垫片模具设计.doc

大连海洋大学职业技术学院 课程设计 设计题目：垫片复合膜 专业：模具设计与制造设计者: 赵锐 班级：模具09 摘要： 通过在学校的学习，设计该零件的冲裁模，首先对冲压间进行工艺性分析，对冲压模具总体结构设计，画装配图。 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程技术。 前言 模具是制造业得一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）流动，使之形成所需的形体，用模具制造零件以其效率高产品质量好，材料厂消耗低，生产成本低而广泛用于制造业中。 模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化得重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域的60%90%的产品零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具的最大市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业生产政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的不断需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80%的模具须要更换。中国摩托车居世界第一，据统计，中国共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多元。其他行业，如电子及通讯，家电建筑等，也存在巨大的模具市场。 1 目录 （一）零件的工艺性分析 3 1.材料分析 3 2.结构分析 3 3.精度分析 3 （二）冲裁工艺方案的确定3 （三）零件工艺计算 3 1刃口尺寸计算 4 2.排样计算 5 3.冲压力计算 6 4.压力中心计算 6（四）冲压设备的选用 6（五）模具零部件结构的确定 6 1.标准模架的选用 6 2.卸料装置中弹性元件的计算 7 3.其他零部件结构图 8 （六）模具装配图 11 （七）参考文献 13 2 （一）零件工艺分析 工件为图一所示的落料冲孔件,材料为Q235钢，材料厚度3mm，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下：1、材料分析Q235为普通碳素结构钢，具有良好的冲裁成形性能。2结构分析零件简单，结构对称，无尖角对冲裁加工较为有力。零件内部有两个的孔和一个孔，满足冲裁最小孔径1.0t=3mm，另外，经计算的孔距零件外形之间的最小边距为7.5mm，满足冲裁件最小边距1.5t=4.5mm。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。3、精度分析零件上有5个尺寸标注了公差尺寸要求，冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料公差等级最好低于IT10级，冲孔件公差等级最好低于IT9级，工件的尺寸全为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。（二）冲裁工艺方案的确定零件为落料冲孔件，可提出的方案如下：方案一、单工序模：零件属于中批量生产，因此采用单工序模须要模具数量多，生产率低，所以费用也高，不合理。方案二、复合模：若采用复合冲裁，可以得出冲件的精度和平直度较好，生产率较高，凸凹模最小壁厚为3.2mm.方案三、级进模：大批量生产，冲裁精度较高，冲裁件孔与孔、孔与边缘尺寸较小时使用，计算该件的最小壁厚为6.6mm。 综上所述，可选方案二的复合膜。（三）零件的工艺计算 31刃口得尺寸计算根据零件的形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。（1）落料件的基本尺寸计算公式为 尺寸mm。由表2.2.3可得凸凹模最小间隙mm， mm。 查表得=0.020，=0.0250 ,磨损系数为x=0.5 校核：=0.045=0.18 =(200.50.52) =19.74 =(19.740.64) =19.1 尺寸mm，由材料厚度可得=0.460mm，mm。 查表得=0.020，=0.030, 磨损系数为x=0.5。 校核; =0.005=0.18 =（350.50.62）=34.69 =（34.690.64）=34.05 （2）冲孔的基本尺寸计算公式为 冲孔尺寸2mm ,可查得 =0.460mm ，=0.640mm 。 =0.020 ，=0.020 ，磨损系数x=0.5 校核：0.04=0.18 =（8+0.50.36）=8.18 4=（8.18+0.46）=8.64 冲孔尺寸mm ，可查得 =0.460mm，=0.640mm ，=0.020，=0.025 ，磨损系数x=0.5 。 （3）孔心距计算：尺寸600.74 L=（L+0.5）0.125 =（600.74）+0.51.48）mm0.1251.48mm=600.185mm 2、排样计算 （1） 根据零件形状和增大利用率而采用斜排。 （2） 搭边值设定a1=2.5 ，a=2.8 。 （3） 条料宽度与导料板宽度间距离计算 采用无侧压装置条料宽度与导料板间距离 条料宽度B=（+2a+c） 查得条料宽度偏差=0.9mm，导料板与条料之间的最小间隙c ，c=0.5 。 B=(35+22.8+0.5) =41.1，实际板料宽度为42mm。 导料板间的距离：A=B+C=42+0.5=42.5mm。 步距S=2x+a1 。如图 ，x=35.28 S=35.282+2.5=73.06 (4) 条料利用率(ABS)100% 一个零件面积为1600.77 一个进距内的坯料面积： BS=4273.06=3068.52mm 因此，材料利用率： 100%5 =(1600.77/3068.52) 100%=53% 3、冲压力计算 可知冲裁力基本计算公式： F=KLt 此例中零件的周长L=186.6mm，冲孔内周边之和=113.1mm，又因为=300MPa，t=3mm，K=1.3. = K t=1.3186.63300=218.322KN 冲孔力： =K t=1.3113.13300=132.327KN 总冲裁力： =218.322+132.327=350.649KN 推件力：根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=9mm，故n=h/t=9/3=3, =0.45，则：=n=30.45132.327=178.641KN 卸料力：=0.04，则：= 所以，= 公称压力：F 4、压力中心计算 该零件结构简单对称，取该件几何中心。 （四）、冲压设备的选用 根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机，其主要技术参数如下： 公称压力：800KN滑块行程：130 最大封闭高度：380 闭合高度调节：90 滑块中心线到床身距离：290 工作台尺寸：540 800 工作台孔尺寸：230 360 模柄孔尺寸: 80垫板厚度;100 (五)、模具零部件结构的确定 1、标准模架的选用 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界得大小，由凹模高度和壁厚的计算公式，得 凹模高度H=Kb=0.378=23.4,取整数24 6 凹模壁厚c=(1.52)H=40 凹模长度L=b+2c=35+240=115 由以上计算凹模轮廓尺寸LBH=15811524，查有关标准，并无厚度合适，选用标准尺寸是LB=160125 ,凹模材料选用：Cr4WmoV 模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为上模座： 16012540，下模座：16012550，导柱：25 160，导套：259538。 2、卸料装置中弹性元件的计算 模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：（1） 确定橡胶的自由高度 =（3.54） =+=t+1+(510)=(2+1+7) =10由以上两个公式，取=40。 (2)确定橡胶的横截面积A =查得矩形橡胶在预压量为10%15%时的单位压力为0.6MPa，所以 =16417(3) 确定橡胶的平面尺寸根据零件的形状特点，橡胶垫的外形应为矩形，中间开有矩形孔以避让凸模。结合零件的具体尺寸，橡胶垫中间的避让孔尺寸为7846， 外形暂定一边长为160，则另一边长b为 b160-7846= b=115(4) 校核橡胶的自由高度为满足橡