冲压模具课程设计止动片冲压工艺分析及模具设计【全套图纸】.doc

目录1. 设计任务书.32. 止动片冲压工艺分析及模具确定.42.1. 冲压件工艺分析.42.2. 冲压工艺方案的确定.42.3. 排样设计.52.4. 模具结构形式的确定.72.4.1. 模具类型的选择.72.4.2. 操作方式的选择.72.4.3. 定位方式的选择.72.4.4. 卸料方式的选择.72.4.5. 出件方式的选择.72.4.6. 模架类型的确定.72.5. 冲压力的计算.82.6. 压力中心的计算.92.7. 初选压力机.92.8. 工作零件刃口尺寸计算.102.8.1. 落料模具工作零件刃口尺寸计算.102.8.2. 冲孔模具工作零件刃口尺寸计算.112.8.3. 孔心距的计算.112.8.4. 孔边距的计算.112.9. 卸料装置中弹性元件的设计.123. 模具主要零部件工艺设计.133.1. 工作零件的结构设计.133.1.1. 落料凹模的设计.133.1.2. 冲孔凸模的设计.133.1.3. 凸凹模的设计.143.2. 其它模具零件的节结构尺寸.153.2.1. 卸料板的设计.153.2.2. 固定板的设计.153.2.3. 垫板的设计.163.2.4. 推件块的设计.163.3. 模架及其它标准零件的选用的选用.163.4. 压力机的校核.174. 总结.175. 参考文献1. 课程设计任务书 1) 对冲压件进行工艺分析，对不合理之处提出改进意见，画出正确合理的制件图，并编排冲压工艺。2)全套图纸，加1538937063) 绘制模具装配图一张（要求模具结构合理，设备匹配，制图符合国家标准，图面整洁）。4) 画出除标准件外的全部零件图 （要求画法符合制图标准，标注完全、正确，工艺性合理，零件尺寸协调）。5) 课程设计说明书一份 6) 答辩 名称：止动片 材料：A3 料厚：t = 2 mm 批量：大批量 图1 零件图2. 止动片冲压工艺分析及模具确定2.1. 冲压件工艺性分析1) 材料：该冲裁件的材料A3是普通碳素钢，具有较好的可冲压行。2) 零件结构：冲裁件零件结构简单对称，转角处都为R2的圆角，中间两个圆孔，孔的最小尺寸10mm，满足要求，孔间距b=371.5t=3,孔边距b1=7t=2，满足壁厚要求，因此，该制件具有良好的冲压工艺性，比较适合冲裁。3) 尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，精度要求比较低，可按IT14级确定工件尺寸公差，标注公差的尺寸12，查表可知属IT11。查公差表可得哥尺寸公差为： 零件外形： 零件内孔： 孔心距： 由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。2.2. 冲压工艺方案的确定该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下工艺方案：先落料，在冲孔，采用单工序模生产。落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。冲孔落料连续冲压，采用连续模生产。方案模具结构简单，但需要两道工序和两套模具才能完成零件加工，生产效率低，难以满足零件大批量生产的要求，由于零件结构简单，为提高生产效率，应采用方案或方案。由于要保证尺寸12的精度要求，连续模较复合模冲压精度低，故选用方案，用复合模生产。由工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为了便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模。2.3. 排样设计排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。合理的排样和选择适当的搭边值是降低成本、保证工件质量及延长模具寿命的有效措施。查模具设计基础与模具CAD表3-3，确定搭边值：两工件之间的搭边值 a=3mm工件边缘的搭边值 a1=2步距：s=33条料宽度：本零件的排样方法如图2 图2 排样一个步距内的材料利用率 式中 A冲裁实际面积 n一个步距内冲裁件的数目 B条料宽度 S步距利用CAD可计算得A=1550mm2 查板材标准选用9001000的钢板，每张板材可剪13张69mm1000mm的条料。 式中 A1一个冲裁件的实际面积； n1一张板料上冲裁件的总数目； L板料长度； B板料宽度。每张板料的材料利用率为67.68%。2.4. 模具结构形式的确定2.4.1. 模具类型的选择由冲压工艺方案的确定，可知选用倒装式复合模冲裁。2.4.2. 操作方式的选择大批量生产，采用自动送料，可提高生产效率2.4.3. 定位方式的选择因为导料销和固定挡料销结构简单且制造方便。且该模具采用的是条料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销。控制条料的送进步距采用挡料销初定距。 2.4.4. 