花孔垫圈冲压模课程设计.doc

南京农业大学工学院 课程设计 课程名称：冲压工艺及模具设计 题目名称：花孔垫圈冲压模具 班 级：材料成型及控制工程104班 学 号：33310416 学生姓名：杨勇 指导老师：聂信天、夏荣霞、史立新、徐秀英完成时间：2013年10月10日周五 目 录一零件设计二冲裁件的工艺分析三确定冲裁工艺方案四模具结构形式的选择4.1模具的类型的选择4.2送料方向与步距的控制4.3卸料与推件装置4.4模架类型及精度五冲压工艺计算5.1排样设计及计算5.2冲压力计算及初选压力机5.3压力中心的计算5.4计算凸凹模刃口尺寸六主要零件设计6.1凹模的设计6.2卸料和推件装置的设计6.3凸模固定板的设计6.4凸模的设计6.5垫板设计6.6弹性元件设计6.7凸凹模的设计七模架及其他零部件的选用八校核模具闭合高度及压力机有关参数九绘制装配图及主要零件图十结束语一.零件设计冲压件名称：花孔垫圈材 料：08钢板 厚：0.8mm工件精度： IT9二冲压件的工艺分析2.1、结构分析该零件形状简单、对称.2.2、材料分析材料为08钢，抗剪强度为255353，延伸率为32%，塑性良好，适合冲压.2.3、精度分析精度为IT9，由指导书表5-14得： 60的尺寸偏差为0.074，R2.5的尺寸公差为0.025. 三确定冲裁工艺方案该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序，可采用的冲裁方案有单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁三种，零件属于大批量生产，因此采用单工序需要模具数量多，生产效率低，费用高，不合理。如果采用级进模，需要较多的工位数，必须解决板料的准确定位问题。采用倒装复合模可以一次冲压成形，结构较为简单，卸件可靠，操作方便。根据以上分析，该零件比较适合采用倒装复合冲裁工艺方案。四模具结构形式的选择4.1 模具类型的选择 根据零件的冲裁工艺方案，采用倒装复合模。4.2送料方向与步距的控制 采用两个活动导料销控制送料方向，活动挡料销控制送料步距。4.3卸料与推件装置 根据要求采用弹性卸料装置，废料能直接从压力机台面落下.用刚性推件装置，直接利用压力机的打杆装置进行推件，冲裁件从上模推下.4.4 模架类型及精度 由于该冲裁件的尺寸较小，冲裁间隙较小，采用导向平稳的中间导柱模架，采用级模架精度.五冲压工艺计算5.1、排样设计及计算 根据材料性能、厚度和形状可确定搭边值，有课本表3-10查得a=1mm,a1=1.2mm.步距A=D+a=60mm+1mm=61mm,条料宽度B=(D+2a1+)0 - 由课本表3-11得=0.5mm,得B=62.90 -0.5 mm 由CAD得S=462.5mm, L=96.2mm. 一个步距内的材料利用率：=(S1-S)/AB=(30-462.5)/(6162.9)=61.6%该零件尺寸较小，结构对称，采用直排的排样方案，如图:5.2冲压力计算及初选压力机 该模具采用弹性卸料和下出料方式5.2.1、两个工序，冲孔压力等于冲孔时的冲压力和落料时的冲压力之和，查课本表2-3，得08钢的抗剪能力=255353MPa,取平均值=304MPa. K的取值依据冲裁刃口而定，平刃口K=11.3，斜刃口K=0.20.6，考虑刃口的磨损，生产批量和材料厚度等因素，取K=1.35.2.2、落料力 F落=KL1 t =1.32R0.8mm304Mpa=59.56KN5.2.3、冲孔力 F冲=KL2t=1.396.2mm0.8mm304Mpa=30.41KN5.2.4、落料时的卸料力 由课本表3-8得K卸=0.03 F卸=K卸F落=0.0359.56KN=1.79KN5.2.5、冲孔时的推件力 由课本表3-8得K推=0.05， 取同时梗塞在凹模内的冲件数为3 F推=nK推F冲=30.0530.41KN=4.56KN5.2.6、冲床的总压力 F总=F落+F冲+F卸+F推 =(59.56+30.41+1.79+4.56)KN=96.32KN5.2.7、初选压力机 据总冲压力为96.32KN，考虑压力机的使用安全，总冲压力一般不应超过压力机额定吨位的80%. 