圆形缺口垫片课程设计说明书.docx

前言冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。冷冲压模具在工业生产中的地位：是大批生产同形产品的工具，同时也是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。模具可保证冲压产品的尺寸精度和质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需要加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其它加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平地提高，在很大程度上取决于模具工业的发展。目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产效率和质量。一般采用压力机进行零件加工，一台普通压力机每分钟可生产零件几件到几十件，而高速压力机的生产效率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表等产品，有60左右的零件是利用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工业产品，90左右的零件是利用模具生产出来的；至于日常生活所用的五金、餐具等的大批量生产基本上也是靠模具来进行生产的。显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的作用和地位正日趋上升。在这次设计中根据所给题目的要求，首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择加工方案。根据对零件的综合分析，在这次设计中我设计的模具是正装下顶出单工序落料模，主要介绍的是冲裁工艺、冲裁模的结构与设计、冲裁模的组件加工与安装、调试等。希望能够灵活运用所学的专业知识和技能，圆满完成此次的课程设计。前 言 1第一章冲裁工艺设计1第一节设计任务5第二节冲压工艺性分析51.2.1 冲压件材料61.2.2 冲压件结构61.2.3 冲压件尺寸精度6第三节冲压工艺方案6第四节工艺计算61.4.1 冲裁力71.4.2 卸料力71.4.3 顶件力71.4.4 总冲压力7第五节压力机的选择7第六节排样设计及材料利用率分析81.6.1 排样方法81.6.2 排样基本参数81.6.3 条料及板料的利用8第七节压力中心的确定8第二章冲裁模设计8第一节模具结构形式的确定8第二节凸凹模刃口尺寸计算92.2.1 冲裁间隙 102.2.2 刃口尺寸计算 10第三章 模具主要零部件的设计与选用11第一节凹模外形尺寸计算113.1.1 确定凹模外形尺寸113.1.2 判断送料方向113.1.3 选择典型组合11第二节凹模设计113.2.1 型孔位置、尺寸113.2.2 刃口形式123.2.3 螺孔、销孔123.2.4 材料及技术要求123.2.5 凹模零件图13第三节凸模设计133.3.1 凸模的结构形式133.3.2 凸模工作部分尺寸133.3.3 凸模长度的计算133.3.4 材料及技术要求133.3.5 凸模零件图14第四节定位零件的设计143.4.1 定位方式的选择143.4.2 结构形式及规格14第五节卸料装置的选择143.5.1 卸料类型的选择143.5.2 卸料螺钉的选择153.5.3 卸料板设计153.5.4 弹性元件的选用15第六节导料板的选择153.6.1 导料板的设计153.6.2 导料板的间距163.6.3 导料板的宽度16第七节模架的选择163.7.1 模架类型的选择163.7.2 模架规格163.7.3 导柱、导套规格16第八节连接与固定零件的设计163.8.1 模柄163.8.2 上垫板17第九节模具装配图17第四章模具的装配19第一节组件的装配194.1.1 模架的装配194.1.2 模柄的装配194.1.3 凸模组件装配19第二节模具总装配19第五章模具的安装与调试20第一节安装前的准备205.1.1 冲模的检查205.1.2 压力机的检查215.1.3 试模材料的检查21第二节冲裁模的安装21第三节冲裁模的试冲21参考文献22第一章冲裁工艺设计第一节设计任务零件图（续）工件名称：圆形缺口垫片材料：65mn 料厚：0.5mm 年产量：未知第二节冲压工艺性分析1.2.1冲压件材料材料为0.5mm厚的65mn高碳钢板，强度较强，硬度良好，具有良好的冲压性能，可以冲裁。