调节偏心轮级进模设计一、冲压工艺分析及模具结构设计该冲裁件的材料为Q235,材料厚t=1.5mm.该冲裁比较适合冲裁,根据其公差要求,冲裁件精度IT12,模具精度IT9 .因为大批量生产,采用连续模冲裁,先冲孔,后落料/二、排样设计在冲压零件的成本中，材料费用约占60%以上，因此材料的经济利用具有非常重要的意义冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样排样合理与否不但影响材料的经济利用，还影响到制件的质量、模具的结构与寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标因此，排样时应考虑如下原则： １．提高材料利用率 (不影响制件使用性能前提下，还可适当改变制件形状) ２．排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全 ３．模具结构简单、寿命高４．保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求根据零件实际情况，采用有废料排样法：如，沿制件的全部外形轮廓冲裁，在制件之间及制件与条料侧 边之间 ，都有工艺余料 (称搭边)存在因留有搭边，所以制件质量和模具寿命较高，但材料利用率降低两工件间的搭边:a1=1.4mm工件边缘搭边：a=1.2mm步距为：53mm条料宽度B=（D+2a）(mm) 式中：B——条料宽度的基本尺寸(mm)； D——条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸(mm)； a——侧面搭边，查表1 (mm)； 条料宽度B=(52+1.4+Δ) =55.3mm三、材料利用率 在冲压零件的成本中，材料费用约占60%以上，因此材料的经济利用具有非常重要的意义。
冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样不合理的排样会浪费材料，衡量排样经济性的指标是材料的利用率，可用下式计算：η＝Ｆ/Ｆ0×１００％＝F/ＡＢ×１００％ 式中η——材料利用率； Ｆ——工件的实际面积； F0——所用材料面积，包括工件面积与废料面积； A—— 送料进距 (相邻两个制件对应点的距离)； B——条料宽度 材料利用率η＝Ｆ/Ｆ0×１００％＝F/ＡＢ×１００％η=（2122.64-339-94）/2883.2*100% =61.8%四、冲裁力与压力中心计算 1、冲裁力 计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机、设计模具和检验模具的强度压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的需求普通平刃冲裁模 ，其冲裁力 P一般可按下式计算： FP＝KptLτ 式中τ—— 材料抗剪强度 L——冲裁周边总长(mm)； t——材料厚度(mm) 系数 Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损、 凸模与 凹模间隙之波动(数值的变化或分布不均)、润滑情况 、材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系数，一般取 13 当查不到抗剪强度 τ时，可用抗拉强度σ b代替τ，而取Kp＝1的近似计算法计算。
当上模完成 一次冲裁后，冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性 收缩而紧箍在 凸模上 为了使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的材料料刮下 ,将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力 ；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推件力影响卸料力、推件力 的因素很多，要精确地计算是困难的在实际生产中常采用经验 公式计算： 卸料力F卸=K卸*F落 推件力 F推＝nK推 *F落式中 P——冲裁力(N)； K——卸料力系数，其值为0.02～0.06(薄料取大值， 厚料取小值)；K１——推料力系数，其值为0.03～0.07(薄料取大值， 厚料取小值)；K2—— 顶件力系数，其值为0.04～0.08(薄料取大值， 厚料取小值)；n——梗塞在凹模内的制件或废料数量(n＝h/t); h——直刃口部分的高(mm)；t——材料厚度(mm)卸料力和 顶件力还是 设计卸料装置和弹顶装置中弹性元件的依据 冲孔力,F冲=KL1tτ=46.7KN落料力F落=KL2tτ=111.438KN卸料力F卸=K卸*F落=0.11* 111.438=12.26KN推件力 F推＝nK推 *F落=2*0.07* 46.7=6.538KN总冲压力= F落+F卸+F推 =106.2+4.25+5.31=115.76KN2、压力中心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块的中心相重合对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命冲模的压力中心，可按下述原则来确定：（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合3）形状复杂的零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心X=26 Y=25五、冲裁模刃口尺寸计算及其基本原则 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一从生产实践中可以发现： （1）由于凸模、凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸 （2）在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准 （3）冲裁时，凸模、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，结果使间隙越来越大。
由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需考虑下述原则： （1）落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上 （2）考虑到冲裁中凸模、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸这样，在凸模、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格制件凸模、凹模间隙则取最小合理间隙值 （3）确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求如果对刃口精度要求过高( 即制造公差过小)，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果对刃口精度要求过低(即制造公差过大)，则生产出来的制件可能不合格，会使模具的寿命降低制件精度与模具制造精度的关系见表若制件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形件，一般可按IT7～IT6级制造模具冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件下偏差为零，上偏差为正 2、刃口尺寸的计算方法 由于模具加工方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为二种情况。
