2022年冷冲压工艺及模具设计方案课程设计方案.docx

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1、精品学习资源冷冲压工艺及模具设计课程设计目 录任务书2摘要41. 零件加工方案52. 零件制造步骤2.1零件的工艺分析552.2冲压工艺力的运算及压力机的挑选52.3压力中心的运算72.4凹模和凸模的设计72.5定位零件的设计102.6卸料零件的设计102.7固定、导向和连接零件102.8模具总装图143. 模具装配143.1上模装配143.2下模装配154. 终止语15致谢16参考文献17欢迎下载精品学习资源冷冲压工 艺 及模具设 计 课程设计 任 务 书-定位板冲压模设计一、设计课题某厂生产的定位板零件如下列图，中批量生产，试确定其冲压工艺方案，画出模 具 结 构 装 配 图 ， 并 绘

2、出 除 模 架 和 紧 固 件 等 以 外 的 所 有 零 件 图 ；图见图二、设计内容设计内容包括冲压工艺性分析，工艺方案制定，排样图的设计，总的冲压力计算及压力中心运算，刃口尺寸运算，弹簧、橡皮的运算，凸模、凹模结构设计以及其它冲模零件的结构设计，绘制模具装配图和工作零件图，编写设计说明书，填写冲压工艺卡等；三、设计工作量 仅供参考）冲 模 装 配 图1 张 A1或 A2纸）工作零件图全部非标准件 A3 或 A4 纸） 设计说明书1 份 约 15 页） A4 纸）四、冷冲模课程设计的要求1 冷冲模装配图用以说明冲模结构、工作原理、组成冲模的全部零件及其相互位置和装配关系；一般情形下，冷冲模

3、装配图用主视图和俯视图表示，如仍不能表达清晰时，再增加其它视图；图上应标注必要的尺寸，如模具闭合尺寸、模架外形尺寸、模柄直径等，不标注配合尺寸、形位公差；按机械制图国家标准填写好标题栏和零件明细表，包括件号、名称、数量、材料、热处理、标准零件代号及规格、备注等内容；模具图中的全部零件都应详细填写在明细表中；欢迎下载精品学习资源装配图中的技术要求内容包括：凸、凹模间隙、模具闭合高度、模具的特别要求、其它等；2 冲模零件图要求绘制除模架和紧固件以外的全部零件图，零件图的绘制和标注应符合机械制图国家标准的规定，要注明全部尺寸、公差协作、形位公差、表面粗糙度、材料、热处理要求及其它技术要求；3 设计说

4、明书设计者除了用工艺文件和图样表达自己的设计结果外，仍必需编写设计说明书，用以阐明自己的设计观点、方案的优劣、依据和过程；其主要内容有： 目录；摘要1. 零件加工方案2. 零件制造步骤2.1 零件的工艺分析2.2 冲压工艺力的运算及压力机的挑选2.3 压力中心的运算2.4 凹模和凸模的设计2.5 定位零件的设计2.6 卸料零件的设计2.7 固定、导向和连接零件2.8 模具总装图3. 模具装配3.1 上模装配3.2 下模装配4. 终止语致谢参考文献说明书中应附必要的简图，所选参数及所用公式应注明出处，并说明式中各符号的意义和单位；说明书最终应附有参考文献目录，包括书刊名称、作者、出版社、出版年份

5、；在说明书中引用所列参考资料时，只需在方括号里注明其序号及页数，如：见文献8P118；5 图 纸 CAD绘 制 ， CAD绘 制 者 必 须 交 纸 质 图 及 电 子 文 稿 ；欢迎下载精品学习资源摘 要冲裁工艺在工业生产中应用广泛，冲压模具设计与制造技术是一项技术性和体会性都很强的工作；本次课程设计依据课程设计任务书供应的零件图纸要求, 用 Auto CAD 进行设计分析；依据分析结果挑选合理的冲压工艺和合理的模具结构，在此基础上优化零件结构和挑选合适的零件材料；经过查阅资料，首 先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采纳落料工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等运算，确定压力机的型号；

6、再分析对冲压件加工所需的模具类型，挑选所需设计的模具类型；本文第一表达了冲压模具的进展状况，模具在现代工业中的作用，和在整个国民经济中的位置；说明白冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是简洁说明白模具设计的基本概念和模具设计的一般步骤、模具的分类、模具零件的分类、模具的结构形式、冲压的基本概念、冲压工艺基础理论、塑性力学基础理论；然后对冲压件进行工艺分析，完成了工艺方案的确定，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的运算；再进行冲裁工艺力的运算和冲裁模工作部分的设计运算，为挑选冲压设备供应依据；其次对主要零部件的设计和标准件的挑选，为本次模具零件图的绘制和模具的成形供应依据，以及为装配图各尺寸

