FPKLt选用345mpa 冲孔边缘: L1=3.83.142=23.864(mm)落料边缘:L2=7.423.148.441.5410.424.4627.722=108.159(mm) 考虑到模具刃口的磨损和凸凹模间隙的波动，材料的机械性能的变化，材料厚度

8、偏差的，实际所需的冲裁力还要增加30，即：冲孔力： F1=L1t=1.323.8641345=10703 N落料力 ： F2= L2t=1.3108.1591345=48505 N冲裁力 ： F0=F1+F2= 59208 N 当上模完成 一次冲裁后，冲入凹模内的制件因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性收缩而紧箍在凸模上 。为了使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的材料料刮下 ,将梗塞在凹模内的制件向下推出。从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力 ；从凹模内向下推出制件所需的力，称为推料力；从凹模内向上顶出制件需的力，称为 顶件力 (图1-5)。影响卸料力、推料力和 顶件力 的因素很多，

9、要精确地计算是困难的。在实际生产中常采用经验 公式计算：卸料力F F； 推料力F1n 1 F； 顶件力 F F 图 1-4 工艺力示意图由下表1-5查的K=0.009 K1=0.1 K2=0.14材料厚度/（mm）KK1K2钢10.1 0.50.5 2.50.06-0.09 0.04-0.070.025-0.060.10.0650.050.140.080.06解得：卸料力FQ=0.0959208=5328.72 N 推料力FQ1=80.159208=47366.4 N 顶件力FQ2=0.1459208=8289.12NFP总 F0+FFF2=59208+5328.72+47366.4+8289

10、.12（2）冲裁中心冲模的压力中心，可按下述原则来确定：（a）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。（b）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。（c）形状复杂的零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该坐标轴力矩。求出合力作用点的座标位置 O0(x0, y)，即为所求模具的压力中心如图1-5图1-5由于图形对称，只需计算Y坐标位置Y0=（2.28+4.55+7.1+7.1）/4=5.26注P冲裁力(N)； K卸料力系数，其值为0.020.06(薄料取大值， 厚料取小

11、值)； K推料力系数，其值为0.030.07(薄料取大值， 厚料取小值)； K2 顶件力系数，其值为0.040.08(薄料取大值， 厚料取小值)； n梗塞在凹模内的制件或废料数量(nh/t); h直刃口部分的高(mm)；t材料厚度(mm)。第三章 初选设备（1）计算压力机的表承压力冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。 采用弹压卸料装置和上出件的模具时： FP总 F0+FFF2=59208+5328.72+47366.4+8289.12=120192.24N121KN 根据标称压力等参数查表1-7，可初选压力机为：JA23-16压力机型号J23-3.15J23-6.3J23

12、-10J23-16FJA23-16JH23-25JH23-40标称压力/KN31.563100160160250400滑块行程/mm25354570527580滑块行程2001701451201008055最大封闭高度120150180205200260330封闭高度调节量25353545305565立柱间距/mm120150180220113270340喉深/mm90110130160200250工作台前后尺寸/mm160200240300225370460工作台左右尺寸/mm250310370450350560700垫板厚度/mm303035405065垫板孔径/mm10014017021

13、0100260320模柄孔直径/mm25303040504050模柄孔深度/mm40555560326070最大倾斜角45453535453030电动机功率/kw0.550.751.11.51.52.25.5表1-7第四章 凸、凹模刃口尺寸的确定已知冲裁件材料为Q235钢厚度t=1mm,冲裁件精度IT11，查公差表1-8公差表1-8查的各尺寸如下图1-6所示：冲裁模刃口尺寸计算的基本原则：落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。冲裁件内圆孔由冲孔制成，外形为非圆形落料而成。（a）冲孔凸模制

14、造偏差取负偏差，凹模取正偏差。其计算公式如下： dp （ dminx)pdd=（dp+Zmin）+p由于制件是小批量生产，成本不能太高，选用经济型，即：得到：Zmax=0.20mm Zmin=0.14mm Zmax-Zmin=0.06 mm冲孔部分冲裁凸模，凹模的制作公差，可查表1-10表110基本尺寸、mm凸模偏差p/mm凹模偏差d/mm基本尺寸、mm凸模偏差p/mm凹模偏差d/mm180.020.02180 2600.030.04518 300.020.25260 3600.0350.0530 800.020.03360 5000.040.0680 1200.0250.0355000.05

15、0.07120 1800.30.04 x系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关，可查表1-11：表 1-11 系数x材料厚度t()非 圆 形 圆 形 10.750.50.70.5工件公差 4 0.160.200.240.30 0.170.350.210.410.250.440.310.590.360.420.500.60 0.160.200.240.300.160.200.240.30 则工作部分的刃口尺寸计算；3.8圆孔 根据IT11得到 3.80.075 即3.79+0.15 X选用0.7 凸模 dp （ dminx)-p=（3.79+0.70.1

