冲压模具课程设计飞轮琐片模具设计.doc

重庆科技学院冲压模具课程任务书设计题目 飞轮琐片模具设计 院 系：机械工程学院 专 业：模具设计与制 学生姓名： 指导老师： 完成日期 2008年 1月 11日目录一、柴油机飞轮琐片片图纸3二、冲压工艺与模具设计31零件冲裁工艺性分析4 2确定冲压工艺方案4 3模具结构的确定5 4排样设计5 5冲裁力及压力中心计算76冲裁间隙的确定8 7冲模刃口尺寸及公差的计算 9 8确定各主要零件结构尺寸 11 9压力机的选择 13三、设计并绘制总图、非标准零件图及选取标准件 131设计并绘制总图132选取标准件143绘制非标准零件图15四、其他零件设计选取161定位装置：导料板，侧刃与侧刃挡块 162推件装置的设计173模架的确定17 4连接与固定零件17五、总结及参考文献19冲压模具设计课程设计说明书一、柴油机飞轮琐片片图纸零件零件简图：如图所示名称：柴油机飞轮琐片生产批量：大批量材料：Q235钢材料厚度：1.2mm要求设计此工件采用冲裁模。二、冲压工艺与模具设计1、零件冲裁工艺性分析1）材料 采用Q253作为材料，具有良好的可冲压性能。2）工件结构 如图一所示，该零件结构形状简单对称，零件可分为冲孔、切舌、落料三部分3）零件有一切舌，精度要求较高，切舌和冲孔的保证是本设计的一个难点。3）尺寸精度 （查极限测量P27表3.1）零件精度采用IT124）结论： 可以冲裁。2、确定冲压工艺方案该产品要进行冲孔、落料、切舌散三个工序。冲压工艺方案：方案一、采用先冲孔，后切舌，再落料单工序模生产。方案二、采用冲孔-切舌-落料复合模生产。方案三、采用冲孔-切舌-落料级进模生产。方案四、采用冲孔和切舌-落料复合模的级进模生产。分析：方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低方案二工件的精度及生产效率都较高，但模具强度较差，制造难度大，且操作不方便，复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化，但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高,模具的制造难度加大。方案四：结合方案三、四的优点。综合方案一、方案二、方案三和方案四考虑，为了满足产品能够大批量的生产减少模具数量，提高结构精度的要求，减少模具的制造难度，此采用方案四较为合理。3、模具结构的确定复合模的结构可分为倒装式与正装式复合模两个，在选择模具结构时要根据冲压件质量、生产批量、精度要求、方便操作等方面来确定。正装式结构与倒装式结构复合模比较正装式结构较适用于冲制材质比较软的或板料比较薄的平直度要求度较高的冲裁件，还可以冲裁孔边距离较小的冲裁件，便由于冲裁过程中冲片废料落在模具下模的表面，每次冲裁工人必需先清理废料操作不便，而且正装式结构需要三套卸料、顶料装置，制造装配不便。倒装式不宜冲裁孔边距离娇小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单、又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸件可靠，冲裁过程中的废料直接从模具下面被推出，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故应用十分广泛。本设计初步确定选择正装式结构，这种结构操作、维修较方便。经过分析和计算确定该产品可以采用级进模和复合模组合来加工。这样利于批量生产。采用复合模和级进模是根据双方共同具有的特点和产品的要求来确定的。4、排样的设计根据零件的外形结构以及工业性的要求，模具采用几级进模所以为了满足尺寸的精度要求，才用有侧刃定距送料，条料宽度必须增加侧刃切除的部分故按以下式计算：条料宽度： 通过查表2-4可查得最小搭边值 导板之间的距离： Y取0.15mm 一个进距的材料利用率此次方案的利用率满足要求因此采用单排方案5、冲裁力与压力中心计算1）、冲裁力： 2）、 冲孔力： L= 5）、切舌力 3）、卸料力 查表得： 顶出力： 4）、推件力： 7）、确定模具压力中心如图所示，根据图形分析，因为工件图形对称，故冲孔时F落的压力中心在上O1；切舌与落料是F孔1、F孔2的压力中心在O1 与矩形中心上。6、冲裁间隙的确定凸、凹模具之间的冲裁间隙是冲裁过程的重要工艺参数。它对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等都有较大的影响，因此确定冲裁间隙非常重要，但严格说来，不存在一个同时满足所有理想要求的合理间隙值。一般冲裁间隙选取根据经验值来选用。电子、电器行业对制件断面质量和尺寸精度要求较高，一般选用较小间隙值。查表可得出模具双边间隙Zmin=0.06,Zmax=0.10。