搭板级进模设计说明书

冷冲压课程说明书 搭板级进模设计 院系                         专业                    学号                    姓名                    指导教师                      一、零件设计 零件简图：如图1.1所示 成产批量：大批量 ：H62 材料厚度：0.5mm 图1.1 零件简图 二、冲压件的工艺分析 2.1、结构分析 该零件形状简单，只有冲孔和落料工序，孔径中等偏小。 2.2、材料分析 材料为H62，其主要性能为：σs=196Mpa，σb=373Mpa，延伸率δ=20%，塑性良好，因此，此零件用冲裁模生产，采用普通冲裁工艺完全可以。 三、确定冲裁工艺 零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二结构太复杂，尤其一模两件的方案二，制造成本高。同时生产时模具上的废料和产品的清理也麻烦，再者，零件的位置精度并不高，没必要采用方案二。方案三也只需一副模具，模具也不复杂。生产效率高且宜实现自动化生产。 所以，比较三个方案欲采用方案三生产。 四、模具结构形式的选择 4.1模具的类型的选择 根据零件的冲裁工艺方案,采用级进模。 4.2送料与定位方式 零件属于大批量生产，采用自动送料方式。采用导料板和固定挡料销 五、冲压工艺计算： 2.1.2 排样及工艺计算 2.1.2.1排样 零件形状简单、对称，可以采用单排、交叉双排或对称双排； 如图： 考虑到材料利用率，模具大小、复杂程度、造价，以及零件为大批量生产，所以本设计决定采用双排结构。 如图所示： 图2.1 排样图 2.1.2.2 搭边 查参课本75页表3-25 ，确定搭边值 ， 。 当t=0.5mm时，a=1.8，b=1.5 但由于此表中数值只用于低碳钢，对于其他材料，应将表中数值乘以下列系数：1.2  所以a=1.8x1.2=2.16，b=1.5x1.2=1.8。 但经调整后，取a=2.2，b=2.2。 2.1.2.3条料宽度 B=L+2a=72.2+2*2.2=76.6mm 2.1.2.4材料利用率η 式中  —一个歩距内冲裁件数目； A——冲裁件面积（包括内形结构废料）； S——歩距长度；            B——板料宽度； 取：n=2;  A=524；S=22.2；B=76.6 η=2*524／22.2*76.6=61.63% 2.2 冲压力及压力中心的计算（课本64页） 2.2.1 计算冲压力 2.2.1.1 冲裁力 冲裁力公式为    F=F孔+F落                              式中  F—冲裁力； F孔—冲孔冲裁力； F落—落料冲裁力。 2.2.1.2 冲孔冲裁力F孔 F孔=nKL孔tτ                              式中K—系数（取K=1.3）； —孔的个数，n=6。 —冲孔周长，L孔=πx4.2+47.82+44.4+πx1.5=110.12mm —材料厚度，t=0.5mm —材料抗剪强度，查参考资料，得τ=294MPa。 F孔=nKL孔tτ=6x1.3x110.12x0.5x294=126.26KN 2.2.1.3 落料冲裁力F落。 F落=KL落tτ                                        L落=πL周长=πx184.4mm=579mm F落=KL落tτ=1.3x579x0.5x294=110.65KN 所以  冲裁力F=F孔+F落=126.26KN+110.65KN=236.91KN 2.2.1.4卸料力F卸 F卸=K卸F K卸—卸料系数，查课本表3-17知K卸=0.045～0.055， 取K卸==0.05 所以          F卸=0.05X110.65=5.53KN 2.2.1.5 推料力F推 F推=nK推F  式中  K推—推料系数，查课本表3-17 取，K推==0.063。 —同时卡在凹模洞孔内的件数，n=10。 所以            F推=10X0.063X126.26=79.54KN 2.2.1.6 顶件力F顶 F顶=K顶（F孔+F落）                    式中    K顶 —顶件系数，查课本表3-17取K顶=0.08。 所以                  F顶=0.08x236.91=18.95KN 2.2.1.7 总冲压力F总 冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，总的冲压力为 F总=F+F卸+F推=236.91+5.53+79.54=321.98KN 选用压力机（书本324页） 初选压力机：J23-16。 根据总冲压力为321.98KN，采用开式双柱可倾压力机， 公称压力：350KN 滑块行程：80mm 最大闭合高度:280mm 闭合高度调节量：60mm 滑块行程次数/（次/min）：50 滑块中心线到床身距离：205mm 工作台尺寸：380mm x 610mm 垫板厚度：60mm x 150mm 模柄孔尺寸：Φ50mm x 70mm 床身最大可倾角：20° 2.2.2 计算模具压力中心（课本67页） 压力中心计算如下： 编号 冲载线长度 压力中心到Y轴距离x 压力中心到X轴距离x 1 46.2 0 0 2 8.2 2.05 0 3 26 4.1 0 4 23.6 10 0 5 26 15.9 0 6 8.2 17.95 0 7 46.2 20 0 8 26.376 32.2 0 9 8.2 27.2 0 10 31.4 32.2 0 11 8.2 37.2 0 12 2.2 44.4 0 13 20 54.4 0 14 2.2 64.4 0 15 9.42 63.65 0 汇总 Yc=0 Xc=21.065             2.3 凸模 凹模 凸凹模刃口及结构尺寸计算（课本57页） 2.3.1计算模具刃口尺寸及公差 （1） 将零件图尺寸全部按入体原则标注，未注公差按IT12查取，查表3-2，得间隙Zmin=0.025mm,  Zmax=0.035mm.  