模具设计-手柄.doc

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1、模具课程设计试做例：冲裁模设计与制造实例　　工件名称：手柄；生产批量：中批量；材料：Q235-A钢；材料厚度：1.2mm工件简图：如下图所示。设计步骤：一、冲压件工艺性分析此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ8mm的孔和5个φ5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3．5mm(大端4个φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚)。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。二、冲压工艺方案的确定该工件

2、包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：　　方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。　　方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。　　方案三：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。　　方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚3．5mm接近凸凹模许用最小壁厚3．2mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。

3、通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 三、主要设计计算   （1）排样方式的确定及其计算　　设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排时材料利用率低，应采用直对排，如图二所示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转180°，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取2．5mm和3．5mm，条料宽度为135mm，步距离为53mm，一个步距的材料利用率为78%（计算见表一）。查板材标准，宜选950mm×1500mm的钢板，每张钢板可

4、剪裁为7张条料（135mm×1500mm），每张条料可冲56个工件，故每张钢板的材料利用率为76%。图二排样（2）冲压力的计算    该模具采用级进模，拟选择弹性卸料、下出件。冲压力的相关计算见表一。根据计算结果，冲压设备拟选J23-25。　（3）压力中心的确定及相关计算　　计算压力中心时，先画出凹模型口图，如图三所示。在图中将xoy坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1～L6共6组基本线段，用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标（13.57，11.64）。有关计算如表二所示。由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中

5、心偏移坐标原点O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O。若选用J23-25冲床，C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。　（4）工作零件刃口尺寸计算　　在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见表三所示。表一：条料及冲压力的相关计算表二：压力中心数据表图三凹模型口图

6、（5）卸料橡胶的设计　　卸料橡胶的设计计算见表四。选用的四块橡胶板的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。四、模具总体设计（1）模具类型的选择    由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。（2）定位方式的选择　　表四：卸料橡胶的设计计算（3）卸料、出件方式的选择　　因为工件料厚为1.2mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。　（4）导向方式的选择　　为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。五、主要

7、零部件设计（1）工作零件的结构设计    ①落料凸模    结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。其总长L可按公式2.9.2计算：=20+14+1.2+28.8=64mm    具体结构可参见图四（a）所示。  ②冲孔凸模    因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。其中冲5个φ5的圆形凸模可选用标准件BⅡ型式（尺寸为5.15×64）。冲φ8mm孔的凸模结构如图四（b）所示。  ③

8、凹模    凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中