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1、板料成型工艺及模具设计课程设计指导书一、设计课题零件简图:如右图所示材料：Q235板厚： 1mm精度等级：IT11生产批量：大批量图1.1二、设计内容2.1 冲压件工艺分析1) 该工件只有落料一个工序,材料为Q235；2) 工件的外形左右对称；3) 该工件上无过长的突出悬臂和凹槽；4) 该工件的精度等级为IT11，属于一般的精度等级；5) 综上所述，该工件的结构工艺性较好，冲裁较为容易。2.2 确定冲压工艺方案该工件只有落料一个工序，可以有以下几种工艺方案：方案一：采用一副简单的落料模，其排样图有两种形式，第一种是采用单排形式，其排样图如下图所示图2.2.1第二种是双排形式，冲裁时先冲一侧条料
2、上的工件，冲完之后将工件翻转，冲裁安排在条料另一侧上的工件，其排样图如下图所示图2.2.2方案二：在一副落料模中不同的位置设置两副落料用的凸模和凹模，即在一次冲裁行程中同时冲下两个工件，根据凸模位置不同，其排样图有两种，如下图所示图2.2.3图2.2.4分析比较：方案一：.采用单工序模生产，模具结构简单，制造成本低。方案二：一副模具上装两副凸凹模，结构设计较为复杂，制造成本较高。方案确定：虽然方案二生产效率较高，但是模具的制造成本较高，结构设计较为复杂。相比之下，方案一模具结构简单，制造成本低，节约生产资本。2.3 主要设计计算2.3.1 工件尺寸公差转换及毛坯尺寸计算图2.3.1按“入体原则
3、”标注工件尺寸公差，由文献（2）p257表3-2公差等级为11级时工件上的尺寸如图：毛坯的面积为毛坯周长为2.3.2 排样及相关计算 采用导料板进行侧向导料，且增加测压装置保证精度要求。采用单排，图2.3.2.1由文献（1）p43表2-8查的最小搭边值分别为：侧面；工件间。由文献（1）p44表2-9查得工件最大宽度为96mm时，条料宽度的单向偏差为由文献（1）p44表2-9查的导料板与最宽条料之间的间隙值为b=5mm则由文献（1）p44式（2.26）有条料的宽度为 由文献（1）p44式（2.27）有导料板间距离为 相邻两工件之间的中心距为材料的利用率为采用双排：图2.3.2.2由文献（1）p4
4、3表2-8查的最小搭边值分别为：侧面；工件间。上下两个工件的垂直距离计算 S1=67.5mm由文献（1）p44表2-9查得工件最大宽度为163.5mm时，条料宽度的单向偏差为由文献（1）p44表2-9查的导料板与最宽条料之间的间隙值为b=5mm则由文献（1）p44式（2.26）有条料的宽度为 由文献（1）p44式（2.27）有导料板间距离为A=B+b=172.5mm 相邻两工件之间的中心距为l=66mm材料的利用率为 由于采用双排排样时材料的利用率较单排的利用率高，所以排样方式选用双排排样。2.3.3 冲压力计算由文献（4）p29表1-50有Q235抗拉强度大约为170Mpa，在此次计算中取。
5、由文献（1）p37式（2.18）有冲裁力：由文献（1）p40表2.6有K推=0.050，并取n=7由文献（1）p40式2.22有推件力为：由文献（1）p40表2.6有由文献（1）p40式（2.21）有卸料力为：冲压工艺力为： 为使压力机安全工作，取压力机的公称压力为冲压工艺力的1.2倍，则有：压力机公称压力：2.3.4 压力机初选根据冲压工艺总力计算结果，并结合工件高度，初选开式双柱可倾压力机J23-10.2.3.5 凸凹模刃口尺寸计算由文献（1）P30式（2.2）由经验值法确定最小间隙值，并查表2.3则有该工件属于落料件，选凹模为设计基准，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由
