冷冲模具毕业设计论文.doc

潇湘学院学生毕业设计（论文）题 目：摩托车链条链板冲裁模具系 部： 机械工程系 专 业： 模具设计与制造 学 号： 2007102010439 姓 名： 董国栋 指导老师： 王毅民 开题时间： 2010-3-11 完成时间： 2010-4-10 潇湘职业学院教务处制潇湘学院内容摘要摘 要：本文对盖板冲压工艺对材料的技术要求和冲压件工艺结构进行了分析，确定了冲压件的工艺方案及模具形式。而且对盖板复合冲裁模进行了相关数据的分析与计算, 根据分析结果选冲压件复合冲裁模具工艺，从而确定盖板复合冲裁模设计思路及方案，还对盖板冲裁模具的其它各方面的设计，最后在设计过程中运用Pro/E、Auto CAD软件进行冷冲压冲裁模结构设计与计算并绘制出模具总装图以及部分非标准零件图形。从而得出完整的理论设计结果,为今后工程设计打下了基础。关键词：穿线板复合冲裁模，冷冲压冲裁模，设计, 凸模,凹模。Contents summaryTake off to want:This text to the technique request that wears the line plank to hurtle to press a craft to the material with hurtled to press a craft structure to carry on analysis, make sure to hurtle the craft project and molding tool form of press the piece.And to the analysis and calculation that wore the line plank compound to hurtle to cut a mold to carry on a related data, choose to hurtle to press a compound to hurtle to cut the molding tool craft according to the analysis result, make sure thus wearing the line plank compound hurtles to cut the mold design way of thinking and project, returning to the design that wears the line plank to hurtle other everyones noodles of cut the molding tool, end the usage Pro/E,the software of Auto CAD carries on during the period of design cold hurtle to press to hurtle to cut the mold structure design and calculation to draw a molding tool to always pack not- standard spare parts sketch of the diagram and part also.Get the theories design result of the integrity thus, will beat to descend foundation from now on for the engineering design.Keyword:Wear the line plank compound hurtles to cut a mold, cold hurtle to press to hurtle to cut a mold, design, convex mold, cave mold目录一、 冲裁件工艺分析与相关要求.51、 材料.5 2、 结构形状.53、 尺寸精度.5二、 确定工艺方案及模具形式.5三、 模具工艺计算.51、 排样.52、材料利用率的计算.63、 计算总冲压力.64、 计算压力中心.75、凸凹模工作部分尺寸.7 确定凸，凹模间隙以及制造公差.7 确定凸，凹模工作部分尺寸.76、凸模、凹模、凸凹模的结构设计.8 7、 冲压闭合高度计算.88、 压力机的选用.9四、 绘制总装图选取标准件.91、模架的选择.92、导柱导套的选择.93、紧固件的选择.94、弹性元件的选择.95、总装图.9五、 绘制主要零件图.11六、模具的装配要求.14七、主要零件的加工.15八、参考文献.17前言模具是现代工业生产中重要的工艺装配，它在各种生产行业，特别是冲压和塑料成形加工中，应用极为广泛。