7、供应依据；通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图；本次设计阐述了冲压单工序模的结构设计及工作过程；本模具性能牢靠， 运行平稳，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本；关键字：冲裁；落料；单工序模；模具结构欢迎下载精品学习资源零件如下列图：图 11、零件加工方案该零件为简洁零件，可直接采纳落料的方法来完成；2、零件的制造步骤2.1 、零件的工艺分析零件如图 1 所示，其材料是 Q235，厚度为 1mm，查表得抗拉强度 b=375460MPa，屈服极限 s=235MPa，弹性模数伸长率 =26 31%，抗剪强度 =303372MPa；1）材料Q235 属于一般碳素钢，具有良好的冲压性

8、能，查表得b=400MPa2）结构外形该工序件的结构简洁，属于对称结构，比较规章适合落料加工3）确定工艺方案与模具形式工件属于大批生产，为提高生产效率并保证加工精度，由于工序件结构简洁， 用单工序模可直接加工；4）尺寸精度由于标注公差的尺寸精度都很低，所以未标注公差的尺寸都按IT12 级由查表的各尺寸的公差为：，；结论：工艺性较好，可以落料2.2 、冲压工艺力的运算及压力机的挑选冲压工艺力是冲裁时压力机应具有的最小压力，是完成分别所必需的力和其他的附加力 卸料力，推料力，顶出力等）的总和；它是挑选冲床吨位的依据，也是设计冲裁模所必不行少的依据；1）排样方式的确定设计单工序模，第一要设计条料排样

9、图，零件的外形近似于矩形，适合直排，欢迎下载精品学习资源可以削减废料，如图 2 所示的排样方式；图 2 零件排样图2）搭边值得确定经查表，取工件间 a1=1.5mm，侧面 a=1.8mm3）条料宽度和步距的确定条料宽度 B=128+2 1.8=131.6mm步距 S=96+1.5=97.5mm4）材料利用率2冲裁件面积 A=128 96-4 3230.5=12288-3904=8384mm一个步距内的材料利用率 =65.34%5）冲裁的运算：使板料发生分别的力称冲裁力；直接影响冲裁力的主要因素有抗剪强度， 材料厚度和冲裁轮廓周长；同时，冲裁间隙，刃口锐利程度，冲裁速度，润滑情形等都对冲裁力有影

10、响；6）冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性，就是冲裁件对冲压工艺的适应性能，即冲裁件结构外形，尺寸大小，工件精度等在冲裁时的难易程度；好的冲裁工艺性能保证材料消耗少，工序数目少，产品质量稳固且效率高，模具结构简洁且寿命长等要 求；完成该工序件所需的冲压力由冲裁力、弯曲力及拉深力组成；冲裁力： F1=Lt b式中： L-冲裁周边长度 mm）；t-冲裁件的厚度 mm）； b-冲裁件材料的抗拉强度 MPa）冲裁力： F1 =Ltb欢迎下载精品学习资源=128+96） 21400=179200N卸料力：从凸模上将废料 或工件）卸下来的力；FT=nF1KT式中 FT推件力N）；KT-推件力系数，查表得 KT=

11、0.055 n卡在凹模洞口内的工件数，取洞口直壁高度h=5mm，n=h/t=5卸料力： FT =nF1KT=4 1792000.055=44800N即 FT=44.8KN依据压力机的总冲压力挑选压力机的型号，选J23-6.3 的压力机；主要性能参数：公称压力为 63KN ；滑块的行程为 35MM ；最大封闭高度为150MM ；模柄孔尺寸为 30 55；2.3 压力中心的运算本工序件只需一步，即可加工出零件，外形如图3：图 3冲裁力合力作用点称为压力中心；压力中心应与冲床滑块中心线重合，以保证冲裁模具正确，平稳地工作，防止模具歪斜，造成凸，凹模间隙不匀称， 产生偏心载荷等现象，从而加剧模具的磨损

12、，影响模具的受命；所以在设计模具时，要使模具的压力中心通过模柄的轴线，从而保证模具压力中心和冲床滑块中心重合；冲裁件的压力中心与冲裁件的重心不同，压力中心是冲裁合力的中心，与冲裁力大小和作用位置有关；而重心就取决于工件外形和质量分布，只有当工件具有中心对称外形时，压力中心才和中心重合2.4 凹模和凸模的设计凸模由于本套模具属于单工序模具，属于非圆形凸模，所以其刃口外形取决于工件，但其属于非圆形类，所以其固定部分做成距形；凸模的材料用T10A，刃口部分经热处理后材料的硬度为58-62HRC；尾部回火至 40-50HRC；固定方式：采纳凸模固定板固定，凸模和凸模固定板之间的协作采纳H7/m6的过度

