塑性成型工艺（冲压）课程设计衬板冲压工艺设计.doc

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1、学 号_ _ 课程设计 课 题 塑性成型工艺（冲压）课程设计 学生姓名 系 别 机械工程系 专业班级 09材控 指导教师 二0 一 二 年 五 月目 录摘 要第一章 概述11.1冲压的概念11.2冲压工序的分类11.3冲压工艺的特点及发展方向11.4冲压模具发展方向11.5 本设计的目的意义2第二章 零件工艺性分析与生产方案的确定32.1设计任务书32.2工艺性分析32.2.1冲压材料32.2.2工序性质32.2.3结构形状32.2.4尺寸精度和粗糙度32.3生产工艺制定42.3.1工艺方案42.3.2工艺方案的比较4第三章 模具结构的选择53.1模具形式53.2送料方式53.3卸料及出件方式

2、53.4定位方式53.5导向方式5第四章 排样设计74.1排样方式74.2竖排排样方式74.2.1无搭边排样方式74.2.2 有搭边排样方式74.2.3 竖排排样方式84.3横排排样方式84.3.1无搭边排样方式84.3.2 有搭边排样方式94.3.3 横排排样方式94.4 导尺间距离94.5步距94.6 材料利用率104.7详细排样图11第五章 压力中心的确定与刃口尺寸计算125.1压力中心的确定125.2刃口尺寸的计算125.2.1冲裁件的结构分析125.2.2刃口计算原则125.2.3落料凸、凹模刃口计算135.2.4凸模刃口计算155.2.5凹模孔心距尺寸165.3 凸、凹模刃口尺寸示

3、意图165.3.1矩形凸、凹模刃口示意图165.3.2 17圆形凸、凹模刃口示意图175.3.3 6.4圆形凸、凹模刃口示意图18第六章 冲压力的计算与压力机的选择196.1冲裁力196.2冲裁力的计算196.3卸料力196.4推件力196.5压力机公称压力的确定206.6压力机的选择20总 结21参考文献22致 谢23附表 标准公差数值（摘自GB/T 1800.3-1998）23衬板冲压工艺设计摘 要近年来，我国模具制造行业有了较大的发展，冲压模具在实际工业生产中应用越来越广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展， 工业生产中模具的

4、使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。模具工业的快速发展，我们不断地提高对模具加工制造技术要求，模具制造的水平的高低，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。此次课程设计对制件的冲压工艺进行了分析，冲压工艺方案及模具的结构类型进行了确定，并进行了必要的冲压工艺参数计算及模具工艺零件与结构零件的选用。本次冲压设计中，冲裁件的公差等级按照IT14计算，凸、凹模按照IT6和IT7计算；其次采用倒装式复合模进行冲孔落料，选择弹性卸料和下出方式，采用弹顶式

5、挡料销纵向定位条料，导向方式采用导柱导套式导向装置；然后选择有搭边竖排法排样，其压力中心位于零件的几何中心，因为此零件是轴对称的；矩形落料凸、凹模刃口尺寸分别为和、和以及矩形圆角凸、凹模刃口尺寸为和，冲孔（）凸、凹模尺寸刃口为和，冲孔（）凸、凹模刃口尺寸为和；最后冲压压力机的应选用J23-63型号的压力机。冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。所以先进上的生产技术成为现代模具发展的趋势，随着科学技术的进步，特别是计算机

6、技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快而完善的得到解决。关键词：衬板；冲压；复合模；冲压工艺；冲孔；落料；排样；冲压力第一章 概述1.1冲压的概念冲压就是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得一定的形状和尺寸零件的一种加工方法。因为常在室温下进行加工，所以称为冷冲压。1.2冲压工序的分类冲压工艺按其变形性质概括起来可分为分两大类，即离工序和成形工序。分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。上述两大类按基本变形

