落料设计

附件三：毕业设计（论文）任务书

广州铁路职业技术学院 毕业设计（论文）任务书

题 目： 系 别： 专业班级： 学 号： 姓 名：

2011年 10月 24日至 2011年 11月 21日共 4周

指导教师签字

___________

系 主 管 领 导 签 字 _________________ ___________年________月_______日

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目录

一、前言………………………………………………………………….3 二、落料磨具设计………………………………………………………4 1零件的工艺分析…………………………………………..………4 2冲压件的工艺方案确定…………………………………..………4 3模具结构类型的选择………………………………………..........5 4工艺计算…………….......................................................………...5 5冲模总装图和主要零件的设计……............................................10 （1）冲模总装图……………………………………………….......10 （2）凹模………………..………….………………………………12 （3）凸模…………………………………………………………..13 （4）模架………………….……….………………………………14 （5）模柄………………………….………………………….........15 三、结束语……………………………………………………………..16 四、参考文献…………………………………………………………..17

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一、 前言

随着社会的经济技术不断地在向前发展，对冷冲压模具成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。冷冲压模具的造型和精度直接与模具设计和制造有关，对冷冲压模具制品的要求就是对模具的要求。而我作为一名冷冲压模具结构与设计的学生，本身的学习和研究方向就是模具设计及其制造，这个落料模具的设计不仅仅能够把我所学的知识用到实处，也对我们进入岗位研究创新有非常巨大的意义。

冷冲压模具制品在整个金属制品所占的数量最多，模具结构也多样、复杂，根据老师给我们的相关资料参考文献和专业老师的指导以及对金属形状和材料特性的分析，我还是很顺利的进入了完成了冲压机的选择（根据学校情况）、凸模的设计、凹模的设计、模架的选择、弹簧的选择、橡胶的选择等一系列工作。

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二、落料模具设计

1零件的工艺分析

件如图1-1（a）所示，生产批量为大批量，材料为45#，材料厚度为0.4mm。

由零件图可知，零件的结构简单，零件符合冲压的工艺要求。

零件上的尺寸没有标注公差，按IT14级处理，并按“入体”原则标注公差。补标公差后零件如图1-1（b）所示。 综上分析该零件冲裁工艺较好，适合冲裁。

2冲压件的工艺方案确定

通过以上对该零件的结构、形状及精度的分析，并结合零件的生产批量，该零件采用单工序落料模就可完成冲压加工。

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3模具结构类型的选择

根据该零件厚度为0.4mm、精度要求不高，考虑操作方便，该模具总体结构确定如下：

（1）定位：采用导料销进行条料边定位，挡料销定步距； （2）卸料和出件：采用弹性卸料和漏料出件；

（3）模架：因为零件左右前后都对称，为便于送料，采用Ⅱ及精度滑式后侧导柱模架。

4工艺计算

（1） 排样设计

为保证冲裁件的质量、模具寿命和操作方便，采用有搭边、单排排样。如图1-2所示。由表1-21得，冲裁件之间的搭边值a1=1.5mm，冲裁件与条料侧边之间的搭边值a=1.5mm。 计算条料的步距：A=177+1.5=178.5（mm） 计算条料的宽度：b=177+2x1.5=180（mm） 由（1-13），一个步距材料的利用率：

nF24593.265x100%100%76.5%， bA32130其中一个进距内的冲压数目n=1； 冲压件面积可以简化为矩形面积80x60，则：

D2F24593.265(mm)

4（2） 冲压力与压力中心的计算

① 冲压力的计算 由式（1-24），冲裁力为：

FLtb

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其中：

Ld555.78(mm) 材料厚度t=0.4mm；

材料45#，查表1-3，b=450MPa，则：

F555.78x0.4x600134(kN)

根据以上模具结构类型，采用弹性卸料和漏料出件，由式（1-30），，卸料力FxKxF，取Kx0.05，则： F总FFxFT由式（1-25）

Fx0.05x1346.7(kN)

由式（1-26），推件力FTnKTF，查表（1-26），取凹模刃壁垂直部分高度hmm10，t0.4mm，n10/t10/0.425；取KT0.06，则：

FT25x0.06x134201(kN)

