支撑圈的冲压模设计 毕业设计论文.doc

冲压模具毕业设计任务书毕业设计名称： 支撑圈的冲压模设计工件图：（.页面 图例 ）工件名称支撑圈材料08钢厚度1mm工件精度IT11 设计内容：1、 绘制冲压模总装图（A0图纸1张）2、 绘制该模具凸模、凹模的零件图各多套（A2图纸多张）3、 编写完善模具设计说明书。第1章 设计项目 设计计算及过程计算结果一、工艺分析二、冲裁工艺方案的确定三、模具结构形式的确定四、必要的尺寸计算本设计是一个内孔翻边件，它是由落料、拉深、冲孔、内孔翻边、切边工序制成的工件。材料为08钢，厚度为1.5mm，根据提供的零件图，其数据如下： 图 11一、工艺分析这是一个不带底面的内孔翻边件，零件是形状对称，无凹陷或其他形状突变，属于典型的板料冲压件。零件外形上没有公差要求，。该零件形状比较简单，尺寸小。初步确定其生产工序为：拉深冲孔翻边修边的方案加工。但能否一次翻边成型达到零件所要求的高度，仍需进一步校核计算。1、翻边工序计算（1）判断一次翻边能否达到所要求的高度。查相关表初取极限翻边系数 K=0.55而零件的总高度h =8 > =7.88mm由此可知一次翻边不能达到零件高度要求，需要采用先拉深，然后冲孔并翻边的工艺。计算翻边高度：取极限翻边系数 K=0.55由相关公式得翻边所能达到的最大高度：取7mm计算翻边预冲孔的直径：按公式可计算实际采用于是，由以上分析可计算翻边前需要拉深的高度为根据上述分析计算可画出翻边前拉深后的半成品图，如图12所示，取修边余量为。 图122、拉深工序计算：拉深后半成品的大经为：则落料的直径为计算相对厚度：确定拉深次数：根据拉深系数 查拉深系数相关表可知拉深次数为1，故可一次拉深成形。二、冲裁工艺方案的确定根据零件的结构，在冲裁部分工艺方案可以有以下几种：方案一：采用拉深、冲孔、翻边、落料、修边的单工序模来进行生产。其特点是：模具结构简单，制造方便，但是要用到五道工序，需要五副模具，在成本上是比较高的，而且生产率比较低，在生产中难以保证零件的尺寸精度，一般只适用于生产小批量和精度要求的零件。因而单工序难以满足该零件生产要求。方案二：采用拉深、冲孔、翻边、落料、的复合模。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但是复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案三：采用级进模加工。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。对于特别复杂后孔边距较小的冲压件，用简单模后复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但是级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。综合以上的三个方案，根据零件的结构以及该零件是大批量生产的，因此选用方案三为佳。三、模具结构形式的确定采用螺钉和定位销进行定位、弹性卸料装置、自然漏料方式的级进模进行加工。四、必要的尺寸计算1、计算毛坯尺寸 2、排样设计与计算排样方法的确定根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法是不可能做到的，但能采用有废料和少废料的排样方法。应为是有规则的圆形件，所以采用单排方案。如图13所示，由冲压工艺与模具设计表213确定搭边值，根据零件形状，两工件间按圆件取搭边值,侧边取搭边值。 图 13查冲压工艺与模具设计表214和215可取条料宽度公差。条料与导板之间的间隙。则板料的宽度为：进距：因此，一个进距内的材料利用率为：3、计算冲压力该模具采用弹性卸料和下出料方式。（1）落料力查冲压工艺与模具设计附表12得08刚的(2)冲孔力（3）冲裁时的推件力 查冲压工艺与模具设计表22得，夹在凹模刃口的冲孔废料块数n=1。(4) 计算拉深力根据相对厚度，查冲压工艺与模具设计表418可知不需要使用压边圈。查冲压工艺与模具设计表420，按线性关系取修正系数K=1.2。按照公式计算需要拉深力为：计算压边力凹模圆角半径，查冲压工艺与模具设计表419，取材料的单位压边力。压边力为(5)计算翻边力采用圆柱形平底凸模时，圆孔翻边力可用下式计算，查冲压工艺手册得，则翻边力 4、确定模具的压力中心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。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，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： 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。