1.2.2冲压件结构该零件形状简单，结构对称，内、外形无尖角，适合冲裁加工。1.2.3冲压件尺寸精度零件所有尺寸均未注公差，可按st07级加工，一般冲裁可满足其尺寸精度要求。结论：该零件冲裁工艺性良好，可以冲裁加工。第三节冲压工艺方案从零件的形状、尺寸标注来看，该零件只需一次落料即可，故采用单工序落料模进行加工第四节工艺计算该模具为正装下定出单工序落料模，采用弹性卸料装置，将废料从凸模上卸下，同时由装在模座之下的顶出装置实现上出件。故总冲压力为冲裁力、卸料力和顶件力的总和。表：卸料力、推件力和顶件力系数钢料厚k卸k推k顶0.10.060.0750.10.140.10.50.04500550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.031.4.1冲裁力根据冲裁力的计算公式 f=ltb，查表冲压常用黑色金属材料的力学性能取b=750mpa，l=250+412+16=198.27(mm)，得：f=ltb=198.270.5750n=74.4(kn)1.4.2卸料力卸料力的计算公式f卸=k卸f查表卸料力、推件力和顶件力系数取kx=0.050，得：f卸=0.05074.4=3.72(kn)1.4.3顶件力推件力的计算公式f顶=k顶f查表卸料力、推件力和顶件力系数取kt=0.08，得：f顶=k顶f=0.0874.4=5.95(kn)1.4.4总冲压力总冲压力：f总=f+f卸+f顶 =74.4+3.72+5.95 =84.07(kn) 85(kn)第五节压力机的选择根据总冲压力f总选择压力机的标称压力，因为85kn160kn80%,所以初选j23-16型开式双柱可倾曲柄压力机。压力机的主要参数：公称力 160kn滑块行程 55mm最大封闭高度 220mm封闭高度调节量 45mm滑块中心至机身距离 160mm工作台尺寸（前后左右） 300mm450mm立柱间距离 270mm垫板尺寸 40mm模柄孔尺寸 4060第六节排样设计及材料利用率分析1.6.1排样方法有废料排样，因零件为简单的矩形，并考虑操作方便与模具结构尺寸等因素，采用直排。1.6.2 排样基本参数1.6.2.1 搭边值 查实用冲压工艺及模具设计表3-9，确定搭边值两工件间的搭边：a1=1.8mm工件边缘的搭边：a=2.0mm1.6.2.2 送料步距s s=d+a1=40+1.8=41.8mm1.6.2.3 条料宽度b-0=dmax+2a+z- 0=50+22.0+0.5-0.340 0=54-0.340 0(mm)，1.6.2.4 板料规格 选用2000mm800mm0.5mm1.6.2.5 条料长度 l=800mm1.6.3 条料的利用1.6.3.1 每张板料可剪裁的条料数：200054=37，余2mm1.6.3.2 每条条料可冲裁的零件数：n1=80041.8191.6.3.3 每张板料可冲裁的零件数： n2=1937=7031.6.3.4 一条条料的材料利用率1=n1a0/a1100%=195040/(54800)100%88.0%1.6.3.5 一个进距内材料的利用率为a=5040-88=1798.94mm22=nabh100%=1798.94(5041.8)=79.7%1.6.3.6 一整张板料的利用率为3=19371798.948002000100%=79.0%排样图：第七节压力中心的确定从冲裁零件形状和尺寸来看，该工件属于中心中心对称图形，所以压力中心在她的几何中心上，故无需计算该零件的压力中心第二章复合冲裁模设计第一节模具结构形式的确定冲件由单一的落料工序获得。冲件厚度较小，但材料65mn的钢性较好，强度牢靠，故选择正装下顶出落料模，其组合参考国家标准sj3089-88形式。第二节凸凹模刃口尺寸计算2.2.1冲裁间隙材料厚度t=0.5mm，查表冲裁模初始双面间隙值z取zmin=0.040mm，zmax=0.060mm。