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托架冲压模具设计【23张CAD图纸+毕业答辩论文】【冲压模具】

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资源描述:

摘      要


冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中,工人生产的劳动强度大、劳动量大,严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展, 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视,而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中,冲压模具可以大大的提高劳动生产效率,减轻工人负担,具有重要的技术进步意义和经济价值。

本文提出采用模具来生产托架的新工艺,并针对某规格夹具托架设计了复合模。该模具设计的难点主要是如何解决好零件中的孔冲裁、确定模具结构、如何进行模具的制造及冲裁方案选定等。本文结合托架的特点,具体解决了压力机的选择与校核、凸模和凹模刃口尺寸计算及结构设计、定位方案设计、卸料方式的设计、主要模具零件的加工工艺、标准零件的选用、模具的装配等一系列的设计工作,这些设计可为类似的零件模具设计提供现实的指导意义。此次模具设计的突出特点是尝试使用复杂的复合模具,解决常规冲压工艺模具套数多、工艺路线长、生产成本高、效率低等缺点,并为以后此类零件冲压工艺的编制及模具设计提供了可靠的依据。

本文介绍的模具实例结构简单实用,使用方便可靠,对类似工件的大批量生产具有一定的参考作用。


关键词 冲模;复合模;冲裁力;冲裁间隙

Abstract


Punching die has been widely used in industrial production. In the traditional industrial production, the worker work very hard, and there are too much work, so the efficiency is low. With the development of the science and technology nowadays, the use of punching die in the industial production gain more attention, and be used in the industrial production more and more. Self-acting feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficience of production and could alleviate the work burden,so it has significant meaning in technologic progress and economic value.

This Article proposes using mold to produce retainer of the new technology, And against a standard fixture retainer design of the compound dies. The main problems of this mold design is how to solve retainer of punching holes, determine mold structure, how to manufacturing the mold and selected blanking programs and so on. This Article Combine the characteristics  of  retainer, concretely solve the choice and verify check of the press machine, the numeration and structure design of the point dimension of punch and matrix, the locating project design, the method of stripper, the main mold parts processing, the choice of standard parts, the design of the model assemble. These designs can provide realistic guiding significance for similar mold design. But the characteristics of the design is to try to using the complicate dies. To solve the problem of original process, such as large numbers of die, long process of technology, high production cost, low efficiency, difficulty in keeping symmetry of working parts are solved, and a reliable evidence for the workout of stamping process and die design of these parts is provided.

The dies here discussed can be easily made, conveniently used, and safely operated. And it could be used as the reference in the large scale production of similar workpieces.


key words dies; compound dies; blanking force; blanking dearance

目      录

第1章  绪论1

1.1模具行业1

1.2国内外模具发展状况及趋势1

1.3本次设计的主要方向、内容及目的2

第2章  冲压工艺与模具设计4

2.1 冲压件工艺分析4

2.2 工艺方案及模具结构类型4

2.3 排样及搭边5

2.4 冲压力与压力中心计算6

2.4.1 冲压力6

2.4.2 压力中心7

2.5 工作零件刃口尺寸计算8

2.5.1 刃口尺寸确定的原则8

2.5.2 刃口尺寸确定的方法9

2.6 工作零件结构尺寸11

2.6.1 落料凹模板尺寸11

2.6.2 落料凸模尺寸11

2.6.3 冲孔凸模尺寸11

2.7 其它模具零件结构尺寸及模架选用12

2.8 压力机的规格选用12

2.9 模具装配图13

2.10 模具零件图14

2.11 零件技术要求24

第3章  模具制造25

3.1 主要模具零件及其加工工艺过程25

3.1.1 落料凹模加工工艺过程26

3.1.2 冲孔凸模加工工艺过程26

3.1.3 落料凸模加工工艺过程27

3.1.4 凸模固定板加工工艺过程28

3.1.5 落料凸模固定板加工工艺过程28

3.1.6 卸料板加工工艺过程29

3.1.7 上垫板加工工艺过程29

3.1.8 下垫板加工工艺过程30

3.1.9 空心垫板加工工艺过程30

3.1.10 推件块加工工艺过程31

3.1.11 上模座加工工艺过程31

3.1.12 下模座加工工艺过程32

3.2 其余模具标准零件32

3.2.1 固定挡料销及导料销32

3.2.2 推杆33

3.2.3 防转销33

3.2.4 圆柱销34

3.2.5 卸料螺钉35

3.2.6 内六角圆柱头螺钉35

3.2.7 模柄36

3.2.8 卸料弹簧37

3.2.9 导柱导套38

3.2.10 模座38

第4章  模具装配与调试40

4.1 模具装配特点40

4.2 装配技术要求40

4.3 装配过程41

4.3.1 常用的装模工具41

4.3.2 模具的装配41

4.4 装模与试模43

4.4.1 模具的安装43

4.4.2 模具的调试44

4.5 检验和验收技术条件45

4.6 使用规定46

4.7 冲模设计的审核项目46

4.8 模具制造者的保证47

结论49

致谢50

参考文献51




第1章  绪论

1.1模具行业

没有高水平的模具就没有高水平的产品。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,因为模具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。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中,60~80%的零部件都要依靠模具成型。


