1、广东石油化工学院课程设计说明书 题 目：冲压模具课程设计 专 业： 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 完成时间：2011年03月6日至2011年04月06日 摘 要 当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。我们利用模具加工各种的工件，以便来满足人们的需要，模具的发展给我们带来了新的生活，新的时代。冲压模具作为制造产品（或半产品）的一种工具，其作用是完成某种工艺。模具设计必须满足工艺要求，最终满足产品的形状、尺寸和精度的要求。因此冲压设计师必须掌握冲压工艺，包括冲压工艺的
2、分类、各种工艺计算、工艺制订等基础知识，而后才可以选择模具的类型，进行模具设计，使模具的类型表面质量、尺寸精度结构及尺寸等满足工艺及产品的要求。冷冲压工艺大致分两类：分离工序和成型工序。分离工序的目的是在冲压过程中将冲压件与板料按一定的轮廓线进行分离：分离工序又可分为落料、冲孔和剪切等。成型工序的目的是使冲压毛胚在不破坏其完整性的条件下产生塑性变形，并转化成产品所需要的形状：成形工序又分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀形、扩孔等。 冷冲压模具是冲压生产的主要工艺设备。冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等，与模具结构及设计是否合理关系极大。在这次设计中根据所给题目的要求，我首先对冲压件进
3、行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择了冲孔落料的方案。 根据对零件的综合分析，在本人这次设计中我设计的模具是轭铁冲孔落料复合模，主要介绍的是模具的冲孔落料，首先对零件进行了工艺性分析，然后选择最佳工艺生产方案，经过计算分析完成该模具的主要设计计算，凸、凹模工作部分的设计计算，还有主要零部件的结构设计。完成一系列的计算后，画出总装图、凸凹模配合图等设计模具必备的图纸。完成模具设计的大部分程序。关键词：轭铁，冲孔，落料，搭边，尺寸精度设计要求:1.选择合理的冲裁工艺2.确定正确的冲裁方案3.计算相关的零件尺寸4.
4、完成合理的装配方案及冲压调试 分析其使用场合及使用要求冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。冲裁件的形状应能符合材料合理排样，减少废料。 冲裁各直线或曲线的连接处，宜有适当的圆角。 冲裁件凸出或凹入部分宽度不宜太小，并应避免过长的悬臂与窄槽。腰圆形冲裁件，如允许圆弧半径，则R应大于料宽的一半，即能采用少废料排样；如限定圆弧半径等于工件宽度之半，就不能采用少废料排样，否则会有台肩产生。冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过
5、小。冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离，受到模具强度的限制，不能太小。在弯曲件或拉深件上冲孔时，其孔壁与工件之间的距离不能过小。 该制件是电磁继电器的轭铁，在不提高轭铁和铁心（车削制件）的加工精度要求的前提下，改变尺寸标注方法，满足装配尺寸要求。分析其结构工艺性（1）对冲压成形性能的要求为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有良好的冲压成形性能。而冲压成形性能与材料的机械性能密切相关，通常要求材料应具有：良好的塑性，屈强比小，弹性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系数小。（2）对材料厚度公差的要求 材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度公
6、差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。对表面质量的要求材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着物。表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦伤模具，工件表面质量好。（3）常用冲压材料 冲压用材料的形状有各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压，对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。带料（又称卷料）有各种规格的宽度，展开长度可达几千米，适用于大批量生产的自动送料，材料厚度很小时也是做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。 所以该制件是由于DT4E纯铁板的材料力学性能与Q215相近，制件弯曲半径
