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压片
模具设计
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压片模具设计,压片,模具设计
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此页不打印毕业综合实践报告页面设置及图表书写要求:1.A4纸，页面上、下、左、右、装订线、页眉、页脚的设定分别为：2.5、2.8、3.17、2.5、0厘米；2.图、表段前段后设置0.5行；3实践报告中的表格参数应标明量和单位的符号；表序及表题应置于表的上方；4正文一律采用宋体小四，行距1.5格式书写；5图、表中的字体以5号字为准。如排列过密，用5号字有困难时，可小于5号字，但不得小于7号字6图、表、公式等与正文之间要有0.5行的行间距。7文中的图、表、附注、公式一律采用阿拉伯数字分章（或连续）编号。如：图2-5，表3-2，公式（5-1）等。若图或表中有附注，采用英文小写字母顺序编号，附注写在图或表的下方。毕业综合实践题目:_压片模具设计_ 专 业:_ 模具设计与制造_目录 摘要 1 前言 2第一章 设计内容及目的3第二章 冲压件工艺性分析5第三章 冲压工艺方案的确定6第四章 主要设计计算71、排样方式的确定及其计算62、冲压力的计算73、压力中心的确定及相关计算94、工作零件刃口尺寸计算95、弹簧的选择设计设计11第五章 模具总体设计121、模具类型的选择 122、定位方式的选择123、卸料、出件方式的选择 124、导向方式的选择12第六章 主要零部件设计 131、工作零件的结构设计 132、定位零件的设计153、卸料部件的设计164、模架及其它零部件设计 175、模具总装图186、冲压设备的选定 197、模具零件加工工艺198、模具的装配 20冷冲压工艺卡 22毕业总结和体会 27 致谢 .28参 考 文 献 .29摘 要本文主要阐述产品压片冷冲压模具的设计。在设计的过程中所要做的内容包括：冲压工艺性分析，工艺方案制定，排样图设计，总的冲压力计算，刃口尺寸计算，弹簧 橡胶件的计算及选用，凹模、凸模或凹凸模结构设计以及其他冲模零件的结构设计，绘制模具装配图和工作零件图，编写设计说明书，填写冲压工艺卡和工作零件机械加工工艺过程卡。经过了上几次的课程设计，使我在这次设计当中不再陌生每一步所要做的内容和每一步的计算，我都很清楚，虽然每一步都要通过计算，得出来的数值是算起来很烦锁，但当我完成了整个设计才真正了解到每一个步骤都是那么的严谨，一环扣一环，缺少一样都不行，我在这过程中也深深地体会到，因为我在这过程中都是不断地改数据，这样也使我感觉到不仅是细小要考虑，而总体的设计也不可少，要两者同时进行才能得出最合理的设计来。数据计算出来后我运用AUTOCAD及外挂pressCAD这个作图软件绘制压片模具的装配图以及零件图，还用solidworks画出其三维图，在这个过程中使我再次增强我的软件作图的动手能力。在本次设计的过程中不仅使我很好地回顾再以加固以前我所学的知识，而且最重要的就是我又体会到了要有全面的知识才能够设计出来更合理的设计方案。关键词：设计 冲压复合模具 加工与装配工艺 前言冷冲压是在室温下，利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离或塑性变形，从而获得所需形状和尺寸零件（也称制件或冲件）的一种压力加工方法。因为通常使用的材料为板料，故也常称为板料冲压。冷冲压模具便是用于实现冷冲压工艺的一种专用工具。冷冲压技术主要包括冷冲压工艺及冷冲压模具设计两方面。冲压工艺是指获得冲压制件的生产方法及生产过程。冷冲压生产依靠冲模和冲压设备来完成加工，便于实现自动化，生产效率高，操作简便。对于普通压力机，每分钟可生产几件，而高速压力机每分钟可生产数百至上千件。大批量生产时，成本较低;冷冲压生产加工出来的制件尺寸稳定、精度较高、互换性好，具有一模一样的特征;金属材料在压力机和模具的工同作用下，能获得其他加工方法难以加工或无法加工的、形状复杂的零件;冷冲压是一种少无切削的加工方法，可以获得合理的金属流线分布，材料利用率较高，零件强度、刚度好。