总冲压力F总FFxFT13346.7201341.7(kN)

由式（1-31），选用的压力机公称压力P≥（1.1～1.3）F总 取系数为1.3，则：P1.3F总1.3x341.7444 （kN）初选压力机公称吨位为630kN，型号为J23-63，从表1-6得到，压力机主要工艺参数如下： 公称压力：630kN； 滑块行程：120mm； 行程次数：70次/分； 最大闭合高度：360；

闭合告诉调节量：90mm，（最小闭合高度：260mm）； 工作台尺寸：前后480mm，左右710mm；

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模柄孔尺寸：直径50mm,深度70mm； 动作垫板：厚度90mm直径Φ230mm。

② 压力中心的计算 按比例画出工件图，选定坐标系XY，如图所示。

由式（1-32）和式（1-33）：

LxL2x2Lnxnx011L1L2LnLxii1nni

Li1ni1niLyL2y2Lnyny011L1L2LnLyii

Li1i由于零件左右前后对称，所以压力中心一定早坐标原点，即X00，

Y00。

压力中心位置见图.

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（3） 凸、凹模刃口尺寸的计算

零件外形均匀对称，为便于凸、凹模加工，保证凸、凹模的之间的间隙，采用凸凹模配合加工。零件为落料件，落料凹模为基准件，只计算凹模刃口尺寸和公差，凸模刃口尺寸，按凹模的实际尺寸配作，保证凸凹模具的之间的间隙在0.03～0.05之间（间隙值由表1-18得到）。 凹模刃口尺寸计算时，应根据凹模磨损后尺寸增大、减少、不变三种情况，见图1-71（a）虚线，采用式（1-10）、式（1-11）、式（1-12）不同的公式计算。如表1-33所列。

/40.10.1 Aj(Amaxx)0(177.20.50.4)01770将以上刃口尺寸及公差计算结果标注在基准凹模刃口上，如图所示。

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（4） 弹性元件计算

选用聚氨酯橡胶作为弹性元件，已知Fx9.1kN，根据模具安装空间，取圆筒形聚氨酯橡胶6个，每个橡胶承受的压力为：

FyFx/n6700/61117kN

取hy10%h，由表1-32得，p=1.1MPa,则橡胶的横截面积为：

AFy/p1117/1.11015mm2

设卸料螺钉直径为8mm，橡胶上螺钉孔直径d=mm，则有：

A4(D2d2)

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求得橡胶外径：Dd24A1024x101537mm

为了保证足够的卸料力，取D40mm。 橡胶的自由高度，由式（1-55）：

h0hxhm1.5630mm 0.250.25h0300.751.5，所选橡胶符合要求。 D40因为0.5橡胶的安装高度：hah0hy300.1x3027mm

5冲模总装图和主要零件的设计

（1） 冲模总装图

根据以上初定模具总体结构，导料销进行条料边定位，挡料销定步距；采用弹性卸料和漏料出件；采用Ⅱ级精度滑动式后侧导柱模架，模具总装图如图1-72所示。模具工作原理：材料从右向左横向送入，由导料销18对条料边定位，挡料销19对条料定步距，上模随滑块下行，首先卸料板15压住材料，上模继续下行，聚氨酯橡胶14压缩，凸模8进入凹模16进行冲裁；上模回程，聚氨酯橡胶回复，将箍在凸模8上的条料卸下，卡在凹模16中的零件下次冲裁时由凸模推下，从下模座通过压机台孔漏出。

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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 名称 下模座 螺钉 导柱 导套 上模座 圆柱销 螺钉 凸模 模柄 防转销 卸料螺钉 垫板 凸模固定板 聚氨酯橡胶 卸料板 凸模 圆柱销 导料销 挡料销 数量 1 6 2 2 1 2 2 1 1 1 4 1 1 6 1 1 2 2 1 材料 HT200 45# 20# 20# HT200 45# 45# Cr12 Q235 45# 45# 45# 45# 聚氨酯 45# Cr12 45# 45# 45# 热处理 58~62HRC 58~62HRC 58~62HRC 35~40HRC 43~48HRC 43~48HRC 60~64HRC 43~48HRC 43~48HRC 图1-72 模具总装图

