五金模具课程设计1

1 学号 姓名

课程设计说明书

设计名称 五 金 模 设 计

设计题目

设计时间 2013-06-16

系 别

专 业

班 级

姓 名

指导教师

年 月 日

五金模的设计

支承板五金模设计详解 2 1.1 五金模设计的前期准备

在确定工件类型是五金件后，要根据零件图及生产批量要求分析五金件的工艺性。

1.1.1阅读五金件产品图

阅读五金件产品图的主要目的是了解产品图中五金件的尺寸要求，材料要求是否满足五金件的尺寸要求，若工件某个尺寸不能满足五金工艺要求时，要及时与产品设计者沟通，在不影响整体产品质量的前提下，要尽可能使工件最终满足五金工艺的要求。产品图如下图所示：

图2

1.1.2 分析五金件工艺

如支承板为典型的Z形件，零件图中标明的尺寸公差为T13级。五金圆角的半径R为2mm,大于最小五金半径（rmin=0.6t=0.6x2mm=1.2mm），故此件形状、尺寸、精度均满足五金工艺的要求，可用五金工序加工。

1.2 五金模总体方案的确定

1.2.1 五金模类型的确定

根据工件的形状、尺寸要求来选择五金模的类型。此工件属于典型的Z形五金件，故采用Z形件五金模型。

1.2.2 五金模结构简图的画法

暂时省略。

1.3 五金工艺计算

1.3.1 五金件展开长度计算

（1）无圆角半径（较小）的五金件（r＜0.5t） 根据毛坯与制件等体积法计算；

（2）有圆角半径（较大）的五金件（r＞0.5t） 根据中性层长度不变的原理计算.

因为r=2＞0.5t=0.5×2=1mm,属于有圆角半径(较大)的五金件。所以五金件的展开长度按直边区与圆角区分段进行计算。视直边区在五金前后长度不变，圆角区展开长度按五金前后中性层长度不变条件进行计算。

由《冲压工艺与模具设计》的表4-4查得：x=0.32

变形区的中性层曲率半径为：mmxtr64.2232.02 ；

毛坯尺寸（中性层长度）：AlLz

其中，180)180(A（中性层圆角部分的长度） 3 )(1448.464.21809014.3180mmmmA

该零件的展开长度为：

mmtlllLz28.7626.03016266.0321

以上格式中 P---中性层曲率半径,mm;

k---中性层位系数,查表得k=0.38

r---五金内五金半径,mm

t---五金件材料厚度,mm

LZ----五金件的展开长度,mm

a-----五金中心角

β---弯角

1.3.2 五金件回弹值的计算

（1）因为22tr=1<5，该五金件属于大变形程度，所以圆角半径回弹小，不必计算，只计算凸模角度。

由五金件的中心角为90 º，查《冲压工艺与模具设计》中表4-3得：290。

凸模中心角为：8829090t。

（2）校正五金时的回弹值。 4 回弹角：2290909090；

回弹角进行修正：Kj

凸模中心角：jt。

式中 j----校正五金时的回弹角;

K-----修正系数,可查表得到.

（4）工件回弹问题的解决 当工件精度要求不高或校正五金时，生产中常采取调整凸凹模间隙的方法解决工件回弹的问题。设计五金模结构时，把凹模做成可调式。本五金模采用了此方法。

1.4 五金力的计算

1.4.1 五金力的计算

五金力是五金工艺和模具设计的重要依据。五金力的大小受五金件的材料性能、形状和模具结构等多种因素的影响，很难用理论分析得方法进行精确的计算，因此通常采用经验公式进行概略计算。

（1）自由五金时五金力的计算

V形件自由五金的五金力：KNtrBtFbv21)22(1000350260)(100022；

L形件五金的五金力为：KNtrBtFbL21)22(1000350260)(100022；

上式中，各符号的意义如下：

VF——V形件自由五金的五金力 ，KN；

LF——L形件自由五金的五金力，KN;

B——五金线宽度，mm；

t——五金料厚度，mm；

r——五金件圆角半径，mm；

b——材料的抗拉强度极限，MPa。 有资料查的Q195的抗拉极限强度为315~430MPa，在此取b=350Mpa。

V形件自由五金的压料力为：KNKNFFVV5.10215.05.01；

L形件五金时的压料力为：KNKNFFVL5.10215.05.01 5 注：压料力一般为（0.3~0.8）弯F。此处选取为0.5弯F。

顶件力为：

;5.10215.05.0;5.10215.05.022KNKNFFKNKNFFlLVV

注：顶料力一般为（0.3~0.8）弯F。此处选取为0.5弯F。

故，五金工艺总力为：

;845.105.10215.105.10212121KNFFFFFFFLLLVVV14.2 校正五金时的五金力计算

校正五金时，由于校正力远大于压弯力，因而一般只计算校正力。计算公式为：

/1000qAF校 单位为：KN。

根据课本表4-7查Q195的料厚在1~3之间的单位面积校正力为80~100MPa..所以,KNF92.2071000/30cos)4/104/521111212604422015(8022校明显，F< 校F，符合要求。

