冲压模具课程设计说明书

目录任务概述2

1.1冲压件工艺性分析3

1.2冲压工艺方案的确定3

1.3主要设计计算3

1.4模具的主要零部件的结构与尺寸 ··14

1.5 模具总体设计18

总结21参考文献21

任务描述：工件名称：支架板。

工件简图：如下图。

生产批量：大批量。

材料：45钢。

材料厚度：3mm

要求：1.完成模具**图（3d电子文档）；

2.完成**配图，图纸符合国家制图标准；

3．绘制工程图，图纸符合国家制图标准；

4．编写设计说明书。（a4纸打印）

1.1 冲压件工艺性分析。

该零件结构简单，是由圆弧和直线组成的。此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为45钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。

工件结构相对简单，有一个φ43mm的孔和φ66mm的孔；有表附1和表2查出，冲裁件内外形所能达到的经济精度为it12～it13，孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.7，两孔中心距为±0.125。

将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可以认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲孔落料复合冲裁模进行加工，且一次冲压成形。

1.2 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。

方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。

方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，且使用倒装复合模。倒装复合膜主要优点是废料能直接从压力机台面落下，而冲裁件从上模推下，比较容易引出去，因此操作方便安全。

由于倒转复合膜易于安装送料装置，生产效率高，所以倒装复合模应用比较广泛。

1.3 主要设计计算。

一) 排样方式的确定及其计算

排样：冲裁件在条料上布置的方法称为排样。

排样的原则如下：

1) 提高材料的利用率。对于冲裁件来说由于产量大，冲压的生产率高，所以材料费用常会占冲裁总成本的60％以上。材料的利用率是一项很重要的指标。

要提高材料利用率，就必须要减少废料面积。冲裁过程中所产生的废料可分结构废料与工艺废料两种。结构废料是由工件形状决定的。

而工艺废料则是由冲压方式与排样方式决定的。因此要提高材料利用率主要应从减小工艺废料着手，设计出合理的排样方案。

2) 使工人操作方便，安全，减少工人的劳动强度。条料在冲裁过程中翻动要少。在材料利用率相同或相近时，应尽可能选条料宽，进距小的排样方法，它还可减少板料裁切次数，节省剪裁备料的时间。

3) 使模具结构简单，寿命较高。

4) 排样应保证冲裁件的质量。

排样方法：根据材料经济利用原则，排样方法可分为：

a) 有废料排样法。

有废料排样是在冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间，都有工艺余料（称搭边）的存在。冲裁是沿着冲裁件的封闭轮廓进行，所以冲裁件质量较好。

模具的寿命较长，但材料的利用率较低。

b) 少废料排样法。

少废料排样法是在冲裁件与冲裁件之间或只有在冲裁件与条料侧边之间留有搭边，而在冲裁件与条料侧边或冲裁件与冲裁件之间无搭边存在。这种排样方法的冲裁只沿着冲裁件的部分外轮廓进行，材料的利用率可达70％～90％。

c) 无废料排样法。

无废料排样法是在冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与侧边之间均无搭边存在。这种排样方法的冲裁件实际上是直接由切断条料获得。所以材料的利用率可达85％～95％。

由于加工的支架板零件的竞速要求，所以只能选择第一种排样方法：有废料排样法。设计倒装复合模。

首先要设计条料排样图。我们采用直排的排样方案。材料的利用率高，如图1-2所示。

图1-2排样。

搭边。排样时将冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺余料称为搭边。

1) 搭边的作用：

a. 起补偿条料的裁剪误差、送料步距误差以及补偿由于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪料误差的作用。若没有搭边则可能发生工件缺角、缺边或尺寸超差等废品。

b. 使凸凹刃口双边受力。由于搭边的存在，使凸凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁，受力平衡、合理间隙不易破坏。模具寿命与工作断面质量都能提高。

c. 对于利用搭边拉条料的自殴打那个送料模具，搭边使条料有一定的刚度以保证条料的连续送进。

2) 搭边的数值。

搭边过大，浪费材料。搭边过小，起不到上述应有作用。过小的搭边还可能呗拉入凸模和凹模的间隙，使模具容易磨损，甚至损坏模具刃口。

搭边的合理数值就是保证冲裁件质量，保证模具较长寿命，保证自动送料时不被拉弯拉断下允许的最小值。

搭边的合理数值，主要决定于冲裁件质量、材料厚度、材料种类、仲裁件的大小及冲裁件的轮廓形状等。

查表得到的最小搭边值：

工件间 a=2.5mm 取a=3mm

侧面 a1=2.8mm 取a1=3mm

二）送料步距与条料宽度的计算。

送料步距 a

条料在模具上每次送进的距离称为送料步距。每一个步距可以冲出一个零件，也可以冲出几个零件，送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁间的对应点之间的距离。

