冲压模具设计.docx

华东交通大学材料科学与工程学院课程设计说明书课设名称： 冲压模具设计设计题目： 自行车左右刹车橡皮盒落片姓 名： 刘潘学 号： 20130310040316班 级： 13-模具（2）班指导老师： 赵明娟华东交通大学机电学院冲压工艺与模具设计课 程 设 计 任 务 书院系 材料科学与工程学院 专业 模具设计 班级2班 一、课程设计任务（论文）题目：自行车左右刹车橡皮盒落片 二、课程设计（论文）工作 自 2016 年 6 月 27 日起至 2016年7 月 17 日止。 三、课程设计（论文）的内容要求 了解并掌握模具设计的一般方法，具备初步的独立设计能力;初步掌握冲裁模、注塑模的具体设计思想和设计过程；提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力；为工程实际的模具设计打下良好的基础。具体任务是：根据经教研室审批的设计任务书所制定的制件，设计一套实用冲压模具或者注塑模具。须包含：制件冲压工艺设计或注塑成型工艺性分析、模具结构方案设计、模具工作零件设计计算、模具整体结构设计、成型设备选择、模具总装图绘制、绘制凸模、凹模零件图，尺寸、粗糙度标注齐全、编写设计说明书一份，要求内容详实，措辞准确，具有较好的可读性。四、课程设计（论文） 评阅人 职称 年 月 日目录第一章 设计目的及任务第二章 工艺分析 2.1 零件功能 2.2尺寸和精度 2.3 结构分析 2.4 材料分析 2.5 工艺分析 2.6 拟定工艺方案 2.7 模具的结构形式分析第三章 排样与搭边设计第四章 工艺力计算 4.1 冲裁力 4.2 卸料力 4.3 推件力 4.4 冲压工艺力总和第五章 压力机的选择第六章 工艺工序尺寸计算第七章 压力中心计算第八章 冲模设计 8,1 凸凹模设计 8.2模架的选择 8.3 卸料板的设计 8.4 凸模固定板的设计 8.5 紧固零件的选择 8.6 弹簧的选用第九章 模具装配 9.1 冲模装配的技术要求 9.2 冲模的装配工艺过程 9.3 冲模的安装第十章 设计总结参考文献第一章 设计目的及任务 课程设计是在学习专业基础课程的基础上，综合运用所学知识，进行模具设计的基础训练过程 目的是帮助学生具体运用和巩固冲压工艺与模具设计课程及相关的理论知识，了解设计冲压模具的一般程序。使学生能够熟练的运用有关技术资料，如冷冲模国家标准、模具设计与制造简明手册、冷冲模具结构简明手册及其它有关规范等。训练学生初步设计冷冲压模具的能力，为以后的工作打下初步基础。 设计内容为应用所学冲压工艺学和冲模设计知识，结合给定产品零件图纸，设计一套典型的落料冲孔复合模具，并完成相应技术。 图11.本产品为落料冲孔件，材料为25钢，厚度为2mm；2.工件对公差要求不高，经计算、查公差表，等级在IT12至IT13之间，取高等级IT12;3.工件外观必须平顺，毛边物等均需除去；4.大批量生产。第二章 工艺分析2.1 零件功能 该零件整体属于落料冲孔件，大批量生产，可以作为其他零件的支板2.2 尺寸及精度 该零件加工要求不高，采用IT12级精度，普通冲裁即可满足要求2.3结构分析 该零件为冲孔落料件，结构较为简单，整体形状由落料得到，零件左上方为一个冲孔。该孔的尺寸为直径5.5mm，满足冲裁最小孔径Dmin大于等于1.0t=2mm的要求。孔距已拉伸边的最小孔边距为4.75mm，满足冲裁最小孔边距lmin大于等于2t=4mm的要求。所以，该零件的结构满足冲裁要求。2.4 材料分析 25钢的25指的是含碳量，含碳量为0.25%，属于低碳钢。钢中的含碳量越高其韧性越差，铁中含碳量越高其韧性越好。该钢属于优质低碳碳素钢，冷挤压、渗透淬硬钢。该钢强度低，韧性、塑性和焊接性能均比较好。抗拉强度为253-500MPa，伸长率24%，具有较好的冲压成型性能。2.5 工艺分析 零件整体形状简单，直线、曲线的连接处为圆角过渡。其主要的形状、尺寸可以由冲裁和冲孔工序获得。并且选用25钢，其弯曲半径均大于该材料的最小弯曲半径，且工件精度要求不高，不需要矫形。因此，该零件可以用冷冲压加工成形。2.6 拟定工序方案 该零件包括落料，冲孔多道工序。可以采用以下三种方案进行加工。 方案一：采用单工序模具生产 方案二：采用复合模具生产 方案三：采用级进模生产 方案一为单工序模具，模具简单，但需要多道工序，多副模具，生产效率低，零件精度低，在生产批量大的情况下不宜使用。方案二为复合模具，只需一副模具，冲压件的行位精度和尺寸容易保证，而且生产效率高，尽管模具的结构方案相对于方案一比较复杂，但由于零件的几何形状简单，模具制造并不困难。方案三为级进模，虽然也只需一副模具，生产效率也很高，但比较方案二来说生产的零件精度不高，如果想要保证零件的形位精度，需要在模具上设置导正销，模具制造装配比较复杂。 