我国模具工业总产值中，冲压模具的产值约占50%，现代模具技术的发展。在很大程度上依赖标准化的程度。优质模具材料的研究，先进的模具设计和制造技术，专用的机床设备及高水平的生产技术管理等等，但其中模具设计是至关重要的一方面。冲压模具设计包括对冲压工艺设计和模具结构设计两方面，冲压工艺设计是对冲压件的生产过程，包括工艺方案、工序安排、工序尺寸，使用的设备及模具类型，以及各项技术经济指标等作综合性的总体规划，而模具结构设计则是按照冲压工艺设计的要求，设计所需模具的具体结构，绘制出模具装配图和模具零件图。冷冲压模具设计是为模具设计和制造专业学生在学会基础理论课，技术基础课的基础上，所设置的一个重要时间环节，其目的：1. 综合运用本专业所学的理论和生产实际知识，进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练，从而提高自己的独立工作能力，2. 巩固与扩充“冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具的设计方法和步骤。3. 掌握冷冲压模具设计和计算的基本技能，如计算、绘图、查阅设计材料和手册，熟悉国家标准和规范等。由于本人设计水平有限，设计过程中错误、不妥之处在所难免，恳请老师批评指正。 编者：董国栋 2010年4月10 日 一、冲裁件工艺分析与相关要求1、 材料：Q235钢，具有良好的冲压性能。2、 结构形状：该零件形状简单，结构对称。3、 尺寸精度：除孔中心距44mm有公差要求其余都为自由公差，一般冷冲均满足尺寸精度要求。 摩托车链条链板。每辆车200个，材料Q235钢，厚度为2mm。 链板零件图二、确定工艺方案及模具形式：10mm孔外轮廓的距离大于凸凹模允许的最小壁厚，该零件包括落料、冲孔两个工序，故考虑采用复合冲压工序。该冲孔落料复合模采用倒装结构以及弹性卸料和冲孔废料下出料方式。三、模具设计计算1、 搭边值a和a1，查表3.9，取a=1.5，a1=1.8。式中的Z和，查表3.11和3.10，取Z=0.5，=0.5 条料宽度：B=（Dmax+2a+Z） 0/- =（64+2x1.5+0.5） 0/-0.5 =67.5mm 导料板距离：Bo=B+Z=Dmax+2a+2Z =64+2x1.5+2x0.5 =68mm 排样的注意事项在冷冲压生产中,采用单工序或复合模冲压时,其排样的合理性一般可以用材料利用率来衡量,但此零件是用复合模冲压,排样设计除了要求考虑提高材料利用率外,还必须注意以下几点:公差要求较严的零件,排样时工步不宜太多,否则累积误差大,零件公差要求不易保证;.对孔壁较小的冲裁件,其孔可分步冲出,以保证凹模孔壁;.零件孔距公差要求较严时,应尽量在同一工步冲出或在相邻工步冲出;.当凹模壁厚太小时,应曾设空步,以提高凹模孔壁的强度;.尽量避免复杂型孔,对复杂外形零件的冲裁,可分步冲出,以减少模具制造难度;.当零件小而批量大时,应尽量可能采用多共位级进模成形排样法;.在零件较大的大量生产中,为了缩短模具的长度,可采用连续-成形的排样;.对于要求较高或工步较多的冲件,为了减少定位误差,排样时可在条料两侧设置工艺定位孔,用导正销定位。 在冲压生产中,节约金属和少废料具有非常重要的意义,特别是大批量生产中,较好的确定冲压工件形状尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一.排样是指冲压件在条料,带料或板料上布置置的方法,冲出的合理布置(即材料的经济利用),与冲压件的外形有很大的关系.同一个工件,可以有几种不同的排样方法.合理的排样方法,应是将工艺废料减到最小,另外在使用条件许可下,当取得零件设计单位同意后,可以修改零件的结构形状,来提高材料利用率.