滑槽锁挡板冲压工艺及模具设计.doc

提供全套毕业设计，欢迎咨询 课程设计说明书题 目:滑槽锁挡板冲压工艺及模具设计年级、 专业: 成型1111班姓 名: 学 号: 10112611143指 导 教 师: 完 成 时 间: 2014年12月25日摘 要本设计是对给定的产品图进行冲压模具设计。冲压工艺的选择是经查阅相关资料和和对产品形状仔细分析的基础上进行的；冲压模具的选择是在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的；产品毛坯展开尺寸的计算是在方便建设又不影响模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。文中还对冲压成型零件和其它相关零件的选择原则及选择方法进行了说明，另外还介绍了几种产品形状的毛坯展开尺寸计算的方法和简化模型，以及冲压模具设计所需要使用的几种参考书籍的查阅方法。【关键词】工艺、工艺性、冲压工序、冲压模具、尺寸目 录摘 要1前 言3第一章、零件图及工艺方案的拟订51.1.零件图及零件工艺性分析51.2.工艺方案的确定6第二章、工艺设计72.1.计算毛坯尺寸72.2.确定排样方案72.3.确定裁板方案82.4.计算各工序的压力92.5.压力机的选择92.6.压力中心的确定10第三章、模具类型及结构形式的选择123.1.落料冲孔模的设计12第四章、模具工作零件刃口尺寸及公差的计算144.1.落料冲孔模刃口计算14第五章、模具零件的选用，设计及必要的计算165.1.成形零件165.2.支撑固定零件175.3.卸料零件185.4.定位零件185.5.导向装置19第六章、压力机的校核206.1.落料冲孔模压力机的校核20致 谢21主要参考文献22前 言随着经济的发展，冲压技术应用范围越来越广泛，在国民经济各部门中，几乎都有冲压加工生产，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相连。冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压工艺与冲压设备正在不断地发展，特别是精密冲压。高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新高度。新型模具材料的采用和钢结合金、硬质合金模具的推广，模具各种表面处理技术的发展，冲压设备和模具结构的改善及精度的提高，显著地延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范围。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。可以说，模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。目前国内模具技术人员短缺，要解决这样的问题，关键在于职业培训。我们做为踏入社会的当代学生，就应该掌握扎实的专业基础，现在学好理论基础。毕业设计是专业课程的理论学习和实践之后的最后一个教学环节。希望能通过这次设计，能掌握模具设计的基本方法和基本理论。 第一章、零件图及工艺方案的拟订1.1.零件图及零件工艺性分析一、零件图 图（11）工件图：如图11所示名称：滑槽锁挡板材料：1cr13板厚：1mm二、零件的工艺性分析挡板所用的材料为1cr13，属于不锈钢，其力学性能如下：=320400mpa,b=400500 mpa, s=450mpa。（冷冲压工艺与模具设计p349），零件图上未注公差等级，属自由尺寸，按it12级确定工件尺寸的公差。该制件形状简单，尺寸较小，厚度却较厚，属于普通冲压件，但有几点应该注意：该冲裁件的材料1cr13，具有较好的可冲压性能。由于板料厚度一般，且在各个转角处无圆角过渡，如果要冲压，需要增加适当的圆角，才能冲裁。有一定的生产批量，应重视模具材料的选择和模具结构的确定，保证模具的寿命。制件较小，从安全考虑，要采取适当的取件方式，模具结构上设计好推件和取件方式。1.2.工艺方案的确定对工序的安排，拟有以下几种方案：落料 冲孔，单工序模生产。落料冲孔复合冲压，复合模生产。冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案模具结构简单，容易制造。但成形制件需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，工序分散，搬运半成品要浪费大量时间。生产效率较低；工件的精度也难以保证。方案复合模结构一般，比较容易制造。成形制件只需一道工序；节约了半成品搬运的时间提高了生产效率且易于保证孔的质量和制件精度。但适合材料比较薄的产品。方案级进模结构复杂；难以制造。有较高的生产效率且能保证制件的精度。但仅适合材料薄，产品小的零件。