因此在比较三个方案后，并考虑到大批量生产等多个因素，采用方案二最佳。2.7 模具的结构形式分析 根据零件的冲裁工艺方案，采用倒装式复合模。倒装式复合模通常采用刚性推件装置把卡在凹模中的冲件推下，刚性卸料装置由打杆、推板、连接推杆和推件组成。冲孔废料直接从冲孔凸、凹模内孔推下，无顶件装置，结构简单，操作方便。第三章 排样与搭边设计 本设计采用对称排，以提高材料利用率。如图3-1所示图3-1由排样图，查冲压工艺与模具设计表2.5.2知搭边值为工件间a1=2.2mm，沿边a=2.5mm图3-2两根延伸出来的线表示进料方向导料板之间无测压装置时条料宽度：BD+2(a+)+c=76.2+2(2.5+0.8)+0.4 =83.2mm导料板间距离B0=B+Z=B+2a+2c=89mm送料步距：S D b 58.2 2.2 60.4mm板料选择材料利用率：利用率=SS0100%=2531.445025.28100%=50.4%第四章 工艺力计算4.1冲裁力计算 冲裁力Fp=KptL=1.32267.3350=24.3KN 4.2卸料力 卸料力FQ=KFp=0.0324.3=0.73KN4.3 推件力 推料力FQ1=nK1FP=10.0424.3=0.972KN4.4 顶件力 顶件力FQ2=K2FP=0.0524.3=1.215KN4.5 冲压工艺力总和采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模：FP总=FP+FQ+FQ1=26KN第五章 压力机的选择根据总压力26KN，故选择公称压力（1.3 FP总）为33.8KN的开式第六章 工序工艺尺寸计算 冲裁刃口尺寸，冲裁模初始间隙值，查冲压成型工艺与模具设计表2.2.3，取2cmin=0.246,2cmax=0.36,则2cmax-2cmin=0.114mm。磨损系数x，查冲压成型工艺与模具设计表2.3.1，孔5.5mm，取x=0.75；60mm，x=0.5；28mm，x=0.75;26mm,x=0.5。凸凹模制造公差按IT12和IT13级制造。 （1）冲孔5.5 dp=(dmin+x)0-p=(5.5+0.750.09)-0.04560=5.5675-0.04560 dd=( dp+2cmin)0+0.0684=(5.5675+0.246)0+0.0684=5.81350+0.0684 校核：p+d2cmax-2cmin 0.0456+0.06840.114 0.1140.114(满足间隙公差条件) （2）落料Ad=(60-0.5 0.37)0+0.250.37=59.8150+0.0925Bd=(60-0.50.26)0+0.250.26=59.870+0.065Ed=(28-0.750.17)0+0.250.17=27.87250+0.0425Rd=(7-0.750.11)0+0.250.11=6.91750+0.0275 校核：p+d=0.09025+0.065+0.0425+0.0275=0.22525（不满足间隙公差要求）此时，取p=0.4(2cmax-2cmin)=0.40.114=0.0456mm d =0.6(2cmax-2cmin)=0.60.114=0.0684mm故 Rp=6.9175-0.04560 Rd=6.91750+0.0684第七章 压力中心的计算模具压力中心是指冲压时各个冲压部分冲压力合力的作用点。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。 冲模的压力中心，可按下述原则来确定：（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中点。（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。（3）冲裁形状复杂的零件或多凸模的零件时，其压力中心可以通过解析计算法求出。现在需要冲孔的零件是一个非对称件，其压力中心就是其几何中心。第八章 冲模设计模具结构组成工作零件直接对坯料、板料进行冲压加工的冲模零件如冲孔凸模、落料凹模；定位零件确定坯料在冲模中正确位置的零件，如导料销和挡料销；卸料及压料零件将冲切后的零件或废料从模具中卸下来的零件，如卸料板；导向零件 用以确定上下模的相对位置，保证运动导向精度的零件，如导柱导套；支撑零件 将凸模、凹模固定于上、下模上，以及将上下模固定在压力机上的零件，如上模座、下模座等；连接零件 把模具上所有的零件连接成一个整体的零件，如螺钉、销钉等。8.1凸凹模设计1、具有落料凹模，冲孔凸模作用的凸凹模，结构如图8-1所示，当材料厚度t=2mm时，由于凹模厚度H=Kb，凹