冲压工艺模具课程设计

目录一、止动件零件冲压工艺及模具课程设计任务书 (3)二、止动件冲裁工艺性分析 (4)三、工艺方案及模具结构类型确定 (5)四、排样设计 (6)五、计算材料的利用率 (7)六、冲裁力与压力中心的计算 (8)七、凸凹模刃口计算 (11)八、模具设计及其它零件设计 (13)九、模具装配图及零件图 (17)一、止动件零件冲压工艺及模具课程设计任务书设计题目：“止动件”零件冲压工艺及模具设计内容及任务：一、设计的主要技术参数：见产品图；二、设计任务：完成该产品的冲压工艺方案、设计说明书、模具装配图及工作零件图；三、设计工作量：●制定冲压工艺方案●模具总图一张，凸模及凹模零件图2张●设计说明书一份，20页左右四、设计要求：1.图纸用CAD绘制并交纸质图及电子档2.本任务书应与说明书、图纸一同装订成册，并加封面，装入资料袋中，否则不接收3.设计必须认真仔细，允许讨论，但严禁抄袭、复制或复印名称：止动件批量：大批量材料：Q235 厚度：2mm二、止动件冲裁工艺性分析①材料：该冲裁件的材料为Q235普通碳钢，具有较好的可冲压性能。

②零件结构：该冲裁件结构简单，形象应力也较为简单，并在转角有四处R2圆角，没有凸角，比较适合冲裁。

同时，在零件中部有两个对称的规则圆孔Φ10，并且圆孔直径满足直径落料冲裁最小孔径：min d ≥1.2t(查冲压工艺及模具设计 表3-8)，min d =2.4mm 的要求。

另外圆孔和工件外形之间的距离为7mm 。

满足冲裁最小间距min l ≥1.5t=3mm 的要求，所以该零件的结构满足冲裁要求。

③尺寸精度分析：零件上所有未标注的尺寸，属于自由尺寸，按照规定按照IT14级确定工件公差。

孔边距12mm 的偏差为-0.11mm ，属于11级精度。

查公差表可得各尺寸为：零件外形尺寸: 6574.0-mm 、24052.0-mm 、30052.0-mm 、R30052.0- mm 、R2025.0-mm零件内形尺寸: Φ1036.00+ mm孔中心距：3731.031.0+-mm结论:此零件适合运用普通冲裁的加工。

三、工艺方案及模具结构类型确定该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种方案:①先落料，再冲孔，采用单工序模生产；②落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产；③冲孔——落料连续冲压，采用级进模生产。

方案①：模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。

由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。

方案②：只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。

尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料方式。

方案③：也只需要一套模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度较复合模的低。

所以，欲保证冲压件的形位精度，通过以上三种方案的分析和比较，采用方案②为佳。

四、排样设计查表确定搭边值得:两工件间的搭边：1a=2.2m;工件边缘搭边：a=2.5m;步距为：32.2m；条料宽度B0∆-=(maxD+2a) 0∆-=65+2x2.5=70mm;偏差值查P50表3-10得∆=0.50 确定后排样图如图2所示五、计算材料的利用率一个步距内的材料利用率η:裁单件材料的利用率(按冲压工艺及冲模设计3-15)计算,即BSA =ηx100%=1550/(70x32.2)x100% =68.8%式中 A —冲裁面积(mm 2)；B —条料宽度（mm ）；S —步距(mm)。

查板材标准，宜选900mmx1000mm 的钢板，每张钢板可剪裁为14张条料(70mmx1000mm)，每张条料可冲378个工件，则总η为：总η=BLnA 1×100% =100090015503785⨯⨯×100% = 65.1%试中：n ——一张板料（或带料、条料）上的冲裁件总数目； A 1——一个冲裁件的实际面积（mm 2）；B ——板料（或带料、条料）宽度（mm ）；L ——板料（或带料、条料）长度（mm ）。

六、冲裁力与压力中心的计算1、冲裁力6.1.1落料力 总F = F 1=b KLt τ=1. 3×215.96×2×450=252.67（KN ）式中：F 落——落料力（N ）;L ——冲裁周边的长度（mm ）;T ——材料厚度；b τ——材料的搞剪强度（Mpa ），查表退火Q235材料钢为450Mpa,未退火时为350MPa ；K ——系数，一般取K=1.3。

6.1.2冲孔力 冲F =KLt b τ=Lt b σ =1.3x27x3.14x10x2x450=74.48(KN)其中：d 为冲孔直径，27x3.14为两个孔圆周长。

2、卸料力落卸卸F F F =式中：K 卸—卸料力因数，其值由[2]表2-15查得K 卸=0.05。

则卸料力：F 卸=6×0. 055 ×37.24=12.30(KN)3、推件力推件力计算按公式：F 推=nK 推F 冲式中：K推—推件力因数，其值查表得Ｋ推=0.05；n—卡在凹内的工件数，n=4。