综上所述，由于产品是大批量生产，为保证产品质量和模具寿命，根据生产效率、精度、所使用的机床、卸料方式、废料出料、板料的定位方式、制造成本等方面分析最终确定方案。第二章、工艺设计2.1.计算毛坯尺寸此制件的形状较简单，且对称，便于模具的加工，但冲压时在尖角处开裂的现象，为防止尖角部位刃口的过快磨损，产品材料厚度为1mm，因此，产品在尖角处应改为r1，如下图所示2.2.确定排样方案 一计算工件实际面积 通过电脑计算得工件实际面积为2419.14mm2。 二分析排样方案方案：直排（如图22所示） 图22）条料宽度b=d+2a) =110+21.5 0-0.9 =1130-0.9mm 进距：a=d。+a1=22+1.2=23.2mm 材料利用率：=f/ab100% =2419.14/11323.2100% =92.28%2.3.确定裁板方案查冷冲压工艺与模具设计p323附表3选用80012001标准轧制不绣钢板。裁板方案有纵裁和横裁两种，根据材料的利用率的计算，采用以上方案，可行。2.4.计算各工序的压力已知工件的材料为材料是1cr13，厚度为1mm，抗剪切强度=320400mpa,抗拉强度b=400500mpa, 屈服强度s=450mpa。一 落料、冲孔工序的计算落料力 p1=ktl =1.31262.3400 =136396(n) =136.4kn落料的卸料力： p2=k卸p1 （查冷冲压工艺与模具设计得：k卸=0.0250.08） =136.40.05 =6.82(kn)冲孔力： p=1.3 lt =1.3119.561400 =62171.2（n) =62.2kn冲孔的卸料力：p4=k2p3 (查表2-37 凹模型口直壁的高度=10,n=h/t=2.5, k2 =0.055)p= 0.0562.2 =3.11（n)工序的最大总压力为： 落料冲孔模的压力p=p1+p2=136.4+6.82+62.2+3.11=208.53kn2.5.压力机的选择根据以上计算和分析，再结合车间设备的实际情况，选用公称压力为400kn的单柱固定台压力机（型号为jg2340）能满足使用要求。压力机的具体参数如下 公称压力：400kn滑块行程：100mm 滑块行程次数：80次/min 最大封闭高度： 300mm 封闭高度调节量：100mm 模柄孔尺寸：直径50mm，深度70mm 工作台面尺寸：450mm（前后）350mm（左右）垫板厚度：80mm2.6.压力中心的确定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，应使冲模压力中心与压力机滑块的中心重合。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。采用解析法求压力中心，求xg，yg建立坐标系如下图：f1落料力 f1= ltb , 得f1=136.40knf2冲孔力 f2= ltb , 得f2=62.2kny1f1到x轴的力臂 y1=0x1f1到y轴的力臂 x1=0y2f2到x轴的力臂 y2=0x2f2到y轴的力臂 x2=-6根据合力距定理：yg = （y1f1+y2f2+y3f3）/（f1+f2+f3）ygf冲压力到x轴的力臂；yg=0xg = （x1f1+x2f2+x3f3）/（f1+f2+f3）xgf冲压力到y轴的力臂；xg=-1.88由于本次设计中，产品前后左右都是对称的，所以经计算，模具的压力中心为坐标（0，-1.88）。第三章、模具类型及结构形式的选择 根据确定的工艺方案和零件的形状特点，精度要求，预选设备的主要技术参数，模具的制造条件及安全生产等，选定模具类型及结构形式。3.1.落料冲孔模的设计因为本次模具设计结构简单工艺要求不高，所以采用落料冲孔模，本设计没有拉深、翻边等，凸模能够保证强度，故采用复合模的结构是合理的。落料冲孔模常采用典型结构，即落料冲孔倒装复合模，工件厚度比较薄,故下模采用弹性卸料装置，弹性卸料装置除了卸料的作用外，在冲孔时还起到压紧工件的作用。上模采用打料装置，冲孔的废料直接掉下模。落料冲孔模的结构形式如图31所示。图31）第四章、模具工作零件刃口尺寸及公差的计算 4.1.落料冲孔模刃口计算该冲裁件外形尺寸为落料件，选凹模为设计基准件，只需计算落料凹模刃口尺寸由凹模的实际尺寸按间隙要求配做。工件精度要求为it12级查冲压工艺与模具设计p31附表2.2.1：冲模制造精度为it7it9级，取it8级。查冲压工艺与模具设计p33附表21取各外形尺寸制造对称公差。