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文档简介

毕业设计(说明书)设计课题接线片冲压模具专业模具设计与制造系别机械技术系目录第一章绪论5第二章冲压工艺设计721冲压件简介722冲压的工艺性分析723工艺方案的确定8第三章冲压工艺的设计与计算931排样的设计与计算932冲裁力的计算1033凹模轮廓尺寸的确定1134模具结构零部件的选择1335凸、凹模刃口工作尺寸计算1236弯曲凸模结构及设计17第四章模具零件设计1541凹模的设计1542圆凸模结构及设计1543圆凸模定位、固定方式1644凸模固定板设计1845卸料板设计18第五章选用及校核压力机20第六章结论24参考文献25致谢26设计小结27摘要本设计为简单形状的弯曲件冲压模具设计,根据制件的尺寸、材料、批量生产等要求,首先分析零件的工艺性,确定冲裁工艺方案及模具结构方案。然后通过工艺设计计算,确定排样方式。计算冲裁力和压力中心,初选压力机,计算凸、凹模刃口尺寸和公差。最后设计、选用标准零部件。在结构设计中,主要对凸模、凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计或选取,对模具主要零件的加工工艺规程进行编制,对压力机进行校核,绘制模具总装图及零件图,最终完成模具设计。关键词冲压模具凸模凹模AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA第一章绪论冲压是在室温下,利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种加工方法。在冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冲压模具。冲模在实现冲压加工中是必不可少的工艺装备,用模具加工出的冲压件几乎是“一模一样”,若没有符合要求的冲模,就不能生产出合格的冲压件。在冲压零件的生产中,合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。冲压加工与其他加工方法相比,生产的制件所表现出来的高精度,高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其它加工制造方法所不能比拟的。但需要指出的是,由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具,而模具是技术密集型产品,其制造属单位小批量生产,具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。所以,只有在冲压零件生产批量大的情况下,冲压成形加工的优点才能充分体现,从而获得好的经济效益。由于冲压加工具有上述突出特点,因此在批量生产中得到了广泛的应用,在现代工业生产中占有十分重要的地位,是国防工业及民用工业中必不可少的加工方法。弯曲是利用金属的塑性变形,将板料、棒料、型材或管材等按设计要求弯成一定曲率和一定角度的零件的一种冲压工序。它属于成形工序,是冲压加工的基本工序之一。在冲压零件的生产中,采用弯曲成形的零件种类繁多。根据所使用的工具与设备的不同,弯曲方法可分为在通用压力机上利用模具进行的压弯和在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。弯曲所使用的模具叫弯曲模,它是弯曲过程中必不可少的工艺装备。与冲裁模相比较,弯曲模精确工艺计算较难,模具动作复杂、结构设计规律性不强。弯曲模结构设计应在选定弯曲工艺方案的基础上进行。为了保证达到制件要求,在进行弯曲结构设计时,必须注意以下几点1弯曲毛坯的定位要准确、可靠,尽可能是水平放置。多次弯曲最好使用同一基准定位。2结构中要能防止毛坯在变形过程中发生位移,毛坯的安放和制件的取出要方便、安全和操作简单。3模具结构尽量简单,并且便于调整修理。对于回弹性大的材料弯曲,应考虑凸模、凹模制造加工及试模修模的可能性以及刚度和强度的要求。弯曲模的主要零件加工一般比较复杂,多采用线切割进行加工。弯曲回弹的影响因素多,不容易从纯理论的角度精确计算出来,多需要在试模后再进行调整。本设计的异形弯曲件是常见的钣金件,具有弯曲模具设计的典型结构,需要综合应用模具设计的知识完成毕业设计第二章冲压工艺设计21制件图21制件图材料20钢,料厚T1MM,料厚公差查书多工位级进模表MM10,10005未注公差按照IT14级。