课程设计课程名称__材料成型工艺及设计__题目名称_________47___________专业班级______材控113班______学号_______33311310_______学生姓名_______李雅文_________指导教师聂信天夏荣霞徐秀英2014年 09 月 23 日课程设计任务书题目名称 47专业班级材控113班姓名李雅文学号 33311310一、产品图及设计说明二、课程设计的目的应用和巩固本课程及有关先修课程的基础理论和专业知识，学会查阅和使用本领域里的技术文献、资料，掌握冲压工艺及模具设计的方法和步骤，培养学生的初步设计能力。

三、课程设计应完成的工作1. 依照教师指定的冲压件进行冲压工艺设计：包括工艺分析及方案选择，工艺计算，模具结构尺寸的确定，选择压力机；2. 设计一道工序的一套冲模的详细结构：要求绘制冲模总装配图及部分零件图（其中的标准件除外）；3. 制定冲压工艺规范，编写冲压工艺过程卡片；4. 编写设计计算说明书，说明书页数约为15页，并装订成册。

四、课程设计的要求在课程设计中要求学生注意培养认真负责，踏实细致的工作作风和保质保量，按时完成任务的习惯。

在设计过程中必须做到：1. 作好准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性，及时了解和收集有关资料和设计用品；2. 要求计算正确，结构合理，图面整洁，图样及标注符合国家标准；3. 设计计算说明书要求文字通顺，书写工整。

五、课程设计进程安排目录第一章引言 (5)第二章确定冲压方案及模具结构形式 (5)2.1分析制件的冲压工艺性 (6)2.2确定零件冲压工艺方案 (6)第三章工艺计算 (7)3.1 排样、计算条料宽度及确定步距 (7)3.2材料利用率 (8)第四章计算冲压力和选择设备 (8)4.1冲压力计算及初选设备 (8)4.2确定压力中心 (9)第五章模具零部件结构的确定 (10)5.1凸凹模零件设计 (10)5.2弹性元件设计 (11)5.3凸凹模刃口尺寸设计 (11)第六章选择模架及其它 (12)6.1模架 (12)6.2导柱和导套 (12)6.3模柄 (13)6.4凸模固定板 (13)6.5导料板和承料板 (13)第七章模具装配总图 (14)工艺卡片 (16)参考文献 (17)一引言零件冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计又是实现工艺过程的可靠保证,若冲压工艺有所改动,往往会造成模具的返工,甚至报废,冲裁同样的零件,通常可以采用几种不同方法,工艺过程设计的中心就是依据技术上先进,经济上合理,生产上高效,使用上安全可靠的原则,使用上安全可靠的原则,使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下达到最佳的技术效果和经济效益。

二确定冲压工艺方案和模具结构形式资料准备：1、材料：10钢2、材料厚度：0.5mm3、工件精度：无要求4、生产批量：30万件/年。

5、设备情况：一般工业制造常见设备。

6、零件图：如下所示。

2.1 分析制件的冲压工艺性①材料：10钢为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。

②零件结构：零件结构简单对称，对冲裁加工较为有利。

③尺寸精度：零件上的尺寸均未标注尺寸偏差，为自由尺寸，经查阅手册，该尺寸为IT14尺寸精度。

故可选定IT14确定尺寸的公差。

经查得零件各尺寸偏差如下：62.045- ，074.050-由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。

2.2 确定零件工艺方案及模具类型和结构形式该零件结构简单，只需要落料一道工序即可，且并且生产批量较大。

所以只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。

由于该零件平整度要求较高，又为落料件，采用单工序落料模。

于是，从模柄中穿入导杆，可以直接把嵌在凹模里的废料从刀刃打下，卡在凸凹模凸模上的材料可以用弹性卸料板卸料。

三工艺计算3.1 排样、计算条料宽度、确定步距。

一般圆形件的排样可采用直排和多排，但由于该零件尺寸较大，故采用单排直排的排样方案比较适用，排样方案如下：查搭边值表，确定搭边值两工件间的搭边：mma0.11工件边缘的搭边：mm a 2.1=送料步距：mm a D A 460.1451=+=+=采用无侧压装置送料，条料宽度按《模具设计与制造》中式（2-13）计算，查表2-11取mm b 5.00=；查表2-12取mm 5.0=∆条料宽度： 00])(2[∆-+∆++=b a L B所以mm B 05.005.005.0549.53]5.0)5.02.1(250[---≈=++⨯+=最终确定工件间搭边值为1mm ，侧边搭边值为2mm 。

3.2 材料利用率：一个步距内的材料利用率η为： %54.71248496.1776===Bh A η 四 计算冲压力和选择压力机4.1 冲压力计算及初选设备可知冲裁力基本计算公式为:τKLT F =；查得10钢的力学性能,取Mpa 300=τ。

