支板冲压模具设计-参数2【含5张CAD图纸】.zip

XXXX 大学课程设计说明书(论文)作 者： 学 号： 学院（系、部） ： 专 业： 模具设计与制造 题 目： 冲裁工艺与模具设计 指导者： 评阅者： 2019 年 12 月目目 录录摘 要.3第一章、绪 论.4第二章、零件的工艺分析和工艺方案的确定.52.1.冲压件的工艺分析.52.2.确定工艺方案及模具的结构形式.52.3.排样、计算条料宽度及步距的确定.62.3.1.搭边值的确定.62.3.2 条料宽度的确定.72.3.3.定位销间距的确定.82.3.4.排样设计.82.3.5.材料利用率的计算：.9第三章、冲裁力的计算.103.1.计算冲裁力的公式.103.2.总冲裁力、卸料力、推料力和总冲压力.103.2.1.总冲裁力.103.2.2.卸料力 Fx 的计算 .113.2.3.推料力 Ft 的计算.113.2.4.总的冲压力的计算.12第四章、模具压力中心与计算.13第五章、冲裁模间隙的确定.16第六章、刃口尺寸的计算.176.1.刃口尺寸计算的基本原则.176.2.刃口尺寸的计算.176.3.计算凸、凹模刃口的尺寸.186.4.冲裁刃口高度.21第七章、主要零部件的设计.227.1.工作零件的结构设计.227.1.1.凹模的设计.227.1.2.凸凹模的设计.247.1.3.内孔凸模设计.257.2.模架及其它零件的设计.267.2.1.上下模座.267.2.2.模柄.277.2.3.模具的闭合高度.27第八章、压力机的选择.29结 论.30参考文献.31摘摘 要要本论文应用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高了我的独立工作能力。本设计通过对支板的复合模设计的工艺性分析，确定了正确的工艺方案。从而对模具设计方案，以及冲压设备作出了分析与选择。通过分析决定采用复合模形式，然后参考其他模具结构以及查手册和计算设计。当所有的参数计算完后，对模具的装配方案，对主要零件的设计和装配要求技术要求都进行了分析。在设计过程中除了设计说明书外，还包括模具的装配图，非标准零件的零件图等。关键词：关键词：冷冲压 ；复合模 ；设计第一章、绪第一章、绪 论论冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类： 1根据工艺性质分类（1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、剖切模等。（2）弯曲模 使平板坯料沿着直线（弯曲模）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。（3）拉抻模 是把平板坯料制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。（4）成形模 是将坯料或工序件按凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。2根据工序组合程度分类（1）单工序模 一般只有一对凸、凹模，在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。（2）复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上工序的模具。（3）连续模 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道以上工序的模具。连续模又称级进模。冷冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的优点。第二章、零件的工艺分析和工艺方案的确定第二章、零件的工艺分析和工艺方案的确定2.1.冲压件的工艺分析冲压件的工艺分析图 21 零件图 如图 21 所示零件图。 生产批量：大批量;材料：20#钢；厚度：0.8mm；2.2.确定工艺方案及模具的结构形式确定工艺方案及模具的结构形式根据制件的工艺分析，其基本工序有落料、冲孔两道基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案;(1) 落料冲孔；单工序模冲压(2) 冲孔落料；单工序模冲压。(3) 冲孔落料；连续模冲压。(4) 落料冲孔；复合模冲压。方案（1） （2） 属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件生产批量大，尺寸又较小，这两种方案生产效率较低，操作也不安全，劳动强度大，故不宜采用。方案（3）属于连续模，是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。由于制件的结构尺寸小，厚度小，连续模结构复杂，制造成本高，维修不方便，因此，不宜采用该方案。方案（4）属于复合冲裁模，复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。采用复合模冲裁，其模具结构没有连续模复杂，生产效率也很高，又降低的工人的劳动强度，所以此方案最为合适。由于本次设计的产品年产量为大批量生产，所以采用方案（4）复合冲裁。2.3.排样、计算条料宽度及步距的确定排样、计算条料宽度及步距的确定2.3.1.搭边值的确定搭边值的确定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值通常由经验确定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。表 22 搭边 a 和 a1 数值圆件或类似圆件的工件矩形工件边长 L50mm矩形工件边长 L50mm材料厚度工件间a1沿边 a工 件 间a1沿边 a工件间a1沿边 a0.250.250.50.51.01.01.51.52.02.02.51.00.80.81.01.21.51.21.01.01.31.51.81.21.81.51.21.51.81.52.01.81.51.82.01.52.52.21.81.51.82.21.82.62.52.01.82.