7、方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形(胀形、翻边、缩口和旋压)四种基本工序，还有其他爆炸、电水、电磁、激光冲击和超塑性的成形方式。生产中不能以一种工序独立作业，有时候要多工序组合加工，灵活运用。1.3冲压工艺的特点及发展方向冲压生产靠压力机和模具完成加工过程，与其他加工方法相比，在技术与经济方面具有下列特点：（1）冷冲压是少、无切屑加工方法之一，所获得的冲压件一般无需再加工。（2）普通压力机每分钟可生产几十件，高速压力机每分钟可生产千件以上，是一种高效率的加工方法。（3）冲压件的尺寸精度由模具保证，所以质量稳定，互换性好。（4）冷冲压可以加工壁薄、重量轻、刚性好、形状复杂的零件，为其他加工方

8、法所不能替代。另外，冷冲压加工不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费用较低。1.4冲压模具发展方向随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，主要以以计算机辅助设计技术为主，像CAD和PRO/E等绘图软件，CAE/CAM的计算机辅助模拟软件与计算机辅助制造软件。技术经验与软件模拟是未来模具发展的趋势。随着科学技术的发展，模具制造技术越来越先进，模具设计制造向着现代化、标准化和专业化生产方向发展。高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝线切割技术和磨削及抛光加工技术等等，必将成为模具制造技术的主流。现代冲压成形发展和研究的重大课题包括

9、有： （1）模块式冲压及其控制； （2）新材料及复合材料冲压加工新工艺； （3）特种冲压成形技术； （4）计算机模拟冲压成形及虚拟试模技术； （5）模具制造技术； （6）冲压成形过程自动监控及失稳机理分析等项。 1.5 本设计的目的意义 本次课程设计是冲压工艺课程的一个重要实践环节，同时也是第一次对自己进行全面的工艺设计训练。本设计要求对给定零件衬板进行落料、冲孔复合冲压模设计，通过对零件进行详细的工艺分析确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺，如：凸模、凹模、凸凹模、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。通过该课题能够让学生掌握中等复杂程度零件冲压模具设计与制造的一般方法，对零件冲压工艺方

10、案的制定、工艺计算及模具设计有了更深层次的认识，并学会对模具设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理的使用，该实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检验，可对以后从事类似的工作有一定的指导性与实践性意义。通过本次设计培养踏实细致的工作作风和严谨端正的态度，养成良好的职业习惯。 第二章 零件工艺性分析与生产方案的确定2.1设计任务书如下图2-1所示，该零件为衬板，材料为30钢的板材，厚度为2mm，大批量生产。图2-1 衬板零件图2.2工艺性分析2.2.1冲压材料该冲压件的材料为30钢，优质碳素钢，具有良好的塑性以及压力加工型性，主要用于制作冲压件；易成形，具有良好的可冲裁性能。其抗剪强度，抗

11、拉强度。2.2.2工序性质该零件结构简单，只需冲孔和落料两个基本工序即可；若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件时称为落料， 封闭曲线以外的部分作为冲裁件时称为冲孔。2.2.3结构形状工件的结构简单，为一带圆角的矩形，长宽分别为62mm和44mm；零件呈轴对称分布，零件中心为一直径为17mm的圆孔，在零件的四角分布直径为6.4mm的圆孔；在长度方形上两圆孔的中心距为50mm，宽度方向上的中心距为32mm。冲裁件的外形应尽量避免有尖锐的角，在各直线连接处，应由适当的圆角。为提高模具寿命，所以将连接处用直径为12mm的圆角过渡。2.2.4尺寸精度和粗糙度该工件只有冲孔和落料两个工

12、序，材料30钢为软料钢，在冲孔是应有一定的凸凹模间隙。工件的尺寸全部为自由公差,可看作IT14级，可查附表I得出其公差值如下：落料件、和，冲孔件和。尺寸精度较低，普通冲裁就能满足要求，不需要采用精冲或修整等特殊冲裁方式。衬板零件的粗糙度无要求，可由下表2-1查的冲裁件的粗糙度为。表2-1 一般冲裁件的剪断面表面粗糙度材料厚度t/mm112233445剪断面表面粗糙度/3.26.312.525502.3生产工艺制定2.3.1工艺方案根据制件工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔两种。按其先后顺序组合，可得如下几种方案：方案一：先冲孔，后落料，单工序冲压；方案二：冲孔落料，单件复合冲压；方案三：先冲孔

