单工序落料模具设计说明书

课程设计说明书题目：单工序落料模具设计

一、课程设计目的 (2)

二、工件简图 (2)

三、工艺分析 (3)

3.1 生产方案的制定 (3)

3.2材料分析 (4)

3.3精度分析 (4)

3.4操作与定位方式 (4)

四、工艺计算 (4)

4.1排样设计与计算 (4)

4.2料宽设计 (5)

4.3画排样图 (6)

4.4送料步距 (6)

4.5材料的利用率 (6)

4.6冲裁工艺力计算 (6)

4.7刃口尺寸计算 (7)

4.8凹模高度 (7)

4.9凸模长度确定 (8)

4.10选择标准模架 (8)

五.设备选择 (9)

六、装配图及零件图绘制 (9)

七、参考文献 (10)

一、课程设计目的

此次落料模具设计有着重要的意义，能巩固课本中学的知识，熟悉相关资料，理清设计思路，练习绘图及文献检索的能力，培养和提高分析，解决问题的能力，学习冲压工艺与模具设计的具体方法和步骤，为毕业设计打下基础。

（1）树立正确的设计思想。在设计中理论联系实际，从实际出发解决实际问题。

（2）经行一次冷冲压模具设计的实际训练。通过设计巩固相关理论知识，为以后的工作做好准备。

（3）通过计算和绘图，学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等培养模具设计的基本技能。

（4）如何选取合适的排样，，需要通过材料利用率、搭边值、步距的计算，从而选择最合理、最有经济效益的排样方案。

二、工件简图

材料为Q235，板厚为t=3mm，生产批量：大批量

三、工艺分析

3.1 生产方案的制定

冲裁工序可分为单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁。

冲裁组合方式的确定应根据下列因素决定。

1生产批量：一般来说，小批量与试制采用单工序冲裁，中批量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复合冲裁低，在级进冲裁中采用导正销结构，课提高冲裁件精度。

3对工件尺寸、形状的适应性工件的尺寸较小时，常采用复合冲裁或级进冲裁。对于尺寸中等的工件，由于制造多副单工序模的费用比复合模具昂贵，也常采用复合冲裁，但工件上孔与孔之间或孔与边缘之间的距离过小时，采用级进冲裁。

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好。应为模具制造、安装调整较易，成本较低。

5操作方便与安全：复合冲裁出件或清除废料比较困难，工作安全性较差。级进冲裁较安全。

综上分析，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、造作方便又安全的工艺方案。该工件包括落料和弯曲两个基本工序，可有以下工艺方案：

方案一：先冲圆孔，后落料，最后弯曲

方案二：先落料，后冲圆孔，最后弯曲

3.2材料分析

Q235为碳素结构钢，抗拉强度为432-461MPa,抗剪强度为304-373MPa,屈服强度为253MPa,具有很好的冲裁成形性能，符合冲裁工艺。

3.3精度分析

零件图未标注公差，按精度要求为IT14计算，普通冲裁即可满足图样要求。

3.4操作

为降低成本，可采用手工送料方式。

四、工艺计算

4.1排样设计与计算

1.尺寸计算将(工件按中性层展开)

（1）直边段为a，b

a=30-3-3=24mm

b=80-3-3=74mm

（2）圆角边段为c

由于R/t=3/3=1>0.5,则该圆角属于有圆角弯曲，根据中性层长度不变原理计算。

查资料[1]表4.3得，k=0.42

c=π（r+kt）/2=3.14×(3+0.42×3)/2

=6.69mm

(3)弯曲毛坯展开总长度：

L=a+c+b=24+74+6.69=104.6mm

尺寸比较精确，采用一定量的搭边值，查《冷冲压模具课程设计与毕业设计指导》表3-8得：a=2.2mm,a1=2.5mm.

4.2料宽设计

工件展开长度为104.6mm，所以原料料宽为B=104.6+2x2.5=109.6mm，查《冷冲压模具课程设计与毕业设计指导》表3-9得：△=（0.15-0.20）t，可取t=0.6，所以料宽公差为109.60 -0.6mm.

4.3画排样图

4.4送料步距

h=30+2.2=32.2mm

4.5材料的利用率

排样时，在保证工件质量的前提下，要尽量提高材料的利用率。

η=A/bh=104.6x30/(109.6x32.2)=88.9%

4.6冲裁工艺力计算

冲裁模设计时，为了合理地设计模具及选用设备，必须计算冲裁工艺力。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁工艺力，以适应冲裁间隙的要求。冲裁工艺力包括冲裁力F、卸料力F卸、推件力F推和顶件力F顶。该落料工艺不需要计算顶件力。

冲裁件周长L=2（L1+L2）=269.2mm

材料厚度t=3mm

取Q235钢的抗剪强度τ=350MPa.

冲裁力F=1.3Ltτ=1.3x269.2x3x350KN=122.5KN.

查《冷冲压模具课程设计与毕业设计指导》表3-17得：

K x=0.035 K t=0.045 K d=0.05

卸料力F x =K x F=122.5x0.035=4.29KN.

推件力F t=K t F=122.5x0.045=5.51KN.

顶料力F d= K d F=122.5x0.05=6.12KN.

总工艺力FΣ=F+F x+F t =132.3KN

4.7刃口尺寸计算

以凹模为基准，工件基本尺寸为104.6mm，30 mm，因为工件无公差，取磨损系数x=0.5，查《冷冲压模具课程设计与毕业设计指导》表3-9取Δ为0.6.根据材料及料厚，查《冷冲压模具课程设计与毕业设计指导》表3-8，确定Z max=0.64，Z min=0.46.

凹模由D d=(D max-xΔ)0+1/4Δ得：

D1=（104.6-0.5×0.6）+0.15 0=104.3+0.15 0mm

D2=(30-0.5×0.6)+0.15 0=29.7+0.15 0mm

凸模由d d=（D d-Z min）0-1/4Δ得：

d1=(104.3-0.46)0 -0.15=103.840 -0.15mm

d2=(29.7-0.46)0 -0.15=29.240 -0.15mm

4.8凹模高度

H=Kb=0.24x104.6=25.1mm