由指导书表5-10，初选J23-16开式双柱可倾压力机.公称压力：160KN滑块行程：55mm最大封闭高度：220mm封闭高度调节量：45mm工作台尺寸：300mm450mm模柄孔尺寸：40mm60mm5.3、压力中心的计算 由于零件结构对称，所以压力中心在孔的中心，即模柄轴线通过压力中心.5.4、计算凸凹模刃口尺寸 根据t=0.8mm, 由课本表3-3得: Zmin=0.072mm Zmax=0.104mm5.4.1、冲孔：29+0.045 0 mm 由课本表3-5得磨损系数x=1 由课本表3-6得凸=-0.02 凹=+0.025 d凸=（dmin+x）0 凸=（29+0.0451）0 -0.02=29.0450 -0.02 mmd凹=（d凸+Zmin） 0=(29.045+0.072)+0.025 0=29.117+0.025 0 mm5.4.2、冲孔:R5.53+0.3 0 mm 由课本表3-5得磨损系数x=0.5 由课本表3-6得凸=-0.02 凹=+0.02 d凸=（dmin+x）0 凸=（5.53+0.30.5）0 -0.02 =5.680 -0.02 mm d凹=（d凸+Zmin） 0=(5.68+0.072)+0.02 0 =5.752+0.02 0 mm5.4.3、冲孔：R2.5 0 -0.025 mm 由课本表3-5得磨损系数x=0.75 由课本表3-6得凸=-0.02 凹=+0.02 d凸=（dmin+x）0 凸=（2.5+0.0250.75）0 -0.02 =2.520 -0.02 mm d凹=（d凸+Zmin） 0=(2.52+0.072)+0.02 0 =2.592+0.02 0 mm5.4.4、落料：60 0 -0.074 mm 由课本表3-5得磨损系数x=0.75 由课本表3-6得凸=-0.02 凹=+0.03 D凹=（Dmax-x） 0=(60-0.0740.75)+0.03 0 =59.945+0.03 0 mm D凸=（D凹-Zmin）0 凸=(59.945-0.074) 0 -0.02 =59.8710 -0.02 mm六主要零件设计6.1、凹模的设计 b=60mm， t=08mm 由课本表4-3得系数K=0.21凹模厚度：H=Kb=0.2160mm=12.6mm 取H=20mm 凹模壁厚：C=（1.52）H =3040mm 取C=35mm凹模宽度：L=b+2C=(60+235)mm=130mm凹模长度：L=b+2C=（60+235）mm=130mm按冲压模标准模架，由指导书表5-31取凹模周界尺寸LBH=160mm160mm40mm 凹模洞口形状采用直壁式 材料：T10A 热处理硬度：6064HRC凹模简图：6.2、卸料和推件装置的设计 根据要求采用弹性卸料版，取厚度为14mm 卸料版尺寸为160mm160mm14mm 材料：Q235采用刚性推件装置，直接利用压力机的打杆装置进行推件材料：45钢 热处理：淬火 硬度：4045HRC 6.3、凸模固定板的设计 采用阶梯式 厚度h=(0.60.8)H凹=(0.60.8)40mm=2432 mm 取h=25mm 外形尺寸与凹模外形尺寸一致.外形尺寸：160mm160mm25mm 凸模与凸模固定板配合为H7/n6 材料：Q235、6.4、凸模的设计 采用阶梯式凸模凸模固定板厚度h1=25mm 卸料版厚度h2=14mm 条料厚度t=0.8mm, 刃口修磨量取6mm 凸模进入凹模深度取0.8mm 安全距离取18mm凸模长度：L= h1 +h2+t+h=(25+14+6+0.8+0.8+18)mm=64.6mm凸模材料： T10A 热处理硬度：58 62HRC凸模简图：6.5垫板设计 厚度一般取512mm, 取12mm 外形尺寸为160mm160mm12mm 材料：45钢 