冲压与塑料成型设备（课程设计）题目 XXX模具设计班级机电模具ZB421301 姓名拉尔木吉指导教师魏良庆目录第一章止动片冲压工艺分析及模具设计 (3)1.1设计零件 (3)1.2冲压件工艺分析 (3)1.3冲压工艺方案的确定 (4)1.4模具结构形式的确定 (4)1.5排样设计 (5)1.6冲压力的计算 (6)1.7压力中心的计算 (8)1.8初选压力机 (10)第二章模具总体设计 (11)2.1模具类型的选择 (12)2.2定位方式的选择 (12)2.3卸料方式的选择 (13)2.4出件方式 (13)2.5确定送料方式 (13)2.6导向方式的选择 (13)第三章模具工作部分尺寸计算 (14)3.1工作零件刃口尺寸计算 (14)3.2卸料装置中弹性元件的计算 (16)第四章主要零部件设计 (18)4.1工作零件的结构设计 (18)4.2其它模具零件结构尺寸 (24)4.3模架的选用 (27)4.4其它标准零件的选用 (31)第五章压力机的校核 (35)第六章模具的装配总图 (36)第一章止动片冲压工艺分析及模具设计1.1设计零件图1-1为止动片制件，材料为20，厚度为3mm，大批量生产。
试设计图1-1 止动片零件图相应的模具及其主要的零部件，工件结构分析、工艺分析、模具方案的论证、进行总体结构设计、制定主要件的工艺规程、必须的工艺计算、制造工艺以及一定的技术经济分析等。
1.2 冲压件工艺分析（1）材料:该冲裁件的材料Q235-A是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。
（2）零件结构: 零件结构简单对称，无尖角，外形有多处圆弧，中间有一个圆孔，孔的最小尺寸24mm，满足冲裁最小孔径Dmin>=10t=12mm的要求，成型后须保证各尺寸公差要求。
顶部和底部各有三个孔，孔的最小尺寸7mm,孔与边缘的最小壁厚为10mm ，孔与孔之间的最小距mm 12.025±，满足冲裁件最小孔边距mm 35.1min =≥t l 的要求，满足许用壁厚要求，因此，该制件具有良好的冲压工艺性，比较适合冲裁。
（3）尺寸精度: 零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，精度要求比较低，可按工T14级确定工件尺寸的公差。
有七个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属IT12。
由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。
1.3 冲压工艺方案的确定由图1-1可知，该零件包括冲孔、落料两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案:（1）先落料，再冲孔，采用单工序模生产。
（2）落料一冲孔复合冲压，采用复合模生产。
（3）中孔一落料连续冲压，采用级进模生产。
方案（1）模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求.由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。
方案（2）只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。
尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单，模具制造并不困难。
方案（3）也只需要一套模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度较复合模的低。
欲保证冲压件的形位精度，通过以上三种方案的分析比较，对该见冲压生产以采用方案（2）为最佳。
1.4 模具结构形式的确定正装式复合模和倒装式结构比较：正装式复合模适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲载件，还可以冲制孔边距较小的冲载件。
废料不会在凸凹模孔内积聚，每次由打棒打出，可减少孔内废料的涨力，有利于凸凹模减小最小壁厚。
倒装式复合模不宜冲制孔边距较小的冲载件，但倒装式复合模结构简单，又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有力条件，所以应用十分广泛。
制件的平直度要求较高，孔边距较小，工件最小壁厚为3mm，小于倒装式复合模要求最小许用壁厚 4.9mm，不能使用倒装式复合模生产。
由以上分析确定该制件的生产采用正装式复合模具生产。
1.5 排样设计排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。
合理的排样和选择适当的搭边值，是降低成本、保证工件质量及延长模具寿命的有效措施。
排样的方式有多种多样，如：直排、斜排、直对排、混合排、少废料和五废料等排样方式，由止动片图得，此冲裁件采用直排。
排样时工件以及工件与条料侧边之间留下的余料叫做搭边。
搭边的作用是补偿条料的定位误差，保证冲出合格的工件；保持条料有一定的刚度，便于送料。
搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。
但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且影响冲裁件的剪切表面质量。
条料边缘的搭边和工件间的搭边分别为2mm和2.2mm从而可计算出条料宽度和送进步距分别为96.4mm和38mm。
如图1-2所示。
毛坯排样采用的是条料，且垂直于送料方向的凹模宽度大于送料方向的凹模长度，为降低生产成本，提高经济效益，采用横向手工送料方式，条料的送进方向。