卸料方式的选择卸料方式主要有刚性卸料和弹性卸料，其中弹性卸料装置在工作过程中还兼压料作用，该零件厚2mm，考虑到零件厚度较薄，采用弹性卸料方式更有利于保证冲裁件平面度。2.4.5. 出件方式的选择冲压件采用刚性推件装置推出，直接利用压力机的打杠装置进行推件，工作可靠，冲孔废料直接从凸凹模向下推出。2.4.6. 模架类型的确定 模架是上、下模之间的定位连接体，是用于固定模具零件、保证凸、凹模的良好导向和传递冲压力的组合装置，由上、下模座和导柱、导套组装构成。标准模架的种类很多，也有很多规格。本模具采用标准模架，简化了模具设计，缩短了模具设计和制造周期，提高了模具质量，降低了模具成本。由于该零件厚度薄，是倒装复合冲裁模，因此采用滑动导向模架中的后侧导柱模架。2.5. 冲压力的计算1) 落料力计算查表可知 L冲裁轮廓总长t材料厚度b材料的抗拉强度2) 冲孔力计算3) 卸料力、推件力、顶件力的计算 卸料力： 推件力： 其中n=6是两个孔的总压力。总冲压力：F总= F落 +F冲+ F1 + F2 =194.35+56.55+9.68+9.33=269.91kN。2.6. 压力中心的计算如图所示，由于工件x方向对称，所以压力中心X0=32.5mm所以冲压件压力中心坐标为（32.5,13）。2.7. 初选压力机对于冲裁工序，压力机的公称压力应大于或等于冲裁时总冲压力的1.3倍，即 F1.3F总=350.88查表压力机技术参数 ，初步选择压力机JC2340，压力机参数如下表：公称压力/KN400滑块行程/mm90行程次数/（次/min）65最大闭合高度/mm210连杆调节长度/mm50模柄孔尺寸（直径×深度）/mm50×70工作台（前后×左右）/mm380×6302.8. 工作零件刃口尺寸计算 2.8.1. 落料模具工作零件刃口尺寸计算落料时，因零件外形轮廓相对较复杂故模具按配作制造法计算其凸、凹模刃口部尺寸。1） 查表得模具间隙：Zmin=0.246mm，Zmax=0.360mm。2） 模具制造精度：凹模按选择 ，凸模按凹模配作，保证其双面间隙为0.246mm。3） 磨损系数：各尺寸精度都为IT14，故x=0.54） 尺寸计算; 2.8.2. 冲孔模具工作零件刃口尺寸计算冲孔时，凸模外形为圆孔，形状简单，故模具采用凸、凹模分开加工的方法制造，以冲孔凸模为基准计算其凸、凹模刃口部分尺寸。1） 查表得模具间隙：Zmin=0.246mm，Zmax=0.360mm。2） 模具制造精度：凸、凹模分别按IT7级和IT8级精度制造，。，满足间隙条件。3） 磨损系数：尺寸为IT14，故x=0.5 2.8.3. 孔心距计算 2.8.4. 孔边距计算1） 磨损系数：尺寸精度IT11，故x=0.75。 2.9. 卸料装置中弹性元件的计算橡胶允许的弹力较大，且价格低廉，安装方便，故选用橡胶作为弹性元件。1） 橡胶厚度的计算： 式中 t材料厚度 h修修模余量 取H自=28mm.2） 校核： F=ApF卸，故AF卸/p，查表p=1.5Mpa，前面计算得F卸=9.681kN,算得A=14075mm2，显然AF卸/p=9681/1.5=6454，足够使用。模具在组装时橡胶的预压缩量H预：取H预=4mm。橡胶的安装高度： 3. 模具主要零部件的结构设计3.1. 工作零件的结构设计3.1.1. 落料凹模的设计1)外形结构及其固定方式：采用整体式、板形结构，采用螺钉、销钉与上模座连接。2)凹模厚度：采用直筒式刃口，刃口高度h=12mm 取H=18。3)凹模壁厚： 取C=30mm4)凹模板外形尺寸： 查表JB/T 7643.11994确定B=125,所以确定凹模板尺寸为125mm×125mm×18mm。将凹模板加空心垫板125×125×14mm取为薄型板后为125mm×125mm×12mm。5)凹模材料：冲裁件板料厚2mm，大批量生产，故选择Cr12，工作部分淬硬为6062HRC。3.1.2. 冲孔凸模的设计1)结构：台阶式2)固定方式：台肩固定3)凸模长度 凸模的长度根据模具的具体结构确定长度，根据磨损量及固定板、凹模板，空心垫板等厚度来决定的，参考后面计算结果凸模固定板厚度为16mm，空心垫板厚度为14mm。所以凸模长度： L=h1+h2+h3=16+14+12=42mm式中 h1凸模固定板厚度； h2空心垫板厚度； h3凹模板厚度。4)凸模直径： 5）凸模强度，刚度校核：该凸模不属于细长杆，不需要进行校核。6）凸模材料：同凹模，选用Cr12，工作部分淬硬为5860HRC。3.1.3. 凸凹模的设计1)凸凹模刃间壁厚的校核：查表当t1时，工件凸凹模刃间壁厚 为7mm（2.02.5）t=（4.05.5）mm，符合要求。2）冲孔凹模高度 H=kb=0.42×10=4.2mm而刃口高度取8mm，满足要求。3） 凸凹模长度 凸模的长度根据模具的具体结构确定长度，根据磨损量及固定板、卸料板厚度、凸模进入凹模的深度及等来决定的，参考后面计算结果凸凹模固定板厚度为16mm，卸料板厚度为16mm。 L=h1+h2+h=16+16+25=57mm式中 h1凸凹模固定板厚度； h2弹性卸料板厚度； h附加长度（包括凸模进入凹模的深度，弹性卸料元件安装高度）。