接触环模具设计说明书.doc

课程设计题目： 接触环模具设计 （英文）：The design of Connecting ring mold 院 别： 机电学院 专 业： 07机械师 姓 名： 学 号： 2007094243015 指导教师： 罗永顺 日 期： 2010年6月 目录摘要3接触环模具设计41设计题目42原始数据53零件的工艺分析54确定冲裁工艺方案55工艺与设计计算65.1压力中心的确定65.2冲裁力的计算85.3模具总体结构方案的确定85.4计算各主要零件的尺寸95.4.1凹模厚度95.4.2凸模固定板的厚度95.4.3垫板的采用与厚度105.4.4卸料橡皮的自由高度105.4.5确定各零件的高度105.4.6计算凸凹模工作部分尺寸115.4.7凹模轮廓尺寸135.4.8凸模设计145.4.9压力机的选用145.4.10其他主要模具零部件的尺寸规格145.4连接件的选用176参考文献17摘要 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。因而只有培养模具人才才能缩小我国同发达国家之间的距离。 我设计的是接触环冲裁模，利用的是级进模生产的。级进模，又称为多工位级进模、连续模、跳步模，它是在一副模具内，按所加工的工作分为若干等距离的工位，在每个工位设置一个或几个基本冲压工序，来完成冲压工作某部分的加工。被加工材料，事先加工成一定宽度的条料，采用某种送进方法，每次送进一个步距。经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压工件。在一副级进模中，可以连续完成冲裁、弯曲、拉深、成形等工序。一般来说，无论冲压零件形状怎么复杂，冲压工序怎样多，均可用一副级进模冲成完成。 本设计重点是在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基础上，主要介绍冲裁件的工艺性分析、确定冲裁工艺方案、选择模具的结构形式、进行必要的工艺计算、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸、校核模具闭合高度及压力机有关参数、绘制模具总装图及零件图都是这次设计的主要内容。用于级进模的材料，都是长条状的板材。材料较厚、生产批量较少时，可剪成条料；生产批量大时，应选择卷料。卷料可以自动送料，自动收料，可使用高速冲床自动冲压。级进模对材料的厚度和宽度都有严格的要求。宽度过大，条料不能进入模具的导料板或通行不畅；宽度过小则影响定位精度，还容易损坏侧刃、凸模等零件。本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且我做了把所学到的知识运用到实践当中，更让我了解了级进模设计的全过程和加工实践的各种要点。关键词：接触环，级进模，排样接触环模具设计1设计题目接触环模具设计 2原始数据零件名称：接触环生产批量：中批量生产冲压材料：黄铜（H62），厚度t=0.3mm零件图：如图（1）所示图（1）3零件的工艺分析该零件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。材料为黄铜H62、厚度t=0.3mm，查表8.2得=412MPa，具有良好的冲压性能。零件尺寸公差无特殊要求，按IT14级选取，利用普通冲裁方式可达到图样要求。4确定冲裁工艺方案冲裁改工件包括落料、冲孔两道基本工序，可以有以下三种工艺方案。方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔同时进行。采用复合模生产。方案三：先冲孔，后落料。采用级进模生产。各方案的特点及比较如下。 方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两幅模具，成本相对较高，生产效率低。在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量降低，达不到所需的要求。故不选此方案。方案二：复合模加工精度及生产效率都能满足，但最窄处的距离为0.925mm（图1），而复合模凸凹模最小壁厚需要1.4（见表2.24），所以不能采用复合模。 方案三：级进模适于多工位，且效率高。由于该工件批量适中，因此确定零件的工艺方案为冲孔落料级进模较好，为考虑凹模刃口强度，其中间还需要留一空步，排样如图（2）所示。图（2）根据式（2.9），材料利用率 5工艺与设计计算5.1压力中心的确定模具压力中心是指冲压时诸冲压力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。对于带有模具的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。接触环的周长分析图如图（3）所示图（3）就单个制件而言，冲孔部分的周长为 落料部分周长为 所以，当如图（4-1）设计原点且忽略侧刃时，记得的点为根据式（2.20） 图（4-1）当计上侧刃时，原点如图（4-2）设计，根据式（2.20）和（2.21），得 压力中心如图所示图（4-2）5.2冲裁力的计算根据式（2.11），切侧刃的力 冲孔力 落料力 根据公式（2.13），冲孔部分及落料部分的卸料力 查表2.17，故 根据式（2.14），冲孔部分推件力 查表2.21，取凹模刃口高度h=4mm,则 n=4/0.3=13.33,取n=14。查表2.17，故冲孔部分的推件力 落料部分的推件力 所以 5.3模具总体结构方案的确定1） 模具类型 根据零件的冲裁工艺方案，采用级进冲裁模。