垫圈冲孔落料复合模设计（含全套CAD图纸） .pdf

1 课 题 课 题 垫圈冲孔落料复合模设计 垫圈冲孔落料复合模设计 系 系 别 别 专 专 业 业 班 班 级 级 姓名姓名/学号 学号 指导教师指导教师 2 课 程 设 计 任 务 书课 程 设 计 任 务 书 姓名 学号 班级 一、课题名称： 垫圈冲孔、落料复合模 二、零件： 3 材料：q235 料厚：0.8 批量：20 万 三、设计要求：1、绘制零件图及编制冲压工艺卡（a4） 。 2、设计模具总装图（a0/a1） 。 3、设计模具工作零件图（a3/a4） 。 4、编写设计说明书（15 页以上） 。 5、将说明书和图纸装订成册（按 a4 尺寸装订） 4 目 录 目 录 前言前言 1 第一章 第一章 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 2 1.1 材料2 1.2 结构与尺寸2 1.3 精度2 第二章 第二章 确定工艺方案确定工艺方案 3 2.1 工序性质与数量 3 2.2 工序顺序 3 2.3 工序组合确定3 第三章 确定模具总体结构第三章 确定模具总体结构4 3.1 类型 4 3.2 结构 4 3.2.1 工作零件 4 3.2.2 定位零件 4 3.2.3 卸料、出件 4 3.2.4 导向零件4 3.2.5 支撑零件5 第四章 工艺与设计计算第四章 工艺与设计计算6 4.1 排样 6 4.2 计算冲压力和压力中心8 4.3 弹性元件 9 5 第五章 设计零件第五章 设计零件、绘制总装配草图、绘制总装配草图10 5.1 工作零件 13 5.2 定位零件 14 5.3 卸料与出件 14 5.4 模架与其他零件 15 5.5 校核 15 第六章 绘制总装图和各零件图第六章 绘制总装图和各零件图16 工艺卡工艺卡 17 参考文献参考文献 18 设计小结设计小结 19 1 前 前 言言 本说明书是我根据冷冲模工艺与模具设计 、 模具设计指导等 有关教材。引用了其中的公式，查找书中的表格，并得到了同学的帮 助完成的。 本说明书主要介绍了冲裁模的工艺分析、工艺方案的确定、模具总 体结构的选择、工艺与设计计算、零件图总装图尺寸计算及绘制。 为了能够很好地掌握本课程的设计过程， 根据课内及课外来所学的 知识，编写了该说明书以使老师可以在评阅的过程中能够更好地指 导. 2 垫圈冲孔垫圈冲孔、落料复合模具设计 、落料复合模具设计 第一章 第一章 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 1.1 材料 q235 为普通碳素钢 s=235mpa b=450 mpa s/b=0.52 冲压性能良好 1.2 结构与尺寸 零件形状规则，冲孔尺寸与落料外形有 15.5mm，其它无极限特征，适合冲裁 加工 1.3 精度 零件除 r5.53 +0 0 .3 精度为 it14，29 +0 0 .045 精度为 t13-it14 之间，其余未注公差 按 it14 考虑。根据以上分析，该零件工艺性良好，适合冲裁加工 3 第二章 第二章 确定工艺方案确定工艺方案 2.1 工序性质与数量 冲孔、落料 2.2 工序顺序 单工序模：冲孔落料 复合模：冲孔、落料 级进模：冲孔-落料 2.3 工序组合确定 图凸凹模壁厚为 15.5mm，查 p116 表 3-29 得允许最小壁厚 2.3mm，符合要求， 所以冲孔与落料能组合 4 第三章 确定模具总体结构 3.1 类型 因零件较小，且中批量生产，不宜单工序冲裁；级进模单幅成本较高，所以 不采用级进模；孔与落料边缘距离为 15.5mm，大于最小凸、凹模壁厚 2.3mm， 所以用复合模最为合理 3.2 结构 3.2.1 工作零件 a.凸模 r5.53 孔使用台阶固定，加工经济 落料凸模选用直通式的结构，可以用线切割加工 凸模长度 l=h1+h2+h4-（1-3） 强度校核 b.凹模 采用整体式的螺钉固定，凹模刃口采用直通式的刃口高度 h=6mm 凹模厚度 h=k1k2 3 1 . 0 f (15) 凹模壁厚 c=（1.5-2）h(30-40mm) 3.2.2 定位零件 导料板定边距,挡料销定位 3.2.3 卸料、出件 采用弹性卸料，凸模出件 3.2.4 导向零件 选用滑动不带压板的导柱导套 5 3.2.5 支撑零件 1）上下模板 因为零件对称，受力均衡，左右操作，采用后侧上下模板 2）模柄 采用压入式的模柄 3）固定板 采用台阶和带锥度的凸模固定板 4）垫板 为防止上模板压溃，加垫板（10-15mm） 6 第四章 工艺与设计计算 4.1 排样 因零件为圆形，采用一个个排有利于提高材料利用率，为保证产品质量和模 具寿命，采用有废料排样 条料宽度 查 p79 表 3-16（最小搭边值）得搭边 a=1.2 a1=1 b=60+1.2+1.2=62.4mm 条料长度 设 l=1000mm 步距 s=60+ a1=60+1=61 n= s l = 61 1000 =16.4(实际 16 个) 即 n=16 a= 4 (60 2 -17.49 2 -211.06 2 ) =2393.8mm 2 利用率 = bl na 100%= 1000 62.4 2393.8 16 =61.4% 4.2 计算冲压力和压力中心 1）冲压力 f=ltb=(60+25+11.062) 0.8450=104kn l:冲裁件周边长度 t：材料厚度 b：抗拉强度 7 2）压力中心模具中心 x0= fn f xnfn f x + + + + 1 1 1 = li li i i y0= li yili 冲裁以 x 轴、y 轴对称 x0=0 y0=0 3）初定压机 p（1.1-1.3）f f=f+ fx + ft f=104kn 查 p85 表 3-20(卸料力、推件力和顶料力系数)得 kx=0.04-0.05 kt=0.055 fx=kxf=0.05104=5.2kn ft=nktf=7.50.055104=42.9kn (n= t h = 8 . 