冲压模具课程设计(例1).doc

I 目录目录 1 绪论绪论 .1 1.1 概述.1 1.2 冲压的优势.1 1.3 冲压加工的问题和缺点.2 2 冲压件分析冲压件分析 .2 2.1 冲裁模.2 2.1.1 冲压件.3 2.1.2 冲裁件工艺分析.3 2.1.3 确定工艺方案及模具结构形式.3 2.2 模具设计计算.3 2.2.1 排样计算条料宽度及确定步距3 2.2.2 计算冲裁工序力.4 2.2.3 确定压力中心：.5 2.2.4 冲模刃口尺寸及公差的计算5 2.2.5 确定各主要零件结构尺寸.6 2.2.6 压力机的选用.7 2.3 设计并绘制总装图、选取标准件.7 2.4 绘制非标准零件图.8 2.5 模具主要零件加工工艺规程的编制.12 2.5.1 凸凹模加工工艺规程的编制.12 3 结论结论 .13 4 参考文献参考文献 .13 1 1 绪论绪论 1.1 概述概述 冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受 到变形力并进行变形，从而获得一定形状 ,尺寸和性能的产品零件的生产技术 。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。按冲压加工温度分为热冲压和冷 冲压。前者适合变形抗力高，塑性较差的板料加工；后者则在室温下进行， 是薄板常用的冲压方法。它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一 ，也隶属于材料成型工程技术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或 非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符 合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工 艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要 素，只有它们相互结合才能得出 冲压件。 1.2 冲压的优势冲压的优势 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是 经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。 (1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。 这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为 每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次 冲压行程就可能得到一个冲件。 （2） 冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏 冲压件的表面质量 ,而模具的寿命一般较长 ,所以冲压的质量稳定 ,互换性好,具 有“一模一样”的特征。 （3） 冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的 秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压 的强度和刚度均较高。 （4） 冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热 设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。 由于冲压具有如此优越性，冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当 广泛。例如，在宇航，航空，军工，机械，农机，电子，信息，铁道，邮电 ，交通，化工，医疗器具，日用电器及轻工等部门里都有冲压加工。不但整 个产业界都用到它，而且每个人都直接与冲压产品发生联系。像飞机，火车 ，汽车，拖拉机上就有许多大，中，小型冲压件。小轿车的车身，车架及车 圈等零部件都是冲压加工出来的。据有关调查统计，自行车，缝纫机，手表 2 里有 80%是冲压件；电视机，收录机，摄像机里有90%是冲压件；还有食品 金属罐壳，钢精锅炉，搪瓷盆碗及不锈钢餐具，全都是使用模具的冲压加工 产品；就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要 数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形 产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充 分体现，从而获得较好的经济效益的。 