圆形毛坯模具设计.docVIP

羁膅芄薅蚁羈芀薄袃芃蕿薃羅肆蒅薂肈节莁薁螇肄芇薁袀芀膃蚀羂肃蒁虿蚁芈莇蚈螄肁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄蚅袀膈莀蚄羃羀芆螃蚂膆膂螂螅罿蒁螁袇膄蒇螀聿羇莃蝿蝿节芈蝿袁肅薇螈羄芁蒃螇肆肄荿袆螅艿芅蒃袈肂膁蒂羀芇薀蒁螀膀蒆蒀袂莆莂葿羄膈芈蒈肇羁薆蒇螆膇蒂薇衿羀莈薆羁膅芄薅蚁羈芀薄袃芃蕿薃羅肆蒅薂肈节莁薁螇肄芇薁袀芀膃蚀羂肃蒁虿蚁芈莇蚈螄肁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄蚅袀膈莀蚄羃羀芆螃蚂膆膂螂螅罿蒁螁袇膄蒇螀聿羇莃蝿蝿节芈蝿袁肅薇螈羄芁蒃螇肆肄荿袆螅艿芅蒃袈肂膁蒂羀芇薀蒁螀膀蒆蒀袂莆莂葿羄膈芈蒈肇羁薆蒇螆膇蒂薇衿羀莈薆羁膅芄薅蚁羈芀薄袃芃蕿薃羅肆蒅薂肈节莁薁螇肄芇薁袀芀膃蚀羂肃蒁虿蚁芈莇蚈螄肁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄蚅袀膈莀蚄羃羀芆螃蚂膆膂螂螅罿蒁螁袇膄蒇螀聿羇莃蝿蝿节芈蝿袁肅薇螈羄芁蒃螇肆肄荿袆螅艿芅蒃袈肂膁蒂羀芇薀蒁螀膀蒆蒀袂莆莂葿羄膈芈蒈肇羁薆蒇螆膇蒂薇衿羀莈薆羁膅芄薅蚁羈芀薄袃芃蕿薃羅肆蒅薂肈节莁薁螇肄芇薁袀芀膃蚀羂肃蒁虿蚁芈莇蚈螄肁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄蚅袀膈莀蚄羃羀芆螃蚂膆膂螂螅罿蒁螁袇膄蒇螀聿羇莃蝿蝿节芈蝿袁肅薇螈羄芁蒃螇肆肄荿袆螅艿芅蒃袈肂膁蒂羀芇薀蒁螀膀蒆蒀袂莆莂葿羄膈芈 钣金成形课程设计说明书圆形件落料模CAD模具设计 院系 专业 班号 学号 姓名 指导教师 2011年11月沈阳航空航天大学 目录1设计任务书12冲压成型工艺分析53主要设计计算5 3.1拍样方式确定及计算53.2冲压力计算63.3压力中心7 3.4工件零件刃口尺寸7 3.5缓冲装置的设计计算84模具总体设计 9 4.1、模具类型的选择 9 4.2、定位方式的选择 95主要零部件的设计 10 5.1、凸模设计10 5.2、凹模设计11 5.3、凸模固定板设计12 5.4、定位零件设计13 5.5、挡料销设计14 5.6、卸料板设计14 5.7、模架及其他零件设计15 5.8、垫板设计19 5.9、紧固及其他零件设计196模具总装图207 冲压设备的选定21 8模具主要零件加工工艺规程的编制22 8.1垫板的加工工艺22 8.2凸模固定板的加工工艺22 8.3凸模加工工艺23 8.4卸料板加工工艺23 8.5凹模加工工艺239小结2410参考文献25钣金成形课程设计任务书学院 钣金与模具 专业班级 姓名 课程设计题目： 圆形件落料模设计 课程设计时间： 2011 年 11 月 21 日起至 2011 年 12 月 02 日课程设计的内容及要求：（一） 基本内容： 1、 学会查阅资料和有关手册； 2、 按要求绘制被加工件零件图A4一张； 3、 对所给零件进行成形工艺分析，拟定最佳成形工艺方案并进行工艺设计、计算； 4、 合理地选择模具结构，进行有关的结构设计和计算； 5、 能够正确地进行凸、凹模工作尺寸计算和尺寸标注； 6、 正确地选择压力机设备，进行有关使用参数的校核和计算； 7、 按照有关国家标准正确地绘制模具装配图及非标准件零件图（总量不少于一张0图纸）： 8、 编写课程设计说明书（正文字数不少于3500字）；（二）基本要求： 1、 借阅参考资料。独立完成零件工艺分析及资料收集工作； 2、 模具结构类型合理，尺寸计算正确；3、 绘制的模具装配图及零件图符合国家机械制图标准规定； 4、 设备选择合理实用； 5、 设计说明书思路清晰；（三）主要参考书： 1、 田嘉生. 冷冲模设计基础. 航空工业出版社，1994. 2、 虞传宝. 冷冲压及塑料成型工艺模具设计资料. 机械工业出版社，1993. 3、 许发樾. 模具标准应用手册. 机械工业出版社，1994. 4、 郑大忠. 模具结构图册. 机械工业出版社，1995. 5、 王孝培. 冲压手册. 机械工业出版社，1990. 6、 国家标准总局. 冷冲压国家标准. 国家标准出版社. 1981.（四）评 语 （五）成 绩 指导教师 负责教师 学生签名 工件名称：圆形落料件 工件简图：如图1.1 生产批量：大批量 材料：1Cr18n9Ti材料厚度：0.3mm 图.1.1 落料件 摘要：模具是现代工业的重要工艺设备，随着科学技术的不断进步，它在国民经济中占有越来越重要的地位，发展前景十分广阔。装备制造业在2007年的迅速发展，尤其是航空航天、汽车和电子电器产品的高速增长，为模具工业的发展营造了良好的市场环境。