要得到冲压产品，自然应先从产品工艺开始，且要落实到生产中，主要的工作将是设计和使用生产用工装，其中最生要的是各种模具。在模具设计中，首先是定方案，方案确定后才有可能根据设计手册数据，设计具体的模具。显然，方案的选择是战略性的，具体模具设计是战术性的，即是说，对生产成败起决定性作用的，是生产方案的确定。本毕业设计的内容就是根据产品工艺性、生产技术及成本要求，查模具设计手册和有关资料设计出一整套模具。第一章设计内容及目的（一） 设计内容题目： 制件如图1-1，压片材料为Q235冷轧板，t=2.3mm，产量10万件/年。图1-1压片技术要求: 1 材料:Q235冷轧板 T=2.300.05mm; 2 未注公差尺寸：0-6=0.05mm 6-300.10mm 30-120=0.15mm; 3 制品去毛刺并清洗干净;不能有花斑、压伤、刮痕、变形或表面处理不良等现象; 4 所有孔中心距公差为0.05 5 所有孔径公差为0.05设计内容包括冷冲压工艺性分析，工艺方案制定，排样图设计，总的冲压力计算及压力中心计算，刃口尺寸计算，弹簧、橡胶的计算和选用，凸模、凹模或凸凹模结构设计以及其他冲模零件的结构设计，绘制模具装配图和工作零件图，编写设计说明书，填写冲压工艺卡和工作零件机械加工工艺过程卡。（二）、设计目的 该毕业设计是运用了冷冲模具设计的思路与制造的方法，其目的在于巩固所学知识，和各项动手能力，熟悉有关资料，树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养学生的实际工作能力和动手能力。通过模具结构设计，学生在工艺分析、工艺方案论证、工艺计算、模具零件结构设计、编写技术文件和查阅文献反面收到一次综合训练，增强学生的实际工作能力。从而能为以后的实际工作做好良好的过度，并能得到更好的帮助。第二章冲压件工艺性分析该制件是将材料为Q235,厚为2.3mm的冷轧板料冲裁而成，该压片形状较简单，尺寸较小，厚度一般薄，属于普通冲压件，要求中批量生产，精度要求比较高，但有几点必须注意：（一）、材料半硬的Q235冷轧板，具有良好的冲压性能，适合冲裁。（二）、结构该冲压件形状简单，尺寸较小，厚度适中，冲孔与边缘之间的距离满足要求，属于中批量生产，制件较小，从安全考虑，要采取适当的取件方式，如设计一斜台，方便零件自动收集。（三）、精度要求根据产品图纸尺寸要求分析，该产品精度要求比较高，所有孔径偏差为0.05，平整度要求也比较高，2.30.05，但是该产品属于普通冲压件，完全满足冲裁的要求。第三章冲压工艺方案的确定 （一）、工艺方案的确定根据制件工艺分析，基本工序有落料、冲孔2种，按不同组合得如下方案。（1）、落料-冲孔，单工序冲裁；（2）、冲孔-落料，级进模冲裁；（3）、冲孔-落料，复合冲裁；采用方案（1）属于单工序冲压。工序简单，要制造两套模具，模具制造成本低，周期短，但由于此制件生产量较大，尺寸较小，此方案征文效率低，工件尺寸的累积误差大，但产品的精度要求较高，而已操作不安全，故不宜使用。采用方案（2）较方案（1）生产效率高，精度可达IT13IT8，可保证一定的误差。但此方案适用于制造大批量、较复杂的制件。这个制件结构简单，用此方案定位难，易产生误差，故也不适用。 采用方案（3）用复合模冲裁，结构紧凑，精度高，平整，适用冲厚度适中的制件而该产品精度要求较高，刚好满足。并且该产品的材料为Q235，这种方案非常适合要求。经上述对该产品的工艺分析，该产品的形状较小，生产量较高，为了保证生产率，通过比较，决定取用方案三，同时采用弹性卸料及顶件装置，保证工件平整，且操作比较安全，生产效率高。（二）、模具结构形式的确定因制件材料适中，为保证制件平整，采取弹压卸料装置，并采用弹性挡料销定位，这样生产率高，为方便操作和取件，选用开式双柱可倾压力机，横向送料。综合上述，由表文献2查表5-2，5-9选用弹压卸料横性送料典型组合结构，倒装式复合模。