1.3 冲压加工的问题和缺点冲压加工的问题和缺点 当然，冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生 的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题 并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压 设备及落后的手工操作造成的。随着科学技术的进步，特别是计算机技术的 发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快而完善的得到解决。 2 冲压件分析冲压件分析 2.1 冲裁模冲裁模 2.1.1 冲压件冲压件 零件名称：托扳（见图 2-1） 生产批量：大批量 材料：08F t=2mm 要求设计此工件的冲裁模。 图图 2-1 产品零件图产品零件图 3 2.1.2 冲裁件工艺分析冲裁件工艺分析 冲裁件为 08F 钢板，是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能；冲裁件 结构形状简单，但内、外形有尖锐清角。为了提高模具寿命，建议将所有 90 清角改为 R1 的圆角；零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按 IT14 级确定工件尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差为： 200-0.52、90-0.36、600.37、300+0.52、100+0.36 结论：可以冲裁 2.1.3 确定工艺方案及模具结构形式确定工艺方案及模具结构形式 综上分析，冲裁件尺寸精度要求不高，形状不大，但产量较大，根据材料 较厚（2mm）的特点，为保证孔位精度，冲模有较高的生产率，实行工序集中 的工艺方案，既采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的连 续冲裁模结构形式。 2.2 模具设计计算模具设计计算 2.2.1 排样计算条料宽度及确定步距排样计算条料宽度及确定步距 首先查有关表确定搭边值。根据零件形状，两工件间按矩形取搭边值 a1=1.8mm,侧边按圆形取搭边值 a=1.5mm。 连续模送料步距为 1 40 1.841.842DammA 条料宽度按相应的公式计算,并查有关表得： 0 0 0 0 0.5 0.5 2 7821.50.50.883 BLab mm 根据计算结果，最终确定工件搭边值为 2mm，侧边搭边值为 2.5mm，画出排样 图，如图 2-2。 4 图图 2-2 排样图排样图 2.2.2 计算计算冲裁工序力冲裁工序力 由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式，只用计算冲裁力和推件力即可。 （1） 冲裁力包括冲裁外形的落料力和冲裁 3 个孔的冲孔力。 经测量得两段切线长均为 27.91mm，两段小圆弧的圆心角均为,两136.98 段大圆弧的圆心角均为。43.02 查相关表 ，计算冲裁外形的落料力为 11 136.9843.02 1.32 182 404 27.912 300 1000 360360 144 c FKLt KN 22 1.3210302 300 1000 122 c FKL t KN 式中-冲裁力，N； c F K-系数，常取 K=1.3； -材料的抗剪强度，MPa; L-冲裁断面的周长，mm; t-材料厚度，mm。 （2）推件力包括冲孔和落料两个工序。 5 12 3 0.055144 12244 ttctcc FnK FnKFF KN 式中-冲裁力，N； c F -推件力系数，取 0.055； t K n-同时卡在凹模内的冲落部分制件或废料的数量。 （3）计算冲裁工序力 12 144 12244310 cct FFFFKN 2.2.3 确定压力中心：确定压力中心： 见图 2-2，根据图形分析，因为工件图形对称，故落料时 P落的压力中心在 O1上；冲孔时 P冲的压力中心在 O2上。总的压力中心在 y 轴上， 1122 12 184.67 05042 19 184.6750 c L yL y ymm LL 图图 2-3 压力中心压力中心 2.2.4 冲模刃口尺寸及公差的计算冲模刃口尺寸及公差的计算 刃口尺寸计算方法及演算过程不再赘述，仅将计算结果列于表 2-1 中。 6 在冲模刃尺寸计算时需要注意：在计算工件外形落料时，应以凹模为基准， 凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配制，保证双面间隙为 0.220.26mm。 在计算冲孔模刃口尺寸时，应以凸模为基准，凹模尺寸按 凸模实际尺寸配制，保证双面间隙为 0.220.26mm。 