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含CAD图纸、说明书
模具设计【含
模具设计【含CAD图纸】
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角垫片模具设计
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江门职业技术学院 学生毕业论文（设计）论 文 题 目： 角垫片模具设计作 者：指 导 教 师：所 学 专 业：班 别：学 号：完 成 日 期：目 录摘要.3前言3第一章 工件的工艺性分析41.1冲压件的工艺性分析41.2确定工艺方案5第二章 主要工艺参数计算72.1 画排样图72.2 材料利用率计算72.3计算冲压力82.3.1冲孔力的计算82.3.2落料力的计算82.3.3卸料力的计算92.3.4推件力的计算92.3.5总冲裁力的计算92.4计算压力中心92.5选择冲压设备10第三章 主要工作部分尺寸计算113.1落料模尺寸计算113.2冲孔模尺寸计算11第四章 模具主要零件及结构设计134.1落料凹模的结构设计134.2冲孔凸模的结构设计及固定板、卸料板的选取134.3落料凸模与冲孔凹模的结构设计134.4模架的选择154.5推件装置的选择154.6条料送进和定位方式的选择15第五章 校核压力机安装尺寸16第六章 总结17角垫片模具设计摘 要本次设计了一套落料、冲孔的模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析。经过工艺分析和对比，采用落料、冲孔工序、通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号。在分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部位设计过程表达出来。在文档中第一部分，主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据。最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据，以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图的装配图。本次设计阐述了冲压倒装复合膜的结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度个生产成本。关键词：冲压模，复合膜，连接片，冲裁间隙前 言零冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计又是实现工艺过程的可靠保证，若冲压工艺有所改动，往往会造成模具的返工，甚至报废，冲裁同样的零件，通常可以采用几种不同方法，工艺过程设计的中心就是依据技术上先进，经济上合理，生产上高效，使用上安全可靠的原则，是零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下达到最佳的技术效果和经济效益。冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展，工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。冲压靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中，有6070是板材，其中大部分经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包，容器的壳体，电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。 冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。第一章 工件的工艺性分析1.1冲压件的工艺性分析制件如图1-1所示，材料为Q235号钢，厚度2mm，制件尺寸精度为IT9级，为大批量生产。 图1-1 角垫片根据工件的材料、厚度、形状尺寸，在进行冲压工艺设计过程时，从以下几点进行分析：（1）孔径是否太小，太小会导致凸模强度不够。（2）该工件有两道工序完成，是否应分两个工位完成，还是一个工位完成，哪种方法能更好的保证达到加工的要去，值得考虑；（3）这里是大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证有一定的模具寿命。（4）该模具的落料凹模形状较复杂，应注意它的制造工艺和精度。1.2确定工艺方案根据工件的工艺分析，其基本工序有冲孔、落料两种，按其先后顺序组合，可得如下三种方案：（1）落料冲孔，单工序模；（2）冲孔落料，连续模；（3）冲孔、落料，复合模；方案(1)属于单工序模冲压，由于工件生产批量较大，尺寸较小，这种方案生产率低且操作不安全，不适用。方案(2)属于连续模冲压，此方案虽容易实现自动化生产，但价格与工位成比例上升，需分别设计配套模具，在本题中不是最适合的冲裁方案。方案(3)属于复合模冲压，此方案与前两种相比更适合，两道工序能在同一工位里完成，操作简单，复合生产要求，故此方案最为合适。第二章 主要工艺参数计算2.1 画排样图图2-1 排样图因为工件的形状比较复杂，且加工起来比较困难，为了能加工出最好的产品，在此采取单排的排样方案如图2-1所示。由文献1表3-3，搭边尺寸a的取值，得a3mm，a12mm。从排样图中可知：条料宽度B=222.37mm，送料步距为：H=76.36mm。这样排样将只有一个工位，将落料和冲孔两道工序复合在一起，先冲孔，后落料。 2.2 材料利用率计算由文献2材料利用率的计算公式为: nA/bh100%式中 材料的利用率； n一个步距内的制件数；A制件的面积，A12916mm； b板料宽度(mm)； h排样的步距(mm) 12916/(222.7376.36) 100%76.07%2.3计算冲压力2.3.1冲孔力的计算 F冲nltb式中 F冲冲孔力(KN)； n一个步距内的制件数； l制件内轮廓周长(mm)； t板料厚度(mm)； b材料的抗拉强度，460MPa；l21487.92mm；F冲87.92246080.89KN 2.3.2落料力的计算 F落nltb式中 F落落料力(KN)； n一个步距内的制件数； l制件外轮廓周长(mm)； t板料厚度(mm)； b材料的抗拉强度，460MPa；l401.41+242+291+2133588.4mm；F落588.42460541.33KN 2.3.3卸料力的计算 F卸KP式中 F卸卸料力(KN)；K卸料力系数，由文献2表3-13得K取0.05； P冲裁力(KN)； F卸0.05(541.33+80.89) 31.46KN2.3.4推件力的计算 F推KP式中 F推推件力(KN)； K推件力系数，由文献2表3-13得K取0.05； P落料力(KN)； F卸0.05541.3327.07KN2.3.5总冲裁力的计算F总 F冲+F落+F卸+F推80.89+541.33+31.46+27.07680.75KN2.4计算压力中心 图2-2 压力中心分析图因为该工件为轴对称零件，所以其重心在对称中心线上，计算压力中心时仅考虑如图2-2所示X方向的值。