13、，后落料，采用级进模生产。2.3.2工艺方案的比较方案一单工序模：单工序模是指只有一个工位，只完成一道工序的冲模，它可分为冲裁模、弯曲模、拉伸模、翻孔模和整形模等 。由于采用单工序模，模具制造简单，维修方便。但生产率低，工件精度低，不适合大批量生产。方案二级进模：级进模又叫连续模，压力机的一次行程中，在模具的不同位置完成两道或两道以上的工序。级进模生产率高，便于实现机械化、自动化，但模具制造复杂，调整维修麻烦，工作精度低。方案三复合模：压力机的一次行程中，在模具的相同位置完成两道或两道以上的工序。采用复合模加工成形，工件精度高，生产率较高，而且批量越大生产率越高。但模具制造较复杂，调整维修较麻

14、烦。综上所诉：由于此工件有落料和冲孔两个工序，单工序不易于实现；由于该工件较简单，复合模的制造不是很复杂，与级进模相比较选择容易实现且符合工件工艺条件的复合模为宜。利用复合模能够在模具的同一部位上同时完成制件的落料和冲孔工序，从而保证冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度和平整性、生产效率高，且适合于大批量成生产；故采用复合模生产批量零件。第三章 模具结构的选择3.1模具形式复合模又可分为正装式和倒装式。正装式特点。工件和冲孔废料都落在凹模孔内，必须加以清除后才能进行下一次冲裁，因此操作不方便，也不安全，对多孔工件不宜采用，但冲出的工件表面比较平直。倒装式特点。冲料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一

15、定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凹凸模承受的张力较大，因此凹凸模的壁厚应严格控制，以免强度不足。经分析，此工件有五个孔，若采用正装式复合模，操作很不方便，另外，此工件无较高的平直度要求，工件精度要求也低，所以从操作方便、模具制造简单等方便考虑，采用倒装式复合模。3.2送料方式送料装置有手动送料和自动送料两种；自动送料装置是独立完整的控制机构，在一定时间内不需要人工进行操作而自动完成冲压工作适合零件的大批量生产，所以采用自动送料方式。3.3卸料及出件方式因为条料的厚度不是很厚，可采用弹性卸料装置；由于固定卸料方式结构简单但调整不太方便，废料切刀装

16、置适合尺寸大、厚度大的条料，而弹性卸料装置既能起卸料作用又能起压料作用，所得工件质量较好，平直度较高；故综合考虑选择弹性卸料装置比较合适，采用弹性卸料板。该模具采用倒装式复合模，其推件装置一般是刚性的，由打杆、推板、连接杆和推件块组成；由于刚性推件装置的推件力大，工作可靠，适合条料较厚的条料。该推件装置是安装在上模座上，把工件向下从凹模内推出，故为下出件方式。3.4定位方式定位方式分为横向和纵向两种，横向定位只能保证条料有正确的送进方向，而纵向定位能控制条料一次送进的步距，可保证纵向搭边值，故选择纵向定位方式为宜。纵向定位有固定挡料销、导正销和活动挡料销三种，固定挡料销主要用于落料模与正装复合

17、模上，在23个工位的简单级进模上有时也选用；而活动挡料销是一种可以伸缩的挡料销，其通常安装在倒装落料模或者复合模的弹压卸料板上；导正销就是用装于上模的导正销插入条料上的导料孔，以矫正条料的位置，保持凸模、凹模和工序件三者之间具有正确的相对位置。当内形与外形的位置精度要求较高时，可设置导料销提高定距精度，其可以用于级进模上对条料工艺孔的导正。所以选择活动（弹顶式）挡料销纵向定位，安装在复合模的弹压卸料板上，工作是可随凹模下行而压入孔内，工作很方便。3.5导向方式导向装置有许多，分为导板式导向装置、导柱导套式导向装置和滚珠式导向装置；如用导板导向，则在模具上安装不方便，而且阻挡操作者视线，所以不采