13、协作；凹模凹模结构设计：凹模结构设计包括，确定凹模的外形尺寸和凹模板的厚度，挑选凹模形孔侧壁的外形，布置凹模板上形孔、螺孔和销孔的位置以及欢迎下载精品学习资源标注尺寸；周界尺寸运算，因制件外形简洁，只有一个工位，选用整体式距形凹模；凹模的运算落料：mm，mm，mm，mma）工件b）凹模刃口变化轮廓图 4 落料凹模刃口磨损变化的情形落料：图 4a）为工件图，图 4b）为冲裁该工件所用落料凹模刃口的轮廓图， 图中虚线表示凹模刃口磨损后尺寸的变化情形；落料时应以凹模为基准件来配作凸模；从图4b）可看出，凹模磨损后刃口尺寸只变小，故凹模刃口尺寸运算如下：凹模磨损后变小的尺寸 -1/4 0.26 mm=

14、128.13-0.06 mmA002A=64+0.5 0.20 -1/4 0.20 mm=64.10-0.05 mm00A3A=35+0.5 0.20 -1/4 0.20 mm=35.10-0.05 mmA004A=96+0.5 0.23 ） -1/4 0.23 mm=96.12-0.06 mm落料用的凸模刃口尺寸，按凹模的实际尺寸配制并保证最小间隙Zmin；查表得Zmax=0.140mm Zmin=0.100mm凸模的基本尺寸a1A=128.01mm、a.A =63.98mm、a1A=34.98mm、a1A=96.00mm凹模厚度的运算 H=kb15mm）采纳凸模刃口大尺寸 b=128mm查

15、表得： k=0.4欢迎下载精品学习资源就 H=0.4128=51.2mm52mm凹模的壁厚 C=1.5-2 ）H=78-104mm 取 C=80mm凹模的结构及外形尺寸如下图 5 所示图 5 凹模凹模的材料采纳 T10A，热处理硬度为 HRC58-62；表面粗糙度为 1.8凸模固定板的厚度依据体会值： h1=0.6-0.8）HH 为凹模的厚度）=31.2-41.6mm取 40mm凸模的长度 L=h1+h2+h3+hh1 是凸模固定板的厚度， h2 是卸料板的厚度， h3 导料板厚度， h 是附加长度包括：凸模伸入凹模的深度 0.5-1mm），总修模量 6-12mm，闭合状态凸模固定板到卸料板之

16、间的安全距离 10-20mm；）L=h1+h2+h3+h=40+40+2+1+10+15=108mm凸模的结构形式和尺寸如图 6欢迎下载精品学习资源图 6 凸模凸模材料采纳 T10A 钢，经过淬火处理在 HRC 58-62；凸模强度校核由于凸模不是瘦长型，冲裁厚度不大，所以可不进行凸模的强度和刚度分析；2.5 定位零件的设计定位零件主要有导料装置和挡料、导正装置, 定位装置组成 , 作用是保证材料的正确送进及在冲压中的正确位置；在本套模具中，定位零件分别采纳：导料板、活动挡料销来保证进料方向和定位；图 7 导料板2.6卸料零件的设计在此套模具当中采纳固定卸料方式；卸料板卸料板的作用是：把条料从

17、凸模上卸下，为凸模导向，压料；有刚性和弹性卸料板两种；在本套模具中采纳刚性卸料板，其卸料安全牢靠、卸料力大；其外形尺寸和凸模固定板一样 ，其结构形式和其它尺寸如图 8 所示：图 8 卸料板2.7 固定、导向和连接零件冲模的固定连接零件有模柄、上下模板、凸凹模固定板、垫板、螺钉和销钉等；导向零件有导柱和导套；（一）模座 上模座上模座的结构形式及尺寸如图 10 所示：图 10上模座模座的材料均采纳 45 钢欢迎下载精品学习资源二）导向零件导向零件可保证冲压时上、下模有精确的位置关系；由于零件的公差等级没有要求所以在本套模具中采纳滑动导柱导套式；在本套模具中采纳两个导柱导套，分别分布在下模座左右两侧