内容简介:
西南交通大学本科毕业设计(论文) 第页院 系 专 业 年 级 2003级 姓 名 题 目 托架冲压模具设计 指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第页毕业设计(论文)任务书班 级 学生姓名 学 号 发题日期: 2007 年 3 月15 日 完成日期: 6 月25 日题 目 托架冲压模具设计 1、本论文的目的、意义 模具设计工件是需要非常专业的知识和多年的经验才能胜任的。随着我国机械行业的飞速发展,模具设计工程师越来越短缺。已经严重制约了模具行业的健康发展。在广东、浙江、上海、江苏等地找到五年以上设计经验的模具工程非常困难,而刚刚毕业的模具专业的学生又远远不能满足企业的需要。通过本次毕业设计实践, 采用CAD/CAM(Master CAM、UG、Pro/E)技术可以使设计者从繁沉计算和绘图工件中得到解脱。采用人机结合,各尽所长,充分发挥其人的创造思维能力,控制设计过程,使模具设计趋于合理化。而计算机则发挥其计算分折和储存信息的能力。两者结合,发挥各自的优势,有利于获得最优的设计成果,缩短开发周期。 2、学生应完成的任务 1、工艺分折;2、确定加工方案;3 排样图的设计及材料利用率计算;4、冲裁压力和压力中心计算;5、凸凹模设计;6、凸凹模刃口尺寸的确定;7、其它零件的设计;8、压力机的选择; 9、后附翻译和实习报告 3、论文各部分内容及时间分配:(共 12 周)第一部分工艺分折、确定加工方案、收集资料 ( 2周) 第二部分排样图的设计及材料利用率计算、冲裁压力和压力中心计算( 2周) 第三部分凸凹模设计、凸凹模刃口尺寸的确定 ( 4周)第四部分其它零件的设计、压力机的选择 ( 2周) 第五部分 写说明书及翻译 ( 1周)评阅及答辩 ( 1周)备 注 参考文献: 沈兴东,韩森和 冲压设计与模具设计山东科学技术出版社,2005年;翁其金冷冲压技术机械工程出版社,2004年;王芳冲压设计与模具设计机械工程出版社,2002年 郑家贤冲压工艺与模具设计实用技术机械工业出版社 2004年 指导教师: 2007年4月10日审 批 人: 年 月 日参考文献【1】 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计. 机械工业出版社,1995【2】 彭建声. 简明模具工实用技术手册. 机械工业出版社,1993【3】 唐志玉. 模具设计师指南. 国防工业出版社,1999【4】 塑料模设计手册编写组. 塑料模设计手册. 机械工业出版社,1994【5】 贾润礼,程志远. 实用注塑模设计手册. 中国轻工业出版社,2000【6】 廖念钊. 互换性与技术测量. 中国计量出版社,1991【7】 黄毅宏. 模具制造工艺. 机械工业出版社,1999【8】 模具制造手册编写组. 模具制造手册. 机械工业出版社,1996【9】 冯炳尧,韩泰荣,蒋文生. 模具设计与制造简明手册. 上海科学技术出版社,1998【10】 赵如福. 金属机械加工工艺人员手册. 上海科学技术出版社,1990【11】 徐灏. 机械设计手册. 机械工业出版社,1991【摘要】通过对电动机绝缘胶架工艺的正确分析,设计了一副一模四腔的塑料模具。详细地叙述了模具成型零件包括前模板、前模仁、后模板、后模仁、后模镶件、斜导柱、滑块等的设计与加工工艺过程,重要零件的工艺参数的选择与计算,推出机构与浇注系统以及其它结构的设计过程,并对试模与产品缺陷作了介绍。【Abstract】 A set of mould with one module and four cavities has been designed through the correct analysis of the technology of insulated pastern support of motor in the graduate design. The design and machining technology process of its molding part including the front moulding plate、front mould kernel、back mould plate、back mould kernel、back mould set piece、incline guide pin、slide steatite etc, and the choice and calculation of technology parameters of the impotent part, the design process of extrusion outfit, inject system and other makeup are specified in detail; Test and product have been introduced.前 言大学四年的本科学习即将结束,毕业设计是其中最后一个环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学四年的课程学习和课程、生产实习,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识,对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题,我们进行了大量的实习。经过在益阳无线电六厂、湖南益阳气缸垫有限公司等几家单位的生产实习,尤其是在深圳市沙井镇大和滤芯制品厂工模部长达三个月的毕业实习,我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识,丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识,而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下,同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体,明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍,设计中,将充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中,将有一定的困难,但有指导老师的悉心指导和自己的努力,相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而且缺乏经验,设计中不妥之处在所难免,肯请各位老师指正。设计者: 结 束 语历经近三个月的毕业设计即将结束,敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料,请教工厂中极具经验的模具设计人员和工人师傅以及各位老师有关模具方面的问题,特别是模具在实际中可能遇到的具体问题,使我在这短暂的时间里,对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对塑料模具设计的各种成型方法,成型零件的设计,成型零件的加工工艺(如线切割、电火花加工、CNC电脑数控加工),主要工艺参数的计算,产品缺陷及其解决办法,模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛,掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。