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规格 200x200x170~210 M10x55 A28h6160 A28H79038 200x200x170~210 Φ10x65 M10x60 A50x100 Φ4x12 M6x100 Φ45x40 Φ10x60 备注 GB/T2855-90 GB/T70-85 GB/T2855-90 GB/T119-86 GB/T70-85 GB/T7646.1-94 GB119-86 GB2867-81 GB199-86 GB7649-94 GB7649-94 广州铁路职业技术学院

（2） 凹模

根据零件的形状，凹模外形采用矩形。

凹模厚度H凹：由式（1-45），H凹Kb，且H凹大于15mm，查表1-25，

H0.22，则：

H凹0.15x17726.55(mm)，取H凹为30mm

凹模壁厚C：由式（1-46），C(1.5~2)H凹,C(1.5~2)x3045~60，取C为50mm。

凹模长L：L=b+2c=(mm) 凹模宽B：B=（mm）。

所以凹模的外形尺寸为160x140，凹模零件图如图所示。

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（3） 凸模

因为零件为圆柱形，可采用车床加工较为好，则采用整体直通式凸模。 凸模长度的计算：由式（1-38），Lh1h2th，取凸模固定板的厚度h1为25mm，卸料板的厚度h2为25mm，附加长度，t=0.4mm，hhm0.42710.60.42738（橡胶安装高度36mm）则：L25253888(mm) 凸模零件图如图所示。

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（4） 模架

根据凹模外形尺寸160x140参照附表10，选凹模周界为315x315的后则导柱模架：315x315x215～250. 模具的闭合高度与压力机的装模高度关系：

HmaxH15H模HminH110

已知：Hmax360mm，Hmin260mm，H190mm 模具闭合高度应为：265H摸180 由图1-72，实际模具闭合高度：

H模H上H下H垫H凸H凹150601588301243mm

因为215H模203150，满足装模高度要求。

（5） 模柄

根据压机模柄孔50，参照附表11，上模座厚度45mm，不需打料孔，选用模柄A50x105.

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二、 结束语

通过本次的冷冲压模具的设计，加深了我们所学的专业课程《冷冲压模具设计》的了解和掌握，系统地整理了我们在大学所学的专业知识并进一步运用到这次的设计实践中，提高了我的专业知识水平以及动手能力。在这次的冷冲压模具的设计中，我根据指导书的以及老师的指导，基本知道了注射模设计的步骤通过对本次的冷冲压模设计，掌握了冷冲压模的整个设计流程，了解了如何根据才厂家的要求，制品的形状，材料的性能来设计模具从而最终生产处满足要求的产品的模具。在整个设计过程中，我运用到了非常专业的知识，所以我们必须查找各种公式，数据，虽然这个过程是繁琐的、枯燥的、乏味的甚至到了让我想放弃的地步，但是为了设计出合格的模具，我还是坚持了下来。作为一个模具设计人员，不仅需要扎实的专业知识，更需要勤恳做事、吃苦耐劳的精神，以及一颗负责任的心，整个过程下来之后让我做事 做人更加积极。另外一方面由于设计中基本都要体现在图纸上面，让我把已忘记的AUTOCAD知识学了一遍，对我以后进入公司或者企业走上工作岗位具有很大的帮助。

虽然我最后终于做出了这个设计，但由于专业知识的不是掌握的很牢靠，以及时间的限制，在设计过程中有一些细节并不是很详细，希望以后能得到机会去学习提高。

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四、参考文献

[1] 中国机械工程学会，中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典.南昌：江西科学技术出版社，2003。

[2] 冷冲压模具设计，李慧敏，主编；孟冬菊 武晓平，副主编。北京：化学工业出版社2010.1。

[3] 冲压模具典型结构图例，杨占尧，主编；北京：化学工业出版社，2008.1。

[4] 现代模具工手册，杨占尧，主编：北京：化学工业出版社，2007.7。 [5] 朱辉.画法几何及工程制图.上海：上海科学技术出版社，2006。 [6] 机械制图，王其昌 翁民玲，主编；王德洪 张武奎,副主编 （第二版）北京：人民邮电出版社出版社，2009。

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