搭板级进模设计说明书.docx

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搭板级进模设计说明书

冷冲压课程设计说明书

搭板级进模设计

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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

材料：

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、确定冲裁工艺方案

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：

380mmx610mm

垫板厚度：

60mmx150mm

模柄孔尺寸：

Φ50mmx70mm

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

按冲压模标准模架，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=160mmx160mmx22mm

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160mmx160mmx15mm

6.2.2、弹性元件设计

弹性元件采用弹簧，相关选择（简明冲模设计手册）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%）x22=13.2mm~17.6mm

取h=15mm外形尺寸为160mmx160mmx15mm

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160mmx160mmx9mm

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：

Φ50mmx70mm由参考资料查得，

选用模柄A50×100GB2862.3-81Q235

模柄夹持长度比模柄孔深度小5~10mm

7.3、挡料销

挡料销A6×4×3GB2866.11-81

7.4、螺钉选用

卸料螺钉：

由冲模手册查得卸料螺钉M8×80GB2867.6

凹模锁紧螺钉：

由冲模手册查得螺钉M10×55GB70-85

模柄锁紧螺钉：

由冲模手册查得螺钉M8×12GB70-85

7.5、销钉选用

根据参考资料查得：

凹模定位销采用销8×40GB199-85

八、设计并绘制模具总装图