7、大于该种材料的最小弯曲半径（当弯曲线与轧制方向垂直时）,且弯曲线远离尺寸突变处。该弯曲件弯曲线两侧形状不对称，弯曲时应注意可能产生偏移，好在较长边有一 圆孔，较短边有尺寸220.1凸肩，这些都有利于采取措施防止偏移。 综上述分析，可判定该制件可以用冲裁加工成形。冲裁、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工序，下面以常见的冲裁件、弯曲件及拉深件为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算及模具设计。冲裁模零件简图：如图1 - 1所示名称：轭铁生产批量：25万件/年材料：冷轧纯铁板材料厚度：1.2mm要求设计此工件的冲裁模。 图1 - 1冲压件工艺分析该零件形状简单、对称，是由圆弧和直
8、线组成的由表2-10、2-11查得，冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。方案一采用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案二采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化
9、。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。比较方案一与方案二，对于所给零件，由于两小孔比较接近边缘，复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结构与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件性质故采用级进模加工。1.计算条料宽度及确定步距采用单排方案，如图3-2。由表2-18确定搭边值，根据零件形状两式件间按矩形取搭边值，侧边取搭边值。则 进距： 条料宽度： 查表2-19， 图3-2 排样图2 计算冲压力该模具采用钢性卸料和下出料方式1） 落料力查表8-7 2） 冲孔力中心孔： 2个
10、小孔： 3） 冲裁时的推件力查表2-37 取表2-38，序号1的凹模刃口形式，则个故 为避免各凸模冲裁力的最大值同时出现，且考虑到凸模相距很近时避免小直径凸模由于承受材料流动挤压力作用而产生倾斜或折断故把三冲孔凸模设计成阶梯凸模如图3-3图3-3则最大冲压力： 3 确定模具压力中心如图3-4，根据图形分析，因为工件图形对称，故落料时的压力中心在上；冲孔时、的压力中心在上。图3-4 设冲模压力中心离点的距离为，根据力矩平衡原理得： 由此算得 4.冲模刃口尺寸及公差的计算1）冲孔部分对冲孔和采用凸、凹模分开的加工方法由表2-23查得， 由表2-28查得对冲孔时：， 对冲孔时： ， 故满足条件查表2
11、-30得 ，则冲孔部分： 冲孔部分：尺寸极限偏差转化为 2）落料部分对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸。零件图中末注公差的尺寸由表10-11查出其极限偏差： 、尺寸极限偏差转化为、查表2-30得 则： 该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值。5 确定各主要零件结构尺寸1）凹模外形尺寸的确定凹模厚度的确定： 取总压力 工件长凹模宽度的确定： 取 步距工件宽 2）凸模长度Lp的确定凸模长度计算为 其中初定：导尺厚 卸料板厚 凸模固定板厚 凸模修磨量 则： 先用冲床的公称压力应大于计算出
12、的总压力；最大闭合高度应大于冲模闭合高度；工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可称用J23-16开式双柱可倾压力机。并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。双柱可倾压力机J23-16参数： 公称压力： 滑块行程： 最大闭合高度： 连杆调节量： 工作台尺寸（前后左右）： 垫板尺寸（厚度孔径）： 模柄尺寸（直径深度）： 最大倾斜角度：设计并绘制总装图、选取标准件按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。绘制总装图如图3-5所示，为单排冲孔落料连续模。按模具标准，选取所需的标准件，查得标准件代号及标记。部分零件尺寸：上模座：下模座：导柱：导套：垫板： 凸
13、模固定板：凹模： 卸料板： 图3 - 5总 结设计是源头，设计虽然只占模具成本的10%左右，却决定了整个模具成本的70%80%。所以，作者在设计时详尽地考虑了模具结构，考虑提高生产率，如何方便维修。但是，又不能完全依赖于设计，在实际生产中要具体问题具体分析，根据实际状况进行模具调整也是必需的。在生产中模具的维修、保养也是很重要的。在模具维修时，应该多注意细节，找出根本原因，针对其维修。在拆装模具时，要认真仔细，以防损伤模具。定期的维护、保养也可以大大提高模具寿命。从整个设计过程来看，该电器开关过电片采用多工位级进模，模具结构设计合理，加工简单，操作方便，通过连续冲裁、弯曲等几道工序一次成形，工作效高，零件成形质量好，大大提高了生产率，降低了生产成本，满足了生产需求，而且该设计思路可扩展推广到其它类似零件的产品模具设计中。当然，由于作者知识水平有限，对实践的缺乏，当中不乏有不足之处，还有待在以后的工作实践当中不断地完善和创新！14