每次只冲一个零件的步距a的计算公式为：

a = d + a

式中 d－平行于送料方向的冲裁件宽度。

a－冲裁件之间的搭边值。

步距 a＝ 143 + 3 ＝ 146 mm

条料宽度 b

条料是由板料裁剪下料而得，为了保证送料顺利，裁剪时的公差带分布规定上偏差为零，下偏差为负值（- 条料在模具上送进时一般都有导向，当使用导料板导向而又无侧压装置时，在宽度方向也会产生送料误差。条料宽度b的计算应保证在这二种误差的影响下，仍然保证在冲裁件与条料侧边之间有一定的搭边值a。

条料宽b＝（ d + 2a1 +

式中d－冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸；

a1－冲裁件与条料侧边的搭边；

－板料剪裁时的下偏差。

查表得 △ 1.0

b =（208 + 2 × 3 + 1.0 ）=215 mm

材料利用率的计算：

材料的利用率通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率来表示：

式中。— 一个步距内零件的实际面积。

— 一个步距内所需毛坯面积。

a ——送料步距。

b ——条料宽度。

材料利用率。

三）冲裁力的计算：

冲裁力是选择压力机的主要依据，也是设计模具所必须的数据。

在冲裁过程中，冲裁力的大小是不断变化的，如右1-3图所示，图中ab段为弹性变形阶段，板料上的冲裁力随凸模的下图1-3

压直线增加。bc段为塑性变形阶段，c点为冲裁力的最大值。凸模再压下，材料内部产生裂纹并迅速扩展，冲裁力下降，所以cd是断裂阶段。

到达d点，上、下裂纹重合，板料已经分离。de所用的压力，仅是克服摩擦的阻力，推出已分离的料。冲裁力是指板料作用再凸模上的最大抗力。

图1-4刃口形式。

对于普通平刃口的冲裁，冲裁力。

式中。f ——冲裁力（n）

l ——冲裁件的周长（mm）

t ——材料的抗剪强度。

k ——系数。是考虑到刃口钝化间隙不均匀，材料力学性能与厚度波动等因素而增加的安全系数。常取 k = 1.3

冲裁件的周长。

l = 655 mm

板料厚度。t = 3 mm

抗剪强度可查表得：

取 260 mpa

f=1.3×655×3×260= 664170 n

四）卸料力与推件力：

冲裁时，材料再分离前存在着弹性变形，在一般冲裁条件下，冲裁后材料的弹性恢复，使落料与冲孔废料梗塞在凹模内，而板料则紧箍在凸模上，为了使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的板料卸下，将梗塞在凹模内的工件或废料向下推出或向上顶出。

卸料力推件力

式中 f ——冲裁力。

—— 卸料力系数。

—— 推件力系数。由表查得。

＝ 26567n

＝ 29888 n

压力机所需总压力：

720625 n

冲压设备的选用：

冲压设备的选用包括选择设备类型和确定设备规格两项内容。

根据冲压工艺的性质，生产批量大小，冲压件的几何形状，尺寸精度等要求，选择压力机为：j22 - 800

五) 模具压力中心的计算：

冲压力合力的作用点称为模具的压力中心。模具的压力中心必须通过模柄轴线而和压力机滑块的中心线重合。否则滑块就会受到偏心载荷而导致滑块导轨和模具的不正常摩擦，降低模具寿命甚至磨损模具。

压力中心的计算是通过空间平行力及合力的作用线的求解方法。

图1-4由以上计算可得压力中心a的位置为（ 117.95 ， 80.96 ）

六）凸模和凹模工作部分尺寸的计算。

尺寸计算的原则。

a. 落料时，落料件的尺寸由凹模决定，因此应以落料凹模为设计基准。冲孔的尺寸是由凸模决定的，因此应以冲孔凸模为设计基准。

b. 凸模和凹模应考虑磨损规律。凹模磨损后会增大落料件的尺寸，凸模磨损后会减少冲孔件的尺寸，为了提高模具寿命，在制造新模具时应把凹模尺寸做得趋向于落料件的最小极限尺寸，把凸模尺寸做得趋向于冲孔件的最大极限尺寸。

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