7、冲模刃口尺寸及公差的计算对冲孔37和切舌62的落料用凸凹、凹模分开的加工方法1） 冲孔部分 由表2-23查得 校核间隙： 0.0550.05 故能满足要求   2） 落料部 当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸由表2-23查得                         ， =0.20 x=0.5                       校核间隙：    0.0550.05 故能满足要求 3）切舌刃口尺寸计算： 根据图形可知切舌属冲孔工序所以我们以凹模为基计算凸凹模的刃口尺寸根据宽边的基本尺寸L=12查表可得 根据长边的基本尺寸L=12查表可得 8、确定各主要零件结构尺寸1）、凹模：对于冲裁凹模的部分的设计，应将凹模上难加工的孔形，分解为若干简单的孔形，分步冲出。这些孔的刃口应尽可能的交叉延伸，以降低对前、后工位刃口的接口要求。由于延伸部分的刃口是不直接加工工件的，因此可以作成圆角，以改善热处理的条件。从而保证模具的质量要求。凹模的拚块与下模座的固定方式，是精密多工位级进模关键的问题之一。应在考率材料强度、应力分析、零件公差、复杂程度、批量大小、加工难度和使用经验等因素后合理选择固定方式。模厚度 的确定：H=                         H=25.32     取总压力                                                1）凹模外形尺寸的确定                               工件长           凹模宽度的确定：                                步距 =63.5                        工件宽 =65                                          2）、凸模：级进模的冲裁部分多采用分解冲裁，是逐次完成冲裁的，它不仅要求送料精度高，条料在被压紧的状态下受冲裁，而且要求各工位的凸模部分都具有相当高的位置精度。同时级进模的凸模是需要经常更换的零件，通常都有备件库存备用，更换时不但要求方便快捷，而且要保持凸模的原始位置精度。因此在设计中注意保持凸模固定板的重复拆卸精度也是很重要的。在凸模的设计中除考虑其安装牢固可靠之外，还要求更换方便，对细长的小凸模还应有保护的措施。凸凹模长度的确定凸凹模长度计算为                        其中初定：         导尺厚                         卸料板厚                         凸模固定板厚                         凸模修磨量       则：           9、压力机的选择：先用冲床的公称压力应大于计算出的总压力；最大闭合高度应大于冲模闭合高度；工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可称用J23-16开式双柱可倾压力机。并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。双柱可倾压力机J23-16参数：公称压力   滑块行程：55mm  最大闭合高度：   连杆调节量： 60mm 工作台尺寸（前后×左右）：  垫板尺寸（厚度×孔径）：  模柄尺寸（直径×深度）：  最大倾斜角度： 三、设计并绘制总图、非标准零件图及选取标准件1、设计并绘制总图按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。绘制总图。如图3-5所示，单排冲孔、切舌、落料连续模。按模具标准，选取所需的标准件，查清标准件代号及标记，写在总图明细表内，并将各零件标出统一代号。2、选取标准件            上模座：                          下模座：                          导柱：                                                            导套：                                                           垫板：                         凸模固定板：                        凹模：                        卸料板：3、绘制非标准零件图绘制切舌凸模、凸凹模、冲孔凸模、凹模四个零件图样冲孔凸模技术要求1、凸模的精度等级为IT8。2、凹模经热处理后要求硬度达到HRC6062。 3、材料为：Cr12MoV 切舌凸模技术要求 1、凸模的精度等级为IT8。2、凹模经热处理后要求硬度达到HRC6062。 3、材料为：Cr12MoV 凸、凹模技术要求1、凸模的精度等级为IT8。