材料厚度08、10、3509mn、q23516mn40、5065mnzminzmaxzminzmaxzminzmaxzminzmax0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0722.2.2刃口尺寸计算主尺寸由落料而得，以凹模为基准件，分析凸、凹模刃口的磨损情况。由公差表查得：未注公差尺寸尺寸按sst07级各分别为50-0.380 0mm，40-0.340 0mm，r8 0+0.150mm。均取磨损系数=1根据零件的形状，凹模磨损后其尺寸变化有两种情况。 凹模磨损后，尺寸a1d和a2d增大，即需按一般落料凹模尺寸公式计算：a1d=(a1-) 014=(50-10.380) 0+0.250.380=49.62 0+0.095a2d=(a2-) 014=(40-10.340) 0+0.250.340=39.66 0+0.085 凹模磨损后，尺寸bd见笑，它在凹模上相当于冲孔凸模的尺寸，故按一般冲孔凸模尺寸公式计算bd=(b+)-14 0=(40+10.150)-0.250.150 0=8.150-0.0375 0凸模的刃口尺寸按凹模的实际尺寸配制，并保证双面间隙为0.040mm0.060mm。第三章模具主要零部件的设计与选用第一节凹模外形尺寸计算3.1.1确定凹模外形尺寸查表：孔宽b/mm材料厚度t/mm0.51233500.300.350.420.500.60501000.200.220.280.350.421002000.150.180.200.240.302000.100.120.150.180.22得系数k=0.30凹模厚度hd hd=kb=0.3050=15.0（mm）凹模壁厚(即凹模刃口与外边缘的距离)c=23h=2315=(3045)mm由于c30mm，故取c=35mm。凹模宽度b b=b+2c =40+235=110(mm)凹模长度l l=l+2c= 50+235=120(mm)将计算出尺寸按国家标准sj2634.4-85，最终确定其外形尺寸为140mm120mm25mm3.1.2判断送料方向由排样图知平行送料方向凹模型孔尺寸大于垂直方向尺寸，所以为纵向送料。3.1.3选择典型组合采用弹压卸料，且凹模外形尺寸为140mm120mm25mm，故选择典型组合为：140120135160 sj3089-88。第二节凹模设计3.2.1型孔位置、尺寸位置可从排样图上被冲切的位置获得。型孔尺寸由刃口尺寸决定3.2.2刃口形式采用直壁式，反面扩孔，直壁高度查冲压模具设计与制造表1-26取6mm。3.2.3螺孔、销孔各螺孔、销孔的大小、数量、位置均可以从典型组合标准sj3089-88中查得。3.2.4材料及技术要求材料选用crwmn，热处理硬度6064hrc。凹模零件图：第三节凸模设计3.3.1凸模的结构形式采用直通式，形状从排样图上被冲切的位置获得，采用螺钉、固定板固定法。3.3.2凸模工作部分尺寸由刃口尺寸计算决定凸模工作部分尺寸。3.3.3凸模长度的计算查标准典型组合140120135160 sj3089-88得凸模固定板h1=18mm，固定卸料板h2=14mm，导料板厚度h3=6mm，h取15mm，故凸模长度为：l=h1+h2+h3+h=18+14+6+15=53（mm）3.3.4材料及技术要求材料选用cr12，热处理硬度5862hrc。3.3.5凸模零件图：第四节 定位零件的设计3.4.1 定位方式的选择选择固定导料销、挡料销。第五节 卸料装置的选择3.5.1卸料类型的选择选用弹性卸料方式3.5.2卸料螺钉的选择由典型组合标准sj3089-88查得1038，数量为4个3.5.3卸料板设计卸料板与凸模的间隙取双边0.2mm，与挡料销、导料销的配合为h8/d9。卸料板的外形尺寸由典型组合标准sj3089-88查得为14012014。卸料板的材料可选择45号钢。卸料板的螺孔孔径、孔距均可参考典型组合标准sj3089-88选取。卸料板零件图：3.5.4弹性元件的选用弹性元件类型的选择：采用圆筒形聚氨酯弹性体。第六节 卸料装置的选择3.6.1 导料板的设计导料板的总长和厚度及孔距均可以从典型组合sj3089-88中查得：14012063.6.2 导料板的间距间距a=b+z=54.0+0.5=54.53.6.3 导料板的宽度由于垂直于送料方向的压力中心与凹模几何中心重合，则两边导料板的宽度相等第七节 模架的选择3.7.1模架类型的选择因冲裁件尺寸不大，精度一般，为了送料及操作方便，选用滑动导向后侧导柱的模架。