《冷衝壓模具設計》
課程設計說明書
指導教師：姜永武
學號：0771206
姓名：付艦
長春理工大學光電資訊學院
前言課程設計的性質與目的
課程設計的性質
冷衝壓模具課程設計是冷衝壓模具設計課程的乙個重要環節，是運用所學基礎和專業知識的一次綜合練習。
課程設計的目的
本課程設計是在學生學完冷衝壓模具設計理論課並進行了生產實習之後進行的乙個重要實踐教學環節。通過本次設計要達到以下目的：
（1）鞏固與擴充模具製造工藝學課程所學的知識，加深對模具零部件製造基本方法與模具裝配技術的理解，掌握制訂模具製造工藝規程的方法。
（2）綜合運用本專業所學課程的知識，解決生產中實際問題，從而全面提高學生從事工程技術工作的能力。包括設計能力、繪圖能力、技術分析與決策的能力、文獻檢索能力以及撰寫技術**能力等等。
（3）養成嚴肅、認真、細微地從事技術工作的優良作風。
課程設計的任務
（1）擬定衝裁件的工藝過程，並填寫工藝過程卡 1 份 ；
（2）設計指定的衝裁模，並繪製裝配圖，零件圖的成套圖紙 1 套 ；
（3） 編寫設計說明書 1 份 。
設計原則
(1) 保證能夠衝製出合格的工件 ；
(2) 模具結構簡單，壽命長，成本低且與生產批量相適應；
(3) 操作方便，安全。
一衝模課程設計的一般步驟及方法
1．1 分析沖壓件的工藝性
衝裁件的工藝性主要從沖裁件的形狀，尺寸（最小孔邊距，孔徑，材料厚度，最大外形）精度，表面粗糙度，材料效能等逐項分析，確定沖壓工序圖，若有不符者，應與設計部門協商更改或採取相應的措施。
1. 保證沖壓件的尺寸精度
沖壓件，材料為10鋼板，料厚2.5mm，其未注公差尺寸精度等級為it12，屬一般衝裁模能達到的公差等級，不需採用精沖或整修等特殊衝裁方式。
2. 零件件的材料性：
10鋼特性
板材規格
板料：1000 x 1200x2.5
板材規格如下**：
1．2 確定合理工藝方案
（1）確定基本沖壓工序的性質：落料
（2）根據基本工序的性質，數量，結合工件的形狀尺寸，公差要求，材料效能，生產批量，沖壓裝置，模具加工條件等因素，考慮模具型別的同時確定工序組合和先後順序，在滿足沖件質量要求的前提下，選擇乙個經濟合理的工藝方案，填寫工藝過程卡片。
工藝過程卡片：
1．3 確定模具總體結構
（1）模具型別的確定：落料模具
（2）導向方式的確定；
一般根據沖件形狀，尺寸，精度及生產批量來選擇。
1 單工序模
2 沖件形狀簡單且精度低時，可不用導向，採用敞開模 ；
（3）滑動式模架選擇
無導向和用固定導板導向的模具及用導柱、導套導向和彈壓導板導向的模具，一般都有標準模架。
（4） 壓、卸料方式的確定
沖件平整度要求較高或料較薄時，用彈壓卸料板，它既可壓料，又可卸料，因卸料板隨上模上下運動，送料直觀性強，操作方便，這是生產中常用的一種卸料方式。
（5）定距方式的確定
對單工序模具且單排排樣，一般用擋料釘定位即可
（6）確定搭邊值
搭邊排樣中相鄰兩個零件之間的餘料或零件與條料邊緣間的餘料稱為搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質量和送料方便。
搭邊的最小寬度應大於塑性變形區的寬度，一般取為材料的厚度1-1.5倍。
所以a≥1.5 x 2.5 = 3.75mm取4mm
（7）送料步距和條料寬度
1．送料步距
條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距。每個小距可以衝出乙個零件，也可以衝出多個零件。送料步距的大小應為條料上兩個對應沖件的對應點之間的距離。
每次只衝乙個零件的步距的計算公式為：
a = d0 + a
式中：d0——平行於送料方向的沖件寬度（mm）；
a——沖件之間的搭邊值（mm）。
有公式得d0 =160mm a = 4mm
a = d0 + a=164mm
2．條料寬度
條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證衝裁時工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在衝裁時順利地在導料板之間送進，並與導料板之間有一定的間隙。在根據不同情況，參考沖壓設計資料進行計算。
取側搭邊值為板料厚度2.5
所以 ：
條料寬度為： l=160 + 2.5 x 2 = 165mm
1．4 根據模具型別畫排樣圖，並計算材料利用率
（1）考慮沖壓件的形狀，精度
從該沖壓件的形狀及尺度精度等級看決定應採用有廢料排樣法。
（2）考慮沖壓件的生產批量
高產量，最高產量：採用高效率高壽命模具，多為連續模
中等產量：盡量採用典型模具結構，減少設計和製造工時
低產量：採用簡單模具，如組合衝模、鋼片模、聚氨脂橡膠衝模等
中等批量的生產型別，因此不考慮多排、或一模多件的方案（該方案較適宜大批量生產，約幾十萬件以上）；也不考慮採用簡易衝裁模常用的單、直排方案，根據成批生產的特點，再結合該沖壓的形狀特點，以單斜排、一模一件、級進排樣方案為宜