从陌生到开始接触,从了解到熟悉,这是每个人学习事物所必经的一般过程,我对模具的认识过程亦是如此。经过三个月的努力,我相信这次毕业设计一定能为四年的大学生涯划上一个圆满的句号,为将来的事业奠定坚实的基础。在这次设计过程中得到了现场设计人员、工人师傅和伍先明等老师以及许多同学的帮助,特别是伍先明老师的悉心指导,使我受益匪浅。在此,对关心和指导过我各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢!西 南 交 通 大 学本科毕业设计(论文)托架冲模具设计及CAD年 级:2003 级学 号:姓 名: 专 业: 指导老师: 2007 年 6月 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第页院 系 专 业 年 级 2003级 姓 名 题 目 托架冲模具设计及CAD 指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第页毕业设计(论文)任务书班 级 学生姓名 学 号 发题日期: 2007 年 3 月15 日 完成日期: 6 月25 日题 目 托架冲模具设计及CAD 1、本论文的目的、意义 模具设计工件是需要非常专业的知识和多年的经验才能胜任的。随着我国机械行业的飞速发展,模具设计工程师越来越短缺。已经严重制约了模具行业的健康发展。在广东、浙江、上海、江苏等地找到五年以上设计经验的模具工程非常困难,而刚刚毕业的模具专业的学生又远远不能满足企业的需要。通过本次毕业设计实践, 采用CAD/CAM(Master CAM、UG、Pro/E)技术可以使设计者从繁沉计算和绘图工件中得到解脱。采用人机结合,各尽所长,充分发挥其人的创造思维能力,控制设计过程,使模具设计趋于合理化。而计算机则发挥其计算分折和储存信息的能力。两者结合,发挥各自的优势,有利于获得最优的设计成果,缩短开发周期。 2、学生应完成的任务 1、工艺分折;2、确定加工方案;3 排样图的设计及材料利用率计算;4、冲裁压力和压力中心计算;5、凸凹模设计;6、凸凹模刃口尺寸的确定;7、其它零件的设计;8、压力机的选择; 9、后附翻译和实习报告 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第页3、论文各部分内容及时间分配:(共 12 周)第一部分工艺分折、确定加工方案、收集资料 ( 2周) 第二部分 排样图的设计及材料利用率计算、冲裁压力和压力中心计算 ( 2周) 第三部分凸凹模设计、凸凹模刃口尺寸的确定 ( 4周)第四部分其它零件的设计、压力机的选择 ( 2周) 第五部分 写说明书及翻译 ( 1周)评阅及答辩 ( 1周)备 注 参考文献: 沈兴东,韩森和 冲压设计与模具设计山东科学技术出版社,2005年;翁其金冷冲压技术机械工程出版社,2004年;王芳冲压设计与模具设计机械工程出版社,2002年 郑家贤冲压工艺与模具设计实用技术机械工业出版社 2004年 指导教师: 2007年4月10日审 批 人: 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第页摘 要冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中,工人生产的劳动强度大、劳动量大,严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展, 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视,而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中,冲压模具可以大大的提高劳动生产效率,减轻工人负担,具有重要的技术进步意义和经济价值。本文提出采用模具来生产托架的新工艺,并针对某规格夹具托架设计了复合模。该模具设计的难点主要是如何解决好零件中的孔冲裁、确定模具结构、如何进行模具的制造及冲裁方案选定等。本文结合托架的特点,具体解决了压力机的选择与校核、凸模和凹模刃口尺寸计算及结构设计、定位方案设计、卸料方式的设计、主要模具零件的加工工艺、标准零件的选用、模具的装配等一系列的设计工作,这些设计可为类似的零件模具设计提供现实的指导意义。此次模具设计的突出特点是尝试使用复杂的复合模具,解决常规冲压工艺模具套数多、工艺路线长、生产成本高、效率低等缺点,并为以后此类零件冲压工艺的编制及模具设计提供了可靠的依据。本文介绍的模具实例结构简单实用,使用方便可靠,对类似工件的大批量生产具有一定的参考作用。关键词 冲模;复合模;冲裁力;冲裁间隙 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第VI页AbstractPunching die has been widely used in industrial production. In the traditional industrial production, the worker work very hard, and there are too much work, so the efficiency is low. With the development of the science and technology nowadays, the use of punching die in the industial production gain more attention, and be used in the industrial production more and more. Self-acting feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficience of production and could alleviate the work burden,so it has significant meaning in technologic progress and economic value.This Article proposes using mold to produce retainer of the new technology, And against a standard fixture retainer design of the compound dies. The main problems of this mold design is how to solve retainer of punching holes, determine mold structure, how to manufacturing the mold and selected blanking programs and so on. This Article Combine the characteristics of retainer, concretely solve the choice and verify check of the press machine, the numeration and structure design of the point dimension of punch and matrix, the locating project design, the method of stripper, the