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。 形状复杂的零件、多孔冲模、 级进模的 压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和 等于诸力的 合力对该轴的力矩。求出合力作用点的 座标 位置 O0(x0,y)，即为所求模具的压力中心。计算公式为：K=0.55=7.44mm7mm。73.9% 设计项目 设计计算及过程计算结果五、选定设备六、有关模具的设计计算七、模具总体结构设计八、模具零件的加工九、模具的装配十、冲孔模的工艺分析十一、结束语  因冲裁力与冲裁周边长度成正比， 所以式中的各冲裁力 P、Pn，可分别用各冲裁周边长度 L、Ln代替，即：由于设计的为对称形状的单个圆形冲裁件，所以冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。5、冲模刃口尺寸及公差的计算 （1）加工方法的确定模具制造有凸模和凹模分开加工和凸模和凹模配合加工两种方法，凸模和凹模分开加工是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸，此种方法适用于圆形和简单的工件；凸模和凹模配合加工可使凸模和凹模具有互换性，便于模具成批制造，但需要较高的公差等级才能保证合理间隙，模具制造困难，加工成本高。所以此方法是与加工形状复杂或薄板制件的模具。结合模具制造及工件的形状特点，选用凸模和凹模分开加工的方法。 （2）落料部分 由冲压工艺与模具设计表210查得凸、凹模的制造公差,查冲压工艺与模具设计表211得x=0.5，查冲压工艺与模具设计表25，取，则可计算刃口尺寸。 保证双面间隙值=0.10.14mm. (3) 冲孔部分 查表210，取，查表211，取。 （4）拉深部分 该工件要求外形尺寸，因此拉深时以凹模为基准，间隙取在凸模上。单边间隙Z=1.1，查冲压工艺与模具设计表423取凸凹模的制造公差为：。凹模尺寸按相关公式得 凸模尺寸按公式得 圆角处的尺寸经分析，其以凸模成形，则以凸模为基准，间隙取在凹模上。 6、有关模具的设计计算 （1）确定冲孔凸模的允许最大自由长度： 冲孔时的冲压力 取23738N圆形凸模的最大自由长度根据GB2863.281的标准L的系列，选择L=45mm.冲孔凸凹模采用T10A钢制造，查冲压工艺与模具设计实用技术附表12，取，许用应力。对圆形凸模承压能力进行校核而d=16mm> ,则承压能力足够，因此符合使用要求。（2）确定冲孔凹模的高度和壁厚查冲压工艺与模具设计表81，取系数K=0.35，则冲孔凹模的高度为： 由于要求，因此凹模高度至少取15mm，才能满足强度要求，根据实际可加大凹模的高度，可取。 凹模壁厚：取20mm所以冲孔部分凹模外径：，为了与模架标准相配合，可适当加大壁厚，使60mm。 五、选定设备 本工件在冲孔工序中，总的冲裁力为：，但要求压力机的行程应满足：，所以在实际生产中选用63KN的固定台开式压力机。其主要规格为： 标称压力：160KN 滑块行程：55mm 最大封闭高度：220mm 工作台尺寸：450×300mm 立柱间距离：220mm 垫板厚度：40mm六、有关模具的设计计算1、选择上模版和下模版及模柄 根据选用的压力，采用GB2851.681的后侧带导柱形式的模架。根据规格标准GB2855.1181确定上模座厚度为50，根据GB2855.1281确定下模座厚度为60mm。由于模具较长故不宜采用模柄。2、凸模固定板、垫板由于冲孔后采用自然落料装置，而且为了对凸模的固定，所以垫板厚度取10mm，凸模固定板根据凸模的径向尺寸可取28mm。凸模固定板对凸模起着固定和加大凸模在冲压时的强度，对凸模有着定位的作用。3、闭合高度磨具的闭合高度应为上模座、下模座、凸模、凹模、垫板和固定板等的厚度总和，即H=50+60+28+28+10+10+9+25-5=215mm“-5”为凸模进入凹模的深度，可根据实际做适当调整。所选压力机的闭合高度，。满足4、导柱、导套按GB2861.281选d=32mm,其中导柱长度有150210mm，模具闭合高度220mm，选导柱长度。按GB2861.681选d=32mm的导套，考虑模具的闭合高度，在此选L=100mm。 5、导正销：由于冲孔的直径为29mm，直径比较小，所以采用下面的形式来做导料销。有补充七、模具总体结构设计 1、模具类形的选择 由冲压工艺分析和设计目的、要求以及从经济方面考虑，本套模具选用多工序级进模。 2、定位方式的选择 因为该模具所加工的坯料是板状条料，控制坯料的位置方向采用挡料销和定位销。 3、卸料、出件方式的选择 根据模具冲裁的运动特点以及推件力的大小,该模具采用弹性卸料方式比较方便同时采用卸料螺钉限位，限制卸料板的运动行程，同时还起到卸料的作用。因为工件料厚为1mm。利用模具的弹簧通过卸料板把夹在凸模上的工件推出即安全又可靠。