lxl1x1+l2x2+l3x3+l4x4 13347.02+42108.89+14.14123.74+14101.12 17024.48ll1+l2+l3+l4=133+42+14.14+14233.08 Yclx/l 17024.48/233.08 73.04mm2.5选择冲压设备依据文献3表7-4开式双柱可倾压力机(部分)参数，初选压力机型号规格为J23-100。它具有工作台三面敞开，操作方便，成本低廉的优点。该压力机与模具设计的有关参数为：公称压力：1000KN滑块行程：140mm最大闭合高度：400mm封闭高度调节量：110mm工作台尺寸：900mm600mm工作台板厚度：50mm模柄孔尺寸：60mm75mm 第三章 主要工作部分尺寸计算根据文献2表3-6得，间隙值Zmin0.28mm，Zmax0.40mm。3.1落料模尺寸计算由文献1的公式4-2和表4-3及文献3的表1-20可得到落料凸、凹模的基本尺寸计算公式、凸凹模尺寸系数(x)和标准公差数值()，工件尺寸如图4-1所示。因模具的制造精度应比工件高3-4级，所以设模具的制造精度为IT6级，则有：工件尺寸凸模尺寸凹模尺寸 校核： 凸凹ZmaxZmin0.400.280.12mm经校核表中凸、凹模的尺寸偏差均符合要求，即所选的凸、凹合适。3.2冲孔模尺寸计算对于孔冲裁凸模、凹模的制造公差可由文献3 的表1-20查得凸0.011mm，凹0.011mm，则：校核： 凸凹ZmaxZmin0.400.280.12mm证明所选的凸、凹合适由文献3的表2-13得，对于孔心距L140.10.06 L凹(140.10.50.06) 0.06/8140.040.0075(mm)第四章 模具主要零件及结构设计模具的零件及结构，主要由上模、下模座、落料凹模、落料凸模、冲孔凸模、卸料板、固定板和垫板等零件组成。4.1落料凹模的结构设计虽然工件形状较复杂，但为了方便设计，凹模采用整体式凹模，具体结构如凹模零件图所示，由文献2的表3-21与表3-22可知落料凹模壁厚C为45-58mm，取C45mm；凹模的长度与宽度LB315250mm。由文献2的凹模经验公式得凹模最小厚度为：H凹=37.23mm取落料凹模的厚度为40mm4.2冲孔凸模的结构设计及固定板、卸料板的选取冲孔凸模的结构形式为直通式，具体结构如冲孔凸模的零件图所示，固定板与凸模的采用基轴制过盈配合()，卸料板与凸模之间的单边间隙为0.4mm，凸模的长度计算公式为： L=h1+h2+h3+h式中 L凸模长度(mm)； h1固定板厚度，为0.7 H凹28mm； h2卸料板厚度18mm； h3导料板厚度或料厚(mm)；h附加长度，一般取15-20mm，这里取20mm；则 L281822068mm4.3落料凸模与冲孔凹模的结构设计落料凸模与冲孔凹模为一整体，具体结构如零件图所示。图4-1 落料凸模图4-2 落料凹模4.4模架的选择凹模尺寸确定后可参照文献4的表22.3-46选取滑动导向后导柱模架400mm355mm195mm-240mm/GB/7181.1-1995。上模座：315mm250mm40mm 材质为HT200下模座：315mm250mm50mm 材质为HT200导柱： 32h5190mm 材质为Mn钢导套： 32H5100mm38mm 材质为Mn钢4.5推件装置的选择推件装置选取带有弹性元件和推杆的推件装置，推力均匀，安全可靠，如装配图所示。4.6条料送进和定位方式的选择选用挡料销作为定位装置，保证条料送进的步距，挡料销为活动挡料装置；选用导料销作为Y方向的定位，保证条料送进平直。第五章 校核压力机安装尺寸由前文所知，所选的模座外形尺寸为400mm355mm，闭合高度195mm-240mm，由所选的压力机工作台尺寸900mm600mm，最大闭合高度400mm，封闭高度调节量为110mm，由文献2表2-5可得所加垫板厚度为100mm，则符合安装要求，所选模柄孔尺寸与本副模具相符。第六章 总结通过对角垫片模具的设计，对常用成型模具过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解，掌握了成型模具的结构特点及设计计算方法，对独立设计模具具有了一次新的锻炼。在模具制造的加工工艺，来编写加工工艺卡片。在设计过程中充分利用了各种可以利用的方式，同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解，在设计的后一阶段充分利用CAD,UG软件就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。以计算机为手段，专用模具分析设计软件为工具设计模具。软件可直接调用数据库中模架尺寸，金属材料数据库及加工参数，通过几何造型及图形变换可得到模板及模腔与型芯形状尺寸迅速完成模具设计。模具CAD,UG技术是模具传统设计方式的革命，大大提高了设计效率，尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。总之，通过毕业设计的又一次锻炼完全清楚：充分利用CAD,UG技术进行设计，在模具符合使要求的前提下尽量降低成本。同时在实际中不断的积累经验，以设计出价廉物美的模具。这次设计能顺利完成，还得感谢张老师的精心指导。但错误之处在所难免，望批评指正，非常感谢！致 谢岁月如梭，三年的大学生涯眨眼而过，为能够很好的检验这三年来的学习效果，综合检查测理论在实际应用中的能力，而进行了这次的设计，其实除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，把知识放到工作上，即此次设计的课题为角垫片模具。这次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对模具成型原理的理解，同时锻炼对模具成型的设计和制造能力。这次设计以角垫片模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的
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