推件力则为：F推=6×0.055×37.24=12.30 (KN)其中n=6是因有两个孔.4、模具总冲压力为：F总= F落+F F卸+F压冲=252.67+74.48+12.30+12.30=351.75KN5、压力中心为：模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。

为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑快的中心相重合。

否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，减低模具和压力机的使用寿命。

冲模的压力中心，的按下述原则确定：（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。

（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。

（3）形状复杂的零件，多孔冲模，级进模的压力中心可用解析法求出冲模压力中心。

6.5.1如图3所表示由于工件x 方向对称，故压力中心X0=32.5mm ；由于工件x 方向对称，故0y =876543218877665544332211L L L L L L L L Y L Y L Y L Y L Y L Y L Y L Y L ++++++++++++++ 其中：mm L 241= mm y 121=mm L 602= mm y 02=mm L 243= mm y 123=mm L 3.114= mm y 244=mm L 605= mm r y 97.21sin 5==α其中r=32，a=445.13225.465==r l ,a 为弧度，转换度数为008.82)28.6445.1(360=⨯mm L 3.116= mm y 246=mm L 4.317= mm y 127=mm L 4.318= mm y 128=计算时，忽略边缘4-R 2圆角。

故：y=14.17mm由以上计算可知冲压件压力中心坐标为（32.5,14.17）。

七．凸凹模刃口计算7.1 落料模具工作零件刃口尺寸计算：落料部分以落料凹模为基准计算，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此均属于A 类尺寸。

零件图中落料部分的尺寸偏差如下：mm 074.065- mm 052.024- mm 052.030- mm R 052.030- mm R 025.02- 查（冲压工艺及冲模设计，表3-4）可知：凸模和凹模最小间隙为：mm Z 22.0min =凸模和凹模最大间隙为：mm Z 26.0max =；查（冲压工艺及冲模设计，表3-5）可知因数X 为：5.050.0=≥∆x 时，当当∆＜0.50时，x=0.75查（冲压工艺及冲模设计，表3-8）可知：()40max ∆+∆-=x A A d ()185.0074.00max 63.6474.05.06565++=⨯-=d ()13.004/52.0074.2352.05.02424++=⨯-=d ()13.004/52.0074.2952.05.03030++=⨯-=d ()063.004/25.00281.125.075.02++=⨯-=d R 落料部分相应的凸模尺寸按凹模尺寸配制，保证其双面间隙为：0.22mm ～0.26mm 。

7.2 冲孔模具工作零件刃口尺寸计算：冲Φ10的孔时，凸模外形为圆孔，故模具采用凸、凹模分开的加工的方法制造，以冲孔凸模为基准计算，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：查（冲压工艺及冲模设计，表3-4）可知：凸模和凹模最小间隙为：mm Z 22.0min =凸模和凹模最大间隙为：mm Z 26.0max =查（冲压工艺及冲模设计 表3-5）得因数x 为： x=0.5查（互换性及其测量技术 标准公差表）得：凸模按IT6，凹模按IT7级查，可知：mm p 011.0=δ mm d 018.0=δ校核：mm Z Z 040.0220.0260.0min max =-=- mm d p 039.0018.0011.0=+=+δδ 满足：d p Z Z δδ+≥-m in m ax 条件查（冲压工艺及冲模设计 表3-6）得：凸模尺寸计算：()0min px d d p δ-∆+= =（10+0.5x0.36）0011.0- mm=10.180011.0-mm凹模尺寸计算：dZ d d p d δ++=0min )( =（10.18+0.22）018.00+mm=10.40018.00+mm孔心距尺寸计算：两圆孔之间的位置公差∆为0.62mm查（冲压工艺及冲模设计，表3-5）可知因数X 为：x=0.5 查（冲压工艺及冲模设计 表3-6）得：2)2/(min dd L L δ±∆+==(37-0.31+0.5x0.52)± 0.125x0.52mm=37±0.078mm八、模具设计及其它零件设计8.1 工作零件结构尺寸落料凹模板尺寸：落料凹模厚度：H=ks （≥8mm ）式中：s ——垂直于送料方向凹模型孔壁间最大距离 K ——由b 和材料厚度t 决定的凹模厚度系数 则：s=65mm查表3-15知，k=0.28 H=0.28x65=18.2mm落料凹模壁厚：C ≥（1.5～2）H=（1.5～2）x18.2=（27.3～36.4）mm则取：C=30mm查标准JB/6743.1-94: 凹模板宽B=125mm送料方向的凹模长度：L=212s s +式中：1s ——送料方向的凹模刃壁间最大距离；2s ——送料方向的凹模刃壁之凹模边缘的最小距离，其值查（冲压工艺及冲模设计 表3-14）。