课程设计说明书

2024年1月份。

教学单位：武汉理工大学华夏学院。

院系：机电系。

负责老师：欧阳伟

实验人：唐晓龙。

班级：材料及控制工程（模具）

学号：10112608120

目录。一，模具的零件分析2

二，工艺方案的选择2

三，冲裁工艺的计算2

四，压力中心的确定3

五，冲裁模的刃口计算3

六，凹模的孔口高度，及外形尺寸计算………5

七，固定板的计算6

八，卸料板的计算6

九，弹性元件橡胶的计算6

十，凸模的长度计算7

十一，其他零件的计算和选择7

十二，冲裁模的合模高度的确定8

十三，压力机的选择和校核8

十四，排样的选择和计算8

十五，总结11

十六，参考文献12

一，零件的工艺分析。

零件如图1，材料为q235 ，厚度为1mm的板件，原材料为带料。从零件的工序分析不难看出，零件需要落料，冲孔两道工序完成。

二，工艺方案的选择

方案1，采用两副模具分别完成两道工序，分别为：落料模一副；冲孔模一副。

方案2，采用一副复合模同时在一副模具上完成冲孔和落料粮道工序。

两方案的缺点：方案1，若要满足批量生产，则需要两台压力机，消耗的能源也将是方案二的两倍，而落完料之后还需人工的将料放置于下一台压力机下，增加了人的工作量；方案2，模具相对方案1来说要复杂。

两方案的优点：方案1，模具相对简单不少，制件精度可打到较高的高度。方案2，成本较低，容易形成批量生产，工作量较小，容易自动化处理。

综合方案1与方案2的对比，取方案2作为最终的方案。

三，冲裁工艺力的计算。

1冲裁力的计算，工件的总周长为；根据ug计算得：111.5212mm。

冲裁力：f=kltτ，k通常取1.3

材料的抗剪强度，取屈服强度的0.8倍，235*0.8=188mpa

l取111.5mm

t取板料厚度1mm

得冲裁力f=1.3*188*111.5*1=27250.6n。

2冲裁工艺力的计算，冲裁工艺力fb=f+fs+fe

其中fe推件力，fe=nkef, n取3，ke取0.1，f=27250n

故fe=3*0.1*27250=8175n

fs为卸料力，fs=ksf，ks查表得0.075，f=27250n

故fs=0.075*27250=2043n

综上所述，有：冲裁工艺力fb=27250+8175+2043=37468n

四，压力中心的确定。

由于该零件是以中心对称零件，故压力中心就位于两个圆的圆心处。

五，冲裁模的刃口计算，1，落料时，先确定凹模的刃口尺寸。

由于制件是一中心对称图形，故计算可以只算一个象限的，其他比分雷同即可，去第一象限研究。

制件厚度为1mm，故查表可知，由于零件尺寸都相对较小，χ取0.5，δ直线取0.36，弧线取0.16

又由于该工序为落料，，凹模会变大故ad=（a-χδ

查表可知，zmin取0.13，zmax取0.16

计算结果ad=（8-0.5*0.16）=7.92mm

bd=（6.34-0.5*0.16）=6.26mm

由于cd段是圆弧故间隙极限尺寸为zmax-zmin=0.16-0.13=0.03mm

p=δd-δz=δ/4-（zmax-zmin）=0.09-0.03=0.06mm

故cp=（dmax-χδzmin+δp）=2.02

同上cd段，dd段亦是一段圆弧，同cd段计算有dp=18.02

凹模各部尺寸如下图：

落料时，凸模的刃口的计算，基本尺寸分别为，79.2mm，6.26mm

r=2.02 r=18.2

2，冲孔时，凸凹模的刃口计算，不能用凸，凹模分开加工的方法计算，故用凸凹模间的尺寸换算。

为0.74 χ取0.5

d=δp-δz=δ/4-（zmax-zmin）=0.185-0.03=0.155mm

故凸模的尺寸公差为dp=（dmin+χδd）=8.425

六，凹模的孔口，外形尺寸的计算。

（1），凹模的孔口的高度h。齐孔口高度不宜过大，一般可按材料的（t）选取：t<0.5mm h=3~5 t=0.5~5mm h=5~10mm

由于才材料的厚度为1mm，故孔口高度h取6mm

（2），凹的外形选取，取方形结构。

3），凹模的厚度计算，ha= 故ha=16.7mm，取整为20mm

4）凹模的边界尺寸计算，a，凹模刃口轮廓为平滑的曲线时，w=1.2ha，即w1=1.2*20=24mm

b，凹模刃口轮廓为直线时，w=1.5ha，即w2=1.5*20=30mm

故凹模的长为30+30+30=90mm，凹模的宽为24+24+18=66mm，凹模高度为20mm。

七，固定板的计算。

1）凹模的固定板的厚度与凹模一致，取20mm。

2）凹模固定板的外形尺寸与凸模的固定板的外形尺寸一致。

3）凸模固定板的外形尺寸与卸料板的外形尺寸相同，这里用橡胶卸料，故凸模固定板的外形尺寸可选择相对较小些，长取160mm

宽取140mm

4）凸模固定板的厚度，可由经验公式有，ht=（0.6~0.8）*ha=（1.2~1.6）mm

取ht=20mm。ht为凸模固定板。

八，卸料板的计算。

选用弹压卸料板，卸料板与凸模的双边间隙一般为0.1~0.2，或h9/f8等间隙配合。为了可靠卸料，弹压卸料板应高出凸模0.2~0.5.

