凹模冲压模具设计

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目录

前言 (1)

设计内容 (2)

1、工艺性分析 (2)

2、工艺方案的确定 (2)

3、模具结构形式的确定 (2)

4、工艺设计 (3)

（1）计算毛坯尺寸 (3)

（2）画排样图 (3)

（3）计算材料利用率 (4)

（4）计算冲压力 (5)

（5）初选压力机 (5)

（6）计算压力中心 (5)

（7）计算凸凹模刃口尺寸 (6)

（8）卸料板各孔口尺寸 (6)

（9）凸模固定板个孔口尺寸 (6)

5、模具结构设计 (6)

（1）模具类型的选择 (6)

（2）定位方式的选择 (6)

（3）凹模设计 (6)

（4）凹模刃口与边缘的距离 (6)

（5）确定凹模周界尺寸 (7)

（6）选择模架及确定其他冲模零件尺寸 (7)

6、绘制典型零件图和装配图 (8)

7、结束语 (9)

致谢 (9)

参考文献 (10)

前言

随着经济的发展，工业产品技术的也在不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高.虽然模具种类繁多，但在“十一五”期间其发展重点应该是既能满足大量需要，又具有较高的技术含量，特别是目前国内尚不能自给、需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具.又由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响.因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本.由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展.而且应该是目前已有一定基础，有条件、有可能发展起来的产品.如：

1）大型精密塑料模具塑料模具占我国模具总量的比例正逐年上升，发展潜力巨大.目前虽然已有相当技术基础并正在快速发展，但技术水平与国外仍有较大差距，总量也供不应求，每年进口几亿美元.

2）主要模具标准件目前国内已有较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、推杆推管、弹性元件等.这些产品不但国内配套大量需要，出口前景也很好，应继续大力发展.

虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距.这些主要表现在飞行器钣金件、高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距.覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平.虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距.标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种.有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平.

因此我们在学习完飞行器板金成形和模具相关基础课程后，老师让我们进行简单冲压件的模具设计，我们可经通过简单件的设计初步了解一下模具设计的过程.

设计内容

1、工艺性分析

此工件只有落料一个工序.制件材料为Q235，具有良好的冲压性能，适合冲裁.工件结构相对简单，厚度为2mm，工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求（图１），但应加以注意：

图1

（1）孔与零件边缘最近处为3mm在设计模具是应加以注意.

（2）有一定批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命. （3）冲裁间隙，凸凹模间隙的确定应符合制件的要求.

（4）各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序动作稳妥、连贯.

2、工艺方案确定

根据制件工艺性分析，其基本工序只有落料，可得以下简单方案：

落料，单工序冲裁.

3、模具结构形式的确定

因制件材料较薄，为保证制件平整，采用固定卸料装置.为方便操作和取件可初选双立柱可倾压力机，横向送料.采用圆柱头式挡料销.生产效率高，材料消耗也小.

综上所述：由《模具设计指导》[1]书表5—2，5—7选用固定卸料横向送料典型组合结构形式，后侧导柱滑动导向模架.

4、工艺设计

4.1计算毛坯尺寸

制件长为L=72mm ，宽为B=50mm

4.2排样方式的确定及其计算

因材料厚度2mm 由参考书《模具设计指导》表4-4得材料厚度允许偏差

为±0.13mm,属于A 级精度.故材料为A 级精度的Q235.由参考书《飞行器钣金成形原理与工艺》[3]表3-17选a=a 1=3mm.式3—25和表3-17，3-18，无侧压装置，

则有：

B －Δ=()0

10D+2(a )b -∆+∆+

其中：B —条料板公称宽度（mm ）

D —垂直于送料方向的工件尺寸（mm ）

a 1—侧搭边值（mm ）

b 0—条料与导板之间的间隙（mm ）

Δ—条料宽度公差（mm ）

查表3-18，有Δ＝0.6,b 0=0.2

则；B －Δ=()0

10D+2(a )b -∆+∆+

=50+2(3+0.6) +0.2

=57.4-0.60mm

条料步距L=72+a=72+3=75mm 按图排样板料可剪成1600mm ×57.4mm ×2mm

图2

4.3计算材料利用率η

η=0A A

×100% 其中： A 0=2680，得到制件的总面积.

A=4275，一个步距的条料的面积.

故η=62.6%

4.4计算冲压力

完成本制件所需冲压力由冲裁力、卸料力组成.由参考资料《模具设计指导》[1]表4－11得b σ=432～461Mpa

①F 冲裁=1.3Lt kp τ=1.3Lt （0.7～0.9）b σ=Lt ×b σ=450×272×

2=244.8KN

②F 推件=nk 推F 冲

③F 卸料=K 卸F 冲

其中：n 为同时卡塞在凹模内的零件数一般为3～5，本设计取3.由参考书《飞行器钣金成形原理与工艺》[3]表3－15得

K 推=0.08，K 卸=0.045～0.055

故得：F 推件=3×0.05×244.8

=36.72KN

F 卸料=0.05×244.8

=12.24KN

F 冲压= F 冲裁+F 推件+F 卸料

=244.8+36.72+12.24

=293.76KN

4.5初选压力机

由参考文献《模具设计指导》[1]表4－38选取GKP －F40型精冲压力机.

4.6计算凸凹模刃口尺寸.

可按配合加工计算刃口尺寸.由《飞行器钣金成形原理与工艺》[3]表3-14，可取：每个尺寸，x ＝1

①凹模磨损后增大尺+10

(max )d A X A δ=-⨯∆