············2011—2012学年第一学期《支撑桶零件的冲压模具设计》··········课程设计题目：支撑桶零件的冲压模具设计学院：机电学院专业：材料成型及其控制工程班级：班姓名：学号：大学2011年12月目录摘要 (3)第一章工艺分析与确定 (4)1.1冲裁工序的组合 (4)1.2冲裁组合方式 (5)1.3冲裁顺序的安排 (6)1.4支撑桶冲裁连续模具及工艺设计 (6)1.5排样 (7)1.5.1材料的利用率 (7)1.5.2条料的宽度 (8)第二章工艺计算 (10)2.1毛坯尺寸计算 (10)2.2拉伸次数的确定 (10)2.3孔翻边 (10)2.4冲裁力的计算 (11)2.5压力机的公称压力 (13)2.6压力中心的确定 (13)2.7模具刃口尺寸计算及原则 (14)2.7.1模具人口尺寸及其制造公差原则 (14)2.7.2模具刃口尺寸计算 (14)2.7.3模具的形状，尺寸设计计算 (15)2.8冲裁模间隙 (16)第三章卸料与推件零件以及其他定位零件的设计 (16)3.1定位板和定位钉 (16)3.2送料方向的控制 (16)3.3挡料销 (17)3.4卸料装置 (17)第四章标准模架和导向零件 (17)4.1模架形式 (17)4.2模架选用的规格 (18)第五章连接与固定零件 (18)第六章模具设计中要注意的部分 (18)6.1模具的闭合高度，冲模与压力机的关系 (18)6.2经济性原则 (19)6.3安全性原则 (19)第七章模具总装图的绘制 (19)第八章模具安装要求 (21)参考文献 (22)摘要针对精细要求较高，产品结构形状复杂一级生产批量大的特点通过分析比较，优化模具结构设计，此多工位复合模，凸模装在上模上，凹模装在下模，采用对角双导柱模架导向，并采用旋入式木柄。

为了保证操作的安全，设置了安全挡板。

多工位冲压工艺的优点是占地少，效率高，质量好等。

关键词：模具结构设计多工位复合模导向装置弹性卸料模架模柄第一章工艺分析与确定在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上根据冲裁零件的特点确定冲裁工艺方案。

1.1冲裁工序的组合冲裁工序可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。

复合冲裁是在压机一次行程中，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序;级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序，排列成一定的顺序，在压机一次行程中条料在冲模的不同供需位置上，分别完成弓箭所要求的工序，除最初几次冲程外，以后每次冲程都可以完成一个冲裁件，组合的冲裁工序比单工序冲裁生产效率高，获得的制件精度等级高。

1.2冲裁组合方式1.生产批量一般来说，小批量与试制采用单工序冲裁，中批和大批量生产采用复合冲裁或级进冲裁。

2.工件尺寸公差等级复合冲裁所得到的工件尺寸公差等级高，因为它避免了多次冲压的定位误差，并且在冲裁过程中可以进行压料，工件较平整。

级进冲裁所得到的工件尺寸公差等级较符合冲裁低，在级进冲裁中采用导正销结构，可提高冲裁件精度。

3.对工件尺寸、形状的适应性工件的尺寸较小时，考虑到单工序上料不方便和生产率低，常采用复合冲裁过级进冲裁。

对于尺寸中等的工件，由于制造多副单工序模的费用币复合模具昂贵，也宜采用复合冲裁但工件上孔与孔之间或孔与边缘的距离过小时，不宜采用复合冲裁和单工序冲裁，宜采用级进冲裁。

所以级进冲裁可以加工形状复杂、宽度很小等异形工件，且可冲裁的材料厚度比复合冲裁时要大，但级进冲裁受压级台面尺寸与工序数的限制，冲裁工件尺寸不宜太大。

4.模具制造、安装调整和成本对复杂形状的工件，采用复合冲裁比采用级进冲裁为宜。

因模具制造、安装调整较易，成本较低。

5.操作方便与安全复合冲裁出件或清楚废料较困难，工件安全性较差。

级进冲裁较安全。

1.3冲裁顺序的安排多工序工件用单工序冲裁时的顺序安排1)先落料冲孔使毛坯与条料分离，冲孔得到后续工序所需要的预制孔。

同时对工件进定位。

后继各冲裁工序的定位基准要一致，以避免定位误差和尺寸链换算。

2）冲裁完开始拉深。

3）拉深完进行翻边时为减少孔的变形或被拉裂，采用锥面进行翻边。

综合上述分析，对于一个工件，可以得出多种工艺方案。

必须对这些方案进行比较，选取在满足工件质量与生产率的要求下，模具制造成本低、寿命长、操作方便又安全的工艺方案。

1.4支撑桶冲裁连续模具及工艺设计1.制定冲压件的工艺过程，工件如图所示，1）分析零件的冲压工艺性2）材料.08F-ZF2.拟订冲压件方案.1）计算毛坯尺寸：S=π2d/4=3165.322mm2）工艺方案的确定方案一：冲孔落料、拉深、翻边。