3.7.2模架规格由标准查得：上模座14012035，下模座14012045.3.7.3导柱、导套规格由标准查得导柱a22h6130，导套a22h78033第八节 连接与固定零件的设计3.8.1模柄3.8.1.1 模柄形式选用b型旋入式的模柄3.8.1.2模柄规格因选用的j23-16型压力机的模柄孔尺寸为4060，故查标准得模柄的规格为b4085，材料为q235.3.8.2上垫板3.8.2.1上垫板的外形尺寸由典型组合查得为14012053.8.2.2上垫板的螺钉、销钉过孔的直径比螺钉、销钉的直径大1mm左右，孔距可由典型标准查得。3.8.2.3上垫板的材料选取45号钢，淬火硬度4348hrc。第九节 模具装配图1模柄；2上模座；3凸模固定板；4凸模；5卸料板；6凹模；7下模座；8挡料销；9导套；10导柱；11顶杆；12橡胶；13托板；14螺母第四章 模具的装配第一节 组件的装配4.1.1模架的装配压入导柱：利用压力机，将导柱压入下模座。压导柱时将压块顶在导柱中心孔上。在压入过程中，测量与校正导柱的垂直度。装导套：将上模座反置套在导柱上，然后套上导套，用千分表检查导套压配部分内、外圆的同轴度，并将最大偏差放在两导套中心连线的垂直位置，这样可减小由于不同轴而引起的中心距变化。压入导套：用帽形块放在导套上，将导套压入上模座一部分取走模座及导柱，仍用帽形垫铁将导套全部压入上模座，测量与校正导套的垂直度。检验：将上、下模座对合，中间垫以垫铁，放在平台上分别测量模架的平行度与垂直度。4.1.2模柄的装配先将模柄旋入上模座内，检查模柄圆柱面和上模座的垂直度，保证误差小于0.05mm，然后钻骑缝销孔，压入骑缝销。4.1.3凸模组件装配先将凸模固定板型孔台阶向上，放在两块等高垫铁上，将凸模工作端面向下放入型孔对正，用压力机慢慢压入，边压入边检查凸模与固定板的垂直度，直压至凸模台阶面与固定板孔的台阶面相接触，最后将凸模尾端磨平。4.1.4凸凹模组件装配在凸凹模下端部抹红丹粉，将凸凹模轻轻压入固定板的浅凹槽内，使螺钉孔位置复印在固定板上，取下凸凹模，在固定板上钻出螺钉过孔及锪沉孔，用螺钉将凸凹模固定。第二节 模具总装配确定装配基准：以凸凹模为基准件，装配时首先确定凸凹模在模架中的位置。安装下模：确定凸凹模组件在下模座上的位置，然后用平行夹板将凸凹模组件和下模座夹紧，在下模座上划出漏料孔线；加工下模座的漏料孔，下模座漏料孔尺寸应比凸凹模漏料孔尺寸单边大0.51mm。将凸凹模组件放在下模座上重新找正定位，用平行夹板夹紧，利用凸模固定板上的螺孔，在下模座上钻出螺钉过孔窝，拆开后钻孔、锪孔；将凸凹模组件用紧固螺钉固定在下模座上；在下模上钻、铰销孔，装入定位销。安装上模：用平行夹板将凹模、中间垫板、凸模组件、上垫板和上模座轻轻夹紧，然后调整冲孔凸模与凸凹模中冲孔凹模的冲裁间隙，调整落料凹模与凸凹模中落料凸模的冲裁间隙，直至间隙均匀，再用平行夹板将上模各板夹紧；钻、铰上模部分销孔和螺孔，在钻床上以凹模上的销孔和螺孔作为引钻孔，钻、铰销钉孔和螺孔；拆掉平行夹板，将打杆、推板装于上模座和模柄孔内，利用定位销先将上模座、上垫板与凸模组件初步固定；在中间垫板、凹模与凸模组件间装入推杆、推件块，打入定位销，再用紧固螺钉拧紧。安装弹压卸料装置：将弹压卸料板套在凸凹模上，用平行夹板将弹压卸料板和下模座夹紧，然后在钻床上钻出卸料螺钉孔，拆掉平行夹板，将下模部分各板的卸料螺孔加工到规定尺寸；将卸料板套在凸凹模上，装上橡胶和卸料螺钉，装配后要求卸料板运动灵活并保证在非工作状态时，卸料板上端面高出凸凹上端面0.30.5mm。检验：模具装配完毕后，应对模具各部分做一次全面检查，如模具闭合高度，是否有错装、漏装组件，以及螺钉是否拧紧等现象。第五章 模具的安装与调试第一节 安装前的准备5.1.1冲模的检查检查模具零件是否齐全和凸、凹模有无裂纹，压伤和缺陷；检查冲床与冲模的闭合高度是否适应；检查冲模上的卸料装置同冲床是否配套合用；检查模具各部分活动部位，在装模前应加润滑油润滑；检查冲模的上下模板是否擦拭干净。5.1.2压力机的检查检查冲床的压力和功率是否足够；检查压力机的行程是否满足冲压生产要求；检查压力机的滑块孔径、工作台形状及尺寸、清洁度是否符合模具要求；检查压力机是否能正常工作。5.1.3试模材料的检查检查试模用的材料牌号、厚度及表面质量与工艺要求是否