热处理：淬火 硬度：4348HRC6.6弹性元件设计 弹性元件采用橡胶 橡胶工作行程=卸料版工作行程+模具修磨量 H橡胶=H卸料版+H修磨=t+1+6=（0.8+1+6）mm=7.8mm 橡胶的自由高度H0=（3.54）H橡胶=（27.331.2）mm 取H0=30mm 矩形橡胶在预压量为15%时单位压力为0.5Mpa 橡胶面积：A=F卸/P=1790N/0.5Mpa=3580mm 橡胶装配高度：H装配=85%H0=0.8530=25.5mm 橡胶采用矩形，中间开圆形孔以避让凸凹模 取避让孔为60mm橡胶一边取120mm 另一边为（3580+R）/120=53.4mm 取橡胶外形尺寸120mm55mm 为满足橡胶的高径比为0.51.5，将橡胶平分为四块，最大尺寸为60mm，所以H0/D=30/60=0.5 选用的橡胶规格合理 6.7凸凹模的设计 由于倒装复合模，孔内会积存废料，所以最小壁厚要大一些，很据课本表4-4，取最小壁厚为2.3mm, 凸凹模采用螺钉、销钉与下模座固定，凸凹模固定板厚度取30mm。 H凸凹模=H卸料版+H橡胶+H固定板+1=（14+25.5+30+1）mm=70.5mm 材料：T10A 热处理：6064HRC 凸凹模简图：七模架及其他零部件的选用7.1、模架选择 前面已选择中间导柱模架 由指导书表5-31得： 上模座：LBH=250mm340mm40mm 下模座：LBH=250mm340mm30mm 导柱1：dL=28mm220mm 导柱2：dL=28mm220mm导套1：dLD=28mm80mm60mm导套2：dLD=28mm80mm60mm7.2、螺钉及销钉的选用 GB/T70.1-2000内六角圆柱螺钉 凹模锁紧螺钉：M1280 凸凹模锁紧螺钉：M1080 GB/T119-1986圆柱销 凹模定位销：A12110 凸凹模定位销：A1085 八校核模具闭合高度及压力机有关参数8.1、校核模具闭合高度 H闭=H上+H下+H凸+H凸凹+H垫-2=（40+45+64.6+70.5+24-2）=242.1mm 初选的J23-16开式压力机最大封闭高度为220mm，未满足使用要求。由指导书表5-10 选用J23-25开式双柱可倾压力机，最大封闭高度为270mm，封闭高度调节量为55mm，模具安装时可用垫块调整配制。8.2、冲裁所需总压力校核由前面计算可知F总=96032KN，压力机的公称压力为250KN。F总F公，满足生产要求。8.3、模具最大安装尺寸校核 模具最大安装尺寸为170mm170mm，冲床工作台尺寸为370mm560mm，能够满足模具的安装。九绘制装配图及主要零件图 十心得体会 两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程本次课程设计题目是花孔垫圈模具设计，通过对模具各个参数的设计，使我对模具设计的程序有了进一步的了解，对常用零件、机械制图、公差与配合、金属材料及热处理等有了更深刻的认识。 主要通过CAD进行设计，从中我熟悉了模具设计与分析过程，同时也更好的运用软件进行设计，掌握了查阅相关手册资料的技巧，对模具设计有了更深刻的认识。达到了进一步巩固知识的目的和理论与事件的完美结合。 衷心感谢各位老师和同学的帮助。 通过对大学三年的理论知识的系统学习及在校期间的各种实习活动，使我们对本专业涉及的知识有了初步的认识，为了更进一步把理论知识用于实践，特进行了本次毕业设计。在设计过程中，通过对模具设计的各参数的设计，使我们对机器的设计程序有了进一步的了解，对机械中的常用零件、机械制图、公差与配合、金属材料及热处理、机制工艺、夹具等都有了更深刻的认识，达到了进一步巩固知识的目的和理论与实践的完美结合。课程设计是对我们过去所有课程和毕业实习的一个综合考核，在编写过程中、得到了老师和同学的帮助支持。并多次得到了指导老师的批改和指导。 通过这次课程设计的编写，得到了老师和同学的帮助支持，使我掌握查阅查资料手册的能力，使我对以前所学过的各种