22制件的工艺性分析该制件形状简单,尺寸较小,厚度适中,大批量生产,属于普通冲压件。材料为20钢,适合冲压生产,在设计过程中应注意以下几点1)2X8MM两孔距6MM,在设计模具时应加以注意;2)制件为冲孔弯曲件,控制回弹是关键;3)制件较小,从安全上考虑,要采取适当的取件方式;4)有一定的批量,应该重视模具材料和结构选择,保证一定的模具寿命。23工艺方案的确定根据制件工艺性分析,其基本工序有落料、冲孔、弯曲。从工序间的可能组合来看,该零件的冲压可以有以下几种方案。1方案一采用单工序模生产方式,先落料再冲孔最后再弯曲。该方案模具结构简单,需要三道工序、三付模具可以完成零件的加工。但该方案生产效率低,不同工序生产时制件的定位较难,操作也不方便,尺寸精度也难保证。2方案二采用复合模生产,落料冲孔和弯曲复合。该方案制件精度较高,但模具结构复杂。考虑到本次设计的零件精度要求不高且生产批量较大,所以不采用此方案。3方案三采用级进模生产,级进模生产适用于产品批量大、模具设计、制造与维修水平相对较高的外形较小零件的生产。本次设计的零件产量为大批量生产,而且零件的精度不高。因此级进模比较适合该制件生产。综上所述,方案三为最佳设计方案。则本次的冲压设计方案具体为冲孔切料弯曲落料。4,方案确定综上所述故选用级进模。第三章冲压工艺的设计与计算31排样的设计与计算1、毛坯定位方式的选择为了减小板料宽度,同时满足送料精度要求,采用导料板控制条料的送进导向,侧刃控制送料步距,在关键工序设置导正销精确控制送料歩距。2、毛坯的展开图如下图311毛坯展开图图312排样图本设计排样图如图312所示。制件排样分案的特点是由于采用侧刃定距,模具宽度增加,但长度会缩短,便于弯曲成形而且送进步距小,有利于提高生产率。3、弯曲毛坯展开尺寸计算L130MM4、确定搭边值由文献查搭边值的确定得A112A15但是由于制件尺寸较大,故A118A2本设计中采用侧刃定距的模具,故按下式计算条料宽度2B2NB0其中D为条料宽度最大轮廓尺寸A为侧面搭边,为条料下料剪切公差。B为侧刃余料,金属材料取1。25N为侧刃个数。条料宽度B2B2NB0MM。1302222006138006导料板间距0201B1380061382006C为条料与导料板之间的间隙,查表C取02YD2AM022Y为侧刃冲切后条料与导料板之间的间隙,常取01到02步距S步距2018218MM。5、材料利用率X100X1000式中是材料利用率,S是工件实际面积,是所用材料面积0A是步距,B是条料宽度X100X1005630153919813810032冲裁力的计算1冲裁力式中安全系数,13取L冲裁周边长度(MM)材料的抗剪强度(MPA)取400MPAT为材料厚度(MM)取1MM131289400150280N15028KN侧刃冲裁长度1982218MM侧刃冲孔冲裁长度8MM冲孔落料冲裁长度198MM落料1落料冲裁长度90MM落料213121840011336N11336KN侧416KN冲孔131198400102960N10296KN落料11319040046800N468KN落料22卸料力K卸K卸料力系数K005K0054161029646876KN卸3推件力K推K顶件力系数K006K006(113641610296468)991KN推4压力机公称压力的确定由于此模具采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模,所以冲压力FZFZF落F孔F侧1136416102964687699118279KN卸推5弯曲力计算弯曲力受材料力学性能,零件形状与尺寸,弯曲方式,模具结构形状与尺寸等多种因素的影响,很难用理论分析方法进行准确计算。因此,在生产中均采用经验公式估算弯曲力。F校AQ3085012000N12KN式中F校校正弯曲力,N;A校正部分投影面积,MM2;Q单位面积校正力,根据冷冲压工艺及模具设计表332取50MPA。33凹模轮廓尺寸的确定1凹模厚度HKB(15MM)B为冲裁件的最大外形尺寸K为考虑板料厚度的影响系数,可以查表281HKB012130156MM因模具有折弯部分,故综合考虑弯曲凸凹模深度H20MM,所以H202040MM综上凹模H40MM2凹模壁厚C(152)H20、40C154060MM,3凹模宽度BB2C130260250MM4凹模的长度L62182602508MM5选取标准凹模根据凹模轮廓尺寸选取标准凹模规格标记示例凹模周界L250MM,B250MM,闭合高度H190。