图1-2 止动片排样图一个步距内的材料利用率η为：裁单件材料的利用率按下式计算，即%100bhn 1⨯=A η 式中：A 冲裁面积(不包括内形结构废料)；1n — 个冲距内冲冲裁件数目；b —条料宽度；h —进距。
利用CAD 可计算得21420.56mm A = 所以%78.38%1004.963856.14201%100bh n 1=⨯⨯⨯=⨯=A η 查板材标准，宜选1000mm 900mm ⨯的钢板，每张钢板可剪裁为9张条料 (mm 1000mm 4.96⨯)，每张条料可冲26个工件，则总η为：%93.36%100100090056.1420269%100n =⨯⨯⨯⨯=⨯=LB A 总η 毛坯长度：L=31+64+31+1.57*(2+0.28*3)=130.46mm冲裁件的周边长度=16*3.14+62+128+32+28=340.24mm1.6 冲压力的计算1.6.1冲压力冲件外轮廓线的理论冲载力：F 。
=Lt τF 。
=Lt τ=340.24*3*341=348.06（KN ）式中：1F —实际冲裁力（KN ）；L —工件外轮廓周长，由CAD 计算可得L=130.46mm ；t —材料厚度，其中t=3mm ；τ—材料的搞剪强度（Mpa ），查表得取τ＝341Mpa 。
K —系数，取K=1.3；所以1F =K *F 。
=1.3*340.24*3*341=452.48(KN)落料力F 落=Lt b σ式中：b σ=610Mpa ，参考文献[i]P 6表1-3可得F 落=340.24*1.3*610=269.81(KN)冲孔力：孔的φ为24mm 的冲载力τKLt F =2式中：2F —冲孔力（KN ）；L —工件外轮廓周长.L=16π+31*2+64*2+18*4+4*7=340.24mmt —材料厚度，t=3mm ；τ—材料的搞剪强度（Mpa ），查表得取＝490Mpa 。
K —系数，取K=1.3所以τKLt F =2=1.3*3.14*24*3*490=145.314(KN).孔的φ为7的冲载力τKLt F =3式中：3F —冲孔力（KN ）；L —工件外轮廓周长。
t —材料厚度，t=3mm ；τ—材料的搞剪强度（Mpa ），查表得取＝490Mpa 。
K —系数，取K=1.3所以τKLt F =3=1.3*3.14*7*490*3=42.00378(KN)1.6.2 卸料力按式2.6.3得：1F K F X X = 式中：X F —卸料力因数,由参考文献[i]P 6表1-3查得X F ＝0.04。
则卸料力：0.04452.4818.09X F KN =⨯=1.6.3推件力由式1-26得1T T F nK F =，式中： n 为同时卡在凹模内料的个数，T K =0.04511*0.045*452.4820.36()T T F nK F KN ===1.6.4顶件力顶件力计算按式1-27：1D D F K F =式中：D K —顶件力因数，其值由参考文献[i]P 6表1-3查得D K =0.05 顶件力则0.05452.4822.62D F KN =⨯= 模具总冲压力为：1452.4820.3618.09492.93X T F F F F KN =++=++=1.7 压力中心的计算模具压力中心是指冲压时诸冲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快的中心相重合。
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，减低模具和压力机的使用寿命。
冲模的压力中心如图1-3所表示。
图1-3 凹模型口图工件的y 方向对称，故压力中心到y 轴的距离：820y y y +=其中：mm y 52=，mm y 58-=所以：mm y y y 0820=+=x 方向不对称，故压力中心到x 轴的距离为：1110987654321111110109988776655443322110l l l l l l l l l l l x l x l x l x l x l x l x l x l x l x l x l x ++++++++++++++++++++= 其中：mm l 71.151= mm x 18.531-=mm l 93.292= mm x 352-=mm l 83.353= mm x 82.03-=其中r=18mm ，99.1/3==r l α，α为弧度mm l 58.114= mm x 2.194=mm l 7.375= mm x 64.325=mm l 58.116= mm x 2.196=mm l 83.357= mm x 82.07-=mm l 93.298= mm x 358-=mm l 56.129= mm x 509-=mm l 8.6210= mm x 010=mm l 27.2811= mm x 2511=将以上数值代入公式得：mm l l l l l l l l l l l x l x l x l x l x l x l x l x l x l x l x l x 80.31110987654321111110109988776655443322110-=++++++++++++++++++++= 该工件冲载力不大，压力中心偏移坐标原点较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点。
1.8 初选压力机压力机公称压力的确定：对于冲裁工序，压力机的公称压力应大于或等于冲裁时总冲压力的1.1～1.3倍，即≥=(1.1~1.3)542.22~640.81P F KN∑因此初选压力机为：HFA630HFA630第二章模具总体设计2.1 模具类型的选择冲裁模结构类型很多，按工序组合程度分类，可分为：单工序模、复合模、级进模等。