本次综合实训设计垫片的级进模冲压模具，从零件的工艺性分析到模具结构的设计再到工艺计算，一直到最后的模具装配图。关键词：圆形件、落料模具、设计1冲压件工艺分析 分析该工件的尺寸精度，其直径尺寸及公差为10-0.10mm，用一般精度的模具可达到直径公差0.1mm，即可满足该工件的要求。从零件的形状，尺寸标注及生产批量等情况看，均符合冲裁的工艺要求，采用单工序落料模进行加工。 1) 尺寸精度根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，普通冲裁可满足要求。2) 粗糙度、断面质量查冲压手册表2-12得，一般冲裁件冲材料厚度t1.0mm金属板料时，其断面粗糙度为3.2m；本产品在断面粗糙度和尺寸精度上均要求不高，所以断面质量可以保证，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。 2冲压工艺方案的确定该工件只包括落料基本工序，可采用两种方案：方案一、落料，采用单工序模生产。方案二、落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具机构简单，设计方便；方案三较方案一复杂，精度高，对于本工件，宜用方案一。3主要设计计算 （1）排样方式确定及计算首先要设计条料排样图。圆形件采用单排，搭边值取a=1.5mm和a1=1.5mm，条料宽度为13mm，步距为11.5mm步距的材料利用率为52.5%； 计算见下式 ： （2）冲压力的计算该模具单工序落料模，拟选择弹性卸料、下出件。冲压力的相关计算见下式。冲裁力L=pD31.42 ；t=0.3mm ；=475Mpa ; F=1.3Lt=5816.85N；卸料力 F卸=K卸F 查表2.10得K卸=0.065F卸=0.0655816.85=387.10NF总=F+F卸=5816.85+387.10=6203.95N 图3.2 排样图料及冲压的相关计算（mm）步距S：S=10mm+1.5mm=11.5mm；一个步每张板料的利用率n：h=nA/bh100%=178.541311.5100%=52.5%条料宽度B ： B=13mm冲裁件面积A： A=pr2=78.54mm2 冲压工艺总力：F总=F+F卸=5816.85+387.10=6203.95N（3）压力中心确定 计算压力中心时，先画出凹模型口图，如下图。在图中将XOY坐标建立在图示的对称中线上，由于零件如图3.3所示，是规则的圆形，故其压力中心和几何中心重合：X=0;Y=0; 图 3.3 压力中心（4）工件零件刃口尺算 在确定工件零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工件零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜 采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸凹模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件孔的同轴度，使得装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见下 ：落料刃口尺寸计算： 由公式：C=（kt10-4）+0.02t0=0.04275+0.0060；k=3（一般冲裁）Cmin=0.0475mm，Cmax=0.04875mm由表2.17查的磨损系数x=0.75.为保证凸凹模制件的间隙值，采用凸凹模配合加工的方法。以凹模为基准计算：a=（D-0.75）0+=（10-0.750.1）0+=9.9250+利用基准型面法计算刃口尺寸：=/4=0.025所以，凹模尺寸：a=9.9250+0.025mm 凸模尺寸:a=*9.925; 技术要求：带*尺寸按照凹模刃口尺寸配以单面间隙cmin=0.0475得到。凹模的外形尺寸：参考式（2.39），（2.40），考虑结构合理性，取凹模厚度H=20mm，壁厚C=35mm。 尺寸如图5.1所示：图3.4 凹模零件图（5）缓冲装置的设计计算由卸料力：F=387.1N; 选用d=3，D=18，h0=25的圆柱螺旋压缩弹簧：n=3 弹簧 1.6318325 （GB2089-80） 由冲裁力F=6203.95N, 可初选开式双柱可倾压力机J23-6.34模具总体设计（1）模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序落料模。（2）因为该模具毛坯采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销。