双圆头连接片冲压模课程设计.doc

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1、 目 录1. 冲压件工艺性分析22. 冲压工艺方案的确定23. 主要设计计算 3.1排样设计3 3.2冲裁力的计算3 3.3压力机公称压力的确定4 3.4冲裁压力中心的确定4 3.5刃口尺寸的计算54. 模具总体设计 4.1模具类型的选择6 4.2定位方式的选择6 4.3卸料、出件方式的选择6 4.4导向方式选择65. 主要零部件设计 5.1主要零件的结构设计6 5.2定位零件的设计9 5.3导料板的设计9 5.4卸料板部件设计9 5.5模架及其他零部件设计106冲压设备的选定107.工作零件的加工工艺108. 模具的装配129模具总装图12参考文献14工件名称：双圆头汽车连接片工件图：如下图

2、 生产批量：大批量材料为40钢，料厚t=3mm，图中未注公差均为一般公差（自由公差），且取中等精度。 工件图1. 冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为40钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结果简单，第一道工序是冲孔，冲一个直径12mm和一个直径20mm的内孔，第二道工序是落料，冲一个外圆直径为36mm和一个外圆直径为40mm的外圆，孔与边缘之间的距离满足要求，工件的尺寸落料按ITl4级，冲孔按IT13级计算，工件的尺寸精度一般，普通冲裁就能满足要求。2. 冲压工艺方案的确定 该工件包括落料 冲孔 两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。

3、方案二：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高，完全能满足工件技术要求。所以经过比较，根据经济的承受能力和设计的需要，在结合工件的材料力学性能，采用方案三最为合适。3.工艺尺寸计算 3.1排样设计 a排样方法的确定根据工件的形状。确定采用无废料排样的方法不可能做到，但

4、能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直排法。 b确定搭边值查表，40#钢属于中等硬度钢，取最小搭边值：工件间al=1.62mm，侧面a=1.98mm。为了方便计算取al=2mm，a=3mm。 c. 确定条料步距步距：42mm，宽度：118+3+3=124mm d条料的利用率e画出排样图根据以上资料画出排样图，如下图 排样图3.2冲裁力的计算a冲裁力F查表取材料40#钢的抗拉强度b=570MPa由 FLtb则 F=280.94357062.83357037.73570652.32kN b卸料力FX由FX=KXF，已知KX=004则 FX=KXF=0.0652.32=26.1kN

5、c推件力FT由FT=nKTF，已知n=3 ，KT=0.045则 FT=nKTF=30.045652.32=88.1kN d顶件力FD由FD=KDF，已知KD=0.05则 FD=KDF=0.05652.32=32.62kN3.3压力机公称压力的确定 本模具采用刚性卸料装置和下出料方式，所以 FZ=F+FT=740.42kN根据以上计算结果，冲压设备拟选JA21-100。3.4冲裁压力中心的确定a 按比例画出每一个凸模刃口轮廓的位置，并确定坐标系，标注各段压力中心坐标点，如下图所示。b画出坐标轴x、y。c分别计算出各段压力中点及各段压力中点的坐标值，（x1，y1）=（20，58.323），（x2，

6、y2）=（62，98），（x3,y3）=（62，18）又 F1=280.943570=480.41kN，F2=62.833570=107.44kN， F3=64.4653570=64.465kN则综上所述，冲裁件的压力中心坐标为(31.1，60.87)。3.5刃口尺寸的计算 a加工方法的确定。在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见表一

7、所示。需要在配作时保证最小双面合理间隙值Zmin=0.48mm，Zmax=0.66mm(查表)。 表一尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注落料40磨损系数x=0.5查表得冲裁双面间隙Zmin=0.48mmZmax=0.66mm 模具按IT14级制造。校核满足36磨损系数x=0.5冲孔20磨损系数x=0.7512磨损系数x=0.75孔心距80800.154. 模具总体设计 4.1模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。4.2定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，弹簧压块式侧压装置。控制条料的送进步距采用固定挡料销初定距，导正销精定距。

8、而第一件的冲压位置可由始用挡料销定距。 4.3卸料、出件方式的选择 因为工件料厚3mm，卸料力也比较大，故可采用刚性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。 4.4导向方式选择 为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。5. 主要零部件设计 5.1主要零件的结构设计 a.落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M10螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。总长L可按公式计算 L=h1+h2+h3+h=30+20+10+20=80mm 其中h1 为凸模固定板厚度，h2 为卸料板厚度，h3

9、 为导板厚度，h为自由长度。 落料凸模结构如下图所示b.冲孔凸模 因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，加工简单，便于装备与更换。冲孔凸模结构如下图所示。 12冲孔凸模结构如下图所示 20冲孔凸模结构如下图所示 c.凹模 凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位置时。要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄范围内。其轮廓尺寸可按公式计算： 凹模厚度H=kb=0.45x118=53.1mm，为了方便，取H=50mm 凹模壁厚c=（1.5-2）H=4560mm，取c=50mm 凹模宽度 B=b+2c=118+2x50=