18、用；若用滚珠式导柱导套进行导向，则虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，所以也不采用；针对这次加工的产品精度要求不高，采用滑动式导柱导套进行导向即可。而且零件在压力机上的安装比较简单，操作又方便，还可降低成本。在导柱导套式导向装置中其导柱模架的方式不同。（1）采用中间导柱模架，导柱分布在矩形凹模的对称中心线上，两个导柱的直径不同，可避免上模与下模装错而发生啃模事件。适用于单工序模和工位少的级进模。 （2）采用后侧导柱模架，导柱分布在模座的后侧，且直径相同。其优点是工作面敞开，适用大件边缘冲裁。其缺点是刚性与安全性最差，工作不够稳定，常用于小型冲模。 （3）采用对角导柱模架，导柱分布在举行凹模

19、的对角线上，既可以横向送料，又可以纵向送料。适用于各种冲裁模使用，特别适于级进模冲裁模使用。为避免上、下模的方向装错，两导柱直径制成一大一小。 （4）采用四导柱模架，四个导柱分布在矩形凹模的两对角线上。模架刚性好，导向非常平稳，但价格较高。一般用于大型冲模和要求模具刚性与精度很高的精密冲裁模，以及同时要求模具寿命很高的多工位自动级进模。综上所述，从模具寿命、工件质量、模具结构形式和大批量生产规模综合考虑，采用四导柱模架导柱导套式导向装置。第四章 排样设计4.1排样方式排样方法很多，有直排、斜排、直对排、混合排、多排和冲裁搭边。对于简单几何形状，如矩形的冲裁件采用直排排样形式，直排有竖排和横排的

20、两种方式，然而排样方式又有有无搭边之分。4.2竖排排样方式4.2.1无搭边排样方式无搭边排样其产生的废料极少，此种排样方法是沿直线或曲线切断条料而获得冲件，无任何搭边。冲件的质量和模具的寿命更差一些，但材料的利用率最高。如下图4-1所示：图4-1 无搭边竖排 4.2.2 有搭边排样方式此种排样方式是沿冲件全部外形冲裁，在冲裁周边都留有搭边，因此材料的利用率低，但冲件的尺寸完全有冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，生产中绝大多数冲裁件都是采用这种有废料排样。（1）搭边，查下表4-1，确定搭边值a，a1 。当t=2mm时，a=2mm,a1=2mm。表4-1 最小工艺搭边值 材料厚度 t圆件r2t

21、的圆角矩形件边长l50矩形件边长l50或r2taa1aa1aa11.62.01.21.51.82.02.02.2（2）条料宽度，采用无测压装置，所以 B=D+2a+Z （4-1）式中 D条料的宽度，Z导尺与最宽条料之间的最小间隙，查表4-2得Z=0.2mm。 表4-2 最小双面导料间隙Z条料宽度B（mm）板料厚度 t（mm）11223341000.10.20.40.61002000.20.30.50.72003000.30.40.60.8代入数据得： B=（62+22+0.2）=66.2（mm）（3）有搭边排样图，如下图4-2；图4-2 有搭边竖排4.2.3 竖排排样方式综合两种排样方法，第一

22、种对模具精度要求高，第二种相对第一种来说模具精度要求较低，一般模具都可以满足，所以通常选第二种有搭边竖排方式。4.3横排排样方式4.3.1无搭边排样方式无搭边排样其产生的废料极少，此种排样方法是沿直线或曲线切断条料而获得冲件，无任何搭边。冲件的质量和模具的寿命更差一些，但材料的利用率最高。如下图4-3所示：图4-3 无搭边横排4.3.2 有搭边排样方式此种排样方式是沿冲件全部外形冲裁，在冲裁周边都留有搭边，因此材料的利用率低，但冲件的尺寸完全有冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，生产中绝大多数冲裁件都是采用这种有废料排样。（1）搭边，查表4-1，确定搭边值a，a1 。当t=2mm时，a=2m

23、m,a1=2mm。（2）条料宽度，采用无测压装置。所以 B=D+2a+Z （4-2）式中 D条料的宽度，Z导尺与最宽条料之间的最小间隙，查表4-2得Z=0.2mm。代入数据得： B=（44+22+0.2）=48.2（mm）（3）有搭边排样图，如下图4-4；图4-4 有搭边横排4.3.3 横排排样方式综合两种排样方法，第一种对模具精度要求高，第二种相对第一种来说模具精度要求较低，一般模具都可以满足，所以通常选第二种有搭边横排方式。4.4 导尺间距离导尺间距离： A=B+Z=D+2a+2Z （4-3）式中，B条料宽度，mm； D为冲裁件垂直于送料方向上的最大尺寸，mm； a搭边值，mm； Z导尺与

