连接板落料冲孔模具设计说明书

冲压模具课程设计

冲孔落料模-弯曲成型模具图形设计

班 级学生姓名指导老师 KT913-5-03

汪清华 陈劲松

孔繁勋

机械工程系 2012.3.

： ： ：

第一章 工件的冲压工艺分析 ................................. 3 §1.1 设计题目 . ......................................................................................................... 3 §1.2 工件的材料分析 . ........................................................................................... 4

第二章 落料冲孔复合模的设计 ............................... 6 §2.1 落料冲孔凸模 .............................................................. 错误！未定义书签。 §2.2 选择冲压设备 ................................................................................................ 6 §2.3 模具零件设计 ................................................................................................ 7

§2.3.1 凸凹模设计 ........................................................................................... 7 §2.3.2 冲孔凸模设计 . ...................................................................................... 7 §2.3.3 凸凹模固定板设计 ........................................... 错误！未定义书签。 第三章 弯曲复合模的设计 .................................. 10

§3.1 凸凹模工作部分尺寸计算 . ...................................................................... 10

§3.2 模具零件设计 . .............................................................................................. 13

§3.2.1 弯曲凸模设计 . .................................................................................... 14 §3.2.2 凸凹模固定板设计 ........................................................................... 15 §3.2.3 压料块设计 ......................................................................................... 16 §3.2.4 凹模设计 .............................................................................................. 16 §3.2.5 卸料装置 .............................................................................................. 17 §3.3 闭合高度的校核 . ......................................................................................... 18 §3.4 模具中标准件的选用 ................................................................................ 18

参 考 文 献 .............................................. 19 总结 ..................................................... 20

第一章 工件的冲压工艺分析

§1.1 设计题目 连接板裁成型模具设计

1. 课程设计时间

2. 课程设计的目的及其要求 2.1 冲压加工在生产中的应用

冲压加工作为一个行业，在国名经济中占有很重要的地位。据统计，冲压件在各个行业中均占有相当大的比重，尤其在汽车、军工、仪表、电机、家用电器等方面所占比重更大。而本次设计的冲压件——支架—副轮罩就是汽车上的一个较小的零件。

课程设计的目的

机械设计是培养学生具有机械设计能力的一门技术基础课程，又是学习后续专业课程。掌握新的机械科学技术成就的必要基础。完成机械设计课程的目的是要掌握通用机械零件的设计原理，方法和机械设计的一般规律，培养同学们的机械系统的综合设计能力，进而能够树立创新意识，培养机械设计的创新能力，注重工艺理论与模具设计的紧密联系，在完成课程设计的同时能熟练掌握冲压基本成型工艺与模具，对板料成型技术又有一个全面的了解。提高独立思考，独立分析处理生产工艺问题的能力，为将来的技术工作打下扎实的基础。同时，要通过本次的实习，要使同学们在以下各个方面能够得到锻炼：

3.1.1熟练的运用机械设计、机械原理、机械制造基础、数据处理、现代工程材料成型及其其他相关课程中所涉及到的基础理论，以及在生产实习过程中所所学到的时间知识，正确的分析解决问题：如何合理的选择加工方法，基准面的选择，材料的合理的运用等，通过综合的分析讨论之后，得出最合理的加工方法； 3.12熟悉相关的标准和设计资料，学会使用相关手册和数据库；

3.13在设计训练过程中，培养同学们的独立分析问题、思考问题的能力，以及团队的合作能力。

3.2 课程设计的内容要求 3.21对模具进行初步分析

3.2.2对模具的部件的设计能够给出设计思路 3.3对制定工序提出工装设计任务书

3.4根据工装设计任务书进行机床专用夹具设计，包括设计方案的确定、结构设计，绘制出装配图、零件图等 3.5编写课程设计说明书 3.6进行课程设计辩答

4. 设计内容

4.1所给的成品件属于与之碳素钢钢板：这类钢板的化学成分和力学性能都有保证，冲压性能和焊接性能均较好，用以制造受力不大的冲压件。

冲压件的工艺性是指工件对冲压加工工艺的适合性，它是从冲压加工角度对产品设计提出的工艺要求。良好的工艺性体现在材料消耗少，工序数目少，模具结构简单而寿命长，产品质量稳定，操作简单等方面。

设计要求:设计该零件的冲压模 冲压件图如图1-1： 冲压技术要求：

1. 材 料：DL590 2. 材料厚度：7mm 3. 生产批量：试生产 4. 精 度：IT12

§1.2 工件的材料分析

该材料为08合金钢，是优质碳素结构钢，由《冲压手册》表8-7[7]可知，其机械性能如表1-1。由此知该板料塑性较好，对弯曲、拉深、冲孔等工艺都比较合适。零件厚度为2mm ，对该盒形零件的尺寸来说，成型比较容易。