main mold parts processing, the choice of standard parts, the design of the model assemble. These designs can provide realistic guiding significance for similar mold design. But the characteristics of the design is to try to using the complicate dies. To solve the problem of original process, such as large numbers of die, long process of technology, high production cost, low efficiency, difficulty in keeping symmetry of working parts are solved, and a reliable evidence for the workout of stamping process and die design of these parts is provided.The dies here discussed can be easily made, conveniently used, and safely operated. And it could be used as the reference in the large scale production of similar workpieces.key words dies; compound dies; blanking force; blanking dearance西南交通大学本科毕业设计(论文) 第VIII页目 录第1章 绪论11.1模具行业11.2国内外模具发展状况及趋势11.3本次设计的主要方向、内容及目的2第2章 冲压工艺与模具设计42.1 冲压件工艺分析42.2 工艺方案及模具结构类型42.3 排样及搭边52.4 冲压力与压力中心计算62.4.1 冲压力62.4.2 压力中心72.5 工作零件刃口尺寸计算82.5.1 刃口尺寸确定的原则82.5.2 刃口尺寸确定的方法92.6 工作零件结构尺寸112.6.1 落料凹模板尺寸112.6.2 落料凸模尺寸112.6.3 冲孔凸模尺寸112.7 其它模具零件结构尺寸及模架选用122.8 压力机的规格选用122.9 模具装配图132.10 模具零件图142.11 零件技术要求24第3章 模具制造253.1 主要模具零件及其加工工艺过程253.1.1 落料凹模加工工艺过程263.1.2 冲孔凸模加工工艺过程263.1.3 落料凸模加工工艺过程273.1.4 凸模固定板加工工艺过程283.1.5 落料凸模固定板加工工艺过程283.1.6 卸料板加工工艺过程293.1.7 上垫板加工工艺过程293.1.8 下垫板加工工艺过程303.1.9 空心垫板加工工艺过程303.1.10 推件块加工工艺过程313.1.11 上模座加工工艺过程313.1.12 下模座加工工艺过程323.2 其余模具标准零件323.2.1 固定挡料销及导料销323.2.2 推杆333.2.3 防转销333.2.4 圆柱销343.2.5 卸料螺钉353.2.6 内六角圆柱头螺钉353.2.7 模柄363.2.8 卸料弹簧373.2.9 导柱导套383.2.10 模座38第4章 模具装配与调试404.1 模具装配特点404.2 装配技术要求404.3 装配过程414.3.1 常用的装模工具414.3.2 模具的装配414.4 装模与试模434.4.1 模具的安装434.4.2 模具的调试444.5 检验和验收技术条件454.6 使用规定464.7 冲模设计的审核项目464.8 模具制造者的保证47结论49致谢50参考文献51 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第43页第1章 绪论1.1模具行业没有高水平的模具就没有高水平的产品。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,因为模具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。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中,6080%的零部件都要依靠模具成型。1.2国内外模具发展状况及趋势我国具工业从起步到飞跃发展,历经了半个多世纪,近几年来,我国模具技术有了很大发展,模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。按照中国模具工业协会的划分,我国模具基本分为10大类,其中,冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。目前,我国以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步。几大汽车模具厂由于采用了国际上先进的模具加工厂设备、制造技术和软件,实现了CAD(计算机辅助设计)/CAE(计算机辅助实验)/CAM(计算机辅助制造)一体化,提高了冲压模具的设计开发和制造能力,缩短了模具的生产周期。国内的模具企业也在充分抓住汽车工业所带来的发展契机,加大设备、产品、生产规模的升级步伐,积极开拓国内外市场。然而,我国模具制造技术与工业发达国家的差距还很大,冲压模具CAD/CAE/CAM技术的开发手段比较落后、技术的普及率不高,应用不够广泛,仅有约10%的模具在设计中采用了CAD技术,距抛开绘图板还有漫长的一段路要走;在应用CAE进行模具方案设计和分析计算方面,也才刚刚起步,在应用CAM技术制造模具方面,由于缺乏先进适用的制造装备和工艺设备,只有5%左右的模具制造设备被应用于这项工作。精密加工设备在模具加工设备中所占比重较低,工艺设备落后,直接影响国产模具质量的提高。我国模具工业现有生产能力只能满足需求量的60%左右,大部分模具厂的模具加工设备陈旧,在役期长、精度差、效率低,还不能适应国民经济发展的需要。生产冲压模具的专用技术尚未成熟,大多仍还处于试验摸索阶段,如模具的表面涂层、表面热处理技术、导向副润滑技术、型腔传感及润滑技术、去应力技术、抗疲劳及防腐技术等未完全形成生产能力,走向商品化。一些关键、重要的技术缺少知识产权的保护。模具标准件标准化程度及使用覆盖率较低,在汽车制造业中被大量使用的模具是冲压模。近5年来,汽车模具标准件的使用覆盖率尽管有了较大增长,已从20世纪末的25%30%提高到目前的45%左右。但这种增长距国际先进水平(一般在70%以上,中小模具在80%以上)差距还很大。这是汽车模具交货期长,也是我国成为模具进口大国的重要原因之一。目前模具技术的发展趋势 模具CAD/ CAE/ CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展;模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展;快速经济制模技术的广泛应用;模具材料及表面处理技术的研究;模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展;模具标准件的应用将日渐广泛;压铸模、挤压模及粉末锻模比例增加;模具工业新工艺、新理念和新模式。 