16、5）-0.02=3.87-0.02凹模dd=（dp+Zmin）+p=（3.865+0.14）+0.025=4.01+0.025（b）落料落料时以落料凹模设计为基准的刃口尺寸L1=42.380.16=42.54-0.32 X选用0.75凹模Ld=(42.54-0.750.32)+0.030 =42.3+0.030 凸模Lp=(42.3-0.14)-0.020 =42.16-0.020L2=14.20.11=14.31-022 X选用0.75凹模Ld=(14.31-0.750.22)+0.020 =14.15+0.030 凸模Lp=(14.145-0.14)-0.020 =14.01-0.020（

17、C）凸、凹模中心距尺寸 在实际生产中，凸、凹模的中心尺寸位置精度往往靠机床精度保证。此次工作零件选用机床精度达到0.02mm的机床进行精加工。所以尺寸精度统一为0.02mm注：dd冲孔凹模基本尺寸(mm)； dp冲孔凸模基本尺寸(mm)； dmin冲孔件孔的最小极限尺寸(mm)；制件公差 (mm)；x系数p凸模下偏差，d凹模上偏差第五章 模具的总体结构设计（1） 模具的类型选择根据冲裁件的结构特点，需冲孔和落料两道工序方能完成零件成型，而且要进小批量的生产，综合上述，课选择倒装式复合模进行生产，其结构图如模架为滑动导向中间导柱圆形模架本模具采用了刚性推件装置和弹性卸料装置刚性推件装置是打杆装置

18、，在外轮廓冲裁中制件会镶在上模座得凹模上，通过打杆装置，可以在压力机回程时将制件推出。而且推板对条料起一定的稳压作用，保证条料在冲裁时得平展和位置精度。弹性卸料装置作用于条料，当冲裁完成后，条料在回缩的作用下卡在凹凸模上，需要回复到工作平面，为下次冲裁做准备。工作过程简述：条料通过档料销定位，压力机向下冲压，推板与凹凸模压住条料；当进入工作行程时，冲孔凸模对条料进行冲孔，废料在凹凸模的卸料孔排出；同时凹凸模又起凸模作用，通过上模座的凹模，对条料进行制件的外轮廓冲裁。完成冲裁后，制件镶在凹模，条料卡在凹凸模：压力机回程时，打杆被顶出，打杆料销开始作用制件，使其脱落，卸料板下的橡胶失去压力，开始回

19、弹将条料返回工作平面b）导柱和导套导柱和导套的结构与尺寸都可以直接从标准中选取，选滑动导向的导柱导套，安装尺寸导柱22mm，孔心距为170mm;导套35mm，配合关系如图c）模柄的选择所作设计为小型，模具都通过模柄固定在压力机滑块上的第六章 工作零件的设计与计算（1）凸模（a）凸凹模和凸模的结构形式由于冲裁件的落料件为非圆形的，可选择直通式凸凹模，直通式凸模的工作部分和固定部分的形状与尺寸做成一样，这类凸模一般采用线切割方法进行加工。 而冲孔凸模则选择用台阶式凸模，如下图图1-11 标准圆形凸模b）长度计算凸模长度应根据模具结构的需要来确定。采用固定卸料板和导料板结构时，图1-12所示，凸模的

20、长度应该为：Lh1h2h3（1520）mm h1、h2、h3、t分别为凸模固定板、卸料板、导料板、材料的厚度。1520mm为附加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全距离。（2）凹模凹模厚度 HKb（15mm) 凹模壁厚 c(1.5)H (30mm)式中b为冲裁件的最大外形尺寸；K是考虑板料厚度的影响系数。查表1-15根据凹模壁厚即可算出其相应凹模外形尺寸的长和宽，然后可在冷冲模国家标准手册中选取标准值。 表 1-15 系数K值 b材料厚度t 5050 100100 200 2000.512330.30.20.150.10.350.220.180.120.420

21、.280.20.150.50.350.240.180.60.420.30.22t=3mm , b=73mm为冲裁件的最大外形尺寸；K是考虑板料厚度的影响系数查的： K = 0.5凹模厚度： HKb= 0.573=36.5mm （ 15mm) 凹模壁厚 ：c(1.52)H =（54.75 73）mm (3040mm)第七章 其他工艺结构零件的设计与选用1.定位零件模具上的定位零件的作用是将毛坯和半成品在模具上能够正确的定位，根据毛坯的形状，尺寸，模具的结构形式可选以下定位零件：档料销：用于条形料的送料，条料靠在一侧的导料板，沿着设计的方向送料，尺寸为48，数量为3个，垂直布置。定位销：保证各个零

22、件和所冲裁出的制件位置精度，尺寸8（78和49），上下模座各两个。内六角螺钉：紧固连接个部件，上下模座各至少三个。2.卸料和压料零件（1）卸料板卸料板，适用于设计冲裁件卸料，作用为当凸凹模完成一次回程时，保证条料工作位置，卸料班为45钢，热处理为淬火硬度HRC4050。（2） 打杆装置大推杆，取直径12mm；打料销6mm，其与模柄和推板的间隙采取避空，一般取0.3mm，但不小于0.05mm，顶件板的材料为45钢。第八章 校核设备（1）压力机和闭模高度的校核冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。 本模具所需总冲裁力：FP总 F0+FFF2=59208+5328.72+4736