表表 2-1 冲模刃口尺寸冲模刃口尺寸 尺寸精度查公差表均为尺寸精度查公差表均为 IT14 级，见下表工作尺寸；级，见下表工作尺寸； 查设计手册磨损系数查设计手册磨损系数 x=0.5，Zmax=0.26 Zmin=0.22 冲裁性质冲裁性质工件尺寸工件尺寸计算公式计算公式刃口尺寸刃口尺寸尺寸配置尺寸配置 0 0.52 20 0.13 0 19.7 落料落料 0 0.36 9 凹模计算凹模计算: max 0 AAx 0.09 0 8.8 凸模尺寸按凹模刃凸模尺寸按凹模刃 口实际尺寸配置口实际尺寸配置, 保证双边间隙保证双边间隙 0.220.26mm 0.36 0 10 0 0.09 10.3 冲孔冲孔 0.52 0 30 凸模计算：凸模计算： 0 min BBx 0 0.13 30.4 凹模尺寸按凸模刃凹模尺寸按凸模刃 口实际尺寸配置，口实际尺寸配置， 保证双边间隙保证双边间隙 0.220.26mm 中心距尺寸：中心距尺寸： 0.37 60600.093 4 C 注：在计算模具中心距尺寸时，制造偏差值取工件公差的注：在计算模具中心距尺寸时，制造偏差值取工件公差的 1/4。 2.2.5 确定各主要零件结构尺寸确定各主要零件结构尺寸 1）凹模外形尺寸的确定 凹模厚度的确定 a H ,查资料圆整取标准值=30mm。 33 0.10.1 31000031.4 a HFmm a H 凹模宽度 B 和长度 L 的确定： c=1.3 =39mm,取 40mm。 a H 2782 40158Bbcmm L= 步距+工件宽+2c 即240422 40162Llscmm 根据 GB/T8057-1995，确定凹模外形尺寸为：16016030 7 2）凸模长度 L1的确定 凸模长度计算为： L1=h1+h2+h3+Y 其中 导料板厚 h1=8；卸料板厚 h2=12；凸模固定板厚 h3=18; 凸模修磨量 Y=18 则 L1=8+12+18+18=56mm 2.2.6 压力机的选用压力机的选用 选用压力机的公称压力应大于冲裁工序力，即；最大闭1.2372 p FFKN 合高度应大于冲模闭合高度+5mm；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，可选用 J23-40 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 2.3 设计并绘制总装图、选取标准件设计并绘制总装图、选取标准件 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。 绘制模具总装图。如图 2-4，单排冲孔落料连续模。 8 图图 2-4 单排冲孔落料连续模单排冲孔落料连续模 1-簧片 2-螺钉 3-下模座 4-凹模 5-螺钉 6-承导料 7-导料板 8-始用挡料销 9、27-导柱 10、26-导套 11-挡料钉 12-卸料板 13-上模座 14-凸模固定板 15-落 料凸模 16、17-冲孔凸模 18-垫板 19-圆柱销 20-导正销 21-模柄 22-防转销 23- 内六角螺钉 24-圆柱销 25-螺钉 2.4 绘制非标准零件图绘制非标准零件图 本实例只绘制凸模、冲孔 落料凹模、凸模固定板和卸料板四个零件图样， 供初学者参考。见图 2-5 至图 2-8。 9 图图 2-5 凸模凸模 10 图图 2-6 冲孔冲孔 落料凹模落料凹模 11 图图 2-7 凸模固定板凸模固定板 12 图图 2-8 卸料板卸料板 2.5 部分模具主要零件加工工艺规程的编制部分模具主要零件加工工艺规程的编制 2.5.1 落料凹模加工工艺规程的编制落料凹模加工工艺规程的编制 工序 1 下料：16516535 （按等体积法计算后再加上锻造的上烧损 量） ； 工序 2 锻造：锻成 16116131 工序 3 热处理：退火 （消除锻后残余内应力；降低硬度） ； 工序 4 刨（或铣）：刨 （或铣）六面达尺寸 160.5160.530.5（ 磨 削余量单面 0.5 mm） 工序 5 平磨：磨上下大平面，留精磨余量 0.2 mm； 与卸料板、凸模固定板叠合磨一对垂直侧基面，并对角尺； 工序 6 钳工： 画销孔、螺钉过孔及漏料孔中心位置线；钻、铰销钉孔 13 48+0.016 ；钻螺钉过孔 48.5 。 工序 7 立铣：铣各漏料孔； 工序 8 坐标镗：与卸料板、凸模固定板叠合 ，以一对侧基面定位， 按图示位置，在各型孔中心钻穿丝孔 2 mm；并镗固 定挡料钉安装孔 6+0.013 mm； 工序 9 热处理：淬火、回火达硬度 6064HRC； 工序 10 平磨：磨上下平面达图；磨一对垂直侧基面对角尺； 工序 11 退磁； 工序 12 线切割：按程序切割各型孔，切割型面留研磨量 0.015 mm； 工序 13 钳工：研磨型孔达设计要求，研磨销孔 3 结论结论 20 多天的模具设计就快要结束了，在这段时间里，我觉得我的专业知识、 查找资料和独立思考的能力有了一定的提高，也从中学会了遇到困难时应当如 何去解决，这对我走进社会从事工作有着重要的影响。现在就本次设计谈谈我 的体会： 首次，我学会拿到任务时应当如何去解决。当拿到自己设计的题目时，心 里一片茫然，不知如何入手。后来翻阅很多有关的专业书籍，如：冲压模具 设计手册 、 模具设计与制造等等。也在这个