阳极板冲裁模具设计说明书本科论文.doc

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1、阳极板冲裁模具设计说明书（落料冲孔正装复合模）闽西职业技术学院机械工程系 08模具（1）班设计者： 学 号: 指导教师： 2016年 6 月 22 日目 录第一章 设计任务3第一章 设计任务31.1 零件设计任务31.2冲压件工艺性分析31.3冲压工艺方案的确定4第二章 主要设计计算42.1排样方式的确定及其计算52.2冲压力的计算62.3压力机的初步选取72.4确定压力中心72.5工作零件刃口尺寸计算7第三章 模具总体设计93.1模具类型的选择93.2定位方式的选择93.3卸料、出件方式的选择103.4导向方式的选择10第四章 主要零部件设计104.1工作零件的结构设计104.2顶料部件的设

2、计144.3模架及其他零部件设计14第五章 模具装配图17设计心得18参考文献：19第一章 设计任务1.1 零件设计任务零件图简介:如图1所示零件名称:阳极板材料: 45厚度: 1.8mm批量： 中小批量1.2冲压件工艺性分析此落料只有落料和冲孔两个基本工序。材料为45钢，强度较高的中碳优质钢，适合冲裁。工件结构简单，有一个20的孔，20孔边距外轮廓的距离远大于凸凹模允许的最小壁厚，不必担心凸凹模强度不足。工件的尺寸全部为自由公差，可看做IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全弄满足要求。1.3冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有三种冲压工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用

3、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：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。由于设计要求采用复合模生产，所以采用方案二：复合模只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易于保证，且生产效率也高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。由于正装复合模在工作过程中，工作时板料是在压紧的状态下分离的，冲出的冲裁件平直度比较高，因此正装式复合模较适用于冲制材质较软或板料较薄的工件。由于该材料所用的板料厚度为1.8，较薄，且只有一个20的冲孔，落冲孔的废料方便，所以决定选择正装式复合模。第二章 主要设计计算2.1排样方式的确定及其计算设计落料冲孔模，

4、首先要设计条料排样图。根据工件的特点，采用如下图所示的排样方法。由冷冲压工艺与模具设计表2-8，查得搭边值取2和2.2mm，由于该冲裁件精度不高，所以采用无侧压装置。 无侧压装置时条料宽度为B=D+2a+c = 70+22.2+0.6+0.2 =76 mm 求得一个步距A=44.2mm.查板材标准，选取1000mm1000mm的45钢板。一个步距的材料利用率为:=100=75.2. 一张45钢板能生产286个零件,总材料的利用率为: 总=100=72.24.排样方式如图：2.2冲压力的计算该模具采用正装复合模，拟选择弹性卸料，上出件，冲裁力的相关计算如下：用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般

5、按下式计算： F=KtL一般修正系数取K=1.3由冷冲压工艺与模具设计附录一查得45钢抗剪强度=432549MPa。由于该冲压件尺寸精度不高所以取小值。 所以F=1.31.8L432=281.3KN卸料力: F=KF=0.06281.3=16.878KN 取卸料系数K=0.06推件力: F=nKF=0.06281.3=16.878KN 取推件力系数K=0.06顶件力:F=KF=0.07281.3=19.691KN 取顶件力系数K=0.07修正系数K由冷冲压工艺与模具设计P48中查得。2.3压力机的初步选取根据冲压力的计算来选取压力机：由冷冲压工艺与模具设计式（2-20）得：F=F+ F+ F=

6、317.869KN由冷冲压工艺与模具设计表1-3查得J23-40符合要求。2.4确定压力中心零件为规格几何体，压力中心在几何中心。2.5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，首先考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合模具结构及工件生产批量，适宜采用配合加工落料凸模、凹模、凸凹模及固定板、卸料板等，是制造成本降低、装配工作简化。因此工件零件刃口尺寸计算就按配合加工的方法来计算，具体计算如下：未标注公差按IT14级，查冷冲模设计资料与指导附录一得工件尺寸：42、70、R5、20。由冷冲压工艺与模具设计表2-3查得：Z=0.220 Z=0.320mm。由未标注公差按IT14级，

7、取X=0.5落料凸模的基本尺寸:42 对应凹模尺寸为：（42-0.50.62）=41.69mm70 对应凹模尺寸为：（70-0.50.74）=69.63mmR5 对应凹模尺寸为：（5-0.50.3）=4.85mm落料凸模的基本尺寸与凹模相同，同时在技术条件中注明：凸模刃口尺寸与冲孔凸模刃口实际尺寸配置，保证间隙在0.220-0.320mm之间。冲孔凸模的基本尺寸：20mm 对应凸模尺寸为：（20+0.50.52）=20.26mm。冲孔凹模的基本尺寸与凸模相同，同时在技术条件中注明：凹模刃口尺寸与冲孔凸模刃口实际尺寸配置，保证间隙在0.220-0.320mm之间。第三章 模具总体设计3.1模具类

8、型的选择由冲压工艺分析可知，采用正装复合模。3.2定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。控制条料的进给步距采用挡料销。由冷冲模设计资料与指导查得导料销与挡料销标准，图形及其尺寸如下：3.3卸料、出件方式的选择因为工件料厚为1.8mm45钢板，材料相对较薄，卸料力也比较小，故可采用橡胶卸料。采用正装复合模，必须采用上出件。3.4导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用后侧导柱的导向方式。第四章 主要零部件设计4.1工作零件的结构设计凸凹模凸凹模外形按凸模设计，内孔按凹模设计。结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成台阶式，最后

