冲压工艺及模具课程设计计算书.doc

毕业设计题目 冲压模具设计及工艺 系 别 机电工程系 年级专业 数编0923 学生姓名 夏蓉 指导教师 陈涛 答辩日期 2012年 6月 3 日目 录前言1. 设计题目2. 工艺分析与计算3. 模具方案设计与计算4. 模具结构与原理5. 设计总结6. 主要参考资料7. 附件（图纸）前 言冲压是在室温下，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压力加工方法。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（俗称冲模）。冲模在实现冲压加工中是必不可少的工艺装备，与冲压件是“一模一样”的关系，若没有符合要求的冲模，就不能生产出合格的冲压件；没有先进的冲模，先进的成型工艺就实现。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。冲压加工方法与其它方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的优点。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，是其他加工方法所不能比拟的。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，其制造属单件小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高（约占产品成本的10%30%）的特点。所以，只有在冲压零件生产手续费一大的情况下，冲压成形的加工优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。本零件结构较简单，生产批量大，尺寸精度要求较高，一致性要求高，所以采用冲压的方式生产是合理的。冲裁是利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。它包括落料、冲孔、切断、修边、切舌、剖切等工序，其中落料和冲孔是最常见的两种工序。若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件时，称为落料；而封闭曲线以汽化热部分作为裁件时，则称为冲孔。冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。在冲压加工中应用极广。它既可直接冲出成品零件也可以弯曲拉深和挤压等其它工序准备坯料，还可以对已成形的工件进行再加工（切边、切舌、冲孔等工序）。冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少的工艺装备。冲裁模的典型结构有单工序冲裁模、级进模、复合模。本工件将采用复合模生产。1. 垫片冲压模具设计【课题4】零件名称：垫片材料：H62板厚：1.5mm生产批量：大批量产品零件图：如图42. 工艺分析与计算2.1零件结构工艺分析冲裁件为H62铜板，是平均含铜量为62%的普通黄铜，力学性能好，具有良好的切削加工性。冲裁件形状简单、结构对称。孔边距和孔间距符合冲裁要求，孔的大小合适。结论：可以冲裁。2.2工艺方案分析由于工件尺寸公差等级较高（一般是IT11、IT12级），孔位尺寸460.1公差等级较高（IT11级），工件属于大批量生产，外形尺寸较小，公差等级高，结构对称，为提高生产效率，模具采用倒装复合模。2.3工艺计算1) 排样 两工件间按圆形搭边值取b=1mm，侧面间按圆形搭边值取a=1.2mm。条料宽度为B=（D+2a） 0 ，查有有关表格得，0.20 B=(62.5+21.2) 0 -0.2mm=64.9 0 -0.2mm。2) 计算总冲压力工件采用倒装复合模，采用压力机打棒刚性卸料装置和自然漏料方式，故总冲压力为：P0=P冲+P卸+P推+P顶式中P0为总冲压力，P冲为总的冲裁力，P推为推件力，P顶为顶件力。P冲=Ltb, 查表得b385MPaP冲=275.731.5385N=159234.075N159.2KNP卸=K卸F冲=0.06159.2KN9.6KNP推=K推F冲=0.09159.2KN14.3KNP顶=K顶F冲=0.09159.2KN14.3KNP0= P冲+ P卸+ P推+P顶=(159.2+9.6+14.3+14.3)KN=197.4KN200KN3) 确定压力中心由于工件为对称零件，工件的中心就是压力中心。