24、最宽条料间的间隙，mm，其最小值见表4-2。（1）竖排，代入数据得：A=B+Z=D+2a+2Z=44+22+20.2=48.4（mm） （2）横排，代入数据得：A=B+Z=D+2a+2Z=62+22+20.2=66.4（mm） 4.5步距步距是指冲压过程中条料每次送进的距离，其值为相邻工件之间的最小值距离。步距可定义为： （4-4）式中，D沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值，mm； a沿条料送进方向的搭边值，mm。（1）竖排, 代入数据得：S=B+a=(44+2)mm=46(mm) （1）横排, 代入数据得： S=B+a=(44+2)mm=46(mm) 4.6 材料利用率=100% （4

25、-5）式中 n板料上实际冲裁的零件数量； F1一个冲裁件的实际面积，; L条料长度，； A条料宽度，。其中条料长度按经验公式： （4-6）式中，D沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值，mm； n板料上实际冲裁的零件数量； 为工件到条料的端距，mm； a沿条料送进方向的搭边值，mm。若取工件数n=10件，则料长为结合式（4-3）、（4-5）和（4-6）以及表4-2的数据可得：（1）竖排，代入数据得：L=10D+9a+2a1=1044+92+22=462（mm） 所以条料规格为462mm66.4mm2mm。一个冲裁件的实际面积F1： =2258（mm） 所以材料利用率为：=100% = （2）

26、横排，代入数据得： L=10D+9a+2a1=1062+92+22=644（mm） 所以条料规格为644mm48.4mm2mm。一个冲裁件的实际面积F1： =2258（mm） 所以材料利用率为：=100% = 综合两种排样方法，虽然两者材料利用率区别不大，但第一种排样相比第二种排样的材料利用率较高，所有宜采用第一种竖排；综合考虑选择竖排有搭边排样方式。4.7详细排样图4-5 详细排样图第五章 压力中心的确定与刃口尺寸计算5.1压力中心的确定模具的压力中心就是冲压合力的作用点。为了保证压力机与模具的正常工作，必须使压力机滑块的中心线与模具压力中心相重合，这样合理间隙才能得到保证，冲裁件的质量、寿

27、命得到提高。根据第二章衬板零件的结构分析，做出相应的坐标轴如下图5-1所示；以中心圆的圆心为坐标原点，X轴平行于长度方向，Y轴垂直于长度方向；由于该工件属于完全对称的，所以冲裁压力中心位于该零件的几何中心，即为中心圆的圆心。图5-1 衬板压力中心图5.2刃口尺寸的计算5.2.1冲裁件的结构分析如上图5-1所示，外形长度62和宽度为44属于落料件，内形17和6.4属于冲孔件，工件的尺寸全部为自由公差，即公差等级IT14。5.2.2刃口计算原则（1）落料 落料件光面尺寸与凹模尺寸基本一致，故应以凹模尺寸为基准；又因落料件的尺寸会随凹模尺寸的磨损而增大，为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件，则落

28、料凹模尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸。而落料凸模基本尺寸，则按凹模基本尺寸减去最小初始间隙。 （5-1） （5-2）（2）冲孔 冲孔件光面的孔径与凸模尺寸基本一致，故应以凸模尺寸为基准。又因冲孔的尺寸会随凸模尺寸的磨损而减小，故冲孔凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸加上最小初始间隙。 （5-3） （5-4）（3） 孔心距由于凸凹模的刃口尺寸磨损不影响孔心距的变化，故凹模孔心距的尺寸取在工件孔心距公差带的中点上，按双向对称标注偏差。 （5-5）式中 落料凹模刃口尺寸； 落料凸模刃口尺寸； 凸模刃口尺寸制造偏差； 凹模刃口尺寸制造偏差； 凸凹模