§1.3 工件的加工可行性分析

一、最小弯曲半径 r 1=0.2t=0.4＜r=3

最小弯曲半径小于要求加工的弯曲半径。 二、最小圆形孔比较 Φ7+0. 15

根据课本 P86页知冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不

应太小。冲孔的最小尺寸取决于材料性能，凸模的强度和模具结构等。根据表

3-3可查得圆形孔最小值得 d=0.9t=0.9x2=1.8mm

+0. 150

所以满足工艺性要求。

三、孔与孔，孔与材料边缘间隙

孔与边缘之间的距离受模具的强度和冲裁件质量的制约，其值不应过小，一般要求C≥(1～1.5)t ，C′>(1.5～2)t 所以由冲件图可知 C1=8-10/2=3>1x2=2

C′=22.5-10/2-10/2=12.5＞1x2=2

由以上可知孔与孔之间距离、孔到边缘距离都能满足工艺性要求。 由以上分析汇总可得，工件满足满足加工工艺性要 。

第二章 落料冲孔复合模的设计

落料冲孔复合模装配总图

§2.1 落料冲孔复合模刃口尺寸计算 §2.1.1落料冲孔凸模：

凸凹模设计原则

冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，合理的间隙数值也必须依靠模具刃口尺寸来保证。因此，正确确定模具刃口尺寸及其公差，是设计冲裁模的主要任务之一。

确定凸、凹模刃口尺寸是，必须遵循的原则是落料模先确定凹模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最大极限尺寸。选取模具刃口制造公差时，一般冲模精度较工件精度高2~3级。本设计中的零件未注明公差，而且属于非圆形件，按国家标准非配合尺寸的IT12级精度来处理，工件尺寸公差按“入体”原则标注为单向公差。 所选精度等级是IT8,

计算公式是：D A =(D max -X ∆) X 取0.5

∆40

+0. 25

D max -∆=151. 360 . 860-1 D A =150+0. 15

D max -∆=300-0. 52 D A =29. 740

Z min =0. 246 Z max =0. 36

Z max -Z min =0. 36-0. 246=0. 11 保证双面间隙在0.246-0.36mm 之间

+0. 13

D =29. 74D max -∆=300A 0-0. 52

保证单面间隙在0.123-0.18mm 之间

§2.1.2冲孔凸模：

+0. 36

d T =(d min +X ∆) 0∆=7. 180d min 0=70-0. 09

-4

+∆

凸模、凹模工作部分尺寸按凸凹模相应部分尺寸配制，并保证双面间隙Zmin ～Zmax=0.246～0.36mm 。

§2.1.3孔边距：

000

B =(B +X∆) =11. 48L 0=11. 5j min ∆-0. 028 -∆-0. 11

-4

§2.1.4孔心距：

X 取0.5 计算公式：L T =(L min +0. 5∆) ±

L ±

∆

8

∆

=45±0. 31 L T =37. 31±0. 076 2∆

L ±=125. 36±0. 44 L T =125. 80±0. 109 2∆

L ±=40. 18±0. 31 L T =40. 49±0. 076 2

§2.2 选择冲压设备

一、力的计算

计算冲裁力

根据零件图, 用CAD 可计算出冲一次零件内外周边之和L=357.56mm(首次冲裁除外) ,又因为τ=353Mpa , t=2mm, 取K=1.3 则根据式3-18,

F=KLtτ=1.3×357.56×2×353=328.168KN

卸料力:查表3-22, 取K x =0.05,则

F x =K×F=0.05×328.168=16.408KN

推件力：由表3-28，根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h≥8mm，为了修模时能保证模具仍具有足够的强度，所以直壁高度取h=8+6=14mm，故n=h/t=14/2=7，查表3-22，取KT=0.055则

FT=n KT F=7×0.055×328.168=126.345 KN

由于采用固定卸料和下出件方式，所以

F∑= F+ FT=328.168+16.408+126.345=470.921 KN

由式3-23应选取的压力机公称压力为:

P0≥(1.1～1.3)F∑=(1.1～1.3)×470.921=518.013～612.197KN 二、压力机的选择

根据所计算的总的压力及模具外形尺寸选择压力机为100T 开式固定台可倾式曲柄压力机，《冲压模具简明设计手册》[2] （表13.11）其主要参数如表3-1下：

表3-1 压力机的参数

§2.3 模具零件设计

§2.3.1 凸凹选择

一、凸凹模长度

凸凹模长度L 应根据模具的结构确定。由于采用卸料板和固定板所以凸凹模长度应为：

L=H1+H2+H3 式中：H 1-固定板厚度； H 2-卸料板厚度；H 3-附加长度；

考虑凸凹模进入凹模的深度(0.5~1mm ) ，修模量(10~15mm ) 及模具的闭合状态下卸料板到凸凹模固定板间的安全距离(15~20mm ) 等因素确定。

§2.3.2 冲孔凸模设计

一、凸模的设计

1、凸模采用整体式结构，其形式为阶梯式。 2、凸模的固定方式 采用固定板固定，台肩固定适用于固定端形状简单固定（一般为圆形或盒形）卸料力较大的凸模，因此选台肩固定。

3、凸模的长度

此凸模的长度由结构决定。根据凸模固定板厚度，凸凹模尺寸，以及工件尺寸厚

度确定冲孔凸模的高度：L 69.6mm

二、凸模的校核 模具材料用Cr12 MoV