4）凸凹模材料：选用Cr13，工作部分分别按凸模、凹模淬火。3.2. 其它结构零件的结构设计3.2.1. 卸料板的设计卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的0.6 0.8倍，即H=0.6×26=15.6，查表选用轮廓尺寸为125×125×1645钢卸料板与凸模的双边间隙根据冲件料厚确定取0.15。3.2.2. 固定板的设计1）凸模固定板外形尺寸取凹模外形一样的尺寸，其厚度取凹模厚度的0.60.8倍，即 查表选用 固定板125×125×1645钢/JBT7643.2，凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6，其端部孔的深度取负差，为，保证凸模压装后头部高出凸模固定板的断面，装配后凸模和凸模固定板一起磨平，确保凸模工作时无窜动。2）凸凹模固定板参考凸模固定板设计，查表选用 固定板125×125×1645钢/JBT7643.23.2.3. 垫板的设计垫板的作用是承受并扩散凸模或凹模传递的压力，以防止模座被压挤损伤，垫板的形状与凸模固定板和凹模板相同,一般为圆形或矩形垫板厚度一般为 310mm。垫板材料常用45号钢(热处理硬度为4348HRC)或T8A(热处理硬度为5256HRC)。参考凹模板外形查表上垫板选用 垫板125×125×845钢/JBT7643.3；下垫板选用 垫板125×125×845钢/JBT7643.3；空心垫板的外形尺寸同凹模125×125，厚度为14，材料选择45钢。3.2.4. 推件块的设计 推件块外形同凸凹模，在一端做一个台阶，厚度20mm。3.3. 模架及其它标准零件的选用1）模架的选用结合模具大小，参考国标GB/T28512008，选用后侧导柱模架125×125×150190，上模座125×125×35，下模座125×125×45，导柱22×150，导套22×85×33。2）其它标准件的选用卸料螺钉查表选用 ：10×65/GB2867.581；挡料销查表选用：6×20 GB 2866.781；导料销查表选用：6×20 GB 2866.781；推杆查表选用： A16×140/GB 2867.181；模柄的选用：选用压入式模柄，材料45钢，并加防转销，根据压力机JC2340的相关参数可知，模柄的外形安装尺寸为50×70，查表选B50×95 GB 2862.1-81。 螺栓、销钉的选择：上模座连接销钉选用B10×55 GB/T 119.1-200，B10×75 GB/T 119.1-200，下模座连接销钉选用B10×65 GB/T 119.1-200。上模座连接螺钉选用M10×70 GB/T 70.1-1985, 下模座连接螺钉选用M10×50 GB/T 70.1-1985，凸凹模连接螺钉选用M8×35 GB/T 70.1-1985。4. 压力机的校核模具的闭合高度Hm应满足以下要求： 由压力机JC23-40可知，Hmax=210mm，Hmin=160mm，算得Hm=193，显然满足要求。5. 总结在自己努力和指导老师的指导下，我比较顺利地完成了这次课程设计的任务，通过这次课程设计我对模具设计过程有了一定了解，学到了很好有用的本领并证明了自己的综合能力，能将所学专业知识应用在对实际问题的具体分析和解决上。课程设计不仅是对前面扬学知识检验，而且也是对自己能力提高。 在课程论文设计的过程中，经常会遇到因考虑问题不周而导致前后矛盾，甚至使下一步工作无法进行，经查阅许多相关资料和在老师的精心指导下，问题都一一得到了解决，使整个大学三年所学的专业知识也得到了系统的巩固和提高。设计过程中用AutoCAD2008绘制总装图和所有零件图，现已熟练掌握AutoCAD绘图软件的使用技巧。 这次毕业论文的设计使我对冷冲压模具的设计有了更深刻的认识，专业知识掌握得更牢固，对以前遗留的那些似懂非懂的问题也理解透彻了。这次设计对我来说是一次很好的锻炼，而在这之中的收获对我以后的工作来说是一种很大的帮助。 通过本文以上一系列的计算和讨论，已经大致给出了正装复合冲模设计的全貌。由于本人的专业水平有限，以及对国家标准的理解程度不够深入和透彻，还有对理论过程与实际过程之间的差异的考虑较少，在对一些设计参数的估计上也存在着或多或少的偏差，这是本设计论文最大的不足之处。 本毕业论文得以顺利完成，离不开林老师的悉心指导与斧正，同时也离不开四年以来带课老师们在带课时给我的指导，另外，同课题的几位同学经常在一起相互交流，探讨如何解决毕业论文中遇到的问题，给了我很大的帮助和支持。在此表示衷心的感谢！ 参考文献1. 李建军，李德群 .模具设计基础及模具CAD .北京：机械工业出版社，2011。2. 周忠旺，杨太德 .冲压工艺分析及模具设计方法 .北京：国防工业出版社，2010。3. 王晓燕 .冷冲压工艺及模具设计 .北京：化学工业出版社，2011，4. 冯缤尧，韩泰荣，蒋文森 .模具设计与制造简明手册 .上海：上海科学技术出版社，2008，5. 薛启翔 . 冲压模具设计结构图册 . 北京：化学工业出版，2010。