无废料级进冲模设计说明书.doc

目 录第一章 设计任务书及产品图3第二章 序言42.1 冲压模具在制造业的地位42.2 冲压模具的历史发展及现状4第三章 冲裁工艺性分析5第四章 冲裁工艺方案的确定54.1 方案的种类54.2 方案的比较54.3 方案的确定6第五章 模具结构形式的确定6第六章 排样图的设计及材料利用率的计算66.1 排样图的设计66.2材料利用率的计算7第七章 凸、凹模刃口尺寸及公差的计算77.1 加工方法的确定77.2 采用配合法，将尺寸分类87.3 凸模刃口尺寸计算87.4、凹模刃口尺寸计算8第八章 工序压力的计算及压力中心的确定98.1 工序压力的计算98.2 压力中心的确定10第九章 压力机的选择与校核11第十章 模具零件的选用、设计及必要的计算1110.1 工作零件的结构设计1210.2其他零件的结构设计及选择14第十一章 其他需要说明的问题及发展方向15 结束语16参考文献16第一章 设计任务书及产品图图1工件图及排样图材料：铜厚度：3mm要求：大批量生产，无废料排样第二章 序言2.1 冲压模具在制造业的地位冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。模具是大批生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧钢钢板或钢带为坏料，且在生产中不需加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。目前，工业生产中普遍采用模具成形工业方法，以提高产品的生产率和质量。一般压力机加工，一台普通的压力机设备每分钟可成形零件几件到几十件，高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪表、等产品，有60%左右的零件是用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工业产品，有90%左右的零件时用模具加工出来的；至于日用五金、餐具等物品的大批量生产基本上完全靠模具来进行。显而易见，模具作为一种专用的工艺设备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。2.2 冲压模具的历史发展与现状模具的出现可以追溯到几千年前的陶瓷烧制和青铜器铸造，但其大规模应用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。19世纪，随着军火工业、钟表工业、无线电工业的发展，模具开始得到广泛的使用，20世纪50年代中期以前，模具设计多凭经验，根据用户的要求，制作能满足产品要求的模具，但对所设计模具零件的机械性能缺乏了解。20世纪70年代至今计算机逐渐进入模具生产的设计、制造、管理等各个领域，使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高，模具制造工期不断缩短。第三章 冲裁工艺性分析此工件可用冲孔、落料两个工序获得，也可用冲孔获得，材料为铜，厚度t=3mm；具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件不复杂，只有一个直径为12.75的圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔、孔与工件边缘之间的距离都大于1.5倍的厚度（即31.5=4.5mm）。工件的落料按IT11级、冲孔按IT10级计算，尺寸精度一般，普通冲裁完全满足要求。第四章 冲裁工艺方案的确定4.1 方案的种类完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工工艺方案分为以下3种：方案一：单工序模生产。先冲孔，后落料。方案二：复合模生产。冲孔落料复合冲压。方案三：级进模生产。冲孔落料切断级进冲压。方案四：级进模生产。冲孔冲孔切断级进冲压。4.2 方案的比较方案一：模具的结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高、生产率低，且更重要的是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、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要，故不选此方案。方案二：此方案只需一套模具，虽然精度能够保证，但生产率低，并且模具的制造复杂，故也不选此方案。方案三：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。由于此工件时需要大批生产的小型冲压件，正好适合此模具的生产要求。但是模具制造较为复杂，故也不选此方案。方案四：此方案和方案三基本一样，只是只用冲孔而不用落料，从而使模具制造简单化，所以选择此方案。4.3 方案的确定综上所述，本套模具采用方案四冲孔级进模。第五章 模具结构形式的确定操作方式的选择：选择手工送料操作方式定位方式的选择：定位板、始用定位销和导正销方式定位导料方式的选择：采用导料板和侧压板导向卸料方式的选择：选用刚性卸料装置第六章 排样图的设计及材料利用率的计算6.1 排样的设计1、确定排样的方法根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法。2、确定条料步距步距：54mm；宽度：93mm3、画出排样图图26.2 条料利用率的计算第七章 凸、凹模刃口尺寸及公差的计算7.1 加工方法的确定结合模具及工件的特点，此模具制造宜采用配作法，冲孔时，只需计算凸模的刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模实际尺寸按要求配作；只是需要在配作是保证最小双面合理间隙值（查冲压成形工艺及模具设计表3-4）。