冷冲压模具设计毕业设计垫片的落料冲孔复合模具设计说明书.doc

毕业 设计课题 ： 冷冲压模具设计 专 业 班级 学生姓名 学生学号 指导教师 提交日期 2010年 5月10日 成绩 一、设计任务书1、设计冲压件的冷冲压模具一套，并绘制出模具的装配图一张及所冲裁的工作图一张(注：冲裁制品图可见附页)、模具成型零件的工作图（凸模、凹模等）及其它需要补充加工的模具零件的工作图若干张。2、编写设计说明书一份，文字及图表字数不少于8000字，并按封皮、课题设计要求、评语、内容摘要、关键字、目录、正文、致谢、参考文献的顺序装订。具体格式及排版另见所发文件08级毕业设计（论文）要求。3、冲裁制品所用材料为： H62（黄铜）4、生产条件：中批量生产。二、课题设计要求1、装配图和零件图的绘制要符合国家机械制图标准，结构表达要合理、正确，尺寸标注要全面、清晰。2、模具的设计要求：（1） 要保证所成型的制品满足使用要求和精度尺寸要求；（2） 模具结构要求合理，操作要安全可靠、使用方便；（3） 模具零件要便于加工制造，成本尽可能低。（4） 尽量选用标准模架和国家标准推荐的零部件。3、 设计说明书内容要求（1）初步设计冲压件(2) 分析冷冲压零件的冲压工艺性。(2) 分析比较和确定冷冲压工艺方案（不少于三个）a计算毛坯尺寸b确定工序的合并与工序顺序；(3) 主要工艺参数的计算a确定冲压零件的排样方案，裁板方案及材料利用率的计算；b确定各中间工序尺寸；c计算各工序压力，选择压力机；(4) 模具设计 a模具结构形式选择；b卸料弹簧、橡皮等选择；c模具工作部分尺寸和公差的计算且确定结构尺寸；d模具压力中心计算；e模具闭合高度计算；f模具其它零件结构尺寸计算。摘要： 本文通过在四川化工职业技术学院的学习,设计该零件的冲裁模.首先对冲压件进行工艺性分析,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，使其产生分离或塑性变形，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。冲压通常是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关键字: 冲压 凸模 凹模 模架 凸凹模 目 录 摘要.3一 冲压件.6二 零件的工艺性分析.7 2.1 零件的工艺性分析.7 2.2 冲裁件的精度与粗糙.72.3 确定工艺方案.8三 冲压模具总体结构设计 .93.1 模具类型.93.2 操作与定位方式.93.3 卸料与出件方式.9 3.4 模架类型及精度.9四 冲压模具工艺与设计计算.94.1 排样设计与计算.94.2 设计冲压力与压力中心,初选压力机. .104.3 计算凸凹模刃口尺寸及公差.10五 模具的总张图与零件图.115.1 冲压模具的零件图.12 (1)凹模的设计.13 (2)凸模的设计.14 (3)凸凹模的设计.155.2选择坚固件及定位零件.15 (1) 螺钉规格的选用.15 (2) 活动挡料销.165.3设计和选用卸料与出件零件.16 (1)卸料板.165.4选择模架及其它模具零件.17 (1) 模架.17 (2) 模柄.18 (3) 垫板.19 (4) 凸模固定板.20 (5) 凸凹模固定板.205.5压力机的校核.215.6级进模具的装配图.21六 总结.22七 致谢.23八 参考文献.24垫片的冲孔落料复合模具毕业设计 一冲压件冲压件图如下图所示:冲压技术要求:1. 材料:08钢2. 材料厚度:3mm3. 生产批量:大批量二 .零件的工艺性分析.2.1 零件的工艺性分析 该零件材料为08钢结构简单,抗剪强度为300mpa形状对称,只有落料，冲孔两个工序具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个20mm的孔两个8mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的的距离也满足要求，最小壁厚为6mm（20mm孔与35mm的孔、8mm的孔与R10mm的外圆之间的壁厚。）2.2 冲裁件的精度与粗糙度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,工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较底，普通冲裁完全能满足要求。根据表8-14得出零件图如下：2.3确定工艺方案.该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序,可采用的冲裁方案有单工序冲裁,复合冲裁和级进冲裁三种：方案一、单序模：零件属于中批量生产,因此采用单工序须要模具数量较多,生产率低,所用费用也高,不合理;方案二、：复合模：若采用复合冲,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6mm。综上所述可选方案二复合模。三.冲压模具总体结构设计3.1模具类型根据零件的冲裁工艺方案,采用复合冲裁模.3.2 导向与定位方式导向形式：滑动导柱导套导向定位方式：板料定位靠导料销和弹簧弹顶的活动挡料销完成，因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用的是导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销定距。33 卸料与出件方式冲孔凸模与凸凹模冲孔，冲孔废料直接落料。利用推件块将制件顶出。34 模架类型及精度该模具采用后侧导柱模架，以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。四 冲压模具工艺与设计计算41 排样设计与计算1.根据零件形状和增大利用率而采用斜排。2.搭边值设定：查表2.5.2得a1=2.5 a=2.83.