外形尺寸与固定板一致，厚度查《冷冲模设计指导》有数据hx=12mm。

九，弹性元件的计算。

橡胶的压缩量一般不能超过橡胶的自由高度的百分之三十，否则橡胶会过早地失去弹性。

自由高度h=6/(0.25~0.30)=(20~24)mm,取30mm

橡胶的直径px=ap d=，px为卸料力或大于其，a为橡胶的截面积，p为与橡胶的压缩量有关的单位压力，查《冷冲压磨具设计》得1.06mpa ，d为橡胶直径。

计算可得d=18.86mm ，取d=20mm。

十，凸模长度的计算。

凸模的刃口计算已在前面详细的叙述了，在此不再强调。

凸模的长度计算，l=ht+h+hx-2=20+30+12-2=60mm

11．其他零件的计算。

1）模座的计算，采用矩形模座，长度一般大于凹模的长度的70~100，宽度可与凹模的宽度相同或稍微宽点。分别取240mm与153mm

2）模座的厚度计算，hs=（1~1.5）ha。即hs=（20~30）mm，故取30mm。

3）垫板的的计算，与凸模固定板的外形一致，厚度查《冷冲压磨具设计》可知，hd=10mm

十二，冲裁模的闭合高度。

合模高度；h=hs+hx+ha+hd+l-h=30+30+20+60-3=137mm

hs，hx分别为上模座，下模座的厚度。hd，ha分别为垫板，凹模的厚度。l，h分别为凸模高度和凸模进入凹模的深度。

十三，压力机的选择和校核。

由于冲裁工艺力为37.4kn，由《开式可倾式曲柄压力机的主要参数》可查知型号j23-6.3 公称压力为63kn的压力机，符合冲裁力的要求，且最大封闭高度为170mm>137mm，符合要求。

故取型号为j23-6.3，63kn的压力机。

压力机的校核：

型号；j23-6.3

公称压力；63kn

滑块行程；50mm

行程次数；160（次/分钟）

最大封闭高度；170mm

封闭高度调节量；40mm

十四，排样的选择。

通过ug6.0的计算可得出下图零件的表面积为355.6mm

故此有以下两种排列方式，和其相应的材料利用率的计算：

第一种排样方式；

查表可知；圆弧的边缘的搭边量为1.2mm，两圆弧之间的最近距离为1.2mm，竖直直线与边缘的距离为1.5mm。

a为冲裁件的面积355.6mm

n一个进距内的冲裁件的数目20

b条料的宽度33mm

h进距385mm

最终结算可得η==0.5597=55.97%

第二种排样方式；

同上有各处搭边量分别为1.2和1.5

a为冲裁件的面积355.6mm

n一个进距内的冲裁件的数目12

b条料的宽度20.4mm

h进距385mm

最终结算可知第一种排样的利用率要高于第二种，且第二种排样的原材料（即条料）的处理次数要多于第一种，运作取来要复杂；

故选第一种排样作为最终的拍样方法。

十五，总结。

此次课程设计虽然时间有些紧促，而且模具设计也简化成了单工序模的的设计和单工序模的装配图绘画，但是在此次的课程设计中我收获颇多。第一次自己设计一副模具，第一次计算自己的模具，第一次亲手绘画出自己的模具，在这过程中享受着，但也痛苦着。在实验的过程中经常会碰到许多问题，滞楛着实验的进行，许多问题都让我们捉襟见肘，不能眼观全局，这个过程中我们的局限性暴露无遗。

问题是存在的，但是解决问题后惊喜和收获是终身难忘和受用一生的。当然，在解决这些问题的时候，老师的作用是不可或缺的。

在这次的实验中给我最大的印象莫过于各部零件的计算和选择了，特别是在模具刃口尺寸的计算，在计算刃口尺寸的时候需要用到《互换性》一书中的大量知识，但是在这门课开在大三的上学期，到了此时还真的特别模糊，不知从何下手。在这个计算得过程中，我们翻阅了大量的书籍和资料，大部分是以前的所学过的课程。在这过程中我稳固了以前许多许多的知识。

这次课程设计无疑使成功的，当然这与老师的努力分不开，通过老师的而帮助我们解决了许多我们所遇到的难题。

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