冲压模具课程设计.ppt

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1、冲压模具课程设计,课程设计目的和意义 课程设计步骤流程 课程设计主要内容 注意事项,一 课程设计目的和意义,进一步巩固冲压工艺学课程中的理论知识了解并掌握冲压模具设计的一般步骤和方法熟练运用相关的设计资料，具备初步独立设计能力了解并掌握模具标准化知识在设计过程中，了解并掌握冷冲模具的制造工艺,工作量和日程安排,工作量：绘制模具装配图一张；绘制模具零件图两张（由指导教师指定）；编制设计计算说明书，1015页。日程安排：2010.9.132010.9.15 查阅资料，初步计算（3）2010.9.162010.9.21 绘制草图（5）2010.9.232010.9.28绘制总装配图，零件 图，编写设

2、计说明书（4）2010.9.29 答辩（1）,二 课程设计步骤流程,本课程设计主要包括三个部分：冲压工艺分析与计算 冲压模具零部件结构设计 绘制零件图、总装图并编写设计说明书,三 课程设计的主要内容,零件名称：止动件生产批量：大批量材料：A3材料厚度：2mm,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,冲压件的工艺性分析,结构工艺性,冲压件尺寸和精度等级,冲压件材料,结构工艺性教P209,冲裁件的形状应力求简单、对称尽量避免过长的凸出悬臂和凹槽孔边距和孔间距不能过小（如图）孔的尺寸不应太小，否则凸模 易折断或压弯 教P210表13-1,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,冲压件

3、的工艺性分析,尺寸标注和精度等级,未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可根据国标（GB）IT12IT14确定其公差等级 一般外形尺寸公差值为负()，内形尺寸公差值为正()，中心距公差为正负(),三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,冲压件的工艺性分析,冲压件材料（分析材料的机械性能、使用、冲压性能）,冲压件材料可冲压性能应该较好，常用的材料：优质碳素钢（08F、10、15、20、45）合金结构钢（15Cr、40Cr）碳素工具钢（T8、T10）黄铜（H62）,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,工艺方案的确定,根据冲裁件的结构特点，确定工序的种类，然后确定工艺方案,单工序模,在压

4、力机的一次行程中，在同一工位完成单一工序的冲压；包括落料模、冲孔模、切断模等。,模具结构简单，制造较为容易，适合于精度要求不高、小批量生产或试制生产。,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,工艺方案的确定,根据冲裁件的结构特点，确定工序的种类，然后确定工艺方案,连续模,在压力机的一次行程中，在模具不同工位多道工序的冲压。,工件上孔与孔之间的距离或者孔与边缘的距离太小时，或者形状比较复杂，宽度很小的异形件等；可采用连续模。-所得工件的尺寸公差较低，采用导正销结构，可提高工件精度；模具外形较大，受压力机台面影响，冲压件尺寸不能太大；,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,工艺方

5、案的确定,连续模,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,工艺方案的确定,连续模,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,工艺方案的确定,根据冲裁件的结构特点，确定工序的种类，然后确定工艺方案,复合模,在压力机的一次行程中，在模具同一工位完成多道工序的冲压。,有一个凸凹模（落料凸模兼作冲孔凹模）。-所得工件的尺寸公差较高，避免了多次冲压的定位误差，并且在冲裁过程中可以进行压料，工件较为平整；模具结构较为复杂，出件和清除废料较为困难。,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,工艺方案的确定,复合模,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,工艺方案的确定,复合模,分

6、析手中的零件特点，（单孔垫圈，加工需要冲孔和落料两个工序）初步考虑工艺方案有几种。教P64表4-4.4-5。最后综合考虑加工要求和生产成本等因素，选择#方案，采用*模加工。,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,排样方式确定,确定排样方式、计算材料利用率，并画出排样图。,排样方式,确定排样方式后，根据厚度t，查大典P127表19.1-17确定搭边值a和a1。,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,排样方式确定,确定排样方式、计算材料利用率，并画出排样图。,材料利用率,步距S=D+a1D为工件送料方向的宽度条料宽度B查大典P128,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计

7、算,排样方式确定,确定排样方式、计算材料利用率，并画出排样图。,排样图 标出步距、搭边值大小（件与件 件与条料边缘）、料宽等。,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,冲裁工艺力的计算,为了选择冲压设备，确定压力机吨位，需计算相关工艺力，包括：冲裁力、卸料力、推件力、顶件力等；,冲裁力,平刃冲裁时，冲裁力的计算：,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,冲裁工艺力的计算,卸料力,从凸模将零件或废料卸下的力。,推件力,将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。,顶件力,逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,冲裁工艺力的计算,采用

8、弹性卸料装置和上出料方式的总冲裁力为：,采用刚性卸料装置和下出料方式的总冲裁力为：,采用弹性卸料装置和下出料方式的总冲裁力为：,初选压力机，根据设备吨位：,查大典P93开式,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,凸、凹模刃口尺寸的计算,落料时：以凹模为基准,冲孔时：以凸模为基准,参照教材P228例题1,p+d Z max Z min,为了保证模具间隙小于最大合理间隙 Z max，凸凹模制造公差必须满足：,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,模具压力中心的计算,简单图形的压力中心的确定,对称冲压件的压力中心，位于冲压件轮廓图形的几何中心上；冲裁直线段时，其压力中心位于直线段