还有模具工业新工艺、新理念和新模式,在成型工艺方面,主要是冲压模具功能复合化,模具加工系统自动化等。另一方面,随着先进制造技术的不断发展和整体制造水平的提高,在模具行业提出新的设计、生产、管理理念与模式。主要有:适应模具单件生产特点的柔性制造技术;创造最佳管理和效益的团队精神;提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理;广泛采用标准件通用件的分工协作生产模式;适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。1.3本次设计的主要方向、内容及目的冲压工艺在机电产品制造行业中应用广泛是众目共睹的,而冲模是实现冲压工艺的主要工艺装备,在模具制造行业中占有重要的地位。冲模技术的水平直接和生产率、产品质量(尺寸公差和表面粗糙度等)、一次刃磨的寿命以及设计和制造模具的周期紧密相关。提高冲模技术水平有利于获得优质、高效、低耗、廉价的产品,技术经济效果显著,深受制造行业的重视。冲压就是在室温下,利用安装在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,从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具-在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。冲压加工的特点:由于冷冲压加工具有上述突出的优点,因此在批量生产中得到了广泛的应用,在现代工业生产中占有十分重要的地位,是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。冲压成形加工必须具备相应的模具,而模具是技术密集型产 品,其制造属单件小批量生产,具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高(约占产品成本的10%30%)的特点。所以,只有在冲压零件生产批量大的情况下,冲压成形加工的优点才能充分体现,从而获得好的经济效益。托架一般是冲裁件,材料是Q235钢,厚度是根据受力情况而定,精度等级也根据用途而定,一般为IT11IT14级,大批量生产,图1-1为典型的托架零件图,即此次设计托架冲压模具设计。本设计注重在模具的设计方案、方法上面。零件简单,但属于金属加工,有较难的模具加工工艺,所以必须采用复合冲裁或级进模冲裁才能冲出工件。这样冲出的工件才具有更高的精度,且加工速度也可得以提高。第2章 冲压工艺与模具设计冲压件的工艺性系指冲压件对冲压工艺的适应性。在一般情况下,影响冲压件工艺性的因素有几何形状、尺寸、精度、表面粗糙度及毛刺。冲压件工艺性对冲压件质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及设备选用等都有很大影响。良好的冲压件工艺性可显著降低冲压件的制造成本。2.1 冲压件工艺分析1.材料:该冲裁件的材料Q235钢是普通碳素钢,具有较好的可冲压性能。2.零件结构:该冲裁件结构具有对称性,转角处有R2圆角,比较适合冲裁。3.尺寸精度:零件图上所有未注公差的尺寸,属自由尺寸,可按IT14级确定尺寸的公差。孔边距12的公差为 -0.11,属IT11级精度。查表【实用冲压技术手册 P469,附录G 冲压基准件标准公差数值表】,可得各尺寸公差结论:适合冲裁。2.2 工艺方案及模具结构类型该零件包括落料、冲孔两个基本工序,可以采用以下三种工艺方案: 先落料,再冲孔,采用两个单工序模生产。 落料冲孔复合冲压,采用复合模生产。 冲孔落料连续冲压,采用级进模生产。方案模具结构简单,但需要两道工序、两副模具才能完成零件的加工,生产效率较低,难以满足零件大批量生产的要求。由于零件结构一般,为提高生产效率,主要应采用复合冲裁或级进模冲裁方式。由于孔边距尺寸有公差要求,为了更好地保证尺寸精度,最后确定用复合冲裁方式进行生产。对本工件可以采用的复合模的结构可分为倒装式与正装式复合模两个,在选择模具结构时要根据冲压件质量、生产批量、精度要求、方便操作等方面来确定。正装式结构与倒装式结构比较:正装式结构较适用于冲制材质比较软的或板料比较薄的平直度要求度较高的冲裁件,还可以冲裁孔边距较小的冲裁件,便由于冲裁过程中冲片废料落在模具下模的表面,每次冲裁工人必需先清理废料操作不便,而且正装式结构需要三套卸料、顶料装置,制造装配不便。倒装式不宜冲裁孔边距较小的冲裁件,但倒装式复合模结构简单、又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件,卸件可靠,冲裁过程中的废料直接从模具下面被推出,便于操作,并为机械化出件提供了有利条件,故应用十分广泛。本设计由工件尺寸可知,凸凹模壁厚大于最小壁厚,为便于操作,所以复合模具结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方式,这种结构操作、维修较方便。2.3 排样及搭边查表(实用冲压技术手册P36,表2-11 冲裁金属材料的搭边值),确定搭边值:两工件间的搭边:a=2.2;工件边缘搭边:a1=2.5; 步距为:38.2; 条料宽度 (1-1)确定后排样图一个步距内的材料利用率为:查表(实用冲压技术手册 P303,表85 冷轧薄钢板规格),选用7101500钢板,每张钢板可剪裁为10张条料(701500),每张钢板可冲390个工件,则为:2.4 冲压力与压力中心计算2.4.1 冲压力落料力:其中按非退火Q235钢板计算,查表(实用冲压技术手册 P329,表849 黑色金属的机械性能),得310380MPa 。冲孔力 :卸料力:推件力:其中是因有两个孔。总冲压力:2.4.2 压力中心由于工件结构对称,故压力中心在零件中心上。:L1距y轴10mmL2距x轴10mm压力中心:冲裁合力中心s相对y轴的距离为: 冲裁合力中心s相对x轴的距离为: 其中 L1=24, L2=14.5, L3=38.61, L4=14.5, L5=24, L6=14.5, L7=38.61,L8=14.5, L9=31.42, L10=31.42 x1=10, x2=18.25, x3=42.5, x4=66.75, x5=75, x6=66.75, x7=42.5,x8=18.25, x9=24, x10=61 y1=22, y2=10, y3=11.69, y4=10, y5=22, y6=34.03, y7=32.35,y8=34.03, y9=22, y10=22计算时,忽略圆角4-R2由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为(42.5,22)。2.5 工作零件刃口尺寸计算2.5.1 刃口尺寸确定的原则凸、凹模刃口尺寸和公差的确定,直接影响冲裁生产的技术经济效果,是冲裁模设计的重要环节,必须根据冲裁的变形规律、冲模的磨损规律和经济的合理性,遵循以下原则: 设计落料模时,应以凹模尺寸为基准,间隙取在凸模上,靠减小其尺寸获得;设计冲孔模时,应以凸模尺寸为基准,间隙取在凹模上,靠增大其尺寸获得。 根据冲模的磨损规律,凹模的磨损使落料件轮廓尺寸增大,因此设计落料模时,凹模的刃口尺寸应等于或接近工件的下极限尺寸;凸模的磨损使冲孔件的孔径尺寸减小,因此设计冲孔模时,凸模的刃口尺寸应等于或接近工件的上极限尺寸。 冲裁模在使用中,由于磨损间隙值将不断增大,因此设计时无论是落料模还是冲孔模,新模具都必须选取最小合理间隙,使模具具有较长的寿命。 