9、精加工采用刀具磨床加工，冲孔凹模设计成台阶孔形式，其总长L可按冷冲压工艺与模具设计公式（2-34）计算：L=20+10+1.8+24.2=56mm具体结构如下：材料：T10A 技术要求热处理：60-64HRC 有*尺寸与凹模相对应尺寸配置 保证间隙在0.220-0.230mm之间。冲孔凸模所冲的孔为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。冲孔20mm孔的凸模结构如图所示：材料：T10A 技术要求热处理：56-60HRC 有*尺寸与凹模相对应尺寸配置 保证间隙在0.220-0.230mm之间。凸模承载能力校核：凸模最小断面承受的压

10、应力必须小于凸模材料强度允许的压应力,即 =F/=63.48KN/314=202.48MPa432MPa凸模承载能力符合要求。凹模凹模采用整体凹模，均用线切割机床加工。安排凹模在模架上的位置时，将凹模中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按冷冲压工艺与模具设计中公式（2-43）、（2-44）、（2-45）计算。凹模厚度H=Kb=0.2870=19.6mm系数K值由冷冲压工艺与模具设计表2-10中查得K=0.28距离C由冷冲压工艺与模具设计表2-11中查得C=30mm取凹模厚度H=20mm凹模宽度B=b+(2.54)H=70+(2.54)20=130mm凹模长度L=L+2C=42+230=102mm由

11、冷冲模设计资料与指导查得凹模板标准尺寸为：160mm125mm20mm结构如图：材料：T10A 技术要求热处理：60-64HRC 有*尺寸与凹模相对应尺寸配置 保证间隙在0.220-0.230mm之间。4.2顶料部件的设计卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为10mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为4045HRC。卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为8mm。卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模断面1mm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。采用45钢，硬度2428HRC。卸料螺钉如图所示：正装复合模工件一般采用上出料，

12、为节约材料，通常在凹模下加一垫块，以增加顶件块的行程，顶件块与弹顶器用顶杆相连。4.3模架及其他零部件设计模架的选择由于该冲裁件尺寸精度不高，一般优先采用滑动导向后侧导柱模架。以凹模周界尺寸为依据们选择模架规格，由冷冲模设计资料与指导4.4查得模架标准：上模座如图所示：下模座如图所示：导柱导套的选择由冷冲模设计资料与指导查得：采用B型导柱导套，材料采用GCr15。硬度5862HRC。基本尺寸为：导柱d/mmL/mm为25180，导套d/mmL/mmD/mm为259538。最大闭模高度计算上模座厚度H=40mm，上垫板厚度为15mm，凸凹模高度为56mm，凹模厚度为20mm，中心垫板厚度为10m

13、m，凸模固定板为20mm，下垫板厚度为5mm，下模座厚度为50mm。那么该模具的闭合高度H=40+15+56+20+10+20+5+50-0.6=215.4mm凸模冲裁后进入凹模深度为0.6mm。可见该模具闭合高度小于所选用力机J23-40的最大装模高度，可以使用。如果模具闭合高度大于所选压力机J23-40的最大装模高度，则应修改模具设计或另选压力机。第五章 模具装配图通过以上设计，可得下图所示的模具总装配图。模具上模部分主要由上模座、垫板、凸凹模、凸凹模固定板、卸料橡胶及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、落料凹模、凸模及其固定板、导料销等组成。冲孔废料由

14、上模打杆从凸凹模打出，成品件由下模中推件块从凹模中顶出。装配图如下：设计心得一学期一次的设计来了，当接过自己将要设计的模具时，第一眼总感觉那么的茫然，不知所措，每次接触设计第一眼都是这种感觉，毕竟这是对自己这学期所学的知识一次考验。第一次接触设计模具开始不知道如何下手，前面两天总是在各种设计参考书上为自己找一些有关于设计的资料，从资料中开始对模具设计的整个过程进行了排序。知道了设计的大概整个过程，就开始进行了自己的设计过程，过程是复杂的，需要不断地计算，校核，查标准，直到设计出来的和查出来的模具符合自己计算的，符合模具标准的为止。当所有模具主要和次要零部件尺寸设计好之后就是对模具进行装配，测绘

15、，这次测绘用到了所学的CAD，Pro/e软件，给自己一次复习巩固这些软件操作的机会。利用这些软件可以较快的画出模具装配图以及主要零部件，而且修改方便，从中还可以找出些设计错误的地方。电脑绘图后就是手工绘图了，手工绘图中不仅要确保正确的装配图模具尺寸，而且还要保持要图纸的清洁。从这次模具设计中自己学到了很多从教学课本上没学到的知识，设计不仅巩固了课本上的知识，更让我们懂得了如何去设计模具。设计不是有知识就能设计那么简单，这次设计给我的体会是耐心在设计中更加重要，只要有耐心，在难的设计都能很好的设计出来。参考文献：1. 书本名称：冷冲压工艺与模具设计.主编： 杨关全、匡余华.出版社：大连理工大学出版社，2009.6 2.书本名称：冷冲模设计资料与指导.主编： 杨关全、匡余华.出版社：大连理工大学出版社，2009.6 3.书本名称：模具制造技术.主编： 刘航.出版社：西安电子科技大学出版社，2009.84.书本名称：公差配合与测量技术.主编： 黄云清.出版社：机械工业出版社，2008.105.书本名称：机械制图，2004.7主编：刘力出版社：高等教育出版社 19