根据不同几何形状的冲件,可以得出与其相适应的排样类型,而根据排样的类型,又可以分为少或无工艺余料的排样与有工艺余料的排样两种,直排、斜排、直对排、斜对排、混合排和多排、冲裁搭边，这样都是属于有废料排样。模具沿工件全部外形进行冲裁，工件周边都留有搭边。这种排样能保证冲裁件的质量，模具寿命长。但材料利用率低。少废料和无废料排样 少废料是指沿冲件部分外形切断或冲裁，只是冲件之间或冲与条料侧边之间留有搭边。而无废料是指沿直线或曲线切断打料而获得冲件，无任何搭边。这两种排样方式对节省材料具有重要作用，并有利于一次冲裁多个工件，故可以提高生产率，同时，因冲裁周边减少，又可以简化冲裁模结构和降低冲裁力。但采用少废料或无废料排样时，由于条料的宽度的公差以及条料导向与它们所产生的误差，使工件的质量的精度降低，另外，由于采用单边冲裁。也是影响断面质量及模具寿命。排样图：如下图综上述分析，此冲件可采用有废料直排方式 2、材料利用率的计算 根据课本式（3.21）:=A/BS X 100 =900/67.6x21.5 x100 =623、 计算总冲压力落料力F1：F1=1.3 L t =1.3x138x2x350 =125580N式中的附表1，取=350Mpa冲孔力F2：F2=2 x 1.3 d t =2x1.3x3.14x10x2x350 =57148N 卸料力Fx:Fx=Kx*F1 =0.05x125580 =6279N式中Kx查表3.14，取Kx=0.05。推料力Ft：Ft=n Kt F2 =3x0.05x57148 =8572.2N式中Kt查表3.14，取Kt=0.05,n为卡在凹模内的废料数目，取n=3。F总：F总=F1+F2+Fx+Ft =125580+57148+6279+8572.2 =197579.2N 4、 计算压力中心 该零件结构简单而且对称，故压力中心如图： 5、 凸，凹模工作部分尺寸确定凸，凹模间隙及制造公差查表3.5，凸，凹间隙Zmin=0.246mm，Zmax=0.360mm。凸，凹制造公差按IT8级选取，查的：对于孔10mm，t=a=0.022mm；对于落料20mm，t=a=0.033mm；对于落料16mm，t=a=0.027mm。由于凸，凹模均满足t+aZmin-Zmax条件，故采用凸，凹模分别加工方法加工。确定凸，凹模工作部分尺寸 式中x查表3.7，查的x=0.5；按IT14级，查的=0.052mm 落料（20mm）：D=（D-x）+0.033/0 =（20-0.5x0.52）+0.033/0 =19.74 +0.033/0 mm D=(D-x-Zmin)0/.-t =（20-0.5x0.52-0.246）0/-0.033 =19.494 0/-0.033mm 式中x查表3.7，查的x=0.5；按IT14级，查的=0.43mm 落料（16m）：Aa=（A-x）+a/0 =（16-0.5x0.43）+0.027/0 =15.785 +0.027/0mm At=(A-x-Zmin)0/-t =(16-0.5x0.43-0.246)0/-0.027 =15.539 0/-0.027mm 式中x查表3.7，查的x=0.75；按IT14级，查的0.36mm 冲孔（10mm）：dt=（d+x）0/-t =（10+0.75x0.36）0/-0.022 =10.27 0/-0.022mm d a=（d+x+Zmin）+t/0 =（10+0.75x0.36+0.246）+0.022/0 =10.516 +0.022/0mm 式中a=x0.15=0.0375，取a=0.037mm 中心距（440.15mm）：Ca=Ca =440.037mm6、凸模，凹模，凸凹模的结构设计 凸模：用圆形冲头冲孔，所以此凸模设计成直柱形状 它的尺寸：10 0/-0.022*25*12 +0.023/+0.012*25 凹模：凹模的刃口形式，考虑到本例生产是大批量生产，所以采用刃口强度较高的凹模。它的长度宽度尺寸：126x98 凸凹模：凸凹模具的最小壁厚按：m=1.5xt=3mm7、冲压闭合高度计算 冲模的闭合高度是指滑块在下死点即模具在最底工作位置时,上模座平面与下模座下平面之间的距离H.