查冲压工艺与模具设计p37表2.2.4 2c min=0.06 2c max=0.10查冲压工艺与模具设计p37表2.2.1：选取系数x=0.25冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算：冲孔时 dp=(dmin+x)- p 落料时 dp=(dmax-x-zmin)- p 孔心距 lp=lp 式中 dp dp分别为落料和冲孔凸模的刃口尺寸（mm）；dmax 为落料件的最大极限尺寸（mm）；dmin为冲孔件的最小极限尺寸（mm）；工件公差；p凸模制造公差，通常取p=/4；p刃口中心距对称偏差，通常取p=/8；lp凸模中心距尺寸（mm）；l冲件中心距基本尺寸（mm）；zmin最小冲裁间隙（mm）；落料凹模尺寸：dp1=(dmax-x-zmin)+ /4 =110-0.50.04=109.98+0.020；dp2=(dmax-x-zmin) + /4 =22-0.50.04=21.98+0.020；dp3=(dmax-x-zmin)+ /4 =1-0.50.04=0.98+0.020；落料凸模尺寸：ah1=(aj2-2z)+ /4 =110-20.04=109.92+0.020； ah2=(aj2-2z)+ /4 =22-20.04=21.92+0.020； ah3=(aj2-z)+ /4 =1-0.04=0.96+0.020； 冲孔凸模尺寸：dp1=(dmin+x)- /4 =13+0.50.04=13.02+0-0.02；dp2=(dmin+x)- /4 =50+0.50.04=50.02+0-0.02；冲孔凹模尺寸：bh1=(bj+2z)- /4 =13+20.04=13.08+0-0.02；bh2=(bj+2z)- /4 =50+20.04=50.08+0-0.02；第五章、模具零件的选用，设计及必要的计算5.1.成形零件 一、落料凹模凸模材料选用cr12mov，淬火硬度达到58-62hrc。采用整体式凹模（如图5-1所示）图5-1）二、凸凹模凸凹模材料选用cr12mov，淬火硬度达到58-62hrc。凸模与固定板过盈配合，过盈量为0.02-0.03，这样简化了模具的结构，节省了材料的成本。外形尺寸如下：图5-2）5.2.支撑固定零件由于产品材料比较薄，所以可以选用标准模架，后侧两导柱，根据凹模的最大外形尺寸，220120。选用q/320201aq002.106中的7#狭长型后侧导柱模架。下模板为45厚，上模板为35厚。模具的闭合高度h =159215mm ，上下模座选用材料为ht200。模柄选用材料为q235的a型旋入式模柄。再由落料凹模板和模架尺寸确定其它模具模板的尺寸如下：上垫板：2201208凸凹模固定板：22012015凹模：22012030下垫板：2201208冲头固定板：22012015卸料板：220120155.3.卸料零件采用弹性卸料板卸料，根据卸料力的大小取卸料板的厚度为15mm。由冲压手册表10-1选用树脂，设使用树脂的个数为6个，f=6820n则每个树脂所承受的负荷为，f=6820/6=1136.6（n），由fj f顶,选择树脂直径规格为：25，fj=1390, hj=29.8 h顶=hj/fjxf顶=29.8/1390x776.3=16.6 f顶+h工+h修模=16.6+2.2+6=24.5 hj选用的树脂及数量满足要求5.4.定位零件 采用两个定位销，如图，这种零件结构简单，制造、使用方便，直接装在卸料板上即可 (定位销)上、下模座螺钉选取由凹模周界220120选用m10的内六角圆柱头螺钉参照模具各零件的具体情况，上模座选用四颗m10x80的内六角圆柱头螺钉固定。下模座选用四颗m10x50的内六角圆柱头螺钉固定。 ( 螺钉)卸料螺钉 查冲压模具简明设计手册表15-34选取卸料螺钉 选用m8x60的圆柱头内六角卸料螺钉 ( 卸料螺钉 ) 其主要参数：d1=16 l=14 d2=24 h=10 t=8 s=10 d3=14.5 d4=6.9 d5=9.5 l=555.5.导向装置本模具采用圆形导柱、导套式的导向装置。导柱与导套之间采用间隙配合，配合精度为h7/r6 。导柱与导套相对滑动，要求配合表面有足够的强度，又要有足够的韧性。所以材料选用20钢，表面经渗碳淬火处理，表面硬度为5862hrc。导柱选用gb2861.281中的b型导柱，直径d=32mm、极限偏差为r7、长度l=170mm。导套选用gb2861.681中的a型导套，直径d=32mm、d=45、极限偏差为h7、长度l=60mm。 第六章、压力机的校核6.1.落料冲孔模压力机的校核1、闭合高度的校核 所选压力机的最大封闭高度为300mm，闭合高度的调节量为100mm hmin=300-80=220mm 本次设计模具的的闭合高度h=214.5，参考cad装配图 hmax-5=295 hmin=200 能满足 hmax-5 hhmin。2、工作台面尺寸的校核 所选压力机的工作台尺寸为：左右：450 前后：300 而模具的外形尺寸为：310200 根据工作台面尺寸一般应大于模具底座5070mm，工作台面尺寸满足 其工作台孔尺寸为直径200，在调试模具或者冲压生产时可以下面加一垫板，加工废料孔，尺寸大于60即可，可以漏料.3、 滑块行程的校核滑块行程应保证方便地放入毛坯和取出零件，所选压力机滑块行程为80mm,满足 综上