（3）卸料、出件方式的选择因为工件厚度0.3mm，较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。且采用下出件比较便于操作与提高生产效率。（4）导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。5主要零部件设计 （1）工件零件的结构设计 1.凸模 结合工件外形并考虑加工，讲落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工， 凸模采用台阶式固定，与凸模固定板的配合按H6/m5制造。其总长L如下式： 卸料板的厚度查表2.29： h=8； 凸模的长度为 L=h1+h2+t+h=15+8+0.3+16.7=40mm 式中：h1-凸模固定板的厚度为15mm h2-卸料板厚度 t-板材厚度 h-增加长度一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，无须进行强度校核。但对特别细长的凸模或凸模的截面尺寸很小而冲裁的板料厚度较厚时，则必须进行承压能力和抗纵弯曲能力的校核。其目的是检查其凸模的危险端面尺寸和自由长度是否满足要求，以防止凸模纵向失稳和折断。 图5.1.1 凸模2.凹模凹模采用整体凹模冲裁的凹模孔采用线切割床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与垫圈中心重合。 轮廓尺寸可按公式2.9.3、2.9.4计算：凹模厚度 H= 8m 查表2-11，考虑模具结构尺寸H=20mm凹模宽度 B=b+2c=10+2335=80mm凹模长度 L= b+2c=10+2335=80mm凹模轮廓尺寸为LBH=8080mm20mm 图.5.1.2 凹模3.凸模固定板图.5.1.3 固定板4定位零件的设计为了保证模具正常工作并冲出合格的零件，要求在送进的平面内，毛坯相对于模具的工作零件处于正确的位置。毛坯在模具中的定位有两方面内容：一是在与送料方向垂直方向上的定位，通常称为送进导向；二是在送料方向上的定位，用来控制送料的进距，通常称为挡料。 图.5.2 定位销5导料销的设计导料销与条料接触，导料销与条料之间的间隙取1.5mm，导料销的高度取2.3，直径取2，采用45钢制作，热处理硬度40-50HRC。6卸料板的设计弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，多用于冲制薄件，是工件的平面度提高。本模具采用一般弹压卸料板 1.卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同 2.弹性卸料板的厚度H=8mm，（ 查表2.29 ） 3.卸料板孔与凸模的单面间隙Z1/2（见表2.30） t=0.3mm，取Z1/2=0.05mm 4.卸料板导向孔的高度 h=3-5mm。 5.卸料板底面高出凸模底面的尺寸k=0.2-0.8mm。 卸料板弹簧的安装方法： 弹簧与卸料螺钉安装在一起，适用于D1=d+（2-3）mm 弹簧座孔的尺寸 弹簧外径D=18mm，查表2.33 座孔内径D2=D+2=20mm h=7mm 卸料板采用45钢制作，淬火硬度为40-45HRC。如图 图. 5.4.1卸料板卸料螺钉的选用 设置2个卸料螺钉，公称直径为8mm。螺纹部分为M66卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，卸料板超出凸模端面0.2，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。7模架及其他零部件的设计该模采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压是可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。导柱 d1/mmxL/mm为20x100：导套d1/mmxL/mmxD/mm为20x66x32。图 5.5.1导柱图5.5.2 导套模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和产品要求确定是否采用带导柱的模座。带导柱标准模座的常用形式及导柱的排列方式有：后侧导柱、对焦导柱、中间导柱、四导柱、后导柱窄形、三导柱。本模具采用中间导柱模座，L=63-630mm，适用于横向送料和由单个毛坯冲制的较精密的冲压件。下模座厚度H（上模）取25mm，上模垫板厚度H图5.5.1 上模座图5.5.2 下模座技术要求1.