2、凹模经热处理后要求硬度达到HRC6062。 3、材料为：Cr12MoV 凹模技术要求1、凸模的精度等级为IT8。2、凹模经热处理后要求硬度达到HRC6062。 3、材料为：Cr12MoV四、其他零件设计选取1、定位装置：导料板，侧刃与侧刃挡块级进模的定位装置是保证条料正确送进的装置。通常包括条料的定位和导向。在条料送进方向的定位，旨在保证送料的步距，也称作是挡料，使用的装置有挡料销、侧刃等。国家标准的侧刃的工作端面形状分为平面型和台阶型两类，每类又有三个型号（A、 B、 C三型）台阶型的多用于厚度为1mm以上的板料的冲裁。经过分析和考虑该冲裁件选用B型侧刃。B型侧刃的冲裁刃口为单燕尾型能克服A型侧刃的缺点，即使在角部留下毛刺，对定距和导料也没有影响。2、推件装置的设计推件装置主要有刚性推件装置和弹性推件装置两种。一般刚性的用得较多，它由打杆、推板连接推杆和推件块组成。3、模架的确定根据标准规定，模架主要有两大类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架；另一类是由弹压导板、下模座、导柱导套组成的导板模模架。导柱模模架按导向结构形式分为滑动导向和滚动导向两种。按导柱的位置不同，又分为对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架等结构。根据本付模具的设计精度要求及冲裁方案的设计，该模具采用后侧导柱模架，该模架主要用于窄长零件和特殊冲压工艺的模架。其凹模周界范围为：250*80800*200mm.精度选择为I 级，这样可以更好保护小凸模的寿命，按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。4、连接与固定零件：（1）模柄。中小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑快上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是：一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二要与上模正确而可靠连接。凸缘模柄，用34个螺钉紧固于上模座，模柄的凸缘与上模座的窝孔采用H7/js6过渡配合。多用于较大型的模具。模柄材料通常采用Q235或Q275钢，其支撑面应垂直于模柄的轴线根据所选模架，选取标准模柄40*60mm压入式模柄一个。配合H7/js6过渡配合。（2）固定板。将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上。模具中最常见的是凸模固定板，固定板分为圆形固定板和矩形固定板两种，主要用于固定小型的凸模和凹模。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6、H7/n6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。固定板材料一般采用Q235或45钢。（3）垫板。垫板的作用是直接承受凸模的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被局部压陷，从而影响凸模的正常工作。是否需要用垫板，可按下式校核： p=F/A 式中： p凸模头部端面对模座的单位压力（N）； F 凸模承受的总压力（N）； A凸模头部端面支承面积（mm²）如果头部端面上的单位压力p大于模座材料的许用压力时，就需要加垫板；反之则不需要加垫板。选取垫板厚度10mm，材料45钢。（4）螺钉与销钉。螺钉和销钉都是标准件，设计模具时按标准选用即可。螺钉用于固定模具零件，一般选用内六角螺钉；销钉起定位作用 ，常用圆柱销钉。螺钉、销钉规格应根据冲压力大小、凹模厚度等确定。五、总结本次设计的柴油机飞轮锁片复合级进模经过近三个星期的设计终于完成了，在设计过程中，查阅了大量资料，解决了冲裁方案的确定、模具结构选择、压力机的选择与校核、凸、凹模刃口尺寸计算及结构设计、定位方案的确定、卸料方式的确定、模架的确定等一系列的计算并通过CAD绘图把我设计的内容变为图纸，特别是解决了切舌与冲孔组合加工的问题，经过此次的设计训练，我把在学校学习的知识全部用上，模具设计是一个实践性很强的专业，对于刚接触设计工作的年轻人来说，在设计制造过程中，由于经验不足也出现一些情况，比如设计与制造脱节，如何进一步提高冲小孔凸模的寿命等问题，在以后工作中，注意经验的积累，对以上问题加以克服。六、参考文献 冲模结构设计要领与范例编著：周大隽 机械工业出版社金属冲压加工 编著：詹姆斯 苏祖梅瓦（美） 化学工业出版社冲压模具结构设计图册编著：薛欹翔 化学工业出版社CAD冷冲压模具设计教程 主编：王秀凤 北京航空航天大学出版社冲压工业及冷冲模设计 主编：翁其金 徐新成 机械工业出版社