方案二：落料、冲孔、拉深、翻脚。

经比较采用方案一因产生的效率高。

工件定位准确，拉深和翻边质量高，自动性好，工件的精度易保证，所以选用方案一。

1.5排样1.5.1材料的利用率在冲压零件的成本中，材料费用约占60%以上隐次材料的经济利用具有非常重要的意义。

冲压件在条料或板料上的布置方法成为排样。

不合理的排样会浪费材料，衡量排样经济性的指标是材料的利用率。

可用下式计算：η=F/F×100%=F/AB×100%式中η—材料利用率；F—工件的实际面积；F—所用材料面积，包括工件面积与废料面积；A—送料进距（相邻两个制件对应点的距离）；B—条料宽度从上式可看出，若能减少废料面积则材料利用率高。

废料可分为工艺废料与结构废料两种。

搭边和余料属于工艺废料，这是与排样形式及冲压方式有关的废料。

排样合理与否不但影响材料的经济利用，还影响到制件的质量、模具的结构与寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。

因此，排样时应考虑如下原则：1）提高材料利用率2）排样方法应操作方便，劳动强度小且安全3）模具结构简单寿命高。

4）保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。

1.5.2条料的宽度搭边值的确定：1.影响搭边值的因素1）材料的力学性能硬材料的搭边值小一些；软材料、脆材料的搭边值要大一些。

2）材料厚度材料越厚，搭边值越大3）冲裁件的形状与尺寸零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取大些4）送料及挡料方式用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些5）卸料方式弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些有侧压装置时的条料宽度有侧压装置的模具，能使条料始终沿着基准导料板送料，因此条料宽度可按下列公式计算：B=(D+2a+δ)0-δ（mm）式中：B——条料宽度的基本尺寸D——调料宽度方向上零件轮廓的最大尺寸a——侧面搭边（mm）δ——条料下料剪切公差（mm）第二章 工艺计算2.1毛坯尺寸计算圆筒直臂部分的表面积1A =d π（h+δ）=6420.4mm 2圆角球台部分的表面积2A =4/)8r 2(20r d +ππ=1087.2mm 2底部表面积==4/d 203πA 5175.9mm 2求毛坯尺寸，设毛坯的直径为D ，根据毛坯表面积等于工件表面积的原则：=+=3212A A A D π12679.45mm 2所以D=127mm2.2拉伸次数的确定判断能否一次拉成，仅需比较实际所需的总拉深系数总m 和第一次允许的拉深系数1m 的大小即可。

若前者大于后者，说明工件可一次拉成，若前者小于后者则需要多次拉深才能成形零件。

t/D ×100=0.945 查表1m =0.55 ，2m =0.75，总的拉深系数总m =d/D=0.66 总m 大于1m ，故1次拉深能完成2.3孔翻边在模具的作用下，将皮料的孔边缘或外边缘冲制成竖立边的成形方法。

1）翻边模工作部分的设计翻边凹模圆角半径可取该值等于零件的圆角半径翻边凸模圆角半径应尽量取大些，以便于翻边变形。

圆孔翻边凸模的形状和主要尺寸凸、凹模单边间隙Z/2=（0.75~0.85）t2）平板坯料翻边的工艺计算预冲孔直径dd=D-2（H-0.43r-0.72t）=21.77（mm）当翻边系数m大雨极限翻边系数m时，可采用一次翻边成形min翻边系数m=d/D=21.77/43.8=0.50预制孔的相对半径为：mm=dt/18m.0m m=48min所以可一次翻成2.4冲裁力的计算计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机、设计模具和检验模具的强度。

压力机的吨位必须大雨所计算的冲裁力，以适应冲裁的需求。

普通平刃冲裁模，其冲裁力P一般可按下式计算：FP=KptLτ式中τ——材料抗剪强度L ——冲裁周边总长t ——材料厚度在实际生产中常采用经验公式计算：卸料力 FQ=KFPN推料力FQ1=nK1FP顶件力FQ2=K2FP1）落料冲裁力N L KP F P 143560t 11==τ2)冲孔冲裁力N L KP F P 72.24642t 22==τ3)拉伸时的力N F P 682038dlt 3==δπ4）翻边力KN F F F F F P P P P P 6.8774321=++=2.5压力机的公称压力冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。

在生产中，当压力机的吨位不足时，可采用凸模的阶梯布置；斜刃冲裁或热冲裁等措施以降低冲裁力。

初选压力机的型号为J23—100型开式双柱可倾式压力机，其主要参数为：公称压力F=1000KN 滑块行程 130mm滑块行程次数38次/min 最大闭模高度380mm闭模高度调节量100mm模柄孔尺寸 直径60mm 深度80mm2.6压力中心的确定模具压力中心是指冲压时诸如压力合力的作用点位置。

为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。

否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。

冲模的压力中心，可按下述法则来确定：1.）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。

2.）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。

3.）形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可用解析计算法求出冲模的压力中心。

解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。

求出合力作用点的坐标位置，即为求出所求模具的压力中心。

2.7模具刃口尺寸计算及其原则2.7.1模具刃口尺寸及其制造公差原则1.落料件尺寸有凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。

2.考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。

凸凹模间隙则应取较小合力间隙值。