Zmax-Zmin=0.01mm. （2） φ4.2mm冲孔。查表3-7，得凸、凹模制造公差为    δp=0.020mm, δd=0.020mm.  δp+δd=0.040mm,  不满足δp+δd≤Zmax—Zmin的凸、凹模分别制造条件，但由于相差不大，故采用分别制造方式，制造公差作如下调整： δd=0.6（Zmax—Zmin）=0.6X0.01=0.006mm δp=0.4（Zmax—Zmin）=0.4X0.01=0.004mm 查表3-6得磨损系数X=0.75，则凸、凹模刃口尺寸计算如下： dp=(dmin+X△)0-δp=(4.2+0.75x0.08)0-0.004=4.260-0.004mm. dd=( dp+ Zmin)+δd=(4.26+0.025)+0.0060=4.285+0.0060mm. （3） 外轮廓落料。虽然落料形状不规则，但并不十分复杂，尺寸中等，凸、凹模刃口均可采用线切割加工（凸、凹模可为直通式）。 落料刃口尺寸计算 制件尺寸 制件公差△ 刃口磨损凹模尺寸变化 刃口磨损系数X 刃口尺寸公差 刃口尺寸计算 11.90-0.2 0.2 变大     凹模：A1d=（11.9- X△）+δd0 =11.75+0.0060 凸模：A1p=(11.75-Zmin)0-δp=11.7250-0.004 200-0.26 0.26 变大 0.75   凹模：A2d=（20- X△）+δd0 =19.805+0.0060 凸模：A2p=(19.805-Zmin)0-δp=19.780-0.004 350-0.03 0.03 变大   δp=0.004 凹模：A3d=（35- X△）+δd0 =34.97+0.0060 凸模：A3p=(34.97-Zmin)0-δp=34.9450-0.004 R5+0.120 0.12 变小   δd=0.006 凹模：A4d=R（5- X△）+1/2δd0 =R4.88+0.0030 凸模：A4p=R(4.88-1/2Zmin)0-1/2δp=R4.8680-0.002 10+0.160 0.16 变小 1   凹模：A5d=（10- X△）+δd0 =9.84+0.0060 凸模：A5p=(9.84-Zmin)0-δp=9.8150-0.004 8+0.150 0.15 变小     凹模：A6d=（8- X△）+δd0 =7.85+0.0060 凸模：A6p=(7.85-Zmin)0-δp=7.8250-0.004 13.070-0.14 0.14 不变     凹模：A7d=（13.07- X△）+δd0 =12.93+0.0060 凸模：A7p=(12.93-Zmin)0-δp=12.9050-0.004 中心距 26+0.12 0.24 不变 0.75 δc=0.006 CA= CT=C+1/2δc=26+0.003             六、主要零部件设计 6.1、落料凹模（课本99页） 由表3-33查得凹模厚度系数 k=0.3 凹模高度H=KS2=0.3x72.2=21.66mm≈22mm（≥15mm） 凹模壁厚C=（1.5~2）H=32.49mm~43.32mm    取C=35mm 凹模总长L=64.4+2x35=134.4mm 凹模宽度B=72.2+2x35=142.2mm  按冲压模模架，选用滑动导向中间导柱模架 由参考资料取凹模周界尺寸 LxBxH=160mm x 160mm x 22mm 凹模周界|L:    160 凹模周界|B:    160 外形尺寸|L1:    315 外形尺寸|B1:    160 闭合高度H|min:    165 闭合高度H|max:    200 凹模零件简图如图7.1 图6.1 凹模简图 6.2、卸料装置的设计 根据要求采用弹性卸料板 6.2.1、卸料板设计 由资料查得卸料板厚度为15mm 取外形尺寸为160mm x 160mm x 15mm 6.2.2、弹性元件设计 弹性元件采用弹簧，相关选择（简明冲模设计）和计算（121页）如下： 1）、初定弹簧数为4，每个弹簧所分担的卸料力为：Fx/4=5530/4=1382.5（N）。 2）、根据预压力和模具结构尺寸，选外形为弹簧中径：D=10mm；材料直径：d=1mm；自由高度：H0=30mm；的圆柱螺旋压缩弹簧，最大压缩量△H2=17.2mm。 6.3、凸模固定板的设计（课本126页） 厚度h=（60%~80%）H凹 =（60%~80%）x 22=13.2mm~17.6mm 取h=15mm  外形尺寸为160mm x 160mm x 15mm 凸模与凸模固定板的配合为H7/n6 6.4、垫板设计（课本126页） 厚度h一般为5~10mm ，取9mm 外形尺寸为160mm x 160mm x 9mm 6.5、凸模设计（课本95页） 凸模长度L=凸模固定板厚度+卸料板厚度+卸料元件被压缩后的高度 L=15+15+20=50mm 凸模结构简图如图6.2 图6.2凸模简图 七、模架以及其他零部件的选用 7.1、模架选择 前面已选用中间导柱模架 由参考资料取 1上模座  数量1  规格:    160×160×32 2下模座  数量1  规格:    160×160×40 3导柱    数量1  规格:    24×160 4导柱    数量1  规格:    25×160 5导套    数量1  规格:    24×80×30 6导套    数量1  规格:    25×80×30 7. 2、模柄选用 采用凸缘模柄，根据压力机模柄孔尺寸：Φ50mm x 70mm由参考资料查得， 选用  模柄 A50×100 GB2862.3-81 Q235 模柄夹持长度比模柄孔深度小5~10mm 7.3、挡料销 挡料销 A6×4×3 GB2866.11-81 7.4、螺钉选用 卸料螺钉：由冲模手册查得  卸料螺钉 M8×80 GB2867.6 凹模锁紧螺钉：由冲模手册查得  螺钉M10×55 GB70-85 模柄锁紧螺钉：由冲模手册查得 螺钉M8×12 GB70-85 7.5、销钉选用 根据参考资料查得： 凹模定位销采用  销 8×40 GB199-85 八、设计并绘制模具总装图