2856选取模具结构的典型组合根据材料状态,厚度以及零件的排样图,选定模具结构纵向送料弹性卸料典型组合34模具结构零部件的选择根据凹模板的周界尺寸及典型组合形式,模架选用中等精度,中、小尺寸冲压件的中间导柱模架,从前向后送料,操作方便。模具的闭合高度(190285),查表选择滑动中间导柱图341滑动中间导柱模架简图模架,标记为250250(190285)GB/T28515技术条件按照GB/T286132008的规定。上模座LBH250MM250MM45MM下模座LBH250MM250MM55MM导柱DL35MM180MM导套DLD35MM115MM43MM垫板厚度6MM取12MM12凸模固定板厚度07H074028MM取整30MM11卸料橡胶的安装高度根据工件料厚为1MM,冲裁时凸模进入凹模的深度取1MM,考虑模具维修时刃磨余量为2MM,再考虑开启时卸料板高出凸模1MM,则总的工作行程5MM,橡皮的自有高度工件17取20MM模具在组装时橡皮的预压量为自由工件(025030)20自由()2MM取3MM,由此可算出模具中安装橡皮的自压1015自由3压有高度为20317MM,所以卸料橡胶的安装高度17MM卸料板厚度1020MM20取,导料板厚度查多工位级进模设计实用技术表51得4,取6MM10凹模厚度40MM模具的闭合高度451230172064055230MM在(190且模280)MM范围符合要求。35凸、凹模刃口工作尺寸计算图351产品图由图可知该零件属于无特殊要求的一般冲裁件。查表224,2013,201628及尺寸16由冲孔同时获得,则22003MM因为未注公差要求IT14级,所以取X058036设凸模,凹模分别按IT6和IT7级加工制造,则1,冲孔8036MMMM08050360000981800009MMMM208180130015083100150校核22D00090015016013003左边小于等于右边,满足间隙公差条件。2,孔距尺寸(16043)05012516043050860125086160113,落料1图352落料图1选凹模为设计基准,白线为凹模轮廓磨损后的变化。按配制法加工,只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差,凸模刃口尺寸由凹模的实际尺寸按间隙要求配制。由图可知,未注公差按照IT14级要求标注制造偏差025凹模磨损后变大的尺寸有,20900529700870502500250(2005052)0250520197401300250(9705087)0250870965602180凹模磨损后减小的尺寸有,系数05803600025取0025(805036)00250368180009凹模磨损后不变的尺寸有。6507400501256505074MM01250746537MM009MM落料2图353落料图2选凹模为设计基准,白线为凹模轮廓磨损后的变化。按配制法加工,只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差,凸模刃口尺寸由凹模的实际尺寸按间隙要求配制。凹模磨损后变大的尺寸有370062218005202500250(3705062)02506203669015500250(21805052)025052021540260查表223,冲裁合理间隙2013MM,2,故凸模刃口尺寸按016照凹模相应部分尺寸配制尺寸标注简单,只在基准件上标注尺寸和公差,但是凸模和凹模不能互换。36弯曲凸凹模模结构及设计图361折弯成型图1弯曲凸模的圆角半径当弯曲件的相对弯曲半径R/T4弯曲件边长H0H0H010252010152215_255022152027253230507527202532303735751003225303735424010015037303542404750T3,因为T1MM,所以5MM2时,63,凹模工作部分深度弯曲凹模深度要适当,查表341知,弯曲件10MM,H20MM004,弯曲凸凹模之间的间隙V形件弯曲模,凸凹模间隙是由调节压力机的装模高度来控制5,凸凹模工作尺寸及公差设计原则弯曲件标注外形尺寸时,则以凹模设计为基准,间隙取在凸模上,当标注内形尺寸,选择凸模为设计基准件,间隙取在凹模上。