计算零件的周长： )(22121d D d D L -+⨯+⨯=ππ )4550(24514.3215014.321-⨯+⨯⨯+⨯⨯=15.159=mm复合模冲裁力:3005.015915.03.1⨯⨯⨯==b KLt F τkN 31=模具采用弹性卸料装置和顶件结构，所以所需卸料力X F 为：kN F K F x x 55.13105.0=⨯==推件力为：查表2-16，得055.0=t K ，取3=n ，由式（2-18)可得 kN F nF F t t 1.531055.03=⨯⨯==则零件所需得冲压力为：kN F F F x t 65.37F =++=总查阅设备手册，结合生产情况及设备情况，可初选公称压力为kN 63的开式压力机3.623-J开式压力机3.623-J 主要参数如下：公称压力：kN 63，滑块行程：mm 50，最大闭合高度：mm 170，闭合高度调节量：mm 40，滑块中心线到床身距离：mm 110，工作台尺寸：mm mm 200315⨯，工作台孔尺寸：mm mm 70150⨯，模柄孔尺寸：mm mm 3050⨯φ，工作台板厚度：mm 40。

4.2确定压力中心零件外形为对称件，所以该零件的压力中心就是零件外形中心线的交点。

五 模具零部件结构的确定5.1 凸、凹模零件设计（1）凹模外形尺寸的确定。

凹模厚度a H 的确定，由式（2-30）得mm F H a 34.15376501.01.033≈⨯== ，查资料圆整取标准值mm H a 18=。

根据式（2-31），计算凹模壁厚：a H c )0.2~3.1(=且mm c 40~30>，得mm c 36=， 凹模宽度B 的确定：mm c b B 122362502=⨯+=+=；凹模长度L 的确定：mm c l L 123362452=⨯+=+=；根据GB 2858-81，确定凹模外形尺寸为18125125⨯⨯。

（2）凸模外形结构、尺寸确定。

由式（2-28）可知，采用弹性卸料时凸模的长度为A t h h L +++=21 1h ：凸模固定板厚度，为mm 16；2h ：弹性卸料板厚度，为mm 14；t ：冲裁件厚度，为mm 5.0；A ：包括3部分：闭合状态时固定板和卸料板之间的距离、凸模的修模量、凸模进入凹模的距离，一般在mm 20~15之间取值，此处取mm A 5.23=，则mm L 545.235.01416=+++=5.2 卸料装置中弹性元件的计算模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用弹簧，其尺寸计算如下： 根据计算所得，元件所需卸料力kN 55.1=卸F ，确定弹簧数量为4个，则弹簧的预弹力N kN F 5.387455.14/F =÷==卸预，查手册选用圆柱螺旋压缩弹簧，型号为GB/T1358-1993，相关尺寸为： 弹簧外径mm D 15=， 钢丝直径mm d 0.3=， 节距mm t 0.4=， 最大工作负荷为N 403， 弹簧自由长度mm H 450=，最大工作负荷下的总变形量mm l 7.8=， 有效圈数10=n 圈， 单圈变形量mm 87.0。

5.3 凸凹模刃口尺寸设计计算（1）查表2-13，确定冲裁间隙为mm Z 04.0min =，mm Z 06.0max =。

（2）计算落料刃口尺寸。

采用配制加工，刃口尺寸以凹模为基准，凸模尺寸按相应的实际尺寸进行配制，保证双面间隙为mm 06.0~04.0。

查表2-15，确定所有尺寸的磨损系数均为5.0=x 。

落料刃口尺寸均为A 类尺寸，取4/∆=d δ，按式（2-12）得到155.031.0155.004/62.004/01max 114569.44)62.05.045()(1--++∆+==⨯-=∆-=x A A185.037.0185.004/74.004/02max 225063.49)74.05.050()(2--++∆+==⨯-=∆-=x A A六 选择模架及其它模具零件6.1 模架由凹模周界)(125125mm ⨯，及安装要求，选定中间导柱模架根据GB/T2851.5-1990选定相关尺寸如下：模架整体高度mm H 144=； 上模座厚度mm h 301=； 下模座厚度mm h 352=； 导柱中心距mm s 170=；凹模外形尺寸)(125125mm L B ⨯=⨯；模架外形mm B 1902=，mm L 2002=，mm R 42=。

6.2 导柱和导套采用滑动式导柱导套，结构简单，加工方便。

确定导柱直径为mm 20φ，长度为mm 125。

保证导柱的上端面与模具上模板的上平面不小于mm10。

当导柱导套分别压入下模板与上模板中，采用过盈配合，~15其配合为6H。

/7r6.3 模柄选用压入式模柄，可查得模柄孔的直径为mm30，由50，深度为mm装配要求，模柄与模柄孔采用过渡配合6H，材料为45钢。

/7m6.4 凸模固定板固定板用于固定凸模，厚度为mm16，总体尺寸与整体凹模一致。

凸模与固定板的配合为6H，装配时压入后尾部磨平，材料选用/7mQ235。

A6.5导料板和承料板根据条料和凹模之间的间隙选定导料板，查询《冲模设计手册》得条料板厚度为mm4，相应的承料板厚度为mm2。

七模具装配总图主视图俯视图(详见CAD装配总图)2．落料第16 页第17 页参考文献[1] 田光辉林红旗.模具设计与制造.北京.北京大学出版社.2009.9[2] 模具设计手册.北京.机械工业出版社.2006.1[3] 马朝兴主编.冲压模具设计手册.北京.化学工业出版社.2009.10。