凸模与凹模分别加工计算模具刃口尺寸采用这种方法，是指凸模和凹模分别按图纸标注的尺寸和公差进行加工冲裁间隙由凸模、凹模刃口尺寸和公差来保证要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差(凸模δp、凹模δd)，优点是具有互换性，但受到冲裁间隙的限制，它适用于圆形或简单形状的冲压件从图冲压件与凸模、凹模刃口尺寸及公差的分布状态可以看出，要保证初始间隙值小于最大合理间隙2cmax，必须满足下列条件： ｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin 也就是说，新制造的模具应该是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax 否则制造的模具间隙已超过允许变动范围 2cmin～2cmax，影响模具的使用寿命若｜δ p｜＋｜δd｜>２cmax－2cmin，可取δp＝0.4(2cmax－2cmin)，δd＝0.6(2cmax－2cmin)作为模具的凸模、凹模的制造偏差1．落料： 设工件的尺寸为D０－△，根据计算原则，落料时以凹模为设计基准首先确定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于制件轮廓的最小极限尺寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙值2cmin凹模制造偏差取正偏差，凸模偏差取负偏差，其计算公式如下： 凸模偏差取：上偏差0，下偏差-0.012凹模偏差取：上偏差+0.018 下偏差 02.冲孔： 设冲孔尺寸为d＋△0，根据以上原则，冲孔时以凸模设计为基准，首先确定凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙 2cmin。
凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差其计算公式如下： 凸模上偏差0，下偏差-0.012凹模上偏差0.018 下偏差0六、压力机的选用公称压力/KN250工作台/mm左右560前后360滑块行程/mm(10~80)工作台孔尺寸/mm左右260前后130直径180滑块行程次数>=100r/min立柱间的距离/mm>=260最大闭合高度/mm250模柄孔尺寸/mmФ50*70闭合高度调节量/mm70工作台厚度/mm70滑块中心至机身距离/mm190选用J21-250开式双柱固定压力机七、模具结构的选择1， 模具类型的选择根据冲压工艺的分析，采用级进模冲裁，每个工位相当于单工序模，则直接采用正装结构2， 送料及定位方式l 采用手工送板料l 在级进模第一个工位采用始用挡料销，定距采用固定挡料销，3， 卸料出件方式及其构件的选择加工工件料厚为1.5mm，相对较薄，冲裁后采用弹性卸料板卸料工件采用下出件（工件从下模座板空间取出）4， 模具导向方式与导向零件采用导柱导套导向八、确定模具的压力中心 多工位级进模的压力中心与压力机滑块中心轴线偏离不应该超过L/6,凹模板长度方向，凹模板宽度方向B/6九.确定模具结构尺寸1,冲孔凸模 JB/T8057.2-1995固定部分为圆柱形,冲孔直径Ф=22mm采用过盈配合r7紧固在凸模固定板上,顶端形成台肩以便固定,并保证工作时不被拉出凸模的长度L=H1+H2+H3+H=70mmHI凸模固定板的高度 25mmH2卸料板的厚度12MMH3导尺的厚度 3.85mmH附加长度,进入凹模的深度1mm 总修模量 12mm 安全距离172.凸模强度计算①凸模承受能力的校核 σ=P/A<[σc] =500MPaσ凸模内的压应力，A凸模最小断面积σc凸模材料的需用应力②失稳弯曲盈利的校核L=<√ΠEJ4NP E 弹性模量 2.2*105n 安全系数 3L 凸模的自由长度J 凸模断面的轴惯性矩十、凹模刃口的结构形式采用柱形孔口的筒形凹模 JB/T8057.4-19951.凹模块的厚度H=KB=22mm凹模壁厚c=1.5*H=33mm凹模的总长L=52+2*33=118mm凹模的宽度B=52+2*36=118mm1， 螺钉选用M10 销钉选用 Ф82， 凹模的紧固形式：选用销钉及螺钉紧固在下模座上十一、定位零件1.始用挡料销，冲制第一个之间的第一步工位是，确定调料的准确位置的定位零件。
JB/T7649-19942.侧刃 JB/T7649.1-1994十二、导料板调料依靠导料板导向送进，以免送偏、采用整体式L*H*B=160*8*25 JB/T7648.6-1994十三、测压装置 为了保证零件紧靠导料板一侧正确送进，采用测压弹簧片JB/T7649.4-1994十四、剪切调料的公差和侧面导板间隙 十五、卸料装置 采用分体式卸料板JB/T7650.5-1994 紧固螺钉M10.圆柱销钉M6 采用弹簧卸料装置十六、模架及其其他部件模架选用滑动导向，对角导柱模架模柄 JB/T7646.1-1994 Ф50*75上模座尺寸规格 GB/T2855.1-1990L*B160*125 L1*B1*H=170*130*40凸模固定板规格 160*110*35凹模尺寸 160*110*22下模座尺寸规格 GB/T2855.2-1990 L*B=160*125 L1*B1=170*130 L2*B2=250*180 H=50mm导柱：20*160 22*160 GB/T2861.1-1990导套：20*80*30 22*80*30 GB/T2861.6-1990卸料板尺寸规格：12*160*100十七、模具闭合高度校核模具最小闭合高度Hmin=Hmax-闭合高度调节量=250-70=180mm 模具的闭合高度调=190mm 。
满足模具闭合高度的要求十八、参考文献 1．《冲压模具设计实用手册》 郑家贤 编著 机械工业出版社 2007.92.《冲压模具设计指导》 伍先明 刘厚才 蒋海波 编著国防工业出版社 2011.73.《冲压工艺及模具设计》 吴诗惇 主编 西北工业大学出版社2007.9专业课课程设计 题目:调节偏心轮级进模设计学 校:兰州交通大学学 院:机电工程学院 专 业:材料成型及控制工程班 级:成型091姓 名:王艺超学 号:200811112日 期:2012/12/10目 录一、冲压工艺分析及模具结构设计二、排样设计三、材料利用率四、冲裁力与压力中心计算五、冲裁模刃口尺寸计算及其基本原则六、压力机的选用七、模具结构的选择八、确定模具的压力中心九.确定模具结构尺寸十、凹模刃口的结构形式十一、定位零件十二、导料板十三、测压装置十四、剪切调料的公差和侧面导板间隙十五、卸料装置十六、模架及其其他部件十七、模具闭合高度校核十八、参考文献。