23、6.4+8289.12=120192.24N121KN 本模具的闭合高度： H模=35+45+50+45+1=176mm根据标称压力等参数查表1-7，初选压力机JA23-16，根据关系式：Hmax-5H+hHmin+10得到200-5176+h100+10h垫板可取19-66mm第九章 模具的装配与试模（1） 模具安装顺序1. 清洗压力机滑块底面，工作台和垫片平面及上下模座的顶面和底面。2. 降冲模置于压力机工作台或垫片上，移至近似工作位置。3. 观察工件或废料能否落下。4. 用手搬动飞轮或压力机的寸装置，是压力机滑块逐渐降至下极点。在滑块下降过程中移动冲模，以便模柄进入滑块中的模柄孔内。5.

24、 调节压力机至近似的闭合高度。6. 安装固定下模的压板，垫块和螺栓，但不拧紧。7. 紧固上模，确保上模顶部与滑块底面贴近无缝隙。8. 紧固下模，逐次交替拧紧。9. 调整闭模高度，使凸模进入凹模。10. 回升滑块，在个滑动部分加润滑剂，确保导套上部出气槽畅通。11. 以纸试冲，观察毛刺以判断间隙是否均匀。滑块寸动或手搬使飞轮移动。12. 刃口加油，用规定材料试冲若干件，检查冲件质量。13. 安装，调试送料和出料装置。14. 再次试冲。15. 安装安全装置。（2）常见的试冲缺陷和调整方法试冲的缺陷生产原因调整方法送料不畅或料被卡死1.两导料板件的尺寸过小或有斜度2.凸模与卸料板之间间隙过大，是搭边

25、翻扭3.用侧刃定距的的冲裁模导料板的工作面和侧刃不平行形成毛刺1.根据情况修整或重装卸料板2.减小凸模和卸料板的间隙3.重装导料板卸料不正常，退不下料1.装配不正确，卸料机构不能移动2.凹模和下模座的漏料孔没对正3.顶出杆过短或卸料板行程不够1.修整卸料板2.修整漏料孔，修整凹模3.顶出器的顶出部分加长或加深卸料螺钉沉孔的深度凸，凹模刃口相碰1.上模架，下模架，固定板，凹模，垫片等零件不平行2.凸，凹模错位3.导杆和导套配合间隙过大使导向不准1.修整有关零件，重装上模或下模2.重新安装凸，凹模是对正3.更换导柱或导套凸模折断1.冲裁时产生侧向力未抵消2.卸料板倾斜1.在模具上设置靠块来抵消侧向

26、力2.修整卸料板或在凸模加导向装置凹模被胀裂凹模口有倒锥现象修磨凹模口冲裁件的形状和尺寸不正确凹模与凸模的刃口形状及尺寸不正确修整凸模和凹模的尺寸落料位置和冲孔位置不正确，成偏位现象1.挡料钉位置不正2.导料板和凹模送料中心不平行1.修整导料钉2.修整导料板冲压件不平1落料凹模有上口大，下口小的倒锥，冲裁件从中通过会被压弯2.冲孔结构不当，落料是没有压料装置1.修磨凹模口，去倒锥现象2.加压料装置冲压件毛刺较大1.刃口不锋利或淬火硬度低2.凸，凹模配合间隙过大或间隙不均匀1.修磨工作刃口2.重新调整凸，凹模间隙，使其均匀小结本次设计，是我与队友一次较全面的设计能力训练，通过这次训练，我对模具基

27、础知识及工程力学、公差配合与技术测量、机械制图、金属热处理、等专业课的综合运用有了一个较为系统全面的认识，将课本原来比较抽象的内容联系实际实现为具体内柔.有效深刻地锻练了我们综合运用模具设计和相关课程的理论，结合和生产实际分析和解决生产实际问题的能力，巩固、加深以及扩展了有关模具设计装配方面的知识。通过制订设计方案，合理选择压力机、模架与零件类型，正确计算零件的工作能力、确定尺寸和选择材料，严格按标准往常手绘图纸以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护以及经济效益等要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握模具零件、简单模具的设计过程和方法，对如计算、绘图、熟练和运用设计资料（包括手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据等方面的能力进行了一次全面的了解和有效的训练。个人来讲，我了解到模具设计的基本要求、基本内容和一般程序，掌握了机械零件常用的设计准则。针对课程设计中出现的问题查阅资料，大大扩展了我们的知识面，培养了我们在模具工业方面的兴趣及实际动手能力，对将来我在模具方面的发展起了一个重要的作用。更重要的是使我认识到设计的严谨性，培养了我做事前认真分析，做事时仔细完成，做事后严格审核的习惯。