根据工件尺寸公差的要求,确定模具刃口尺寸的公差等级。2.5.2 刃口尺寸确定的方法模具刃口尺寸计算方法分为两种。 凸模和凹模分开加工在这种情况下,需要分别计算和标注凸模和凹模的尺寸和公差。落料时,间隙取在凸模上;冲孔时,间隙取在凹模上。凸模和凹模分开加工的优点是凸模和凹模具有互换性,可以批量生产。但是为了保证合理的间隙,要求加工凸模和凹模的机床精度高,加工难度大,因此凸模和凹模分开加工的方法仅适用于形状简单的冲裁模。 凸模和凹模配合加工所谓配合加工就是在凸模和凹模中先选定一件为基准件,制造好后用它的实际刃口尺寸来配做另一件,使它们之间达到最小合理间隙值。落料时,先做凹模,以它为基准件配做凸模,保证最小的合理间隙值;冲孔时,先做凸模,以它为基准件配做凹模,保证最小的合理间隙值。凸、凹模配合加工方法有利于获得最小合理间隙,放宽对模具加工设备的精度要求,而冲模的生产规模多数情况下均属于单件或小批量生产,因此,目前多数工厂均采用配合加工法生产凸模和凹模。所以,根据工件图,确定落料部分以落料凹模为基准计算 ,落料凸模按间隙值配制;冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。既以落料凹模、冲孔凸模为基准,凸凹模按间隙值配制。刃口尺寸计算见表2-2:表2-2 刃口尺寸计算基本尺寸及分类冲裁间隙磨损系数计算公式制造公差计算结果落料凹模Zmin=0.246Zmax=0.36Zmax Zmin=0.36-0.246=0.11制件精度为:IT14级,故x=0.5相应凸模尺寸按凹模尺寸配作,保证双面间隙在0.2460.36之间同上同上同上相应凸模尺寸按凹模尺寸配作,保证单面间隙在0.1230.18之间同上同上冲孔凸模同上相应凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作,保证双面间隙在0.2460.36之间孔边距同上制件精度为:IT11级,故x=0.75孔心距同上x=0.52.6 工作零件结构尺寸2.6.1落料凹模板尺寸凹模厚度:H=KB(B15)查表【实用冲压技术手册 P225,表74 系数K值】,得K=0.28H=0.286518.2凹模边壁厚:C(1.52)HC(1.52)18.2(27.336.4)实取C=30凹模板边长:LB+2C65+230125查标准JB/T6743.194:凹模板宽B125故确定凹模板外形为:12512518()。将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后,查表【冲模设计手册 P631,表146 矩形和圆形凹模外形尺寸】,实取为:12512514()。校核:因凹模的外形尺寸已接近标准尺寸,不用在进行强度和刚度的核算。使用螺钉与上模座固定。2.6.2 落料凸模尺寸落料凸模长度:L=h1+h2+h=16+10+24=50()其中:h1落料凸模固定板厚度h2弹性卸料板厚度h增加长度(包括凸模进入凹模深度,弹性元件安装高度等)落料凸模内外刃口间壁厚校核:根据冲裁件结构,落料凸模内外刃口最小壁厚为7,根据强度要求查表【实用冲压技术手册 P228,表76 凸凹模最小壁厚】知,该壁厚为4.9,故该落料凸模侧壁强度足够。使用落料凸模固定板固定。2.6.3 冲孔凸模尺寸凸模长度:L凸h1+h2+h314+12+1440其中:h1凸模固定板厚h2空心垫板厚h3凹模板厚凸模强度校核:该凸模不属于细长杆,强度足够。使用凸模固定板固定。2.7 其它模具零件结构尺寸及模架选用根据倒装复合模形式特点: 凹模板尺寸并查冷冲模国家标准,确定其它模具模板尺寸列于下面:上垫板(GB2858.6-81) 1251256() T8A钢凸模固定板(GB2858.5-81) 12512514() 45 钢 空心垫板(GB2858.6-81) 12512512() 45 钢卸料板(GB2858.5-81) 12512510() 45 钢落料凸模固定板(GB2858.5-81) 12512514() 45 钢下垫板(GB2858.6-81) 1251256() T8A钢根据模具凹模等零件结构尺寸,查【实用冲压技术手册 P477,附录J 冲模模架标准】,选取后侧导柱125125140165 标准模架一副。模架型式(标准号)GB/T2851.31990。上模座:12512530 后侧导柱上模座按GB/T 2855.51990选用下模座:12512535 后侧导柱下模座按GB/T 2855.61990选用导柱:22130 A型导柱按GB/T 2861.11990标准选用导套:228028 A型导套按GB/T 2861.61990标准选用2.8 压力机的规格选用根据以下条件: 总冲压力 F总362kN 模具闭合高度 Hmax-5mm160Hmin+10mm装模高度 hmax-5mm160hmin+10mm可调节连杆,对压力机工作有利。如果模具闭合高度过小,可再加一块附加垫板,如果模具的闭合高度大于压力机的最大封闭高度时,模具就不能在压力机上使用。 冲床工作台面和滑块底面尺寸一般压力机台面应大于模具底座尺寸5070mm以上。 压力机的精度和刚度 凸、凹模尺寸等查表【实用冲压技术手册P400,表106 开式压力机基本参数】。选用J23-63开式双柱可倾压力机,工作台面上备制垫块。其主要工艺参数如下:公称压力:630kN发生公称压力时滑块离下极点距离:8mm滑块行程:120mm标准行程次数:70次min最大闭合高度:360mm闭合高度调节量:90mm标准型:滑块中心到机身距离(喉深)260mm工作台尺寸(前后左右)480mm710mm工作台孔尺寸(前后左右直径)180mm340mm230mm活动台压力机滑块中心到机身紧固工作台平面之距离:250mm模柄孔尺寸(直径深宽):50mm70 mm工作台板厚度:90mm倾斜角(不小于):302.9 模具装配图(详见图纸)工作过程:模具采用复合模,依靠各零件的作用,实现冲切、卸料、落料等机械化操作。模具开启时,上模根据导套8导柱7路径上移,通过最大开模高度,又向下移;闭模时,推杆14推动推件块11下移,压住材料,冲孔凸模12和凹模20同时进行冲孔、落料,冲孔废料从落料凸模4至下模座1落出,同时卸料板21向下移动;当上模上移时,卸料板21经卸料弹簧22的作用复位,顶出制件,达到卸料的目的,然后材料跟进,又是下一次冲压,如此循环,直至压力机停止工作。2.11 零件技术要求 冲模的设计和制造若无特殊要求,一律按GB/T 2851.12851.71990、GB/T 2852.12851.41990、JB/T 80501999(冲模模架),和JB/T 76437653(冷冲模)选用标准模架和标准件,并符合相应的技术要求。 冲模零件不允许有裂纹,工作表面不允许有划痕、机械损伤、锈蚀等表面缺陷。经热处理后的零件硬度应均匀,不允许有软点和脱碳区,并清除氧化物等。 冲模各零件的材料和热处理硬度应优先按规定选用,允许采用性能高于规定的其他钢种。 零件图中普通螺纹的基本尺寸应符合GB/T196 的规定,选用的极限与配合应符合GB/T197的规定。 零件图上未注明倒角的尺寸,除刃口外所有锐边均应倒角或倒圆。视零件大小,倒角尺寸为0.545245,倒圆尺寸为 R0.51。 经磁性吸力磨削后的钢件应退磁。 零件上销钉孔的配合长度一般不应小于销钉直径的1.5倍。 固定板、凹模、垫板、卸料板的形状和位置公差按GB/T 11821996等的规定。 固定卸料的导料板应磨成等高。 冲模各零件的几何形状、尺寸精度、表面粗糙度等应符合设计图样要求。 