条料宽度与导料板间距离计算 采用无侧压装置条料宽度与导料板间距离 条料的宽度B=（Dmax+2a+C）查表2.5.3得条料宽度偏差=0.9mm导料板与条料之间的最小间隙C查表2.5.5得C=0.5B=(35+2x2.8+0.5)=41.1mm,根据实际取料宽为42mm导料板间的距离:A=B+C= 42+0.5=42.5mm步距S=2X+a1如图4-1,x=35.28,S=35.28X2+2.5=73.06,图4-1（斜排）4、条料的利用率=(A/BS)X100%由零件图用CAD计算得一个零件的面积为1600.77mm一个进距内的坯料面积:BXS=42X73.06=3068.52mm,因此材料利用率为:=(A/BS)X100%=(1600.77/3068.52)X100%53%4.2 设计冲压力与压力中心,初选压力机.(1). 落料力 根据零件图,用CAD可计算出冲一次零件外周边之和L=186.6mm,冲孔内周边之和L=113.1mm,又因为=300Mpa,t=3mm,取K=1.3,则根据式,F1=KLt=1.3X186.6X3X300=218.322KN冲孔力: F2=KLt=1.3X113.1X3X300=132.327KN所以冲裁力F=F1+F2=218.322+132.327=350.649KN推件力:由表2.9.4,根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=9mm,故n=h/t=9/3=3,查表2.6.1,取KT=0.45则FT=n KT F冲=3X0.45X132.327 =178.641KN卸料力FX 由表2.6.1,取KX=0.04,则FX=KXXF落=0.04X218.322=8.732KN所以FZ=F+FX+FT=350.649+178.641+8.732=538.02KN公称压力F=1.3FZ=1.3X538.02=699.43KN根据公称压力选取压力机因此可选压力机型号为J23-80闭合高度为380H290 (2)压力中心 因为该制件是简单对称件,所以压力中心为该制件的几何中心.4.3.计算凸凹模刃口尺寸及公差1.冲孔尺寸2-根据表2.3.3,由材料厚度可得Zmin=0.460mm, Zmax=0.640mm.查表2.4.1T=0.020 A=0.020磨损系数表可得磨损系数X1=0.5,校核: T+A=0.04Zmax-Zmin=0.18dT=(dmin+x)=(8+0.5X0.36)=8.18dA=(dT + Zmin)=(8.18+0.46)=8.642.冲孔尺寸20根据表2.3.3, 由材料厚度可得Zmin=0.460mm, Zmax=0.640mm. 查表2.4.1T=0.020 A=0.025磨损系数表可得磨损系数X1=0.5,校核: T+A=0.045Zmax-Zmin=0.18dT=(dmin+x)=(20+0.5X0.52)=20.26dA=(dT + Zmin)=( 20.26+0.46)=20.723.落料尺寸20根据表2.3.3, 由材料厚度可得Zmin=0.460mm, Zmax=0.640mm. 查表2.4.1T=0.020 A=0.025磨损系数表可得磨损系数X1=0.5,校核: T+A=0.045Zmax-Zmin=0.18DA=(Dmax-x)=(20-0.5X0.52)=19.74DT=(DA-Zmax)=(19.74-0.64) =19.14.落料尺寸35根据表2.3.3, 由材料厚度可得Zmin=0.460mm, Zmax=0.640mm. 查表2.4.1T=0.020 A=0.030磨损系数表可得磨损系数X1=0.5,校核: T+A=0.05Zmax-Zmin=0.18DA=(Dmax-x)=(35-0.5X0.62)=34.69DT=(DA-Zmax)=(34.69-0.64) =34.055.孔心距 600.74L=L平18=6018X1.48=600.185五. 模具的总张图与零件图5.1 冲压模具的零件图(1).凹模设计 各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模在模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据将压力中心与模柄中心重合,其轮廓尺寸按公式2.9.3 2.9.4计算 用CAD计算出凹模刃口的最大尺寸b=78mm 查表2.9.5得k=0.3凹模厚度H=kb=0.3X78=23.4mm 凹模厚度取24mm凹模壁厚C=(1.5-2)H=40mm 所以凹模壁厚度为40mm 凹模长度L=l+2C=78+2X40=158mm 凹模宽度 B=l+2C=35+2X40=115mm由以上算得凹模轮廓尺寸LXBXH=158X115X24,查有关国家标准,并无厚度合适,因此我选LXB为标准尺寸,得LXB=160X125凹模材料的选用:材料选用Cr4WmoV。 (2).凸模设计凸模材料：参照冲压模具设计与制造选用T10A因为所冲的孔均为圆形，而且都都不属于特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用阶梯式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，冲孔凸模结构如图：凸模长度L=H固+H凹=1.8 H凹=1.8X24=43.2 H1=0.8 H凹=0.8X24=19.2(3)凸凹模设计由表2.9.6得凸凹模最小壁厚=6.7 5.2. 选择坚固件及定位零件螺钉规格的选用:,根据标准GB699选取材料为45钢.热处理硬度值HRC3540 卸料螺钉选用圆柱头内六角卸料螺钉,卸料板上设置4个卸料螺钉,公称直径为12mm 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1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整.