29、最小初始双面间隙，可查表5-1； 凸凹模最大初始双面间隙，可查表5-1； 冲裁件制造公差，可附录I标准公差表； 工件孔心距的最小极限尺寸； x系数，与冲裁件的精度有关，其值在0.51之间，可查表5-2。5.2.3落料凸、凹模刃口计算（1）外形长度为62的刃口，其凸、凹模的公差等级分别按IT6和IT7计算。查表5-1、表5-2和附表I标注公差值得： 表5-1 冲裁模初始双面间隙Z （mm） 材料厚度软铝纯铜、黄铜、软钢杜拉铝、中等硬钢硬钢1.00.0400.0600.0500.0700.0600.0800.0700.0901.20.0500.0840.0720.0960.0840.1080.09

30、60.1201.50.0750.1050.0900.1200.1050.1350.1200.1501.80.0900.1260.1080.1440.1260.1620.1440.1802.00.1000.1400.1200.1600.1400.1800.1600.200 表5-2 系数x材料的厚度/mm非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.440.5040.300.310.590.60说明所取的凸、凹模公差不能满足条件，但相差不大，可调整如下： 将已知和

31、查表的数据代入式（5-1）、式（5-2），即得 （2）外形长度为44的刃口，其凸、凹模的公差等级分别按IT6和IT7计算。查表5-1、表5-2和附表I标注公差值得：，；校核间隙：说明所取的凸、凹模公差不能满足条件，但相差不大，可调整如下： 将已知和查表的数据代入式（5-1）、式（5-2），即得 （3）矩形凹模12圆角处刃口，其凸、凹模的公差等级分别按IT6和IT7计算。查表5-1、表5-2和附表I标注公差值得：，；校核间隙：说明所取的凸、凹模公差满足条件，将已知和查表的数据代入式（5-1）、式（5-2），即得： 5.2.4凸模刃口计算（1）内形17的刃口，其凸、凹模的公差等级分别按IT6和IT

32、7计算。查表5-1、表5-2和附表I标注公差值得：，；校核间隙：说明所取的凸、凹模公差满足条件，将已知和查表的数据代入式（5-3）、式（5-4），即得 （2）内形6.4的刃口，其凸、凹模的公差等级分别按IT6和IT7计算。查表5-1、表5-2和附表I标注公差值得：，；校核间隙：说明所取的凸、凹模公差满足条件，将已知和查表的数据代入式（5-3）、式（5-4），即得 5.2.5凹模孔心距尺寸将已知和查表的数据代入式（5-5），即得 5.3 凸、凹模刃口尺寸示意图5.3.1矩形凸、凹模刃口示意图（1）外形长度为62的刃口示意图，如下图5-2所示图6-2 外形62 的矩形凹模示意图图5-2 外形62

33、的矩形凸、凹模示意图（2）外形长度为62的刃口示意图，如下图5-3所示图5-3 外形44 的矩形凸、凹模示意图（3）矩形凸、凹模12圆角刃口示意图，如下图5-4所示图5-4 矩形凹模12圆角刃口示意图5.3.2 17圆形凸、凹模刃口示意图17圆形凸、凹模刃口示意图，如下图5-5所示图5-5 17圆形凸、凹模刃口示意图5.3.3 6.4圆形凸、凹模刃口示意图6.4圆形凸、凹模刃口示意图，如下图5-6所示图5-6 6.4圆形凸、凹模刃口示意图第六章 冲压力的计算与压力机的选择6.1冲裁力冲裁力就是凸模对条料施加的压力；通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。6.2

34、冲裁力的计算冲裁力F一般按下式计算： (6-1)式中 F冲裁力（N）； L冲裁周边长度（mm）； t材料厚度（mm）； 材料抗剪强度（MPa），取400MPa； K系数，一般取K =1.3。代入数据， 6.3卸料力卸料力指从凸模上卸下箍着料所需的力，即 （6-2)式中 卸料力系数，查表6-1，取0.5。 表6-1 卸料力、推件力和顶件力系数料厚钢0.10.0650.0750.10.140.10.50.0450.0550.0630.080.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.0450.056.50.020.030.0250.03铅、铝合金0.0250.080