落料排樣圖
（2）材料利用率
在沖壓件大批量生產的成本中，原材料費用佔60%以上，排樣的目的就在於合理利用原材料。衡量排樣的經濟性、合理性的指標是材料利用率。其計算公式如下。
乙個步距的材料利用率η為：
公式n f/ba × 100%
式中：f——乙個步距內衝裁件的面積（包括衝出的小孔在內）（mm）；
n——乙個步距內衝裁件的個數；
b——條料寬度（mm）；
a——步距（mm）。
求得：η ==6 x π x 80 x 80 /( 165 x 4 )==74%
一張板料總的材料利用率η0為：
公式： η0 = nf/bl × 100%
式中：n——一張板料上衝裁件的總數目；
l——板料長度（mm）。
求得：η0 ==12 x 6 xπ x 80 x 80/( 165 x 2000)==73%
1．5 計算壓力中心
從排樣圖上找出沖切條料的線段（即模具的受力部分），壓力中心為零件圓心
1.衝壓力
在衝裁模設計過程中，衝壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂出力的總稱。它是衝裁時選擇壓力機、進行模具設計、校核模具強度和剛度的重要依據。
1．衝裁力的計算
衝裁力是衝裁過程中凸模對板料的壓力。它隨凸模行程的變化而變化，通常說的衝裁力是指沖裁力的最大值。
對沖裁力有直接影響的因素主要是板料的力學效能、厚度與衝裁件的輪廓周長。但衝裁間隙、刃口銳利情況、衝裁速度、潤滑情況等也對沖裁力有較大影響。綜合考慮上述因素，平刃口衝裁力可按下工計算：
f = klδτ
式中：f——衝裁力（n）；
k——係數，通常取k=1.3；
l——衝裁件周邊長度（mm）；
δ——材料厚度（mm）；
τ——材料抗剪強度（mpa）。
由公式得： 已知 k=502.4mm δ=2.5mm τ=260mpa
f = f = klδτ=424528n
2．卸料力、推件力和頂出力的計算
從凸模上卸下緊箍的衝裁件所需的力稱為卸料力，用表示f卸。將梗塞在凹模內的衝裁件順衝裁方向推出所需的力稱為推料力，用表示f推。逆衝裁方向將衝裁件從凹模內頂出的力稱為頂出力，用f頂表示。
卸料力、推件力和頂出力是由壓力機和模具的卸料、推件和頂出裝置傳遞的。所以在選擇壓力機的公稱壓力和設計以上機構時，都需要對這三種力進行計算。影響這些力的因素很多，主要有材料的機械效能和板料厚度；沖件形狀和尺寸大小；凸、凹模間隙大小；排樣搭邊值大小及潤滑情況等。
生產中常用下列經驗公式計算。
f卸 = k卸f
f推 =n k推f
f頂 = f頂f
式中：f——衝裁力（n）；
k卸、k推、k頂——分別為卸料係數、推件係數和頂件係數，n——塞在凹模孔口內的衝件數。有反推裝置時，n=1；錐形孔口時，n=0；直刃口且模下方出件時，n=l/δ，其中：l是直刃口部分的高度（mm），δ是材料厚度（mm）。
表3-3 卸料力、推件力和頂出力的係數
3．壓力機公稱壓力的確定
因模具結構採用彈壓卸料裝置和下出件方式
f總= f + f卸 + f推
f卸= k卸f ==21226.4n f推= n k推f ==23349.04n
f總= f + f卸 + f推==469103.44n
1．6 計算凹模輪廓尺寸，確定送料方向
因為是落料模具，所以凹模輪廓尺寸為落料尺寸160（上偏差=0.2 下偏差0）。
1．7 校核壓力機的規格
計算衝、推 、卸料力，初選壓力機型別及規格，再按典型組合的有關尺寸校核所選定壓力機的規格。
開式壓力機的工程壓力量值（10kn：40,6.3,10,16,25…）
由於f總=469103.44n所以選公差壓力為25（10kn）的壓力機
（由衝模設計手冊查的）
沖壓模具設計說明書
課程設計名稱 設計說明書 起止日期 2011 年 12 月日至 2012 年 1 月日 機械工程學院 部 2011年 12 月 30日 目錄引言4 第1章沖壓件工藝分析5 1.1 沖壓加工方法的經濟性分析5 1.2 零件工藝分析5 1.3 沖壓件質量分析6 第2章工藝方案的確定6 2.1 沖壓工藝方...
沖壓模具設計說明書
一 沖壓工藝的介紹1 二 衝裁模介紹3 三 模具簡介4 四 使用電腦軟體繪圖5 五 模具零件及其加工工藝6 六 模具裝配圖9 七 實驗心得10 1.沖壓工藝的介紹 沖壓模具在實際工業生產中應用廣泛。在傳統的工業生產中，工人生產的勞動強度大 勞動量大，嚴重影響生產效率的提高。隨著當今科技的發展，工業生...
沖壓模具課程設計說明書
西北工業大學 課程設計 班級 05010903 學號 2009301243 姓名 李博海 指導老師 蔣建軍方永康 設計任務書 一 設計內容 1 模具的圖樣設計 1 了解製品的工藝性 2 了解製品的生產批量 3 了解製品所選用的沖壓裝置 2 確定模具設計方案 2 確定模具設計的基本結構 3 確定模具所...