1.4.3 压力机的选择

（1）压力机的规格按下式选取：

自由五金 gFF)8.0~3.0(；

校正五金 gFF)8.0~7.0(校；

即KNFFg03.2977.0/92.2077.0/校

经查《冲压模具课程设计指导与范例》表9-11选择单台固定压力机型号Jc23-35其公称压力为350KN完全符合要求。

滑块行程/mm：0~80,； 最大封闭高度/mm：280； 封闭高度调节量/mm：60；

垫板厚度/mm：60； 模柄尺寸/mm：50 深度 70 。

（2）滑块行程 滑块行程是指滑块的最大运动距离，即曲柄旋转一周，上死点至下死点的距离。其值为曲柄半径的两倍：S=2R

选择用于五金压力机的滑块行程主要考虑以下因素： 6 ①要保证保证毛坯放进和工件取出，应使滑块行程大于高度的两倍以上，工HS2；

②该件为小批量，不需要以限制行程来增加行程次数，提高生产效率。

JC23-35型压力机的滑块行程为80mm，大于工件高度的两倍，满足Z形件五金时的冲压行程。即

工HS2

222S

（3）闭合高度 压力机的闭合高度是指滑块在下死点时，滑块底面到工作平面之间的距离。

①压力机的闭合高度可以通过调整连杆长度来改变其大小，将连杆调至最短时，闭合高度最大，称为最大闭合高度。将连杆调至最长时，闭合高度最小，称为最小闭合高度。JC23-35型压力机的最大闭合高度为280mm，连杆的调节高度为60mm，故，最小的闭合高度为220mm。

②当压力机工作台面上有垫板时，用压力机的闭合高度减去垫板厚度，就是压力机的装模高度，没有垫板的压力机，其装模高度与闭合高度相等。

③模具的闭合高度是指压力机滑块在下止点位置时，模具上模座上平面至下模座下平面之间的距离。它与压力机的配合应该遵守下列关系：

10)(5)(minmaxddHHHHH

102205280H

230275H

如果压力机上不设置垫板，所设计的模具闭合高度H在230~275mm之间。加上垫板，模具闭合高度H将减少。

式中 maxH——压力机的最大闭合高度，mm；

minH——压力机的最小闭合高度，mm；

H ——模具的闭合高度，mm；

dH——压力机垫板厚度，mm；

（4）工作台面尺寸 压力机工作台尺寸应大于下模周界50~70mm。JC23-35型压力机的工作台尺寸（前后左右）为380mm610mm。那么，在设计模具的下模座（宽长）不要超过380mm610mm。 7 （5）模柄孔尺寸 直径深度为mm6040，那么，设计时模具模柄尺寸要与模柄孔尺寸匹配。

1.5 五金模结构设计

1.5.1 五金模工作部分尺寸计算

五金模工作部分的尺寸是指与工作五金成形直接相关的凸、凹模尺寸和凹模的深度。Z形件可以看成由两个V形件组成。

（1）凸模工作尺寸

因为（5~8）>r/t>tr/min，所以取 rrT=2mm。

（2）凹模工作尺寸

凹模口圆角半径Ar的大小直接影响坯料的五金成形。由《冲压工艺与模具设计》中表4-9查得：当.)12~6(2)6~3()6~3(r2Ammtt时，凹模圆角半径。在这里取Ar=6mm。

V形件做自由五金时，凹模底部圆角半径Ar无特殊要求，需要时甚至可以在凹模底部开退刀槽。V形件在作校正五金时，凹模底部圆角半径取：

22)8.0~6.0())(8.0~6.0(trrTAmm=（2.4~3.2）mm。

在此，取凹模底部圆角半径为Ar=3mm。

凹模厚度的确定。根据课本上表4-10查得：材料厚度t为2~4，五金边长l为25~50时，h=27mm, mml250。

1.5.2 五金凸模和凹模之间的间隙

对于V形件，凸模与凹模之间的间隙是由调节压力机的装模高度来控制的。设计时可以不考虑间隙。

1.5.3 凸凹模工作部分的尺寸与公差

五金凸模和凹模宽度尺寸与工作尺寸的标注有关。如图3所示，工作件标的是外表面尺寸，则模具要以凹模为基准件，间隙就取在凸模上。