第四章 主要设计计算（一）、排样方式的确定及其计算排样方式的确定及其计算零件外轮尺寸基本为4914,考虑到操作方便性,并为了保证制件精度,采用直排排样方式,为了增加使用效率条料采用两个交叉并排（冲完一排再掉头冲）排样如图4-1所示开料尺寸：T=2.30.05*1220(步距：16.5)*94.5，双可啤146PCS图4-1排样排样计算如表4-1表4-1排样计算项目分类项目公式结果备注排样冲裁件面积A=49*14-12*7-2.1*2.1*3.14-5*8548mmA548mm条料宽度BB=Lmax+1.5a+nb=94.5B=94.5mm查文献1表3-13a=2.5mm，a=2.5mm进距SS=14+ a=16.5S=11一块板可裁的条数nn=710/94=7条，余5mmn=7条，余5mm查文献1附表3选钢板：2.3*94.5*1220(mm)；采用纵裁剪切条料尺寸为：94.5mm*1220mm每条可冲零件的个数nn=1220*2/16.5=147个，n=147个材料利用率=n*100=7*7147*548/(1220*710)*100%=68=68(二)、 冲压力的计算 压力中心的确定及相关计算(如表4-2)表4-2冲压力冲裁力FF =kLt=1.31392.3315=131kNF=131KN查文献1附表1 =315MP卸料力FF=kF=0.045*131=6kNF=6KN查文献1表3-18 k=0.05推件力FTFT=nKTF=1*0.055*131=7.2kNFT7.5KN查文献1表3-18 KT=0.05冲压工艺总力FF=F+ F+ F=57+2.5+16=144k NF1.2 F=1.2*144172KN根据计算总力可选用J23-10采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模(三)、 压力中心计算如图4-2：由于该产品的形式为均匀对称的几何体，所以其压力中心在该产品的几何中心上。(四)、 计算凸、凹模刃口尺寸1落料凹模刃口，如图4-3图4-3落料凹模刃口落料凹模磨损后尺寸变大的为外轮廓尺寸A1=140.1 A2=490.15, 根据文献1P56公式:3-8AA=(Amax-x)得A113.95 A248.925查文献1表2.33的冲裁的双面间隙Zmin=0.36 Zmax=0.5 根据落料凹模相关尺寸配作加工落料凸模A10=13.95-0.36=13.6mm, A20=48.925-0.5=48.4mm2.冲孔凸模刃口图4-4冲孔凸模刃口冲孔凹模磨损后尺寸都变大，根据文献1P57公式:3-9其尺寸分别为：4.20.05，5.20.05，8.20.1AA=(Amax-x)得A14.175 A25.175A3=8.15根据冲孔凹模相关尺寸配作加工落料凸模（四）、 弹簧的选择设计1.根据模具安装空间选7个橡胶，根据经验橡胶的直径为22mm，长度为44mm上模顶出橡胶为25*45，数量为两个即可。第五章模具总体设计一、 模架类型的选择经过上述的计算与分析该模具采用倒装试复合模二、 定位方式的选择导料板，无侧压装置，采用浮动挡料销来定距。三、 卸料、出件方式的选择因为工件料厚为2.3mm，厚度适中，卸料力也比较大，故可采用打杆卸料。四、 导向方式的选择由于该模为复合模，凸凹模配合进度比较高，产品尺寸精度也比较高，故采用滑动导柱作导向。第六章主要零件部件的设计（一） 工作零件的结构设计1落料凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。因生产批较大，产品厚度也不小，查表选用Cr12为凹模材料，热处理到5862HRC确定凹模厚度H值：由文献1 凹模厚度的计算公式H=KS=0.494.5=35mmB=S+(2.5-4.0)H=94.5+50=144.5mm L=S1+S2=94.5+222=105mmK系数，考虑板厚的影响，其值查文献1表3-24；S垂直于送料方向的凹模刃壁间的最大距离；S1-送料方向的凹模刃壁间的最大距离；S2-送料方向的凹模刃壁到凹模边缘的最小距离，其值查文献1表3-25。由表矩形凹模标准可查得较为靠近的凹模周界尺寸：150mm110mm35mm（二）凸模1、.冲孔凸模凸模长度依模具结构而定，采用弹性卸料板，则凸模长度为：L=h+h =35+25 =60(mm)式中：h1-上夹板厚度；h2-上模板厚度；主要考虑凸模进入凹模深度（0.51mm）。冲孔凸模如下图6-1所示：图6-1冲孔凸模2 . 