9、的中心；冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置：,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,模具压力中心的计算,确定多凸模模具的压力中心,确定多凸模模具的压力中心，是将各凸模压力中心确定后，再计算模具的压力中心。,参照教材P66公式,三 课程设计的主要内容,1.冲压工艺分析与计算,模具压力中心的计算,复杂形状零件模具压力中心的确定,复杂形状零件模具压力中心的计算原理与多凸模冲裁压力中心的计算原理相同。,冲模通常由上、下模两部分构成。组成模具的零件主要有两类：,工艺结构零件：,工作零件,凹模凸模,凹凸模,定位零件,挡料销、导正销,定位销、定位板,侧压板,压料、卸料及出件零件,卸料板,压边圈,顶件

10、器,推件器,导尺,侧刀,2 冲裁模主要部件与零件的设计,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,工作零件的设计,1.凸模,从四个方面考虑,结构形式,刃口计算,长度确定,强度校核,1)结构形式,三 课程设计的主要内容,参照教材P54图4-8,2 冲裁模主要部件与零件的设计,工作零件的设计,2)长度的确定,当采用固定卸料板和导板时:,式中，,固定板厚度;,卸料板厚度;,导尺厚度;,附加厚度,包括凸模进入凹模的长度(0.5-1mm)、总修模量(1015mm)及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板的安全距离(1520mm),三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,工作零件的

11、设计,2)长度的确定,当采用弹性卸料板时:,式中，,固定板厚度;,卸料板厚度;,板料厚度;,附加厚度,包括凸模进入凹模的长度(0.5-1mm)、总修模量(1015mm)及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板的安全距离(1520mm),t,t,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,工作零件的设计,3)强度 校核,三 课程设计的主要内容,参照教材P55,2 冲裁模主要部件与零件的设计,工作零件的设计,2.凹模,从三个方面考虑,结构形式,刃口计算,整体式凹模轮廓尺寸的确定,1)结构形式,三 课程设计的主要内容,参照教材P57图4-10,2 冲裁模主要部件与零件的设计,工作零件的设计,三

12、 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,工作零件的设计,2)凹模轮廓尺寸的确定,凹模高度：,（15mm),凹模壁厚（由刃口到外边缘的距离）：,（3040 mm),式中，,冲裁件最大外形尺寸,系数，与材料厚度有关，可查表,三 课程设计的主要内容,教材P58表4-3,凹模轮廓尺寸A*B（凹模周界尺寸）,工序件轮廓或条料排样图上所有工序轮廓的最小包络矩形。,2 冲裁模主要部件与零件的设计,工作零件的设计,3.凸凹模,内外缘均为刃口，刃口的计算按落料凸模和冲孔凹模计算,内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，从强度方面考虑，壁厚必须有最小值限制，与板料的厚度有关,正装复合模，凸凹模在上，内孔

13、不积存废料，胀力小，最小壁厚小些,倒装复合模，凸凹模在下，并采用下出料方式，内孔积存废料，胀力大，最小壁厚大些,三 课程设计的主要内容,大典P406表,2 冲裁模主要部件与零件的设计,固定零件的设计,1.模板,模架、模板均为标准件，查设计手册即可！,查手册的依据是凹模周界,圆形模板 比凹模直径大3070mm矩形模板 比凹模长大4070mm 宽相同或稍大即可,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,固定零件的设计,1.模板,模架,滑动模架 滚动模架,对角导柱模架,后侧导柱模架,后侧导柱窄形模架,中间导柱模架,中间导柱圆形模架,四角导柱模架,对角导柱模架,中间导柱模架,四角导柱模架

14、,后侧导柱模架,三 课程设计的主要内容,模架是由上下模座和导柱导套组成的标准结构，应根据模架类型和模架大小直接从标准规范中选用。,2 冲裁模主要部件与零件的设计,固定零件的设计,2.模柄,模具的上模部分通过模柄固定在冲床的滑块上。,凸缘式,压入式,旋入式,浮动式,1）凸缘式,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,固定零件的设计,2.模柄,2）压入式,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,固定零件的设计,2.模柄,3）旋入式,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,固定零件的设计,2.模柄,4）浮动式,模柄压力通过球形垫传递给上模板，可以避免压

15、力机导滑误差对模具导向的影响。适合于硬质合金、凹模的多工序冲裁模。,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,固定零件的设计,3.凸、凹模固定板与垫板,凸模固定板厚度：,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,固定零件的设计,3.凸、凹模固定板与垫板,凹模固定板厚度：,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,固定零件的设计,3.凸、凹模固定板与垫板,垫板的作用是分散凸模穿来压力，防止模板被压挤损伤：,凸模端面对模板的单位压力:,式中，,冲裁力，N,凸模支承端面积，mm2,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,导向零件的设计,1.导

