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1、落料冲孔模设计 系 部： 精 密 制 造 工 程 系 学生姓名： 专业班级： 模 具 11C2 班 学 号： 111031202 指导教师： 2013年12月22日声 明 本人所呈交的落料冲孔模设计，是经过我和我的指导老师的不断的研究、商讨以及查阅相关文件下独立进行设计与撰写的，其中不包含其他人已经提交过得任何内容，对本次设计提供的文件书籍均已在文章末注明并深表感谢。 作者签名： 日期： 2013年12 月22 日 【摘要】在经济飞速发展的当今世界，人们对物质的需求也越来越来越高，从而模具行业也迅速崛起为满足人们的需求，模具企业已然成为社会不可或缺的一部分。企业必须适应当今社会环境的变化，准确
2、有效的把握住机遇，有明晰的发展战略，从而得到不断的发展壮大。我的毕业设计就选择了一个模具的设计。不同模具的设备材料与工艺特性都是不一样的。目前常用的有以下几种：冲压模具，塑料模具锻造，橡胶制品等。模具是现代工业生产中重要的工艺设备。冲压模具设计主要包括工艺设计和结构设计这两方面。冲压工艺设计是对生产件的生产过程，其中包括工艺方案、工序安排以及工序尺寸。在此基础上再加上我们自身在实践中得到的一鞋经验以及现代化的加工设备和计算机的辅助设计（CAD)等。本次的设计是结合理论与实践，采用计算机辅助制造（CAD），数控加工车床来加工完成的。目的是检验三年来学到的理论知识与生产实践结合的怎么样。通过对零件
3、的综合分析结合冲压课程设计与实践，介绍了冲裁工艺，结构和冲裁模的设计，冲压落料冲孔的工作原理并且达到一定的标准。关键字: 冲压 凸模 凹模 模架 凸凹模 目录一、引言二、冲压工艺设计1（一）零件结构1三、零件的工艺性分析1（一）零件的工艺性分析1（二）冲裁件的工艺性能1（三）确定冲裁工艺方案.2四、冲压模具总体结构的确定3（一）模具类型3（二）导向与定位方式3（三）卸料与出件方式3（四）模架类型及精度3五、冲压模具工艺与设计计算3（一）排样设计与计算3（二）设计冲压力与压力中心,初选压力机4（三）计算凸凹模刃口尺寸及公差5六、模具的总张图与零件图6（一）冲压模具的零件图6（二）选择坚固件及定位
4、零件9（三）设计和选用卸料导料与出件零件10（四）选择模架及其它模具零件12（五）压力机的校核15（六）根据前面的设计与分析,我们可以得出复合模具的总装图15总结17谢辞18参考文献19 引言 模具已成为我们生活中不可缺少的一部分，而我国的模具行业力求转型，增强自身品牌特色已经成为国内越来越多的模具专业市场的共识与追求。我国的机械模具产业的发展，已经从简单的粗加工转型逐渐转型。模具的精度不断提高，在世界上已成为模具的大制造商，在全球化工业经济中扮演了不可缺少的角色。 冲压成形在现代工业生产中扮演着重要的角色，他的优势是能够利用好各种板件的不同类型,其优点是强度高，可塑性强，能够很好的节约成本，
5、是当今先进的加工方法，在各个能源，工业领域有着决定性的作用。 发达国家的模具设计水平远高于我国的模具设计水平。我国的模具设计制造水平还有一定的差距。比如大型覆盖件冲模，精度要求高质量要求高，这些主要掌握在国外。而国内的模具经过不断的发展基本达到国际水平的是制造手法，但在一些技术的方面还有不小的差距，因此还需要不断地发展壮大。一、冲压工艺设计（一）零件结构 图1-1 零件图 该零件的种类为10号钢，该种材的料厚度为1mm，一般都会采用大批量的生产。二 .零件的工艺性分析（一）零件的工艺性 该种零件的材料为10钢，它的结构很简单,其抗剪强度为300mpa。该种零件的结构相比较于其他的零件来说比较简
6、单，有个20mm的孔和一个17mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的的距离也满足了要求，最小的壁厚为8.5mm（20mm孔与17mm的孔的外圆之间的壁厚。）（二）冲裁件的工艺性一般冲裁件的公差等级不高过IT11级,落料的公差等级一般最好能够低于IT10级，尺寸精度偏低，通常的冲裁完全能满足要求。根据查表得出零件图如下： （三）确定冲裁工艺方案该种冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序,可采用的冲裁方案有单工序冲裁,复合冲裁和级进冲裁三种。实际确定冲裁工艺方案时，根据冲件的生产批量、尺寸、精度、复杂程度、材料厚度、模具制造、冲压设备及安全操作等方面进行分析设计与制造。其中单工序冲裁模具生产率低，不受料的厚度
7、。级进冲裁模具生产率高，但精度较差，不受凸凹模强度限制，适宜尺寸不大，宽度较小的异形件，且成本高。复合冲裁模具适宜形状复杂的冲件，且生产率也高。由于零件的几何形状简单，模具制造并不困难。所以综上所述可以选择方案二，复合模。三、冲压模具总体结构的确定（一）模具类型通过对零件的冲裁工艺方案的分析,该种零件应该采用复合冲裁模。（二）导向与定位方式导向：滑动导柱导套导向定位：导料销和导板可以完成对板料的定位，该模具使用的是条料，控制条料的送进方向采用的是导料板，及无侧压装置。采用挡料销定距来控制条料的送进步距。（三）卸料与出件方式 首先是冲孔凸模与凹凸模的冲孔，然后冲孔废料直接落料，再利用推件块将制件