2） 操作与定位方式 虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式能够达到批量要求，切能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑零件尺寸较小，材料厚度较薄，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向、侧刃定距的定位方式。为减小料头和料尾的材料消耗和提高定距的可靠性，采用双侧刃前后对角布置。3） 卸料和出件方式 考虑零件厚度较薄，采用弹性卸料方式。为了方便操作、提高生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。4） 模架类型及精度 由于零件厚度薄，冲裁间隙很小，又是级进模，因此采用导向平稳的对角导柱模架。考虑零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用级模架精度。5.4计算各主要零件的尺寸5.4.1凹模厚度查表1-1-40，凹模厚度H=20mm，C=26mm。根据表2.21冲裁凹模刃口形式及主要参数，设计凹模如图5.4.2凸模固定板的厚度H=0.7H=，取整数为15mm。5.4.3垫板的采用与厚度是否采用垫板，以承压面较小的凸模进行计算，冲小孔的凸模承压面的压应力最大，按承压应力校验，其承压应力 查相关表得铸铁模板的为90140MPa。故 因此须采用垫板，垫板厚度取8mm。5.4.4卸料橡皮的自由高度根据工件材料厚度为0.3mm，冲裁时凸模进入凹模深度1mm，考虑模具维修时刃磨留余量3mm，再考虑开启时卸料板高出凸模1mm，则总的工作行程，橡皮的自由高度 21.5mm取。模具在组装时橡皮的预压量为 =（10%15%）=1.53mm取=1.5mm。由此可算出模具中安装橡皮的空间高度尺寸为18.5mm。5.4.5确定各零件的高度根据图（5）的模具总体设计尺寸关系图，取得各零件高度图（5）上模座垫板凸模固定板模具封闭时的橡皮卸料板凹模固定板下模座导板厚度30mm8mm15mm18.5mm13mm20mm35mm4.5mm从结构草图算出凸模高度：模具闭合高度： 。5.4.6计算凸凹模工作部分尺寸5.4.6.1冲孔凸凹模刃口尺寸设计该制件的冲孔部分形状简单，采用凸凹模分开加工法。按IT14精度，查表8.14，得10.6mm和18mm 的公差制件尺寸由冲孔工序获得，故以凸模为基准；、为中心距尺寸。查表3-4得知，取Z=0.01mm。工件尺寸磨损变化变小变小不变不变x0.750.750.50.5凸模基本尺寸凹模基本尺寸查3-8表，凸模偏差查3-8表，凸模偏差校验凸模尺寸凹模尺寸5.4.6.2落料凸凹模刃口尺寸设计该制件的落料部分形状复杂，适合用配合加工法。按IT14精度，查表8.14，得2.2公差为0.25mm。 查表3-4得知，。工件尺寸/mm基准磨损变化/mX/mm/mm/mm/mm凹模变大0.119.3159.3250.025凹模变大0.1211.371.380.030凹模变大0.1613.533.540.04013.3凹模变大0.20.7513.2413.250.0502.2凹模变大0.250.752.132.140.0625R1.85凹模变大凹模变小0.1211.761.770.030凸模工作部分尺寸均按凹模配作，保证两侧共有0.010.03的均匀间隙。5.4.7凹模轮廓尺寸沿送料方向的凹模型孔壁间最大距离： 垂直于送料方向的凹模型孔壁间最大距离： 沿送料方向的凹模长度： L=l+2C=63.6mm+226mm=115.6mm垂直于送料方向的凹模宽度： B=b+2C=42.4mm+226mm=94.4mm前面得出，凹模厚度： H=20mm选取与计算值相近的标准凹模板轮廓尺寸为： 。查表2.21，凹模刃口采用直筒形刃口的阶梯漏料，刃口高度为 h=4mm各尺寸如图所示：5.4.8凸模设计5.4.8.1凸模最小直径校核（强度校核）因孔径虽小，但远大于材料厚度，凸模的强度和刚度是够的。孔的凸模直径应满足： 由于的凸模尺寸为1.94mm0.408mm,所以凸模强度足够。5.4.8.2凸模最大自由长度的校核(刚度校核)凸模最大自由长度L： 由此可知，小冲孔凸模工作部分长度不能超过13.03mm。因此取小冲孔凸模工作部分长度为12mm，大冲孔凸模和落料凸模为15mm。各尺寸如图所示：5.4.9压力机的选用根据模具结构设计的第76页公称压力为=46965.8153675.21N=46.9653.67KN由于，故，查表8.10，选取压力机型号为J23-6.3。5.4.10其他主要模具零部件的尺寸规格模架：125mm100mm(120150)mm(I GB/T2851.1，技术条件：按JB/T80501999的规定)。查书模架设计与制造简明手册的图1-75与表1-235，得模架其他尺寸，如图所示：凸模固定板：125mm100mm15mm，查书模架设计与制造简明手册的图1-68与表1-165，得尺寸如图所示：卸料板：125mm100mm12mm(台阶高度4.5mm)，查书模架设计与制造简明手册的图1-68与表1-165，尺寸如图所示：垫板：125mm100mm10mm，查书模架设计与制造简明手册的图1-68与表1-165，尺寸如图所示：模柄：A3078(JB/T7646.11994)5.4连接件的选用查书模架设计与制造简明手册的图1-68与表1-165,确定螺钉、销钉和卸料螺钉的选取。螺钉：销钉：螺钉：6参考文献1汤酞则.冷冲模课程设计与毕业设计指导M.第2版.长沙:湖南大学出版社，2008.2李澄