6、凹模实际尺寸按间隙要求配作。由文献（2）p257表3-2公差等级为11级时工件上的尺寸及相应的磨损系数如下表所示尺寸编号尺寸大小尺寸公差磨损系数A0.200mm1B0.200mm1C0.250mm1D0.230mm1落料凹凸模的尺寸如下图所示： 凸模刃口尺寸（图2.3.5.2）凹模刃口尺寸（图2.3.5.3） 3.3.6 压力中心的计算由图可知压力中心一定在凹模几何中心。2.4 模具的总体设计2.4.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序冲压，所以模具类型为单工序落料模，又由于精度要求不高，所以选用后侧导柱型模座。图2.4.12.4.2 定位方式的选择 导料采用导料板，并采用挡料销、
7、初始挡料销定位。2.4.3卸料方式的选择由于材料较硬，在冲压过程中板料不会发生翘曲变形，采用弹性卸料和下出料方式。2.4.4 导向方式的选择由于工件的结构较为简单，同时为了节约生产成本，简化模具结构降低模具制造难度，方便安装调整，该单工序落料模采用后侧导柱导套式落料模。2.5 模具零部件设计2.5.1 整体式凹模冲裁时凹模承受冲裁力和侧向压力的作用，受力情况比较复杂，通常根据冲裁的板料的厚度和冲裁件的轮廓尺寸按经验公式来确定，由文献（1）p76式（3.11）、（3.12），查表3.3中的凹模厚度系数k=0.18，得凹模的尺寸为：图2.5.1.22.5.2 凸模图2.5.2.1由工件形状可知凸模
8、形式为十字形凸模，且通过分析比较：落料凸模截面较大，为固定方便采用圆凸台固定较为可靠。凸模长度计算：L=h+（1520）mm；上式中，=30mm-凸模固定板厚度； =14mm-卸料板厚度； =8mm导尺厚度 L=70mm凸模长度。1520mm包含凸模进入凹模的深度、凸模修磨量、冲模在闭合状态下卸料板到凸模固定板间的距离。凸模长度由上表可查得, L=70 mm由于此工件的形状较为复杂，加工时比较适合采用线切割加工，考虑到加工工艺性要求，凸模采用直通式，固定方式采用铆接式，凸模的长度取为50mm,当凹模的尺寸确定之后，由文献(3)p128表5-3得弹压卸料纵向和横向送料典型组合尺寸（GB/T806
9、6.2-95）2.5.3模架的选用零件名称零件数零件尺寸(mm)凸模170配用模架闭合高度（H）最大最小240200垫板厚度18固定板厚度130卸料板厚度114凹模厚度120凹模固定螺钉6M10X60凹模固定销钉4M10X60压缩橡皮4设计时根据卸料力选取卸料螺钉48X65凸模固定螺钉4M16X90由于工件精度要求不太高，且考虑模具结构简单。故选择后侧导柱模架。由 3 105页表4-6可查得表2 模座尺寸（单位：mm）凹模周界L250B200模座厚度H上模座45下模座50上模座宽度L260导柱孔间距S250导柱孔中心与上、下模座中心的距离A130导柱孔中心与上、下模座最大距离A235模座导柱凸
10、缘半径 R45上、下模座凸缘长度 l100上模座d(H7)基本尺寸45极限偏差下模座d（H7） 基本尺寸32极限偏差2.5.4 导柱导套的选用由模架尺寸选用导柱导套，选用滑动导柱B型及滑动导套B型，由 4 78页表3-38及表3-39 可查得导柱导套尺寸如下表： 表4 导柱尺寸（单位：mm） 导柱直径d基本尺寸35极限偏差h5h6导柱长度L160230 表5 导套尺寸（单位：mm）导套外圆直径D基本尺寸50极限偏差导套长度L115导套上端尺寸H452.5.5 压力机的选用由前面冲裁力计算结果可知F= 127.03KN。由模具的设计及实际情况考虑选择开式双柱可倾压力机J23-25。具体参数见下表
11、：表 6开式双柱可倾压力机参数d基本尺寸32极限偏差0.050d1M20X1.2L79L156L23S27d218d311d4M6b3.5c1.5三、模具装配 根据落料模的特点，先装上模，再装下模较为合理，并调整间隙，试冲，返修。具体过程如下。参考文献1 吴诗惇主编.冲压工艺及模具设计西北工业大学出版社，2002年；2 甘永立主编几何公差与检测M8版,上海：上海科学出版社，2008.1；3.王立人，张辉主编.冲压模具设计指导M北京：北京理工大学出版社，2009.8；4 冯炳尧，韩泰荣，蒋文森主编.模具设计与制造简明手册S第二版.上海：上海科学技术出版社，1998.7；5侯洪生主编。机械工程图学M北京：科学出版社，2001