零件图中未注公差尺寸的极限偏差按 GB/T 1804 的规定。 零件图中未注的形状和位置公差按 GB/T 11841996。 当冲模重量达20时,应设吊环螺钉并符合 GB/T 825 规定,若采用其他起吊措施时亦应符合其相应的规定。 成形工作零件的口部圆角及拉伸筋等必须圆滑过渡,符合设计要求并允许在试模时给予修正,以达到冲压零件的要求。 冲裁模之凸、凹模刃口及侧刃等必须锋利,不允许有崩刃、缺刃和机械损坏。 冲裁模凹模工作孔不允许有倒锥度。 用锻压加工的零件不应有过热、过烧的内部组织和机械加工不能去掉的裂纹、夹层及凹坑。第3章 模具制造3.1 主要模具零件及其加工工艺过程普通零件的加工是按产品零件图要求全部加工完毕,再进行总装。而模具零件的加工有些是不能按模具零件图全部加工完毕的,要待部件组装或整模组装时修配或配钻,所以模具零件图上的形状和尺寸是否全部加工出来,还要根据模具加工的装配方法而定。若以凸模凹模为基准装配时,零件图上的导柱孔在零件加工时就不加工,若以导柱导套作型腔,凸模相对位置控制基准时,则凹模及凸模固定板的导柱孔应与凹模或凸模固定板的型孔在各板之上同时加工出来。使用铣床加工一个零件时,必须先把零件的相关尺寸、材料、使用刀具、加工参数确定下来,保证加工能顺利完成,同时,设计方面也要考虑到加工的难易程度,以减少加工的困难,例如这次我们在设计时没有充分考虑到材料对加工带来的问题,导致加工使用Cr12材料的零件很困难,刀具无法加工这么硬的材料,所以在加工前要慎重考虑各种细节。在买回来的模板里,要确定模板的加工基准,哪些面是基准面,这一般在订购模板时会标明哪几个面是经过打磨,之后就是把加工基准定下来,当然事前必须准备好零件图,根据零件图来定位加工方案,如果要用到数控编程,就必须把加工原点定出来。定好加工方案后,就可以开始加工,先把工件装夹到虎口钳上,使用铜锤敲击以使工件被夹紧,然后打表,在打表时要非常小心,当表很靠近工件时,不能使用加速进给,否则很容易碰坏仪器,在校平行度时,最好先来回走几遍,观察大概偏向,然后要小心敲击工件,使其保持在很小的偏差范围就行了,把两个基准方向的平行度定好后,就要用分中器确定原点坐标,在设置坐标时要将分中器的半径算进去,这样才能使主轴对应工件原点,x-y平面的坐标定下来后,就要把刀具装到铣床上,使用半径范围内的夹具把刀具夹紧,装上道具后就是确定z方向上的原点,一般选择工件表面为0以方便编程。之后就是加工,如果是选用数控加工,必须使程序和当前铣床的刀具起点相一致,否则加工位置就会错误,同时还要察看刀具路线是否会超出铣床的工作行程,防止出事故。如果程序没错,就可以传到数控铣床运行。不同刀具要使用不同转速,钻孔要比铣槽的转速慢,进给速度要根据观察来手动调试,加工时要时刻观察走刀情况,同时适当加冷却液及扫除铁屑,若发生事故,必须马上停止。当程序完成后,刀具就会回原点,继续做下一工序。3.1.1 落料凹模加工工艺过程材料:Cr12 硬度:6062HRC表3-1 落料凹模加工工艺 备料 锻件(退火状态):13013016 粗铣 铣六面到尺寸125.3125.315,注意两大平面与两相邻侧面用标准角尺测量达到基本垂直 平面磨 磨光两大平面,厚度达14.6,并磨两相邻侧面达四面垂直,垂直度为0.02/100 钳 划线 划出各孔径中心线并划出凹模洞口轮廓尺寸钻孔 钻螺纹底孔,销钉底孔,凹模穿线孔铰孔 铰销钉孔到要求攻丝 攻螺纹丝到要求 热处理 淬火 使硬度达6064HRC 平面磨 磨光两大平面,使厚度达14.3 线切割 割凹模洞口,并留0.010.02研磨余量 钳 研磨洞口内壁侧面达0.8m配推件块到要求 钳 用垫片层保证凸模与凹模间隙均匀,凹模与上模座配作销钉孔 平磨 磨凹模板上平面厚度达要求 钳 总装配3.1.2 冲孔凸模加工工艺过程材料:Cr12 硬度:6062HRC表3-2 冲孔凸模加工工艺 备料 锻件(退火状态):1555 热处理 退火,硬度达180220HB 车 车一端面,打顶尖孔,车外圆至12;掉头车另一端面,长度至尺寸50;打顶尖孔两头顶尖顶,车外圆尺寸11.40.04,10.60.04至要求;车尺寸至要求。 检验 检验 热处理 淬火 使硬度达6062HRC 磨削 磨削外圆尺寸,至要求 线切割 切除工作端面顶尖孔,长度尺寸至要求 磨削 磨削端面至Ra0.8m 检验 钳工 装配(钳修并装配,保证)3.1.3 落料凸模加工工艺过程材料:Cr12 硬度:6064HRC表3-3 落料凸模加工工艺 备料 锻件(退火状态):704055 粗铣 铣六面见光 平磨 磨高度两平面到尺寸51 钳 划线 在圆弧一侧留线切割夹位6后,分中划凸模轮廓线并划两凹模洞口中心线钻孔 按凹模洞口中心钻线切割穿丝孔锪扩凹模落料沉孔到要求,钻螺纹底孔并攻丝到要求 热处理 淬火 使硬度达6064HRC 平磨 磨高度到50.4 线切割 割凸模及两凹模,并在各边留0.010.02研磨余量 钳 研配 研落料凸模并配入固定板研 各侧壁到0.8m 平磨 磨高度到要求 钳 总装配3.1.4 凸模固定板加工工艺过程材料:45 硬度:2428HRC表3-4 凸模固定板加工工艺 备料 气割下料13013016 热处理 调质 硬度2428HRC 粗铣 铣六面达125.3125.314.8,并使两大平面和相邻两侧面相互基本垂直 平磨 磨光两大平面厚度达14.4,并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.02/100 钳 划线 凸模固定孔中心线,销钉孔中心线,螺纹过孔中心线,销钉过孔中心线钻孔 凸模固定孔穿丝线,螺纹过孔和销钉过孔达要求 线切割 割凸模安装固定孔单边留0.010.02研余量 铣 铣凸模固定孔背面沉孔到要求 钳 研配凸模 平磨 磨厚度到要求 钳 总装配 用透光层使凸模,凹模间隙均匀后,与上模座板配作销钉孔3.1.5 落料凸模固定板加工工艺过程材料:45 硬度:2428HRC表3-5 落料凸模固定板加工工艺 备料 气割下料13013018 热处理 调质 硬度2428HRC 粗铣 铣六面达125.3125.316.8,并使两大平面和相邻两侧面相互基本垂直 平磨 磨光两大平面厚度达16.4,并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.02/100 钳 划线 螺纹孔中心线,螺纹过孔中心线,销钉孔中心线,落料凸模固定孔轮廓线钻孔 螺纹底孔,螺纹过孔到要求,凸凹模固定孔线切割穿丝孔攻丝 攻螺纹底丝到要求 线切割 割落料凸模安装固定孔,单边留0.010.02研余量 钳 研配 将凸凹模配入安装固定孔 平磨 磨厚度到要求 钳 装配 与下模座配作销钉孔3.1.6 卸料板加工工艺过程材料:45 硬度:2428HRC表3-6 卸料板加工工艺 备料 气割下料13013012 热处理 调质 硬度2428HRC 粗铣 铣六面达125.3125.310.8,并使两大平面和相邻两侧面相互基本垂直 平磨 磨光两大平面厚度达10.4,并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.02/100 钳 划线 螺纹孔中心线,定位钉孔中心线,中间型孔轮廓线钻孔 螺纹底孔,定位钉孔,型孔穿丝孔铰孔,攻丝 铰定位钉底孔到要求,螺纹孔攻丝到要求 线切割 割型孔到要求 钳 型孔与落料凸模装配定位钉孔与定位钉装配螺纹孔与螺钉装配 平磨 磨厚度到要求 钳 总装配3.1.7 上垫板加工工艺过程材料:T8A 硬度:5255HRC表3-7 上垫板加工工艺 备料 锻件(退火状态)13013010 粗铣 