冲压工艺与模具设计课程设计

目录

设计任务书及产品图 (2)

序言 (3)

1.制件的工艺性分析 (4)

2.冲压工艺方案的制定 (4)

3排样图设计与材料利用率计算 (6)

4工序压力计算及压力中心确定 (8)

4.1冲裁工艺力计算 (8)

4.2压力中心的确定 (8)

5.冲压设备的选择 (8)

6.模具工作零件刃口尺寸及公差的计算 (9)

7模具零件的选用、设计及必要的计算 (12)

7.1落料凹模外形设计 (12)

7.2冲孔凸模的设计..................................................................................错误!未定义书签。

7.2卸料螺钉、挡料销的选用 (12)

7.3导柱、导套的选用 (13)

7.4模柄的选用 (13)

7.5螺钉、销的选用 (13)

8.致谢 (14)

9.参考文献目录 (15)

设计任务书及产品图

一、冲压件及要求

L/mm B/mm D/mm d/mm材料厚度/mm精度批量

4014208Q235 1.5IT13大批量

二、主要内容

1、对所给零件进行工艺性分析并确定合理的冲压工艺方案；

2、确定模具的总体设计方案；

3、进行有关工艺与设计计算；

4、设计、选用模具零部件，绘制模具总装草图；

5、绘制模具总装图和主要工作零件的零件图；

6、编写设计说明书。

三、应完成的工作量

1、模具装配图1张；

2、模具工作零件的零件图3～4张；

3、设计计算说明书1份。

指导教师（签名）：

日期：年月日

序言

模具是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊的基

础工艺装备,工业要发展,模具须先行。没有高水平的模具,就没有高水平的工业产品。现在,模具工业水平既是衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,也是一个国家工业产品保持国际竞争力的重要保证之一。

冲压模具是模具的重要组成部分,在模具中所占比例为40%左右。目前,我国冲压模具在数量、质量、技术和能力等方面都有了很大的发展,但与国民经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大。造成这种差距的主要原因与人才的匮乏、标准化程度低有密切关系,因此培养适应国民经济发展需要的专门人才,提高模具标准化程度,将是促进冲压模具发展

的有力措施。

1.制件的工艺性分析

分析：

（1）该冲裁件结构对称，无凹槽、悬臂、尖角等，符合冲裁工艺要求

（2）由表3-11和表3-12可知，内孔和外形尺寸的精度以及孔心距的精度等级均属于一般精度要求，采用普通冲裁即可冲出。

（3）由图3-42和表3-9可知，所冲孔的尺寸及孔边距和孔间距尺寸均满足最小值要求,可以采用复合冲压。

（4）Q235是常用的冲压用材料，具有良好的冲压工艺性。

综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。

2.冲压工艺方案的制定

1）由上可知,该冲裁件具有良好的冲裁工艺性,比较适合冲裁。

2）该冲裁件需要落料、冲孔两道基本工序才能成形,有以下三种可能的工艺方案：

方案一:采用单工序模生产,即先落料,后冲孔。

方案二:采用复合模生产,即落料-冲孔复合冲裁。

方案三:采用级进模生产,即冲孔-落料级进冲裁

3)分析比较。方案一中模具结构简单,但需两道工序、两副模具,生产率较低,难以满足大量生产时对效率的要求。方案二只需一副模具,冲裁件的几何精度和尺寸精度容易保证,

生产率比方案一高,但模具结构比方案一复杂,操作不方便。方案三也只需要一副模具,操作方便安全,易于实现自动化,生产率最高,模具结构较方案一复杂,冲出的工件精度能满

足产品的精度要求。通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲裁生产采用方案二复合模生产

3排样图设计与材料利用率计算

排样设计根据工件的形状,选用有废料的单排排样类型,查表3-3得搭边a1=2.5mm,侧搭边a=2mm,

采用横裁法：则条料宽度B=60mm+2×2mm=64mm,进距S=20 mm +2.5 mm =22.5 mm查表3-4得裁板误差△

=0.5mm,于是得到图所示的排样图。这里选用的钢板规格为1800mm×1180mm,则可裁得宽度为64mm的条料

1800mm÷64mm=28条;每条条料可冲出工件

(1180mm-2.5mm)÷22.5mm=52条。由图3-126可计算出该工件的面积为A=931mm2,

则材料利用率为

n=NA/LB*100%=28*52*931/1800*1180=63.8%

采用纵裁法：则条料宽度B=60mm+2×2.5mm=65mm,进距S=20 mm +2 mm =22 mm查表3-4得裁板误差△=0.5mm,于是得到图所示的排样图。这里选用的钢板规格为1800mm ×1180mm,则可裁得宽度为64mm的条料1800mm÷65mm=27条;每条条料可冲出工件(1180mm-2mm)÷22mm=53条。由图3-126可计算出该工件的面积为A= 931mm2,

则材料利用率为

n=NA/LB*100%=27*53*931/1800*1180=62.7%

综上所述选择横裁法的材料利用率最高

4工序压力计算及压力中心确定

4.1冲裁工艺力计算

因为采用弹性卸料和下出料的模具结构，这里需要计算冲裁力、卸料力和推件力。

F=KLtτb

=1.3*[(0.75*2π*10+（40-2*√51)+2π*4）*2]*1.5*350MPa

=1.3*340.7mm*1.5mm*250MPa=102.8KN

F卸=K卸F=0.045*102.8KN=4.6KN

F推=nK推F=4*0.055*102.8KN=22.6KN

(这里K卸K推由表3-8查得。由表3-27查得凹模刃口直壁高度为6mm，则n=6mm/1.5mm=4)

4.2压力中心的确定

由于该工件为形状对称的冲裁件，其压力中心位于冲裁件的几何中心5.冲压设备的选择

F=F+F卸+F推=102.8KN+4.6KN+22.6KN=130KN

这里选择J23-16压力机，由表1-7查得其主要参数如下。

公称压力：160KN

最大装模高度：180mm。装模高度调节量：45mm

工作台垫板尺寸：500mm*335mm

模柄孔尺寸：直径40mm