河池学院。
冲压模具课程设计。设。计。
说。明。
书。题目： u形连接片。
指导老师： 毛献昌
学生： 李苟权。
学号：2008105412
河池学院物理与电子工程系。
前言。设计目的：
机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生一次全面的设计能力训练，其目的是：
1. 通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其它先修课程的的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。
2. 学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。
3. 通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件的工作能力，确定尺寸及掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。
4. 学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册、运用标准和规范等。
5. 通过课程设计，学生可以综合运用所学的机械设计的理论知识和方法，掌握设计的一般规律，培养解决机械工程中实际问题的能力。
6. 学会从冲压件的要求出发，合理选择系统或机器的类型，制定设计方案，正确计算模具的工作能力，确定其尺寸、形状、结构，并考虑制造工艺、使用、
维护、经济、安全等问题，训练设计能力。
7. 另外，在课程设计的过程当中，学生可以通过查阅、分析、计算、绘图等过程，学习正确运用标准、规范、手册、图册等技术资料，训练设计的基本技。
能。8. 同时，把在理论教学中学到的知识具体运用到实际工作中，提高学生的综合素质，从而达到工程师基本培训的目的，使学生成为既有理论知识，又有实。
际动手能力的工程技术既管理人才。
目录。前言2
1 u形连接片的工艺分析。
1.1 零件图原始数据5
1.2 工艺分析5
1.3冲裁工艺方案的确定6
1.4 模具结构形式的确定6
1.5 工艺尺寸计算6
1.5.1 排样设计6
1.5.2 冲裁力的计算7
2 冲裁压力中心的确定。
2.1冲裁压力中心的分析与确定8
3刃口的尺寸计算。
3.1刃口尺寸计算8
4模具总体结构设计。
4.1模具总体分析与结构设计11
5主要零部件的设计。
5.1工作零部件的结构设计11
5.2定位零件的设计12
5.3模架及其它零部件的设计13
6 模具**图14
7 选压力机的选择。
7.1压力机的选取原则15
7.2选取压力机15
8 模具零件的加工工艺16
9 模具的装配18
10冲模的安装和安全技术18
11设计体会18
12参考资料19
1 u形连接片的工艺分析。
1.1 零件图原始数据。
材料为40钢，料厚t=3mm，大批量生产，图中未注公差均为一般公差（自由公差），且取中等精度。
图1-1 u形连接片。
1.2 工艺分析。
此工件既有冲孔又有落料两个工序。材料为40钢、t=3mm的优质碳素结构钢，具有较高的强度和良好的切削性，冷变形塑性中等，焊接性不好，经淬火回火后可焊接，热处理时无回火脆性，但淬透性低。工件的结构简单，有四个直径为12mm的圆孔。
此工件满足冲裁的加工要求，孔与工件的边缘之间大于最小壁厚4mm。工件按落料it11级，冲孔按it10级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全满足要求。
1.3冲裁工艺方案的确定。
1）方案的种类该工件包括落料和冲孔两个工序，可以有下面的三种工艺方案。
方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。
方案二：冲孔落料级进冲压。才用级进模生产。
方案三：采用落料—冲孔同时进行的复合模生产。
2）方案的比较各方案的特点及比较如下。
方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两套模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需要的要求，难以满足生产需要。所以不宜采用。
方案二：级进模是一种多任务位、效率高的加工方法。但是级进模的轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量、小型冲压件。
而本工件的尺寸轮廓较大，采用此方案不是很好。所以也排除。
方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具的轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。用先冲孔后落料的方法故本方案。
3）方案的确定综上所述，本套模具采用冲孔-落料复合模。
1.4 模具结构形式的确定。
复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件的形状后脱落的方便性，正装式复合模成型或留在工件的下模，急需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成型后工件留在上模，只需要在上模装一副推件装置，故采用倒装式复合模。
1.5 工艺尺寸计算。
1.5.1 排样设计。
a. 排样方案的确定
根据工件的形状，确定采用无废料的方案是不可能的了，因为工件属于对称件，鉴于有凹进去的圆弧，则可以采用如图的排样方案。粗画排样图如图1-2所示。
图1-2 粗画排样图。
b. 确定搭边值查表2-15，取最小的搭边值：工件间a1=2.8，侧面a=3.2。
考虑到工件的尺寸较大，在冲压的过程中必须在两边设置压边值，则取a=5；为了方便计算取a1=3。
c.确定调料步距步距：118mm，宽度：99+5+5=109mm。
d. 条料的利用率。
e. 画出排样图根据以上资料画出排样图，如图1-3所示。
图1-3 排样图。
1.5.2 冲裁力的计算。
a. 冲裁力f
查表9-1取材料40钢的抗拉强度σb=570mp
b式中 t—材料厚度，单位mm
l—冲裁周长，单位mm
b—材料抗拉强度，单位mpa
已知：l=(90-5-5) 2+(70-5-8) 2+(20-5-5) 2+(56-5-5)+(36-8-8)+(23.145/4) 6+(23.
148/4) 2+(123.14) 4=582.94
所以 f=ltσb =(582.943570n=996827.4n≈1000kn
b. 卸料力f卸。
由f卸=k卸f，已知k卸=0.04 (查表2-17)
则f卸=k卸f=0.041000kn=40kn
c. 推件力f推。
由f推=nk推f，已知n=2 k推=0.045（查表2-17）
则 f推=nk推f=40.0451000 kn =180kn
d. 顶件力f顶。
由f顶=，已知k顶=0.05（查表2-17）
则 f顶=k顶f=0.051000 kn =50kn
e. 冲裁力f
f=f+f推=1000kn+180kn=1180kn
2冲裁压力中心的确定。
2.1冲裁压力中心的分析与确定。
为了保证压力机和模具平稳的工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线重合，对于使用模柄的中小型模具就是要使其压力中心与模柄轴线相重合，否则将会使冲模和压力机滑块承受侧向力，产生偏移，引起凸、凹模间隙不均匀和导向零件加速磨损，还会引起压力机导轨的磨损、影响压力机精度，严重时会损坏模具和设备，造成冲压事故。
任何几何图形的重心就是其压力中心。对于复杂工件和多凸模冲裁的压力中心，可利用力矩原理用计算法求得，即分力对某坐标轴力矩之和等于其合力对该坐标轴的力矩。
在实际生产中，可能出现冲模压力中心在冲压过程中发生冲压变形的情况，或者由于冲压件形状的特殊性，从模具结构考虑不宜于使压力中心与滑块中心重合，这时应注意使压力中心偏离不致超出所选压力机所允许范围。
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，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则，会使冲模和力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。
对称件的压力中心位于冲件轮廓图像的几何中心。
3刃口的尺寸计算。
3.1刃口尺寸计算。
a.加工方法的确定。结合模具及工件的形状特点，此模具制造宜采用配作法，落料时，选择凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模实际尺寸按要求配作；冲孔时，则只需计算凸模的刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模实际尺寸按要求配作；只是需要在配作时保证最小间隙值zmin=0.
480mm（查表2-8）。凸凹模刃口尺寸由凸模配作尺寸和凹模配作尺寸结合完成。
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