35、.030.07纯铜、黄铜0.020.060.030.09将已知数据代入式（6-2）得：6.4推件力 (6-3)式中 推件力系数，查表6-1，取0.055； n同时梗塞在凹模内的工件数，。查冲压模具简明设计手册得所以，n取17；则6.5压力机公称压力的确定压力机的公称压力必须大于或等于冲压力。计算总冲压力，原则上只计算同时发生的力，并根据不同的模具结构分别对待。由于该零件采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模，所以 （6-4）代入数据得： 6.6压力机的选择因为，即公称压力不是很大，故可选公称压力相对中等类型的压力机，可查表6-2如下： 表6-2 开式双柱可倾压力机主要技术参数主要技术参数型 号J

36、23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-40J23-63J23-100公称力（）631001602504006301000滑块行程（）354565100130130130滑块行程次数（）170145120105455038最大闭合高度（）150180220270330360480最大装模高度（）120145180220265280380连杆调节长度（）303545556580100工作台尺寸（）前后200240300370460480710左右3103704505607007101080垫板尺寸（）厚度303540506580100孔径140170210200220250250

37、模柄孔尺寸（）直径30304040505060深度50556060708075最大倾斜角度()45353530303030 查表可选得，开式双柱可倾压力机，型号为J23-63，公称力630，滑块行程130，滑块行程次数，最大闭合高度360mm，最大装模高度280mm，连杆调节长度80mm，工作台尺寸前后480mm，工作台左右尺寸710mm，垫板厚度尺寸80mm，垫板尺寸孔径250mm，模柄孔尺寸直径50mm，模柄孔尺寸深度80mm，最大倾斜角度30。总 结通过对衬板零件冲孔落料复合模的设计，更深一层地了解冲裁模的设计流程，包括冲裁件的工艺分析、工艺方案的确定、模具结构形式的选择（选择卸、出料方

38、式，定位方式，导向方式）、排样图的设计、压力中心和模具刃口尺寸的计算、计算冲裁力，确定压力机的类型，以及条料的送进和条料送进时利用活动挡料销时的步距确定。在设计过程中，在设计过程中要细心仔细，不能因为自己的小疏忽而导致整个设计的数据发生错误。在本次课程设计中，主要做了如下方面的工作：（1）首先，确定衬板零件材料为30号钢，材料厚度t=2mm。查找衬板材料冲裁特性、强度等性能以及该零件精度；抗剪强度，抗拉强度，以及冲裁件的粗糙度为。（2） 然后，根据衬板的大批量生产模式以及形状结构制定生产工艺，进而确定生产工艺方案为冲孔落料的复合模生产。对于模具结构的选择，因为该零件结构简单，厚度较厚，尺寸较大

39、，所以选择弹性卸料装置、自动送料及下出料方式的冲模零件。（3）其次，是排样方案的选择。通过对横排和竖排以及有无搭边的排样方式分别画出排样图，计算条料的宽度和长度以及衬板零件的面积；比较两种排样的材料总的利用率，经计算得竖排的材料利用率为73.6%，而横排的材料利用率为72.4%；根据计算结果得出竖排材料利用率相对较高，从节约成本及精度方面考虑选择有搭边竖排的排样方式为宜。（4）再次，确定衬板的压力中心，对于对称的规则几何体其压力中心不需计算，通过分析它的结构形状即可确定其压力中心为几何中心。（5）矩形落料凸、凹模刃口尺寸分别为和、和以及矩形圆角（）凸、凹模刃口尺寸为和，冲孔（）凸、凹模尺寸刃口为和，冲孔（）凸、凹模刃口尺寸为和。（6）最后，根据前面选择的是弹性卸料、下出料方式，所以计算衬板的冲压力时，要计算出冲裁力、卸料力、推料力，从而得出总冲压力为558KN。选择出压力机为J23-63，公称压力630KN。在这次冲压课程设计中我们花了很长时间，仔细认真的完成课程设计的相关要求，虽然过程很长，但是我感觉收获很多。在这次设计过程中，我们熟悉了以前学的一些专业基础知识，设计的过程让我们将所学知识融会贯通，也为我们以后做产品设计提供的宝贵的经验。在整个设计完成后，我才感觉到做课程设计需要很多团队合作，分工的明确，持之以恒的态度。我要将这些经验深入到以后的工