活动挡料销: 在卸料板上固定了3个导料销,用于条料送进的定位.在送进方向上用一个弹簧弹顶装置的挡料销, 挡料销,的尺寸如下图:5.3. 设计和选用卸料与出件零件卸料以卸料板卸料,出件是以凸凹模往上冲出即可,因此不用设计出件零件.固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同,其厚度可取10，LXBXH=158X115X10材料为45号钢由以上根据凸凹模可设计出卸料板如图5-13.5.4 .选择模架及其它模具零件选择模架:根据GB/T 2861.5-90,由凹模周界158X115,及安装要求,选取凹模周界:LXB=160X125,闭合高度:H=170205,上模座:160X125X40下模座:160X125X50导柱25X160, 导套:25X95X38,由以上可得模架如图5-14所示. 模柄: 由压力机的型号J23-80.可查得模柄孔的直径为60,深度为80,由装配要求,模柄与模柄孔配合为H7/m6并加销钉防转,模柄长度比模柄孔深度小510mm,由于采用固定卸料，上模座回程时受力较大，因此选用压入式模柄较合理，所以根据GB2862.1-81得图5-15所示: 垫板: 垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力,以防止模座被挤压损伤,因此在与模座接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板.垫板的外形尺寸与凸模固定板相同,厚度可取310mm,这里设计时,由于压力较大,根据GB2865.2-81选取规格为LXBXH=160X115X10凸模固定板: 凸模固定板的外形尺寸与凸模的外形尺寸一致,厚度为20mm,根据核准选取板的规格为LXBXH=160X115X20; 凸凹模固定板: 凸凹模固定板的尺寸与垫板的尺寸一致,厚度为20mm,规格为LXBXH=160X115X20;5.5 压力机的校核(1).公称压力 根据公称压力的选取压力机型号为J23-80,它的压力为800699.43所以压力得以校核;(2).闭合高度 由压力机型号知Hmax=380 M=90 H1=100Hmin=HmaxM=380-90=290(M为闭合高度调节量/mm,H1为垫板厚度/mm)根据GB/T 2851.3-90 得模具闭和高度为170H205,根据公称压力选用压力机闭和高度 290H380, H垫=100因为 Hmin+10-H垫HHmax-5-H垫 200H275所以H=205 选顶定压力机J23-8符合要求.H=H(上)+H(垫)+H(凸凹)+L+H(下)=40+10+43.2+H(凸凹)+50=145+ H(凸凹)145+ H(凸凹)=205 H(凸凹)=605.6根据前面的设计与分析,我们可以得出如级进模具的总张图如图5-1所示:5-1 复合模总装图1.模座，2.螺钉,3.凸凹模固定板,4.导柱,5.弹簧,6.活动挡料销,7.导套8.螺钉,9.连接打杆,10.推板,11.打杆,12.模柄 13.螺钉14.上模座 15.16.冲孔凸模 17.凸模固定板 18.推件块 19.落料凹模 20.卸料板 21.卸料螺钉 22.导料销六 总结在大学的学习过程中，毕业设计是一个重要的环节。是我们步入社会参与实际工作的一次极好的演示，我十分有幸提早把毕业设计和实际工作有机的结合起来。此次的毕业设计是我们从大学毕业走向未来工作的重要一步，从最初的选题、开题到计算、绘图直到完成设计，期间查找资料、老师们的指导与同学的交流，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。不但使我更进一步理解和懂得了以前学到的知识而且还把以前课本上学到的知识连接在了一起。使我能更好的融会贯通。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，毕业设计收获很多，提高自己的绘图能力。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处，比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解。这次实践是对自己大学所学的一次大的检阅，使我明白了自己知识还很浅薄。虽然马上要毕业了但是自己的求学之路还很长，以后更应在工作中学习，努力使自己成为一个对社会有所贡献的人。七 致谢首先感谢四川化工职业技术学院，给我提供这么好的学习生活环境，在校学习和生活的日子是我一生中一段难忘的经历！本文是在李老师精心指导和大力支持下完成的。李老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。 最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢八 参考文献 10/30 17:12 C620轴拨杆的工艺规程及钻2-16孔的钻床夹具设计09/21 13:39 CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计83100308/30 15:37 CPU风扇后盖的注塑模具设计09/20 16:19 GDC956160工业对辊成型机设计08/30 15:45 LS型螺旋输送机的设计10/07 23:43 LS型螺旋输送机设计09/20 16:23 P-90B型耙斗式装载机设计09/08 20:17 PE10自行车无级变速器设计10/07 09:23 话机机座下壳模具的设计与制造09/08 20:20 T108吨自卸车拐轴的断裂原因分析及优化设计09/21 13:39 X-Y型数控铣床工作台的设计09/08 20:25 YD5141SYZ后压缩式垃圾车的上装箱体设计10/07 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