双圆头连接片冲压模课程设计说明书

河池学院冲压模具课程设计设计说明书题目：双圆头汽车连接片冲压模设计学生姓名：指导老师：毛献昌学号： 2009105628 专业：机械设计制造及其自动化日期： 2012.11.28河池学院物理与电子工程系目录1. 冲压件工艺性分析———————————————————————22. 冲压工艺方案的确定——————————————————————23. 主要设计计算3.1排样设计———————————————————————————33.2冲裁力的计算—————————————————————————33.3压力机公称压力的确定—————————————————————43.4冲裁压力中心的确定——————————————————————43.5刃口尺寸的计算————————————————————————54. 模具总体设计4.1模具类型的选择————————————————————————64.2定位方式的选择————————————————————————6 4.3卸料、出件方式的选择—————————————————————64.4导向方式选择—————————————————————————65. 主要零部件设计5.1主要零件的结构设计——————————————————————65.2定位零件的设计————————————————————————95.3导料板的设计—————————————————————————95.4卸料板部件设计————————————————————————95.5模架及其他零部件设计—————————————————————10 6．冲压设备的选定———————————————————————107.工作零件的加工工艺—————————————————————108. 模具的装配—————————————————————————12 9．模具总装图—————————————————————————12 参考文献————————————————————————————14工件名称：双圆头汽车连接片工件图：如下图生产批量：大批量材料为40钢，料厚t=3mm，图中未注公差均为一般公差（自由公差），且取中等精度。

工件图1.冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。

材料为40钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。

工件结果简单，第一道工序是冲孔，冲一个直径12mm和一个直径20mm 的内孔，第二道工序是落料，冲一个外圆直径为36mm和一个外圆直径为40mm 的外圆，孔与边缘之间的距离满足要求，工件的尺寸落料按ITl4级，冲孔按IT13级计算，工件的尺寸精度一般，普通冲裁就能满足要求。

2.冲压工艺方案的确定该工件包括落料冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。

采用单工序模生产。

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。

方案一模具结构简单，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。

方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。

方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高，完全能满足工件技术要求。

所以经过比较，根据经济的承受能力和设计的需要，在结合工件的材料力学性能，采用方案三最为合适。

3.工艺尺寸计算3.1排样设计a ．排样方法的确定根据工件的形状。

确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。

经多次排样计算决定采用直排法。

b ．确定搭边值查表，40#钢属于中等硬度钢，取最小搭边值：工件间a l =1.62mm ，侧面a=1.98mm 。

为了方便计算取a l =2mm ，a=3mm 。

c . 确定条料步距步距：42mm ，宽度：118+3+3=124mm ．d ．条料的利用率e ．画出排样图根据以上资料画出排样图，如下图排样图3.2冲裁力的计算a ．冲裁力F查表取材料40#钢的抗拉强度σb=570MPa由 F≈Ltσb%55.65%10012486123.34912%100LB nA =⨯⨯⨯=⨯=η则F=280.94×3×570＋62.83×3×570＋37.7×3×570＝652.32kNb．卸料力F X由F X=K X F，已知K X=0．04则F X=K X F=0.0×652.32=26.1kNc．推件力F T由F T=nK T F，已知n=3 ，K T=0.045则F T=nK T F=3×0.045×652.32=88.1kNd．顶件力F D由F D=K D F，已知K D=0.05则F D=K D F=0.05×652.32=32.62kN3.3压力机公称压力的确定本模具采用刚性卸料装置和下出料方式，所以F Z=F+F T=740.42kN根据以上计算结果，冲压设备拟选JA21-100。

3.4冲裁压力中心的确定a．按比例画出每一个凸模刃口轮廓的位置，并确定坐标系，标注各段压力中心坐标点，如下图所示。

b．画出坐标轴x、y。

c．分别计算出各段压力中点及各段压力中点的坐标值，（x1，y1）=（20，58.323），（x 2，y 2）=（62，98），（x 3,y 3）=（62，18）又 F 1=280.94×3×570=480.41kN ，F 2=62.83×3×570=107.44kN ， F 3=64.465×3×570=64.465kN则综上所述，冲裁件的压力中心坐标为(31.1，60.87)。

3.5刃口尺寸的计算a ．加工方法的确定。

在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。

结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配简化。

因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见表一所示。

需要在配作时保证最小双面合理间隙值Zmin=0.48mm ，Zmax=0.66mm (查表)。

表一1.31F F F x F x F x F x 3213322110=++++=87.60F F F y F y F y F y 3213322110=++++=4. 模具总体设计4.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。

4.2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板，弹簧压块式侧压装置。

控制条料的送进步距采用固定挡料销初定距，导正销精定距。

而第一件的冲压位置可由始用挡料销定距。

4.3卸料、出件方式的选择因为工件料厚3mm，卸料力也比较大，故可采用刚性卸料。

又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。

4.4导向方式选择为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。

5. 主要零部件设计5.1主要零件的结构设计a.落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M10螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。

总长L可按公式计算L=h1+h2+h3+h=30+20+10+20=80mm其中h1 为凸模固定板厚度，h2 为卸料板厚度，h3 为导板厚度，h为自由长度。

落料凸模结构如下图所示b.冲孔凸模因为所冲的孔均为圆形，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，加工简单，便于装备与更换。

冲孔凸模结构如下图所示。

Φ12冲孔凸模结构如下图所示Φ20冲孔凸模结构如下图所示c.凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位置时。

要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄范围内。

其轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度H=kb=0.45x118=53.1mm，为了方便，取H=50mm凹模壁厚c=（1.5-2）H=45~60mm，取c=50mm凹模宽度B=b+2c=118+2x50=218mm 取B=230mm凹模长度L取190mmmm（送料方向）凹模轮廓尺寸为230mm⨯190mm⨯50mm，凹模结构如下图所示5.2定位零件的设计落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径12mm和直径20mm两个孔作为导正孔。

导正销采用H7/h6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/h6配合。

导正销材料采用Cr12，热处理硬度为52~56HRC。

5.3导料板的设计导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板厚度取10mm，采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉固定在凹模上。

导料板上有始用挡料销凹槽。

5.4卸料板部件设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为20mm。

采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC。

5.5模架及其他零部件设计该模具采用中间式导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。

导柱分别为Φ32⨯190、Φ35⨯190,导套分别为Φ32⨯105⨯45、Φ35⨯105⨯50。

上模座厚度取45mm ，上垫板厚度取10mm ，固定板厚度取30mm ，下模座厚度取50mm ，那么该模具的闭合高度：闭H =2h H H L H H -++++下模垫上模=45+10+80+50+50-2=233mm 式中：h 2为凸模冲裁后进入凹模的深度，h 2=2mmL —凸模长度，L=80mm H —凹模厚度，H=50mm可见该模具闭合高度小于所选压力机JD21-100的最大装模高度（400mm ），可以使用。

6.冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机JD21-100能满足要求。

起主要参数如下：公称压力：1000kN 滑块行程：10~120mm滑块行程次数：75次／min 最大闭合高度：400mm 封闭高度调节量:85mm滑块中心线至床身距离：325mm 立柱距离：480mm工作台尺寸（前后x 左右）：600⨯1000 mm 垫板尺寸（厚度x 直径）：100x200 mm 模柄孔尺寸：Φ60x80 mm滑块底面尺寸(前后左右)：380mm×500mm7.模具零件的加工工艺本副冲裁模，模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。

若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。

表二所示为落料凹模的加工工艺过程。