18、受力较均匀，并且是导柱在下模座上；其材料为20 钢；其结构形式和尺寸如下图所示（1） 导柱导柱长度 L=60+40+20+15=135mm导柱的结构形式及尺寸如图 11 所示：图 11导柱（2） 导套导套的结构形式及尺寸如图 12图 12导套3） 凸模固定板凸模通常用固定板固定在凸模上, 凸模固定板的外形尺寸主要依据冲压工件的大小而定 , 其平面尺寸除保证能安装凸模外 , 仍要考虑螺钉和销钉孔的位置 , 凸模固定板的外形尺寸与凹模外形尺寸相同，其厚度H1=0.60.8 ） H，就 H1 =40 mm；凸模固定板与凸模采纳过渡协作H7/m6），压装后将凸模尾端与固定板一 起平磨，并与形孔中心线平

19、行 ，其材料为 A3 钢；凸模固定板的外形尺寸及其结构形式如图13 所示：欢迎下载精品学习资源图 13 凸模固定板4） 模柄中小型的冲模一般通过模柄将上模固定在压力机的滑块上；模柄的形式有 很多种，因此套模具有刚性推件装置所以这里采纳凸缘模柄结构；材料为45钢； 模柄采纳凸缘模柄结构，其结构形式及尺寸如图14 所示：图 14 模柄三） 垫板垫板的作用是直接承担和分散凸模传来的压力、以降低模板单位面积上的压力，防止模板被凸模端面压陷；垫板的外形和凸模固定板一样；垫板的材料用 45 钢；，淬火后硬度 HRC48-52，淬火后垫板两平面磨平；四）螺钉和销钉欢迎下载精品学习资源螺钉用于紧固模具零件，主

20、要承担拉应力；螺钉采纳圆柱头内六角螺钉这种螺钉紧固牢靠，且螺钉头埋在凹模内，模具结构紧外形美观），对称布置使其受力匀称；2.8 模具总装图通过以上设计，可得到如下列图模具的总装图；模具上模部分主要由上模座、垫板、落料凸模固定板等组成；下模由卸料板、导料板凹模下模座等组成；卸料是在开模时，凸模向上移动，卸料板阻挡板料向上移动，从而使板料卸下；在这中间冲出的工件由凹模孔直接落下；条料送进时利用固定挡料销定步距，操作时完成第一步后，把条料向上抬起向前移动，移到刚冲过的料口里，重复以上动作来完成所需工件的冲裁；见图15图 15装配图3. 上模装配依据落料模的特点，先装上模，再装下模较为合理，并调整间隙

21、，试冲， 返修；详细过程如下；3.1 上模装配1）认真检查每个将要装配零件是否符合图纸要求，并作好划线、定位等预备工作；2）先将凸模与凸模固定板装配，再与凹模板装配，并调整间隙；欢迎下载精品学习资源3）把已装配好的凸模及凹模与上模座连接，并再次检查间隙是否合理后，打入销钉及拧入螺丝；3.2 下模装配 先将凹模放在下模座上，接着依次按次序装入销钉、固定挡料销，检查间隙合理后拧入紧固螺钉，并再次检查调整；3 将经调整后的上下模按导柱、导套协作进行组装，检查间隙及其他装协作理后进行试冲；并依据试冲结果作出相应调整，直到生产出合格制件；4. 终止语通过对连接板零件冲孔落料级进模的设计，更深一层地明白冲

22、裁模的设计流程，包括冲裁件的工艺分析、工艺方案的确定、模具结构形式的挑选、必要的工艺运算、主要零部件的设计、压力机型号的挑选、总装图及零件图的绘 制；在设计过程中，有些数据、尺寸是一点也马虎不得，只要一个数据有误， 就得全部改动，使设计难度大大增加；条料送进时利用固定挡料销定步距；操作时完成第一步后，把条料向上抬起向前移动，移到刚冲过的料口里，再利用导料销连续下一个工件的冲裁；重复以上动作来完成所需工件的冲裁；欢迎下载精品学习资源致谢在这次课程设计的撰写过程中，我得到了很多人的帮忙；第一我要感谢我的老师在课程设计上赐予我的指导、帮忙，这是我能顺当完成这次报告的主要原 因；在此期间，我不仅学到了很多新的学问，而且也开阔了视野，提高了自己的设计才能；其次，我要感谢帮忙过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计的难题；最终再一次感谢全部在设计中曾经帮忙过我的良师益友和同学；欢迎下载精品学习资源参考资料1 朱超. 互换性与技术测量 . 机械工业出版社2021.2 韩森和. 冷冲压工艺及模具设计与制造高等训练出版社20063 高军. 冲压模具标准件选用与设计指南 .化学工业出版社 2007欢迎下载