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.82.22.53.00.6t2.22.53.03.50.7t2.22.52.53.50.7t2.52.83.24.00.8t2.52.83.24.00.8t2.83.23.54.50.9t搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损表 22 给出了钢（WC0.05%0.25%）的搭边值。该制件是不规则形状，外形直角和圆弧过渡，根据尺寸从表 22 中查出：两制件之间的搭边值 a1=1.5（mm） ，侧搭边值 a=1.8(mm)。2.3.2 条料宽度的确定条料宽度的确定计算条料宽度有三种情况需要考虑；1 有侧压装置时条料的宽度。2 无侧压装置时条料的宽度。3 有定距侧刃时条料的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。有侧压装置的模具，能使条料始终沿着定位销送进。条料宽度公式：B0-=（Dmax+2a）0 - 公式（21）其中条料宽度偏差上偏差为 0，下偏差为，见表 23 条料宽度偏差。D条料宽度方向支板的最大尺寸。a侧搭边值。查表 23 条料宽度偏差为 0.15根据公式 2 3 B0-=（Dmax+2a）0 -=（33+7.5+7.5+1.5+21.8）0-0.20 =53.10-0.20表 23 条料宽度公差(mm)条料宽度材料厚度 t/mmB/mm0.50.5112200.050.080.1020300.080.100.1530500.100.150.202.3.3.定位销间距的确定定位销间距的确定定位销间距离公式：A=B+Z 公式（24）Z定位销与条料之间的最小间隙（mm） ；查表 24 得 Z=1.5mm， 根据公式 24 A= B+Z =45+1.5 =46.5（mm）表 24 定位销与条料之间的最小间隙 Zmin（mm）有 侧 压 装 置条 料 宽 度 B/mm材料厚度 t/mm100 以下100 以上0.50.51122334455555558888882.3.4.排样设计排样设计根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以模具的公差等级较低。同时，因模具单面受力（单边切断时） ，不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影响到支板的断面质量。由于设计的零件外形不规则，所以采用有废料排样法，而产品呈 T 字形，所以可以采用错开排样法，提高材料利用率，具体排样图如下图所示：图 22 排样图2.3.5.材料利用率的计算：材料利用率的计算：冲裁零件的面积为：F=1009.12(mm2)毛坯规格为：12501000（mm） 。送料步距为：h=Da1=45+1.5=46.5mm一个步距内的材料利用率为：=(nF/Bh)100%n 为一个步距内冲件的个数。=(nF/Bh)100%=（21009.12/53.146.5）100%=81.738%第三章、冲裁力的计算第三章、冲裁力的计算3.1.计算冲裁力的公式计算冲裁力的公式计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力 F p一般可以按下式计算：Fp=KptL 公式（31） 式中 材料抗剪强度，见附表（MPa） ；L冲裁周边总长（mm） ；t材料厚度（mm） ；系数 Kp 是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均） ，润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数 Kp，一般取 13。当查不到抗剪强度 时，可以用抗拉强度 b 代替，而取 Kp=1 的近似计算法计算。根据常用金属冲压材料的力学性能查出 20#钢的抗剪强度为 280400(MPa)， 取=400(MPa)3.2.总冲裁力、卸料力、推料力和总冲压力总冲裁力、卸料力、推料力和总冲压力由于冲裁模具采用弹性卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括:F总冲压力。 Fp总冲裁力。FQ卸料力FQ1推料力。3.2.1.总冲裁力总冲裁力Fp=F1+F2 公式(32)F1落料时的冲裁力。 F2冲孔时的冲裁力.落料时的周边长度为：L1=148.87（mm）根据公式 51 F1=KptL =1.30.8148.87400 =61.93(KN)冲小孔时的周边长度为：L2=d=3.147.5=23.55（mm） F2= KptL =1.30.823.55400 =9.80(KN)总冲裁力：Fp=F1+F2=61.93+9.8=71.73(KN)表 31 卸料力、推件力和顶件力系数料厚 t/mmKxKtKd钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09对于表中的数据，厚的材料取小值，薄材料取大值。3.2.2.卸料力卸料力 Fx 的计算的计算Fx=Kx Fp 公式(33) Kx卸料力系数。查表 31 得 K0.040.05，取 K0.05 根据公式 33Fx=K F1 0.0571.73 3.587(KN)3.2.3.推料力推料力 Ft 的计算的计算Ft=KtFp 公式(34) Kt推料力系数。 查表 31 得 Kt0.055，取 Kt=0.055 根据公式 34 Ft=KtF2 =0.05571.73 3.945(KN)3.2.4.总的冲压力的计算总的冲压力的计算根据模具结构总的冲压力：F=Fp+Fx+FtF=Fp+Fx+Ft=71.73+3.587+3.945=79.262(KN)根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机 J2316。第四章、模具压力中心与计算第四章、模具压力中心与计算模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的