专业课程设计-限位板冲压工艺及冲孔落料复合模设计.doc

南 昌 航 空 大 学 高 职飞 行 器 制 造 工 程 专 业专 业 课 程 设 计题 目: 限位板冲压工艺及冲孔落料复合模设计 专业 飞机制造技术 班级 099211 姓名 曾江 起止日期 2011.11.21 至 2011.12.16 指导教师（签名） 敖志强 飞 行 器 制 造 工 程 专 业专业课程设计课题单 班级099211姓名曾江题目： 圆筒零件一次拉深模具设计 图纸：设计资料（数据）及要求：1、图纸01 2、08F 3、中批量 4、公差见图示 设计要求：1、 绘制钣金零件图；2、 编制钣金工艺规程；3、 绘制模具总装图和非标准零件图；4、 编写设计计算说明书。起止日期2011.11.21至2011.12.16 指导教师（签名） 敖志强 目录前言1、 冲裁工艺性分析2、 冲压工艺性方案确定3、 合理排样、条料宽度确定4、 模具类型选择5、 计算冲压力及压力及选择，确定压力中心。6、 凹、凸模刃口尺寸、模具间隙确定7、 模具主要零部件结构设计参考文献总结 产效率和成本比较重要。采用直排方式排样模具设计制造更加简单。方便送料，操作较为安全。限位板材料为Q235，良好的冲裁性能，模具磨损量减少。其中在模具设计上，各个部件设计尽量简单对称，标准化，更加经济性。1、 冲裁工艺性分析 冲裁件为Q235材料的优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能；冲裁件结构形状简单对称，内、外无尖角，对冲裁加工较为有利。图纸上零件未标注尺寸偏差，均按照IT14级查取。经查公差表，各尺寸公差均见图示。零件中有一孔，经计算孔距零件外形最小孔边距为6.48mm，满足冲裁件最小孔距Im1.5t=1.8mm的要求，所以满足冲裁要求。2、 冲压工艺性方案确定零件为一落料冲孔件，有以下加工方案：方案一：先落料，后冲孔，采用两套单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料连续冲压，采用连续模生产。 方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度差，在大批量生产中不适用。方案二采用复合模进行冲裁可以获得精度较高、质量较好的零件，并适用于大批量生产，尽管复合模结构复杂，制造精度高，造价昂贵，但结构紧凑，寿命较长。因为零件的几何形状较复杂，模具制造并不困难。方案三较方案二也只用一副模具，定位精度比复合模高，生产效率很高，但与方案而生产的零件相比材料利用率较低，且为保证零件精度，连续模必须具备精度较高的定位装置，如初始挡料销、挡料销、导销以及自动送料装置。模具制造、装备较复杂。 综上所述，采用方案二复合模进行生产.。复合模生产如下图所示;3、 合理排样、条料宽度确定根据冲压件形状，有如下排样比较排样1、搭边值a=1mm，a1=1.2mm。利用率=3497.602（72.477）=62.4%。排样2、搭边值a=a1=2mm。利用率为=3497.602213379）=66.6%排样3、搭边值a=a1=2mm。利用率为=3497.602319279=69.2%。但考虑到模具复杂性和经济性，所以选取排样1作为最合理排样方式。条料宽度无侧压装置下，条料宽度B-=（d+2（a1+）+b0）0-=80.40-0.6mm，步距L=72mm。4、 模具类型选择模具类型总体选择根据冲压件结构特点，需冲孔和落料两道工序方能完成零件成型。为了进行大批量生产，选择正装式复合模进行生产。此外，模具采用弹性卸料，打料杆、顶杆装备，定位销、导料板。如图;由表15-2模架选取后侧导柱模架，可以方便送料，操作比较安全。查表5-75上模座尺寸为30030045mm，下模座尺寸为30030050mm。查表5-85选取嵌入式模柄d6011035mm。导柱和导套从表15-25、15-22选取b型导柱d32210和b型导套d32100mm。垫板查表5-96 d636mm。打料杆设计为d3080mm。上、下垫板设计为16016010mm。上、下凸模固定板设计为16016025mm。查表b-9橡胶d3225mm.。卸料螺钉查表22.5-64得m1011310mm，上内六角沉头螺钉选用m107532mm，下内六角沉头螺钉选用m108732mm。卸料板设计为弹性卸料板，尺寸为16016016mm.查表3-3销选用d1060mm，定位销选择m814mm.顶件块依据凹模内形设计，h为12mm。查表22.5-61，顶杆d12100mm。5、 计算冲压力及压力及选择，确定压力中心。普通平刃冲裁模，其冲裁力p一般可以按下式计算: P=Ltkp式中：t-材料厚度，l-冲裁件周长，kp-材料抗冲剪强度（mpa），kp=（0.70.9）b查表b=（375460）mpa。取b=400mpa。则kp=（280360）mpa，取kp=400mpa。冲孔边缘周长 l1=303.14=94.2mm落料边缘周长 l2=223.14+231+23.14+93.14+52=218.62mm。冲孔力 f1=39564。落料力 f2=91820.4。所以冲裁力f0=f1+f2=131384.4。考虑到模具刃口的磨损和凸凹模间隙的波动，材料的机械性能的变化，材料厚度偏差，实际所需的冲裁力还要增加30%，即：F=1.3f0=170799.72。