落料凸模凸模长度依模具结构而定，采用弹性卸料板，则凸模长度为L=h+h+t =25+20+15=60(mm)式中：h1-上夹板厚度；h2-上模板厚度；主要考虑凸模进入凹模深度（0.51mm）t为余量如图6-2所示：（三）、定位零件的设计根据排样板：在卸料板上装挡料销采用浮动管位，用来准确的定距。图6-4所示浮动管位（采用标准件）下面用弹簧固定，便于开合模能自由活动。图6-2落料凸模（四）、卸料部件的设计1卸料板的设计起到导料和卸料作用。卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，总的厚度为20mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为4045HRC。如图6-5所示图6-5脱料板2卸料螺钉的设计卸料板上设置6个卸料螺钉，公称直径为8mm，螺纹部分为M810mm。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后， 应使卸料板超出凸凹模端面lmm，有误差时通过在 螺钉与卸料板之间安装垫片来调整（五）、模具的总装图通过以上设计，可得到如图6-6所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、上模座板，垫板、冲孔凸模（2个）、上夹板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以弹胶为弹性元件。下模部分由下模座、下夹板、凸凹模、卸料板等组成。冲孔废料从凸凹模孔内漏下，而条料废料则由弹压卸料板卸下。其装配图如下：图6-6总装配图（六）冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-100能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：100KN滑块行程：60mm行程次数：135次/min最大闭合高度：270mm工作台尺寸（前后左右）：240mm360mm工作台孔尺寸（前后左右直径）：90mm180mm130mm模柄孔尺寸：30mm50mm最大倾斜角度：30（七）、模具零件的加工工艺模具关键零件因采用线切割，所以这些零件的加工就变得相对简单。落料凹模、固定板以及卸料板都属于板类零件，其加工工艺比较规范。 凹模的加工工艺过程：1、备料：将毛坯锻成长方体185 mm115 mm20 mm2、热处理：退火3、刨：刨六面，互为直角，留单边余量0.54、热处理：调质5、磨平面：磨六面，互为直角6、钳工划线：划出各孔的位置线7、加工穿丝孔：按所划的线加工8、热处理：按热处理工艺，淬火回火达到58-62HRC9、磨平面：精磨上下来面10、线切割：按图线切割，轮廓达到尺寸要求11、钳工精修：全面达到设计要求（八）、模具的装配编制装配工艺规程的步骤和主要内容如下：1、分析模具装配图，审查装配工艺性审核模具装配图样的正确性、完整性，分析模具结构的工艺性。（视图及投影关系正确，尺寸标准齐全，配合关系正确。结构符合标准化规定，尽量采用标准件和通用件。便于装配与拆卸，便于调整与维修。）审查装配技术要求是否齐全、合理。2、划分装配组件，选择装配基准，确定装配顺序(1)将模具划分为组件，装配时应先进行组装，然后进行总装。冷冲模组件常分为：模柄组件、凸模组件、凹模组件等。 (2)选择装配基准。选用凸模或凹模等工作零件为基准件。以导柱导套为装配基准。(3)确定装配顺序。应考虑基准件的工作状态，根据零件之间相互依赖关系(凸、凹模间隙是否均匀以及压力中心和漏料的位置等)和保证装配精度的难易程度来确定总装顺序。先装上好上模，对好摸之后再装下模。3、确定控制凸、凹模间隙装配时必须保证凸、凹模的间隙均匀一致。