采用标准模架中间导柱模架，标准是GB/T2851.5-19902.冲模零件不允许有裂痕，工作表面不允许有划痕，机械损伤，锈蚀等表面缺陷，3.冲模凹模工作孔不允许有 倒锥度4.冲裁的凸凹模刃口及侧刃等必须锋利不允许有崩刃和机械损伤，5.零件图上未标明的倒角尺寸，除刃口外所有锐边都倒角1345度或倒圆角。取5mm，固定板厚度取H(固)15mm，下模座厚度H（下）取25，那么该模具的闭合高度：H(闭)=114mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-6.3最大装模高度（150mm），可以使用。模柄模柄主要分为：整体式、带台阶的压入式、带螺纹的压入式、凸缘式、浮动式。本模具采用带螺纹的旋入式模柄。垂直精度较差，主要用于小型模具。选用M1831.58垫板设计 图5.6 垫板垫板厚度一般为310mm，取5mm。垫板材料常用T7或T8工具钢，热处理硬度为4852HRC。垫板淬硬后两面应磨平，表面粗糙度R0.320.63um。 本设计中，由于生产批量较大，给凸模的后面加上淬过火的凸模垫板，目的是增加凸模的强度，防止凸模的后座回缩，增加使用寿命。9.紧固及其他零件 螺钉与销钉是用于模具零件进行固定与定位的元件。螺钉的直径与布置见图5.1.2. 螺钉选用内六角为宜。一般设计时应不少于3个螺钉，凝乳被连接的深度，铸铁为2d，钢为1.5d。销钉设计为2个，连接件的销钉孔应同时钻、铰，销钉与孔采用H7/m6过度配合，孔壁的表面粗糙度应达到Ra1.6um，压入连接件与被连接件的深度为1.5d和2.5d。矩形板件的销钉应去对角布置。6模具总装配图 图.6.1 总装图1-上模座;2-导套；3-模柄；4-螺钉；5-销钉；6-卸料螺钉；7-导套；8-导柱；9垫板；10-凸模；11-凸模固定板；12-弹簧；13-卸料板； 通过以上设计，可得到如图所示模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以弹簧为弹性元件。下模部分由下模座、凹模座、导料销等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。 条料送进时采用固定挡料销作为粗定距。操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，用落料孔套在固定挡料销上，并向前推紧。 7冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机JG23-6.3能满足要求。其主要技术参数如下：公称压力：63KN滑块行程：35mm最大闭合高度：150mm 连杆调节长度:35mm垫板尺寸：35mm模柄孔尺寸：30mm55mm工作台尺寸：200310mm作台孔尺寸：1101603140mm大倾斜角度：458模具主要零件加工工艺规程的编制8.1垫板的加工工艺1.备料（外购标准模块8538536）2.按图纸要求画线，3.在钻铣床上加工4.检验5.入库8.2凸模固定板的加工工艺1.备料（外购标准模块858518）2.按图纸要求画线，3.在钻铣床上加工1个凸模孔和2个销孔4个螺钉通孔4.攻4M8螺纹孔5.在电火花满走丝上加工落料凸模孔6.检验7.入库8.3凸模的加工工艺1.备料2.锻造模块3.在刨床上先刨一平面4.以该面为基准按图纸要求画线5.在数控铣床上铣出图纸上的外形6.按图纸要求做热处理7.检验8.入库8.4卸料板加工工艺1.备料（外购标准模块858510）2.按图纸要求画线，3.在钻洗床上加工2个螺钉通孔4.在铣床上加工剩余的部分5.检验6.入库8.5凹模加工工艺1.备料（外购标准模块858522）2.按图纸要求画线，3.在钻铣床上加工2个销孔和4个螺纹孔4.攻丝5.用点火花加工工作刃口6.按图纸要求做热处理7.检验8.入库小结通过这次课程设计使我对模具行业的发展现状及未来的发展趋势有了更深刻的了解，通过整个模具设计流程并在在老师的悉心指导下，使我掌握了冲压模具的总体设计思路及在模具设计中经常出现的一些问题、及处理方法，对设计中一些常规方法了有了进一步的了解，为以后的工作打下了坚实的基础。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。通过计算机辅助手段实现了对模具零件的三维造型，同时利用软件完成了相关零部件的装配过程，实现了模具结构的总装配，同时，使用了 CATIA 完成了相关结构及图型。这次课程设计让我巩固了专业知识，对知识有了更深刻的认识。 参考文献1成虹.冲压工艺与模具设计M.北京：高等教育出版社，1996.72郝滨海.冲压模具简明设计手册M.北京：化学