总的冲压力p由卸料力p1、推料力p2、顶件力p3组成。由公式：卸料力 p1=kf，推料力 p2=nk1f， 顶件力p3=k2f。式中k-卸料力系数，k1-推料力系数，k2-顶件力系数。N-梗塞在凹模累的制件和废料数量（n=ht，h为直刃口部分高度、查表3-20得h=6mm，t为材料厚度）查表3-15知 k=0.05，k1=0.055，k2=0.06。解得： P1=8539.98，p2=46969.92，p3=10247.98。采用弹性卸料装置和上出件时;P=f+p1+p3=189587.68190k。根据标称压力等参数查表压力机型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16FJH23-25JH23-40标称压力/KN31.563100160250400滑块行程/mm253545707580滑块行程2001701451208055最大封闭高闭高度调节量253535455565立柱间距/mm120150180220270340喉深/mm90110130160200250工作台前后尺寸/mm160200240300370460工作台左右尺寸/mm250310370450560700垫板厚度/mm303035405065垫板孔径/mm100140170210260320模柄孔直径/mm253030404050模柄孔深度/mm405555606070最大倾斜角454535353030电动机功率/kw0.550.751.11.52.25.5选取jh23-25.确定压力中心其中：X0=（x1+x2+x3+x4+x5)5=50.0。Y0=（y1+y2+y3+y4+y5）5=66.6。6 ,凹、凸模刃口尺寸、模具间隙确定冲裁模刃口尺寸计算的原则： 落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。所以设计落料模时以凹模为基准，设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。冲孔冲裁件只有一个30的孔，凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。冲孔时凸模磨损后尺寸变小，则：A1=（amin+x)0-p 查表2-3得冲裁模初始双面间隙zmin=0.043mm，zmax=0.092mm。查表3-13得凸模制造偏差p=0.020mm，凹模制造偏差d=0.025mm。所以p+d=0.045mmzmax-zmin=0.058mm。因为公差按14级查取，查表3-14得孔30的x=0.5，=0.52.则： A1=30.1040-0.02mm。30孔的凹模尺寸按凸模实际尺寸配做，并保证双边间隙值为（0.0430.092）mm。落料落料模具以凹模为基准，然后配做凸模。第一类凹模磨损后变大的尺寸44mm,查表3-14得，x=0.5。 A1=（amax-x）+d0=43.69+0.1550。53mm，查表3-14，x=0.5. A2=52.63+0.1850。18mm，查表3-14，x=0.5. A3=17.785+0.1070。圆弧R9，R22的尺寸为了保证与18mm，44mm相切，直接取a3和a1的一半，即R9：a4=8.89+0.0530，R22：a5=21.84+0.080.第二类凹模磨损后不变的尺寸52mm，c1=cd，所以c1=520,09mm。 凸模尺寸按上述凹模配制，保证双边间隙zminzmax=0.0430.092mm。模具间隙模具间隙即凹模与凸模制件的间隙。选用经验法求得:查表3-4得，Q235低碳钢的模具间隙z=（11%17%）t式中t为材料厚度1.2mm。则;Z=(0.1320.204)mm,取z=0.2mm。7、模具主要零部件结构设计凹凸模根据冲裁的落料件为非圆形，所以选择直通式凹凸模，直通式凸模的工作部分和固定部分的形状与尺寸做成一样，这类凸模一般采用线切割方法进行加工。如下图所示：凸模冲孔凸模选用台阶式凸模，长度可以按公式：L=h1+h2+h3+（1520）mm=18+16+6+（1520）=5560mm，取l=56mm。材料选用cr12，淬火处理。工作部份的粗糙度为：Ra0.80.4 um固定部分粗糙度为：Ra1.60.8 um。凹模查表-20得凹模孔口主要参数为：h=6mm，=2，查表3-21得系数k=0.28.凹模外形尺寸按经验公式确定.H=kb（h8mm）=0.2875=21mm。C=（1.52）h=31.542mm，取c=31.5mm。B=b+（34）h=138159mm。取b=138mm。8、 设备校核 由装配图各部件的位置可知，闭模高度为234mm，压力机设备的闭合最大高度为260mm，可调高度为55mm，符合条件。参考文献1. 郑家贤主编. 冲压工艺与模具设计实用技术.北京：机械工业出版社 ,2007.72. 郑家贤主编. 冲压工艺与模具设计实用技术.北京：机械工业出版社 ,2005.3. 杨占尧主编。最新冲压模具标准及应用手册，北京。化学工业出版社，2010.10.4. 夏巨谌、李志刚主编。中国模具设计大典。南昌：江西科学技术出版社，2003.总结 模具设计的很简单。零件薄而对称，材料能更好地被冲压，容易成形零件。就模具的制造成本来说，它是比较低的，但是生产效率只有