8、顶出。即完成了卸料与出件。（四）模架类型及精度 此次设计的模具运用的是后侧导柱模架，利用凹模的周边界尺寸来作为依据，从而来选择模架。四、冲压模具工艺与设计计算（一）排样设计与计算1.依据要求使用直排。2.搭边值的：根据表2.5.2得出a1=0.9 a=1.1 c=0.23.导料板和调料的宽度间距离计算B=(40+2(1+0.4)+0.1) =42.9mm,根据实际取料宽为43mm导料板间的距离:A=B+C= 43+0.1=43.1mm步距S=x+a1如图4-1,x=64.5mm,S=64.5+0.8=65.3, 图4-14、条料的利用率=(A/BS)X100%用计算机辅助设计（CAD）算出其中
9、一个零件的面积为1719.5892mm坯料面积为:BXS=40X65.2=2843.6mm,所以得到材料的利用率为: （二）设计冲压力与压力中心,初选压力机1、用计算机辅助制造(CAD)可算出加工一次零件的外围周边之和L=172.6565mm,冲孔内周边之和L=115.6mm,又因为=300Mpa,t=1mm,取K=1.3,则根据式,F1=KLt=1.3X172.6565X1X300=66.91KN冲孔力: F2=KLt=1.3X115.2X1X300=45.318KN所以冲裁力F=F1+F2=67.431+45.318=112.739KN推件力：根据材料厚度取凹模刃口直壁高度为h=5mm,所
10、以n=h/t=5/1=5,查表2.6.1,取KT=0.06则FT=n KT F冲=5X0.05X45.318 =11.25KN卸料力FX 由表2.6.1,取KX=0.05,则FX=KXXF落=0.05X67.431=3.37KN所以FZ=F+FX+FT=112.749+11.25+3.37=127.714KN公称压力F=1.4FZ=1.4X126.714=150.713KN再根据公称压力选取压力机 2、压力中心由公式得：X=34.86，y=0 如下图： 图4-2（三）计算凸凹模刃口尺寸及公差该零件属于无特殊要求的一般冲裁件。R20,R17的外圆由落料获得，孔20,17由冲孔同时得到，查表2.3
11、.1 2 c =0.1mm，2c=0.142c-2 c=0.04mm由查表得R20,R17，20，17为IT11级，取x=0.75设凸，凹模分别按IT6 IT7级加工制造，则（1）冲孔（20， 17）d=（d+x）=（20+0.75X0.11）=20.0825mmd=（d+2 c）=（20.0825+0.1）=20.1825mm同理孔17为d=17.0825，d=17.1825mm（2）落料：（R20）D=(D-x)=（20-0.75X0.11）=19.9175mmD=( D-2 c) =19.9 mm校核：丨丨+丨丨=0.025+0.0016=0.0410.04由此可知，只有缩小，提高制造精
12、度，才能保证间隙在合理的范围内，由此可取;=0.4X0.044=0.016 =0.6X0.04=0.024D=19.9175mmD=19.9mm同理R17D=17.9175mmD=17.9mm孔距尺寸（27.50.2）L=（L+0.5）0.125=(27.5-0.2)+0.50.4 0.1250.4=27.50.05mm五、模具的总张图与零件图（一）冲压模具的零件图 1.凹模设计 其外形尺寸相一致按公式计算，用计算机辅助制造（CAD）计算出凹模刃口的最大尺寸b=64.5mm，查表2.9.5得k=0.35 凹模厚度H=kb=0.25X65.5=23.675mm 凹模厚度取22mm 凹模壁厚H=3
13、0mm 所以凹模壁厚度为30mm 凹模长度L=145.5mm 凹模宽度 B=5=130mm 图5-1 2、凸模设计凸模材料：选用T10A冲孔凸模结构如图： 图5-3 凸模长度L=H1+H2+H3+h=55mm 3、凸凹模设计材料：由于冲模为冷冲模，所以材料要有良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性、良好的抗粘结能力、可段性、可切削性、可磨削性、热处理工艺性等。由上要求在该模具中冲孔凸模、凸凹模和凹模板的材料选用Cr12MoV钢尺寸：凸凹模最小壁厚=2.7mm（2）凸凹模的外形尺寸确定：一般与凸模的长度相近故取其长度L=55mm 如下图 图5-4（二）选择坚固件及定位零件 图5-5活动