冲模的闭合高度必须与压力机的装模高度相适应.压力机的装模高度是指滑块在下死点位置时,滑块下端面至垫板上平面的距离.当连杆调至最短时为压力机的最大装模高度Hmax;连杆调至最长时为最小装模高度Hmin.冲模的闭合高度H应介于压力机的最大装模高度Hmax和最小装模高度Hmin之间, 上下模座的高度都为45mm，凹模的高度为25mm，凸模固定板高度为22mm，凸凹模 的高度为42mm； 所以H闭=45x2+8+22+25+54+10-3 = 206mm 如图： 8、压力机的选用 由三.3得F总=198K，查模具大典的续表18.4-22得 选择公称压力为250KN的压力机，模柄的孔尺寸以及深度50x70mm，工作台板厚度为70mm。四、绘制总装图选取标准件1、模架的选择 根据凹模的周围尺寸126x98 ，所以选择模架为：125x100x45，GT/T2855.9 ，技术要求：按JB/T8070-19952、导柱导套的选择 根据本模具的需要，选择B导柱规格为：22x210 GB/T2861.2-1990 技术要求：按JB/T8070-1995 选择B型导套规格为：22x85 GB/T2861.7 技术要求：按JB/T8070-19953、紧固件的选择 内六角螺钉M8x80x4 GB/T70.1 内六角螺钉M8x55x4 GB/T70.1 圆头卸料螺钉M8x75 x2 JB/T7650.54、弹性元件的选择 聚胺酯弹性体32x10.5x20 JB/T7650.9-19955、总装图 五、绘制主要零件图a.凹模材料选用T10Ab.凹模型孔轴线与顶面保持垂直，凹模的底面与顶面应保持平行。为了提高模具寿命与冲件精度。凹模的底面和型孔应光滑，表面粗糙度为Ra=0.80.4mm.底面与销孔的Ra=1.60。8mm凹模的材料主凸模一样，其热处理硬度应略高于凸模，达到5862HRC。c.凹模的固定方法：凹模一般采用螺钉和销钉固定在下模座上。螺钉与销钉的数量、规格和它们的位置尺寸均可在标准中查得。也可根椐结构需要作适当调整。凸模的结构设计a.凸模材料选用T10A;b.模具刃口要有高的耐磨性,并能承受冲裁时的冲击力.因此应有高的硬度与适当的韧性.具体情况由上述可知,凸模工作部分的表面粗糙度Ra=0.80.4m,固定部分Ra=1.60.8m.硬度为5862HRC,与凸模固定板的配合为H7/m6的过渡配合.c.凸模的结构形式和固定方式的确定:根据此冲裁件的形状、尺寸分析，则凸模的尺寸比较大，凸模的结构形式采用GB28623.2-1981。固定方式采用压入，将凸模压入固定板内，采用H7/m6配合。d.凸模的长度：凸模的长度根据有关板料的厚度而定，包括凸模固定板的厚度，推件块的厚度及附加的厚度等，计算式选自3.14 L=H1+H2+H3+H式中：H1凸模固定板厚度mm; H2固定卸料推件板厚度mm; H3导料板厚度；H附加厚度，主要考虑凸模进入凹模深度（0.51mm）总修模量（1015mm）及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板的安全距离A（1520mm）等. L=50mm凸模的长度根据冲模的具体结构确定。应留修磨余量，并且模具在闭合状态下，卸料板至凸模固定板间应留有壁免压手安全距离。凸模一般不必进行强度校验，但对于特别细长的凸模或凸模断面尺寸而板料厚度大时，则应进行强度校验此冲裁件形状，尺寸比较大而板料厚度一般，不必进行强度校验。 凸模固定板是将凸模固定在模座上,其平面轮廓尺寸除了应保证凸模安装孔外,还要考虑螺钉与销钉孔的位置.其形式有矩形和圆形两种,固定板厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍.此零件所需凸模固定板厚度为H1=0.640=24mm.如图|：a.凸凹模材料选用T10A；b.复合模中，必定有凸凹模。凸凹模的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。从强度考虑，壁厚受最小值限制。凸凹模的最小壁厚与冲模结构有关，对于正装复合模，由于凸凹模装于上模，孔内不会积存废料，肋力小，最小壁厚可以小些。对于倒装复合模，因孔内会积存废料，所以最小壁厚要大些。