弯曲件标注外形尺寸,弯曲件为单向偏差图362折弯图凹模尺寸为0750110430凸模尺寸为20110021式中,弯曲凸凹模的横向尺寸弯曲件的横向最大极限尺寸弯曲件的横向尺寸公差043C凸凹模的单边间隙,V形件设计时不考虑。,弯曲凸凹模的制造公差,可采用IT7IT9级精度,一般取凸模的精度比凹模精度高一级取IT7级021。取8级033MM0750(11075043)021010670210MM2010670033第四章模具零件设计41凹模的设计图411凹模绘制凹模零件图,实际上是把排样图和经过计算选取的标准凹模轮廓图形结合起来。凹模型腔位置尺寸,常以凹模轮廓的几何中心或以凹模互相垂直的两边为基准标准凹模材料选用CR12,热处理要求HRC4246。本设计凹模如图所示。42圆凸模结构及设计1圆冲孔凸模材料和热处理查参考文献2P434页,表715得材料为CR12,热处理4246HRC。冲孔凸模图421冲孔凸模图为了方便固定,冲孔凸模采用台阶式,其长度由模具贯结构而定冲孔30172061175MM凸固橡胶卸导入凹上式中为凸模固定板厚度,取30MM;为橡胶压紧装配高度,凸固橡胶取17MM,;为卸料板厚度,取20MM,为料厚取1MM,卸为进入凹模的高度,取1MM。导为导料板的厚度,入凹因冲孔直径较大,不需校核凸模的强度与刚度。材料选用T10A,淬火硬度HRC5862。43,落料模的高度75MM落料1落料2冲孔44,折弯模的高度301720619191MM折弯凸固橡胶卸导入凹图441折弯模图45凸模固定板设计1设计时应注意卸料板与固定板型孔位置及公差应该与凹模一致。固定板材料和热处理,查参考文献2P434页,表715得材料为45,热处理2832HRC2凸模固定板尺寸确定周界与凹模尺寸相同,尺寸为250250MM,厚度为30MM第五章选用及校核压力机根据计算出的工艺力FZF落F孔F侧1136416102964687699118279KN卸推可选用公称压力为250KN的开式双柱可倾压力机,型号为J2325。该压力机相关尺寸如下公称压力250KN滑块行程65MM最大封闭高度270MM封闭调节高度调节量;55MM滑块中心线至床身距离200MM立柱距离270MM工作台尺寸前后370MM,左右560MM工作台孔尺寸前后200MM,左右290MM,直径260MM垫板尺寸厚度50MM模柄孔尺寸直径40MM,深度60MM床身最大可倾角30校核压力机安装尺寸主要是对冲模总体高度,模座闭合高度等尺寸校核是否符合设计要求。冲模总体结构尺寸必须与选用的压力机相适应即模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸相适应;模具的封闭高度应与压力机的装模高度或封闭高度相适应。冲模的封闭高度是指模具工作行程终了时上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。压力机的封闭高度是指滑块在下止点位置时,滑块的下平面至工作台上平面之间的距离。而压力机装模高度是指压力机滑块在下止点时,滑块下平面至垫板上平面之间的距离。封闭高度和装模高度相差一个垫板厚度。第六章结论1本设计异形件冲压生产采用级进模工艺,具体工序为冲孔落料弯曲落料。2根据冲压工艺,选用滑动中间导柱模架250250(190280),即可满足要求。3采用导料板控制条料的送进导向,侧刃控制送料步距。4采用弹压卸料版,既可卸下板料,又可以在冲压过程中压紧制件,使制件平整。5根据工艺要求,选用开式双柱可倾压力机,型号为J2325。参考文献1冲压工艺与模具设计成虹主编高等教育出版社20067第二版2公差配合与技术测量徐茂功桂定一主编机械工业出版社20055第二版3多工位级进模设计与实用技术4冷冲模课程设计与毕业设计指导5模具设计指导史铁梁主编机械工业出版社20067第二版6工程制图林晓新主编机械工业出版社20057第一版7工程材料与热处理张红英朱怀忠主编科学出版社2005第一版8模具制造工艺学柳舟通余立刚主编科学出版社20067第一版9模具专业英语王晓江主编机械工业出版社20087第二版10冷冲模设计资料与指导杨关全主编大连理工大学工业出版社20078致谢临近毕业之际,由衷

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