7.2 采用配作法，将尺寸分类。先判断模具各个尺寸在模具磨损后变化情况，分三种情况，分别统计如下。第一种尺寸（增大）：无第二种尺寸（减小）：12.75、14.25、54第三种尺寸（不变）：93、517.3 凸模刃口尺寸计算按入体原则查冲压模具课程设计指导与范例表2-3与表2-4，确定冲裁件内形与内形尺寸公差，工作零件刃口尺寸计算见下表（磨损系数x查冲压模具课程设计指导与范例表3-7）尺寸分类尺寸转换计算公式结果第二类尺寸14.255412.75第三类尺寸93517.4 凹模刃口尺寸计算在凸模刃口尺寸的基础上加，就是凹模刃口尺寸。第八章 工序压力的计算及压力中心的确定8.1 工序压力的计算1、冲裁力F查模具设计与制造简明手册表1-49，得黄铜H80（M状态）的抗拉强度由 ，已知：2、卸料力，已知=0.11（查模具设计与制造简明手册表1-120附表1）则：3、推件力由 ，已知：n=3，（查模具设计与制造简明手册表1-120附表2）4、顶件力由 已知：=0.07（查模具设计与制造简明手册表1-120附表2）则: 5、确定压力机公称压力本模具采用刚性卸料装置和下出料方式故 根据以上计算结果，冲压设备初步拟选JA21-358.2 冲裁压力中心的确定画出工件形状，把冲裁周边分成基本线段，并选定坐标系。如图所示图3L1=27.75 (0,-13.875)L2=27.04 (36.91,-58.14)L3=27.04 (71.09,-58.14)L4=54.08 (54,-34.85)L5=40.035 (81,-42)L6=40.035 (108,-51)第九章压力机的选择及校核查模具设计与制造简明手册表1-81知选用的压力机为JA21-35公称压力：350kN （符合要求） 滑块行程：130mm滑块行程次数：50次/min最大闭合高度：280mm滑块中心线至床身距离：205mm立柱距离：428mm垫板尺寸（厚度、直径）：60、22.5模柄孔尺寸（直径、深度）：第十章模具零件的选用、设计及必要的计算10.1 工作零件的结构设计1、凹模的设计凹模采用整体凹模，轮廓全部采用数控线切割机床即可一次成行，安排凹模在木架上的位置时，要依据压力中心的数据，尽量保证中心与模柄中心重合。凹模厚度：（查冲压成形工艺及模具设计表3-24得k=0.35）凹模壁厚：C=（1.52）H=28.3537.8mm取凹模厚度H=50mm，C取35mm凹模宽度：（送料方向）凹模长度：根据工件图样，受力分析的情况下及保证壁厚强度的前提下，由于凹模宽度方向上的另一边有切刀模切去材料，故实际凹模宽度应在上述宽度的基础上减掉一个凹模厚度，即B=178-35=143mm,取凹模实际长度为186mm，宽度为145mm，所以结合冲模设计手册表146选取凹模板进行加工。如图所示图42、冲模的设计两圆形冲孔模的孔大小相等，设计成阶梯式凸模长度凸模固定板mm，取卸料板厚度一般取1020mm，这里=12mm卸料板与凸模的单边间隙一般为（0.20.5）t，此取0.3t=0.9mmh取（1020）mm故 凸模垫板一般取412mm，这里取10mm在非圆形凸模的设计时，由于三个冲模同时冲时力太大，对工件尺寸有影响，故用非圆形凸模冲孔，所以此凸模比圆形凸模长2mm，其长度为58mm如图所示图510.2 其他零件的结构设计及选择1、模架的选择选取模架其上模座的为下模架为导柱为导套为2、定位、导向零件的设计考虑到此模具是级进模，而且是无废料的，所以开始第一工位定位时需要一个始用挡料销在第二工位处的定位方式是采用定位板定位取其厚度为4mm（查冲模设计手册表14-29）导正销的选用查冲模设计手册表14-23导料板查冲模设计手册表14-15，取厚度为6mm侧压装置选择查冲模设计手册表14-223、卸料板的设计卸料板的厚度取12mm，查冲模设计手册表14-104、紧固连接件的选择固定凹、凸模、模柄、凸模垫板、卸料板及导料板的螺钉采用M10的圆柱头内六角螺钉。规格查查模具设计与制造简明手册表18,（p903）沉头螺钉选用M6规格查模具设计与制造简明手册表18,（p902）圆柱销的选用M4、M6、M10三种规格查模具设计与制造简明手册表20,（p905）5、模柄的选择d基本尺寸：40mm D基本尺寸：85mm总高度H:78mm 其他标准见模具设计与制造简明手册表1-2676、模具闭合高度的计算L=45+50+10+56+50-10-1=200mm第九章 其他需要说明的问题及发展方向在模具零件加工时，关键是加工工作零件、固定板以及卸料板，若采用线切割技术，折现腰间的加工就变得相当简单。凸模的一般的加工步骤是备料热处理粗车热处理精磨钳工精修检验装配模具作为重要的生产装备和工艺的发展方向，在现代工业的规模生产中日益发挥着重大作用。涂过模具进行产品生产具有优质、高效、节能、节材、成本低的等显著特点，因而在汽车、机械、电子、轻工、家电、通信、军事和航空航天等领域的产品生产中获得了广泛的应用。目前我国模具市场的总态势是产端两旺，年生产总值已居世界第三，但我国模具行业总体是大而不强，主要差距是人才不足，专业化、标准化程度低等，特别是人才不足已成为制约模具行业发展的瓶颈。结束语经过两三个星期的模具设计，综合运用和巩固冲压模具设计与制造的课程及有关课程的基础理论和专业知识，培养了我们学生从事冲压模具设计与制造的初步能力，为后续毕业设计和实习工作打下了良好的基础。提升了我们分析问题和解决问题的能力。记过实训环节，使我们对冲压工艺、模具设计、模具制造等内容有所理解和掌握。初步掌握冲压模具设计的基本方法和步骤、模具零件的常用加工方法及工艺规程编制、模具装配工艺的制定；独立解决在制定冲压工艺规程、设计模具的结构、编制模具零件加工工艺规程中出现的问题；学会查阅技术文献和资料，已完成在模具设计与制造方面所具备的基本能力训练。在冲压模具设计课程设计中，我们要培养自己认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度，