故最后落料后采用刚性装置取出工件。 4、导柱、导套位置的确定为了提高模具的寿命和工件质量，方便安装、调整、维修模具，该简单模采用后侧导柱模架。其导柱和导套则根据所选定的模架按标准选取。八、模具零件的加工普通零件的加工是按产品零件图要求全部加工完毕，再进行总装。而模具零件的加工有些是不能按模具零件图全部加工完毕的，要待部件组装或整模组装时修配或配钻，所以模具零件图上的形状和尺寸是否全部加工出来，还要根据模具加工的装配方法而定。若以凸模凹模为基准装配时，零件图上的导柱孔在零件加工时就不加工，若以四导柱导套作型腔，凸模相对位置控制基准时，则凹模及凸模固定板的导柱孔应与凹模或凸模固定板的型孔在各板之上同时加工出来。使用铣床加工一个零件时，必须先把零件的相关尺寸、材料、使用刀具、加工参数确定下来，保证加工能顺利完成，同时，设计方面也要考虑到加工的难易程度，以减少加工的困难，在加工模具零件之前要慎重考虑各种细节。在买回来的模板里，要确定模板的加工基准，哪些面是基准面，这一般在订购模板时会标明哪几个面是经过打磨，之后就是把加工基准定下来，当然事前必须准备好零件图，根据零件图来定位加工方案，如果要用到数控编程，就必须把加工原点定出来。定好加工方案后，就可以开始加工，先把工件装夹到虎口钳上，使用铜锤敲击以使工件被夹紧，然后打表，在打表时要非常小心，当表很靠近工件时，不能使用加速进给，否则很容易碰坏仪器，在校平行度时，最好先来回走几遍，观察大概偏向，然后要小心敲击工件，使其保持在很小的偏差范围就行了，把两个基准方向的平行度定好后，就要用分中器确定原点坐标，在设置坐标时要将分中器的半径算进去，这样才能使主轴对应工件原点，x-y平面的坐标定下来后，就要把刀具装到铣床上，使用半径范围内的夹具把刀具夹紧，装上道具后就是确定z方向上的原点，一般选择工件表面为0以方便编程。之后就是加工，如果是选用数控加工，必须使程序和当前铣床的刀具起点相一致，否则加工位置就会错误，同时还要察看刀具路线是否会超出铣床的工作行程，防止出事故。如果程序没错，就可以传到数控铣床运行。不同刀具要使用不同转速，钻孔要比铣槽的转速慢，进给速度要根据观察来手动调试，加工时要时刻观察走刀情况，同时适当加冷却液及扫除铁屑，若发生事故，必须马上停止。当程序完成后，刀具就会回原点，继续做下一工序。九、模具的装配根据简单模的工作特点,先装上模,再装下模较为合理,并调整间隙,试冲,返修.具体过程如下:1、 上模装配仔细检查各将要装配零件是否符合图纸要求,形状并作好划线,定位等准备工作.先将凸模与凸模固定板装配,再与凹模板装配,并调整间隙.把已装配好的凸模及凹模与上模座,并在次检查间隙是否合理后,打入销钉及拧入螺丝.2、下模装配仔细检查各将要装配零件是否符合图纸要求,形状并作好划线,定位等准备工作.先将凸凹模放在下模座上,再装入凸凹模固定板并调整间隙,以免发生干涉及工件损坏.接着依次按顺序装入销钉,活动挡料销,弹顶橡胶块及卸料板,检查间隙等合理后拧入卸料螺钉,再拧入紧固螺钉,并再次检查调整.将经调整后的上下模按导柱,导套配合进行组装,检查间隙及其它装配合理后装机进行试冲并根据试冲结果作出相应调整,直到生产出合格制件.十、冲孔模的工艺分析该零件外形对称，壁部圆角半径为2mm，相对圆角半径r/t为2所需要冲裁的底孔直径为16mm，因为采用的是简单模加工成形，所以可以直接进行冲孔。十一、结束语 学校为了培养大批具有必备的理论知识和较强的实践能力,适应生产、建设、管理、服务第一线急需的高等技术应用性专门人才。试图通过冲裁模课程设计让学生初步掌握模具工艺设计和模具结构设计的方法和步骤。把已学的各门专业课程基础理论综合的应用在模具的计算过程中去。培养学生分析问题、解决问题的能力、实践动手能力。本人通过对本套拉深件的冲孔简单模的设计、计算，使我对冲裁模的设计流程有了更深一层的了解，包括冲裁件的工艺分析、工艺方案的确定、模具结构形式的选择、必要的工艺计算、主要零部件的设计、压力机型号的选择、总装图及零件图的绘制。在设计过程中，有些数据、尺寸是一点也马虎不得，只要一个数据有误，就得全部改动，使设计难度大大的增加。在这次设计中，我感觉要完成这次设计不仅要有扎实的专业知识，还要有过硬的计算机基础作保障，方能很好的完成这次设计。所以说我们今后的学习中不仅要学好应该所学的，还要尽可能多的去拓展我们在其它方面的领域，只有这们我们才能立于不败之地。参考文献1 自编. 冲模设计课程设计指导书. 广东工业大学，2008.2 自编. 冲模图册. 广东工业大学，2008.3 姜奎华主编. 冲压工艺与模具设计M. 北京: 机械工业出版社, 2006.4 罗益旋主编. 最新冲压新工艺新技术及模具设计实用手册M. 长春: 吉林出版发行集团, 2004年.5 李体彬编著.冲压成形工艺 M. 北京: 化学工业出版社, 2008.36 彭建声编著.冷冲压技术问答 M. 北京: 机械工业出版社, 2006.7工件名称L=45mm. 60mm