0 6 =7.5) f=f+ fx + ft =104+5.2+42.9=152.1kn p1.2 f=1.2152.1=182.52kn 4）刃口计算 因零件为异性，采用配合加工比较合理，冲孔以凸模为基准，落料以凹模为 基准。因为冲孔、落料为一体，从加工考虑所有的尺寸都标注在凹模上 变大 a 凸=(amax-x)0 /4 变小 b 凸=（bmin+x） 0 -/4 8 不变 c 凸=(cmin+0.5)/8 尺寸 基准 磨损 情况 计算公式 刃口计算 r5.53 +0 0 .3 凸模 变小 d 凹=(dmin+x+zmin) 0 /4 d 凹=(5.53+0.750.3+0.072) 0 /4 =5.827 0 0 .075 60 0 0 .74 凹模 变大 a 凹=(amax-x)0 /4 a 凹 = （ 60-0.5 0.74 ） 0 /4 =59.63 0 0 .185 29 0 0 .045 凸模 变小 d 凹=(dmin+x+zmin) 0 /4 d 凹=（29+10.045+0.072）0 /4 =29.117 0 0 .01125 r2.5 凸模 变小 d 凹=(dmin+x+zmin) 0 /4 d 凹= （2.5+0.250.075+0.072） 0 /4 =2.7595 0 0 .0625 ：公差 即上偏差-下偏差 zmin：查 p61 表 3-4（冲裁模初始双面间隙） x：查 p85 表 3-8（磨损系数） 9 4.3 弹性元件 橡胶 选择聚氨酯 10 个 fy=fx/n=5.2/10=0.52kn=520n hy=10%h0 p=1.1 mpa 查 p133 表 3-33（橡胶压缩量与单位压力） fy=ap a= fy/p=520/1.1=472.7mm 2 选圆筒形橡胶，设卸料螺钉直径8，橡胶孔10 a= 4 （d 2 -8 2 ） d= 100 / 4 + a =26.5mm 取 d=27mm hx+hm=1+5+t=1+5+0.8=6.8 (hm:取 4-10mm) h0= 3 . 0 25 . 0 + hm hx = 25 . 0 5 8 . 0 1 + + =27.2mm 0.5h0/d1.5 0.527.2/26.5=1.031.5 符合要求 10 第五章 设计零件、绘制总装配草图 5.1 工作零件 凸凹模长度：l=h1+h2+h4-(1-3) h1:凸模固定板厚度（0.6-0.8）h 凹 h2：卸料板厚度（15-30mm） h4：弹性元件的高度，凸模进去凹模的厚度（取 5mm） h 凹= k1k2 3 1 . 0 f =11.37 3 104 1 . 0 =29.9mm 取 30mm 弹性元件高度 h=h00.9=27.20.9=24.48mm 取 25mm 凸凹模：l=0.730+30+25+5-1=80mm 冲孔凸模 l=凹模+凹模固定板=30+30=60mm 11 12 13 5.2 定位零件 5.3 卸料与出件 5.4 模架与其他零件 1）模架 凹模尺寸：17012030 h 闭=上模板+下模板+卸料板+凸模固定板+凹模固定板+弹性元件+凹模+料厚 h 闭=40+50+25+30+25+25+30+0.8=215.8mm 14 取 h 闭 216mm 选着模架（指导书 p131） 200125（190-225） 2）压机（指导书 p107） p182.52kn f=1.3p=1.3182.52=237kn 初选 250kn 压力机 封闭高度满足 hmax-h1-5h 闭hmin-h1+10 250-70-5=175h 闭 不合适 重选压机 300kn 300-80-5=215h 闭 不合适 重选压机 360kn 360-90-5=265h 闭 =216360-90-90+10=190 合适 确定设备 j23-63 3）模柄（指导书 p183） 压入式模柄 模柄孔 5070 上模板厚度为 40mm 模柄 a50100 jb/t7646.1-1994 工作台孔230 4）垫板 5.5 校核 1）漏料 15 rman=30mm r 漏=115mm r 漏 rman 确保漏料 2）下模座与工作台 a1+r=85+38=123mm s+2r=170+238=246mm 考虑到三边基本符合安装要求且下模板 50mm 比较厚 零件冲裁力不大可以满足冲裁要求 16 第六章 绘制总装图和各零件图 工艺卡工艺卡 17 工 序 号 工序 名称 工序 内容 加工简图 工艺 设备 1 下料 剪板 机上 裁板 62.4 1000 2 冲 孔、 落料 冲内 孔与 落外 形 冲孔落 料复合 模 3 检验 按零 件图 纸检 验 18 参 考 文 参 考 文 献献 1张海星.冷冲压工艺与模具设计.浙江.浙江大学出版社，2006 2史铁梁.模具设计指导.机械工业出版社，2003 3隋明阳.机械设计基础.机械工业出版社，2008 19 设 计 小 设 计 小 结结 忙碌了一个星期，总于完成了本次设计任务。我设计的是垫圈冲孔落料模，