14、挡料销的尺寸如下图: 图5-6（三）设计和选用卸料导料与出件零件 采用导料板与卸料板一体的设计，减少可以安装的劳动次数。凹模板一般与固定卸料板的平面外形尺寸相等,他的厚度可以取到14，导料高度查表区3mm，LXBXH=160X125X14材料为45号钢 图5-7推件块：把工件从凹模推出,所受力比较小所以选择一般长用材料45钢，线切割加工。其尺寸应与凹模轮廓一致间隙配合。综合考虑尺寸如下图： 图5-8（四）选择模架及其它模具零件 选择模架: 模架如图所示. 图5-9模柄如图所示: 图5-10凸模固定板: 图5-11 图5-12凸凹模固定板: 凸凹模固定板的尺寸与垫板的尺寸一致,厚度为23mm,规
15、格为LXBXH=160X125X23; （五）压力机的校核 (1).公称压力 根据公称压力的选取压力机型号为J23-16,它的压力为160150.714所得压力得以校核; (2).闭合高度 由压力机型号知Hmax=220 M=45 H1=10Hmin=HmaxM=220-45=175 （六）根据前面的设计与分析,我们可以得出复合模具的总装图如图5-1所示:(令附A1图纸) 总结本次毕业设计是大学最后一项任务，也是三年来我们在校期间对专业知识的掌握和熟练程度，是对我们所学知识的一次检验。平心而论，通过这次毕业设计，让我把所学的知识运用到实际加工中，感触颇深。通过这次毕业设计，不仅学到了许多知识，
16、而且还巩固了对“冲压工艺与模具设计”的认识，也使我认识到了实践是检验真理的唯一标准。这一次的毕业设计不仅是对三年来学习成果的考核，更让我们体会到了到了实践的快乐与艰难。另一个目的也是为了我们今后的发展道路打好了良好的基础。但是在这次设计过程中，还是发现了自己对某些专业知识运用的不够熟练，掌握的不够牢固，也意识到自己还有很多的不足。幸好有知道老师及时的督促与解决我们的困难才能够顺利完成本次的设计。这次毕业设计的过程让我有以下几点体会：1、这次毕业设计让我温习了以前所学的知识2、在校的理论要与车间的实践相结合。3、学校的基础课程是基石，专业课是模具设计宝塔。将要离开母校踏入社会之际，我们应该从这次
17、毕业设计以及几个月的实践总结出一些面对未来生活的经验以及解决一些问题的方法。我们不能太过于依靠别人，应该自己理清思路迎难而上克服困难，更要通过自己慢慢累积的经验自我调整去解决它。在待人处事方面我们应该听取长辈的教诲然后再付之于行动，这样我们才能更好的成长。 谢辞通过几个月的努力，本次的毕业设计也将接近尾声，同时，三年的学习和努力随着本次的毕业设计结束也将画上一个句号。这段经历使我慢慢变成熟，也认识到了同学舍友之间难能可贵的友谊。本论文设计在许老师的悉心指导和严格要求下完成，首先确定论文的题目，然后再到写作的具体步骤及过程，都是在许老师的悉心指导下完成的，在我写毕业设计的这段时间，许老师为我提供
18、了很大的帮助，帮我找各种材料，指导我写作格式等等。许老师认真负责的态度使我深受感动，如果没有许老师这样的关心和帮助，就根本不可能完成本次的毕业设计任务。其次是我也要感谢所有关心我的认可老师，没有你们的帮助，我也是很难完成这次的任务。然后我也要感谢我的同学以及我的室友，在我们写毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发和宝贵的建议，我们之间互相帮助互相修改并提出哪边有不足之处再加以修改。你们给我提出了很多宝贵的意见，让我能够顺利的完成本次的毕业设计。也由于你们对我的鼓励与支持，让我对未来有了更好的向往。在此我对你们表示深深的感谢！经过了这个毕业设计，从最初的确定论文题目，结合自己的实际情况以及在
19、指导老师许萍的悉心指导下，我得到了很大的进步，她给予了我悉心的指导，给了我很多宝贵的意见，这些意见给了我很大的帮助，是在我最后的一份作业上给予了很大的帮助。 在此，我再次致以深深的感谢！ 参考文献1.翁其金主编.冷冲压技术.北京：机械工业出版社 20012.模具实用技术丛书编委会编.冲模设计应用实例.北京：机械工业出版社 20013.徐政坤主编.冲压模具设计与制造.北京：化学工业出版社 20014.卢险峰.冲压工艺模具学.北京：机械工业出版社 20005.丁聚松主编.冷冲模设计.北京：机械工业出版社20026.范有发主编.冷冲压与塑料成型机械.北京：机械工业出版社 20017.王芳主编.冲压模具设计指导.北京：机械工业出版社 19988.张铮主编.模具设计与制造实训指导.北京：电子工业出版社 20009.杨长顺主编.冷挤压模具设计.北京：国防工业出版社 199410.洪深泽主编.挤压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社 199611.陈剑鹤主编.冷冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社 200112.欧圣亚主编.冷冲压与塑料成型机械。北京：机械工业出版社 200213.王新华主编.冲压设计与制造实用计算手册.北京：机械工业出版社 200314.孙凤勤主编.冲压与塑压设备.北京：机械工业出版社 199715.张鲁阳主编.模具失效与防护.北京：机械工业出版社 1998