16、板（卸料板）,模具工作时，凸模始终不脱离导板，从而起到导向作用。,导板厚度一般等于或稍小于凹模厚度,导板的平面尺寸与凹模相等,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,导向零件的设计,2.导柱、导套,导柱和导套作为标准件，和模架一起选择,滑动式,滚动式,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,导向零件的设计,2.导柱、导套,滚珠导向是一种无间隙导向，精度高，寿命长。滚珠导向装置及钢球保持器如图所示。滚珠在导柱和导套之间应保证导套内径与导柱在工作时有0.010.02mm的过盈量。,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,定位零件的设计,为了保证冲出合

17、格的制件，必须对坯料进行定位。,送料方向上的定位，用来控制送料步距 挡料,送料方向垂直上的定位 送进导向（导料）,1.送进导向方式与零件,导销式,导尺式,三 课程设计的主要内容,导料销导料复合模 条料同侧设置两个导料销进行导料。,导尺导料（分离式和整体式）（亦称导料板）连续模,与卸料板制成整体,侧压器,条料宽度公差过大，需在一侧导尺上增设侧压装置保证条料紧靠另一侧送进。,2 冲裁模主要部件与零件的设计,定位零件的设计,2.挡料方式与零件,1）挡料销定距,固定挡料销,活动挡料销,三 课程设计的主要内容,导正销,侧刀定距,挡料销定距,2 冲裁模主要部件与零件的设计,定位零件的设计,2.挡料方式与零

18、件,2）侧刀定距,长方形侧刀用与料厚小于1.5mm,精度要求不高冲裁件,成形侧刀用与料厚小于.5mm,精度要求高冲裁件,尖角形侧刀,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,定位零件的设计,2.挡料方式与零件,3）导正销,保证连续模中冲裁件内孔与外缘的相对位置精度.,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,卸料与推件装置设计,1.卸料装置,固定卸料板 冲裁板料较厚(大于0.5mm),卸料力较大,平整度要求不是很高,弹性卸料 平整度要求比较高，或者是薄板冲裁时，,弹性元件,卸料板,卸料螺钉,三 课程设计的主要内容,1.刚性卸料：通过螺钉和销钉将卸料板固定在下模上。适

19、用范围：料厚0.5mm以上，工件平面度要求不高、卸料力较大的情况。,(a)常用结构:,(b)整体式:,(c)悬臂式,适用于条料宽度比较窄的情况。,适用于料厚2mm的大型零件边缘处的冲裁及在弯曲件上冲孔。,2.弹性卸料：通过卸料螺钉将卸料板安装在上模或下模上，可上下运动，并在模座或凸模固定板与卸料板之间装有预压缩的弹性件，以提供卸料力。特点：工件平整度较高，且卸料较平稳。,常用结构,连续模,小批量的薄料冲裁,3.卸料板的尺寸刚性卸料板：与凸模的间隙一般取0.10.5mm；兼有凸模导向时，与凸模配合为H7/h6.卸料板的厚度与卸料力的大小及卸料尺寸 有关，通常取512mm。弹性卸料板：与凸模的单边

20、间隙一般取（0.10.2）t；兼有凸模导向时，与凸模配合为H7/h6.模具开启状态时，应使卸料板突出工作零 件刃口0.30.5mm，以便能顺利卸料。,(a),2 冲裁模主要部件与零件的设计,卸料与推件装置设计,2.推件（顶件）装置,推件或顶件的目的都是从凹模中卸下废料或冲件,向下推出的结构 推件，一般装在上模内；,向上顶出的结构 顶件，一般装在下模内；,三 课程设计的主要内容,2 冲裁模主要部件与零件的设计,卸料与推件装置设计,2.推件（顶件）装置,（1）推件装置,刚性推件装置,弹性推件装置,打杆,推板,推销（连接推杆）,推件块,弹性元件,推板,推销（连接推杆）,推件块,三 课程设计的主要内容

21、,2 冲裁模主要部件与零件的设计,卸料与推件装置设计,2.推件（顶件）装置,（）顶件装置,顶件装置一般是弹性的。其基本组成有顶杆、顶件块和装在下模底下的弹顶器，弹顶器可以做成通用的，其弹性元件是弹簧或橡胶。这种结构的顶件力容易调节，工作可靠，冲件平直度较高。,三 课程设计的主要内容,冲模的封闭高度是指模具在最低工作位置时，上、下模板底面间的距离。,Hmaxmm Hmin+10mm,三 课程设计的主要内容,压力机校核,Hmax：压力机最大闭合高度,Hmin：压力机最小闭合高度,当模具的封闭高度小于设备的最小封闭高度时：,可采用的解决方法,将某些模具零件的高度（厚度）增大,在压力机工作台面上面（下模板下平面下面）在添加垫板,三 课程设计的主要内容,四 注意事项,装配图中要画出零件图、排样图和技术要求等；零件图中注明材料、热出理方式等；课程设计说明书格式一定规范，用黑色笔手工书写；禁止用圆轨扎图；否则本课程设计不通过。,技术要求：注明对模具的使用、装配等要求和应注意的事项。如：所选设备型号、冲压力大小、模具标记及相关工具等。,