4、确定检验与试模（1）、适当选择模柄（根据压力机的不能选择）固定在模具上（2）、量好该模具闭合时的高度，调好压力机的行程并把模具锁在压力机上（3）、检查好压力机的各位置的情况和开关（4）、开始试冲（根据模具冲出样品的情况，适当调整压力机的行程直到冲出合格的产品）5、试模时需注意的几个问题（1）、选择压力机时必须看好最大行程与最小行程且要适当选择垫脚（2）、若含有冲孔的模具在装模是必须看好废料是否能顺利漏出（3）、在调压力机行程时必须多次试来适当调冷冲压工艺卡片广东机电职业技术学院冷冲压工艺卡片产品型号零（部）件名称共 1页产品名称压片零（部）件型号第1 页材料牌号及规格材料技术要求毛坯尺寸每毛坯可制件数毛坯质量辅助材料Q235 1220*94.5*114X49147工序号工序名称工序内容加工简图设备工艺装备工时0下料剪床上裁板94.5*1220Q11-6*25001冲压冲孔,落料(一次一件)J23-10冲裁复合模2检验按产品图纸检验3456编制（日期）审核（日期）回签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期冲模零件机械加工工艺过程卡1模具0605班冲模零件机械加工工艺过程卡模具名称压片冲压复合模共3 页零件名称凹模第 1页材料名称碳素工具钢毛坯种类毛坯尺寸零件质量件数更改内容牌号T8A板材1序号工序内容加工车间设备名称编号工艺装备工时定额12 345678910下料：按要求锯到尺寸要求 155*115*35正火： 铣：粗、半精加工六个面，单面余量为0.30.4mm磨：磨上下平面，两个基准面到图样尺寸划线：找中心线，各螺孔，销钉孔加工各孔：各螺钉孔，销钉孔上模座配钻配铰线切割：加工凹模刃口磨：精磨上下表面，表面粗糙度达到图样要求去毛刺检验：按图样检验备料车间锻造车间模具车间模具车间模具车间模具车间线割理车间模具车间模具车间模具车间锯床加热炉铣床磨床立钻线切割机磨床钳工台编制校对审核会签冲模零件机械加工工艺过程卡2模具0605班冲模零件机械加工工艺过程卡模具名称压片冲压复合模共3 页零件名称脱料板第 2页材料名称碳素工具钢毛坯种类毛坯尺寸零件质量件数更改内容牌号T10A板材1序号工序内容加工车间设备名称编号工艺装备工时定额12 345678910下料：按要求锯到尺寸要求 155*115*20正火： 铣：粗、半精加工六个面，单面余量为0.30.4mm磨：磨上下平面，两个基准面到图样尺寸划线：找中心线，各螺孔，销钉孔加工各孔：各螺钉孔，销钉孔上模座配钻配铰热处理：淬火5254HRC磨：精磨上下表面，表面粗糙度达到图样要求去毛刺检验：按图样检验备料车间锻造车间模具车间模具车间模具车间模具车间热处理车间模具车间模具车间模具车间锯床加热炉铣床磨床立钻加热炉、油槽磨床钳工台编制校对审核会签冲模零件机械加工工艺过程卡3模具0416班范堡清冲模零件机械加工工艺过程卡模具名称压片冲压复合模共3 页零件名称凸模第 3页材料名称碳素工具钢毛坯种类毛坯尺寸零件质量件数更改内容牌号GR12板材1序号工序内容加工车间设备名称编号工艺装备工时定额12 345678910铣：粗、半精加工上下两面，单面余量为0.30.4mm磨：磨上下平面，两个基准面到图样尺寸线割：外形热处理：淬火5762HRC磨：精磨上下表面，表面粗糙度达到图样要求去毛刺检验：按图样检验模具车间模具车间线割车间模具车间热处理车间模具车间模具车间模具车间铣床磨床线切割机加热炉、油槽磨床钳工台编制校对审核会签6、现对于工艺卡2进行详细的说明如下:(1)、开料，根据开料单的要求在锯床上锯出一块料155*115*22，锯料时必须压紧料板并适当加冷却液（2）、飞边，把锯出来的料用压板固定在卧式铣床上，采用合金飞刀进行飞料，调好铣床的速度，一般为980r/s，在飞边时必须选择最好的一个边作为基准靠紧在铣床上的一条垂直于x轴的边上，并用压板压紧。以试切法进行加工，第一刀的进给量一般调在0.4mm（防止边的不均匀而把刀飞断）以后的进给量可以适当增大一般为1mm2mm。在飞其他边时必须以上次飞好的边作为基准。使其尺寸为150*110*22（3）、磨上下两面，在磨床上进行，一般采用通电磁性吸住，在磨得过程中第一刀进给量也不能太大，一般为0.1mm，以后每次可适当增大一辈为0.40.8mm，使其达到尺寸的要求150*110*20（4） 钳工画线，在工作台上进行划线，在划线时必须使工件靠紧垂直工作台的一边，划好线后打好中心点（5）、钻孔，根据上步所打的中心点进行钻孔，根据孔德大小不同采用
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