10、218mm 取B=230mm 凹模长度 L取190mmmm（送料方向） 凹模轮廓尺寸为230mm190mm50mm，凹模结构如下图所示5.2定位零件的设计 落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径12mm和直径20mm两个孔作为导正孔。导正销采用H7/h6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/h6配合。导正销材料采用Cr12，热处理硬度为5256HRC。5.3导料板的设计 导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板厚度取10mm，采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉固定在凹模上。导料板上有始用挡料销凹槽。

11、5.4卸料板部件设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为20mm。采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC。 5.5模架及其他零部件设计 该模具采用中间式导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。导柱分别为32190、35190,导套分别为3210545、3510550。上模座厚度取45mm，上垫板厚度取10mm，固定板厚度取30mm，下模座厚度取50mm，那么该模具的闭合高度： =45+10+80+50+50-2=233mm式中：h2为凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mmL凸模长度，L=80mm H凹模厚度，H=50mm可见该模具闭合高

12、度小于所选压力机JD21-100的最大装模高度（400mm），可以使用。6.冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机JD21-100能满足要求。起主要参数如下：公称压力：1000kN滑块行程：10120mm滑块行程次数：75次min 最大闭合高度：400mm封闭高度调节量:85mm滑块中心线至床身距离：325mm立柱距离：480mm 工作台尺寸（前后x左右）：6001000 mm垫板尺寸（厚度x直径）：100x200 mm模柄孔尺寸：60x80 mm滑块底面尺寸(前后左右)：380mm500mm7.模具零件的加工工艺 本副冲裁模，模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用线

13、切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。表二所示为落料凹模的加工工艺过程。 表二工序号工序名称工序内容工序简图1备料将毛坯锻成长方体24052200mm2热处理退火3粗刨刨六面,互成直角，留单边余量0.5mm4热处理调质5磨平磨六面，互成直角6钳工划线划出各孔位置线、型孔轮廓线7加工螺钉孔、销孔及穿丝孔按位置加工螺钉孔、销孔及穿丝孔8 热处理按热处理工艺，淬火，回火达到6064HRC9 磨平面精磨上下平面10 线切割按图切割型孔达到尺寸要求11钳工精修全面达到设计要求12 检验8.模具的装配 根据级进模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙，试冲，返修。具体的情况见

14、表三所示。 表三序号工序工艺说明1凹、凸模预装1）装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度，形状。2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不适合的应重新修磨或更换。2凸模装配以型孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并用开槽沉头螺钉紧固在垫板上。3装配下模将卸料板、导板、凹模、下模座装在一起，打入销钉，并用螺栓紧固。4装配上模将上模座、垫板、凸模固定板、凸模装在一起，打入销钉，并用螺钉紧固。5试冲与调整装机试冲，并根据试冲结果作相应调整9.模具总装图通过以上设计，可得如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模座、垫板、凸模（3个）、凸模固

15、定板等组成。卸料方式采用刚性卸料，以固定卸料板推出条料，下模部分由下模座、凹模板、导料板和卸料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用固定挡料销作为粗定距，在落料凸模上安装2个导正销，利用条料上的12与20孔作为导正销孔导正，以此作为条料送进的精确定距。1. 上模座 2.凹模 3.小导柱 4.弹簧 5.弹簧芯柱 6.12冲孔凸模 7.小导套 8.下模座 9. 圆锥销 10.模柄 11.开槽沉头螺钉 12.紧固螺钉13.垫板 14.凸模固定板 15.大导套 16.紧固螺栓 17. 卸料板 18.导料板 19.M8螺钉 20.弹簧 21.大导柱 22.20导正销 23.紧固螺钉 2

16、4.12导正销 25.落料凸模 26.侧压块 27.始用挡块模具总装图 参考文献：1 魏春雷, 徐慧民. 冲压工艺与模具设计 M. 北京:北京理工大学出版社,2009 .2 林承全. 冲压模课程设计指导与范例 M. 北京: 化学工业出版社, 2008.3 李柱,徐振高,蒋向前.互换性与测量技术 M. 北京:高等教育出版社,2004.4 赵大兴.工程制图 M.北京:高等教育出版社,2004.5 徐慧民,贾颖莲.模具制造工艺 M. 北京:北京理工大学出版社,2010.6 卢秉恒.机械制造技术基础 M. 北京:机械工业出版社,2007.7 鞠鲁粤.工程材料与成型技术基础 M. 北京:高等教育出版社,2007.8 肖庆和,吴军.数控技术 M. 北京:北京航空航天大学出版社,2011.9 孙凤勤.冲压与成型设备 M 北京:高等教育出版社,2008.10 郑家贤.冲压模具设计实用手册 M. 北京:机械工业出版社,2007. 14