此冲裁件采用倒装复合模。 不积聚废料的凸凹模的最小壁厚如下：对于黑色金属和硬材料约为工件厚的1.5倍，但不小于0.7mm，对于有色金属和软材料约等于工件料厚，但不能小于0.5mm，积聚废料的凸凹模的最小壁厚可参考表3.38选用，查得a=3.8mm;D=21mm. 六、模具的装配要求冲模在使用时，下模座部分被压紧在压力机的工作台上，是模具的固定部分。上模座部分通过模柄和压力机的滑块连为一体，是模具的活动部分。模具工作时安装在活动部分和固定部分上模具工作零件，必须保持正确的相对位置，才能使模具获得正常的工作状态。装配模具时为了方便地将上，下两部分的工作零件调整到正确位置，使凸模，凹模具有均匀的冲裁间隙，应正确安排上，下模的装配顺序。导柱与导套按H7/m6配合。导套与弹压导板，导柱与下模座板按H7/r6配合。凸模与卸料板按H7/m6配合。七、主要零件的加工路线 凸模： 工序号工序名称工序内容1备料将毛坯锻成平行六面体，尺寸为150mm100mm50mm2热处理退火3铣平面铣各平面，厚度留磨削余量0.06mm，侧面留余量0.4mm。4磨平面磨上、下平面，留磨削余量0.3mm0.4mm，磨相邻两侧保证垂直。5钳工划线加工螺钉孔和销钉孔。6切除中心废料先在型孔适当的位置钻孔，然后用带锯机去除中心废料。7钳工修正保证表面平整，余量均匀。8热处理在热处理工艺保证5862HRC。9磨平面磨上、下平面及基准孔达要求。10型孔精加工在成型磨床上磨型孔，留研磨余量0.01mm.11研磨型孔钳工研磨孔达规定技术要求。12检验 凸模固定板：工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成平行六面体，尺寸为150mm100mm35mm冲床，锯床2粗刨平面粗刨六个面，留单边余量为0.5mm0.75mm牛头刨床3精刨平面精刨上、下两面，留单边余量为0.1mm0.15mm牛头刨床4钳工划线钳工划线，划好四个螺纹孔的位置和中心凸模孔的位置5加工孔 铣52mm留单边余量为0.1mm0.15mm，攻螺纹M10。铣床6检验7=热处理4548HRC.8精加工上、下面磨削52mm,磨削上、下面,达到要求尺寸磨床9检验凸模，凹模：工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成平行六面体，尺寸为100mm50mm50mm冲床，锯床2粗刨平面粗刨六个面，留单边余量为0.5mm0.75mm牛头刨床3精刨平面精刨上、下两面，留单边余量为0.1mm0.15mm牛头刨床4钳工划线钳工划线，画好型腔的线和键槽轮廓线；5加工型腔利用铣床铣出型腔和键槽，留单边余量0.010.015mm；6检验7热处理5862HRC.8精加工上、下面磨削型腔、键槽,磨削上、下面,达到要求尺寸磨床9检验八、参考文献1 冲压工艺与模具设计 李名望 主编 人民邮电出版社 20082 冷冲压模具设计指导 王芳 主编 机械工业出版社 2005 3 冲压手册 王孝培 主编 机械工业出版社 20064 冷冲压工艺及模具设计 刘心治 主编 重庆大学出版社 20075 冲压模手册 扬占尧 主编 高等教育出版社 20066 冲压工艺学 李硕本 主编 机械工业出版社 20087 冷冲模设计 丁松聚 主编 上海机械高等专科学校 20058 冷冲压工艺与模具设计 汤酞则 主编 湖南大学出版社 20079 冲压模设计 丁松 主编 机械工业出版社 200710冷冲压设计应用实例 模具实用技术丛书编委会编 机械工业出版社 200611模具制造工艺 付建军 主编 机械工业出版社 200712公差配合与测量 胡瑢华 甘泽新 主编 清华大学出版社 200513机械制图 刘家平 主编 西安电子科技大学出版社 200614模具标准应用手册 许发樾 主编 机械工业出版社 200515机械零件手册 周开勤 主编 高等教育出版社 200616机械制造技术基础 覃岭 冯建雨 主编 化学工业出版社 2006致 谢经过几个月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个大专生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考