4) 初选冲压设备初选冲压设备为J23-25开式可倾压力机。2.4填写工艺文件（包含冲压工艺卡和冲压工序卡）3.模具方案设计与计算3.1模具方案设计采用倒装复合模。3.2模具刃口尺寸计算第一类尺寸：凹模磨损后增大的尺寸40 0 -0.2=(40-0.750.2)+0.25X0.2 0 mm=39.85+0.05 0 mm62.5 0 -0.5=(62.5-0.750.5)+0.25X0.5 0mm=62.125+0.125 0 mm=62.25 0 -0.125mm凸模实际刃口尺寸与冲孔凹模配制，保证最小双面合理间隙Zmin=0.090mm第二类尺寸：凸模磨损后减小的尺寸8.2+0.1 0=(8.2+0.750.1) 0 -0.25X0.1 mm=8.275 0 -0.025 =8.25+0.025 0mm 22+0.12 0=(22+0.750.12) 0 -0.25X0.12mm=22.09 0 -0.03mm凹模实际刃口尺寸与冲孔凸模配制，保证最小双面合理间隙Zmin=0.090mm第二类尺寸：磨损后基本不变的尺寸460.1=(45.9-0.50.2) 0.2mm=460.025mm3.5凹模结构设计1)凹模外形尺寸的确定凹模厚度H=kb=0.362.5=18.75mm，取H=25mm.式中b为凹模刃口的最大尺寸（mm）；k为系数，考虑板厚因素。凹模壁厚C=2H=220=40mm.3.6凸模结构设计凸模长度L凸 =h1+h2+ Y其中，凹模厚h1=25mm,凸模固定板厚h2=20mm,凸模修模量Y=0mm.所以，L凸 =（25+20+0）mm=45mm.3.7凸凹模结构设计凸凹模厚度H凸凹=h3+h4+ h5+Y其中，卸料板厚度h3=15mm,凸凹模固定板厚度 h4=20mm,卸料空间h5=5mm， 凸模修模量Y=0mm.所以，H凸凹 (15+20+5+0)mm=40mm.3.8定位零件设计与计算定位零件采用挡料销，挡料销与卸料板间取H8/d9的间隙配合。3.9卸料机构的设计与计算采用弹簧弹性卸料方式。卸料板与凸凹模间的单边间隙为0.15mm。3.10推件机构的设计采用打杆刚性卸料方式。卸料板与凸凹模间的单边间隙为0.15mm3.11冲压设备的校核1）闭合高度模具的闭合高度为215mm，冲压机J23-25的最大闭合高度为220mm，最小闭合高度为165mm，符合要求。2）冲裁压力模具的冲压力为200MPa，冲压机J23-25的公称压力为250MPa，符合设计要求。3）滑块行程长度模具行程为5mm，冲压机J23-25的滑块行程长度为55mm, 符合设计要求。4）模柄孔尺寸模具模柄直径为40，冲压机J23-25的模柄孔尺寸为40，符合设计要求。5）工作台面模具底面为260X140mm，冲压机J23-25的工作台面为560X370,符合设计要求。综上所述，选择冲压机J23-25是合适的。4.模具的结构与原理4.1模具各零件名称及材料垫脚 45钢，下模座 45钢，下垫板 45钢，下固定板45钢，凹模板C12MoV，顶板45钢，凹凸模 C12MoV，凸模C12MoV，卸料板45钢，上固定板45钢，打板45钢，上垫板45钢，模柄45钢。4.2模具结构介绍采用正装复合模。板料是在压紧的状态下分离，冲出的冲件平直度较高。但由于弹样器和弹压卸料装置的作用，分离后的冲件容易被嵌入边料中影响操作，从而影响了生产率。4.3模具工作原理工作时，板料以挡料销29定位。上模下压，凸、凹模外形和凹模9进行落料，落下料卡在凹模中，同时冲孔凸模与凸、凹模内孔进行冲孔，冲孔废料卡在凸、凹模孔内。卡在凹模中的训件由顶件装置顶出凹模面。顶件装置由卸料螺钉31和顶板10及装在下模座底下的弹顶器组成。该模具采用装在下模座底的弹顶器推动卸料螺钉和顶板，弹性元件高度不受模具有关空间的限制，顶件力大小容易调节，可获得较大的顶件力。卡在凸凹模内的冲孔废料由推件装置推出。每冲一次，冲孔废料被推下一次，凸凹模孔内不积存内不积存废料，胀力小，不易破裂。但冲孔废料落在下模工作面上，清除废料麻烦。边料由弹压装置卸下，由于采用固定挡料销，在卸料板上需钻出让位孔。5.设计总结通过本次毕业设计，我深深的体会到，模具是做出来的，不是在课本上看出来