铣六面达125.3125.37,并使两大平面和相邻两侧面相互基本垂直 平磨 磨光两大平面厚度达6.6,并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.02/100 钳 划线 螺纹过孔中心线,销钉过孔中心线钻孔 钻螺纹过孔、销钉过孔到要求 热处理 淬火 硬度达到:5255HRC 平磨 磨大平面,使厚度到要求 钳 总装配3.1.8 下垫板加工工艺过程材料:T8A 硬度:5458HRC表3-8 下垫板加工工艺 备料 锻件(退火状态)13013010 粗铣 铣六面达125.3125.37,并使两大平面和相邻两侧面相互基本垂直 平磨 磨光两大平面厚度达6.6,并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.02/100 钳 划线 紧固螺钉过孔中心线,卸料螺钉过孔中心线,销钉孔中心线,落废料孔中心线,落料凸模紧固螺钉过孔中心线钻孔 钻以上各孔到要求 热处理 淬火 硬度达到:5458HRC 平磨 磨大平面,厚度到要求 钳 总装配3.1.9 空心垫板加工工艺过程材料:45 硬度:2428HRC表3-9 空心垫板加工工艺 备料 气割下料13013015 热处理 调质 硬度2428HRC 粗铣 铣六面达125.3125.312.8,并使上下平面和相邻侧面相互基本垂直 平磨 磨光上下平面,厚度达12.4,并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.02/100 钳 划线 螺钉过孔中心线,销钉过孔中心线,推件块型孔轮廓线钻孔 钻螺钉过孔及销钉孔到要求 铣 铣推件块型孔到要求 钳 配入推件块 平磨 磨上下平面,使厚度达要求 钳 总装配3.1.10 推件块加工工艺过程材料:45 硬度:2428HRC表3-10 推件块加工工艺 备料 气割下料744025 热处理 淬火 硬度达到:2428HRC 粗铣 铣六面见光 平磨 磨上下两平面到要求 钳 划线 212过孔中心线,各面轮廓线钻孔 钻212过孔到要求 铣 铣各型面、各台阶到要求 钳 总装配3.1.11 上模座加工工艺过程材料:HT200表3-11 上模座加工工艺 备料 按GB/T 2855.51990选用125125模架 钳 划线 螺钉过孔中心线,销钉孔中心线,模柄孔中心线及轮廓线钻孔 钻螺钉过孔及锪背面沉孔到要求 平磨 与模柄配作,磨模柄孔52及台阶60到要求 钳 与模柄配钻止转销孔到要求 钳 装配 用透光层保证凸模固定板上两凸模与下模上落料凸模对中后,上模座与凸模固定板配作销孔用垫片层保证凹模与下模上落料凸模的凸模对中后,上模座与凹模板配作销孔 钳 总装配3.1.12 下模座加工工艺过程材料:HT200表3-12 下模座加工工艺 备料 按GB/T 2855.61990选用125125模架 钳 划线 紧固螺钉过孔中心线,卸料螺钉过孔中心线,落料凸模紧固螺钉头过孔中心线,落废料孔中心线钻孔 钻以上各孔到要求,锪孔背面沉孔到要求 钳 与落料凸模紧固板配作销钉孔 钳 总装配3.2 其余模具标准零件3.2.1 固定挡料销及导料销JB/T 7649.101994查表:(中国模具设计大典,P613 表22.558 固定挡料销)固定挡料销A8 JB/T7649.10材料:45,热处理硬度4348HRC技术条件:按JB/T 76531994的规定图3-1 挡料销3.2.2 推杆JB/T 7650.11994查表:(中国模具设计大典,P614 表22.559 带肩推杆)推杆A16130 JB/T 7650.1材料:45,热处理硬度4348HRC技术条件:按JB/T 76531994的规定图3-2 推杆3.2.3 防转销GB/T 119.12000查表:(中国模具设计大典,P634,表22.612 不淬硬钢和奥氏体不锈钢圆柱销)销 GB/T 119.1 4 m615硬度125245HV30材料:45图3-3 防转销3.2.4 圆柱销GB/T 119.12000查表:(中国模具设计大典,P634,表22.612 不淬硬钢和奥氏体不锈钢圆柱销)销:GB/T 119.1 10 m660 GB/T 119.1 10 m650 GB/T 119.1 10 m645硬度125245HV30材料:45图3-4 圆柱销3.2.5 卸料螺钉JB/T 7650.51994查表:(中国模具设计大典,P618 表22.563 圆柱头卸料螺钉)圆柱头卸料螺钉M838 JB/T 7650.5材料:45,热处理硬度3540HRC技术条件:按GB/T 3098.32000的规定图3-5 卸料螺钉3.2.6 内六角圆柱头螺钉GB/T 70.12000查表:(中国模具设计大典,P623,表22.61 内六角圆柱头螺钉)螺钉 GB/T 70.1 M1060 GB/T 70.1 M1045 GB/T 70.1 M830材料:45图3-6 内六角圆柱头螺钉3.2.7 模柄查表:(中国模具设计大典,P586,表22.524 压入式模柄)模柄A50100 JB/T 7646.1材料:Q235A技术条件:按JB/T 76531994的规定图3-7 模柄3.2.8 卸料弹簧卸料弹簧选用步骤1.每根弹簧上的工艺力:2.根据所需的预紧力和必须的弹簧总压缩量,参照弹簧的特性线(涂光祺冲模技术P406,图9-31 弹簧的特性线)和弹簧的规格。预选弹簧的直径D=20mm,弹簧丝的直径d=4mm,弹簧的自由长度,弹簧的序号16。3.校验所选弹簧的性能,由弹簧的特性线可见,对于序号16的弹簧,当预紧力取时,预紧量,而最大许用压缩量,实际所需工艺行程,取余量,则,即有。弹簧42070 JB/T 7187.6材料:60Si2MnA热处理硬度;4348HRC,弹簧两端并紧并磨平技术条件:按JB/T 76531994的规定3.2.9 导柱导套导柱:查表:(中国模具设计大典,P504,表22.436 A型导柱)导柱A22h5130 GB/T 2861.1技术条件:按JB/T 80701995的规定材料:20热处理:渗碳淬硬5660HRC(参见图纸)导套:查表:(中国模具设计大典,P510,表22.439 A型导套)导套A22H68028 GB/T 2861.6技术条件:按JB/T 80701995的规定材料:20热处理:渗碳淬硬5660HRC(参见图纸)3.2.10 模座上模座:查表:(中国模具设计大典,P477,表22.414 后侧导柱上模座)上模座12512530 GB/T 2855.5材料:HT200技术条件:按JB/T 80701995的规定(参见图纸)下模座:查表:(中国模具设计大典,P479,表22.415 后侧导柱下模座)上模座12512535 GB/T 2855.6材料:HT200技术条件:按JB/T 80701995的规定(参见图纸)第4章 模具装配与调试模具的装配就是根据模具的结构特点和技术条件,以一定的装配顺序和方法,将符合图纸技术要求的零件,经协调加工,组装成满足使用要求的模具。在装配过程中,既要保证配合零件的配合精度,又要保证零件之间的位置精度,对于具有相对运动的零(部)件,还必须保证它们之间的运动精度。因此,模具装配是最后实现冲模设计和冲压工艺意图的过程,是模具制造过程中的关键工序。模具装配的质量直接影响制件的冲压质量、模具的使用和模具寿命。冲模的装配必须符合模具装配图、明细表及技术条件的规定。4.1 模具装配特点模具属单件生产。组成模具实体的零件,有些在制造过程中是按照图纸标注的尺寸和公差独立地进行加工的(如落料凹模、冲孔凸模、导柱和导套、模柄等),这类零件一般都是直接进入装配;有些在制造过程中只有部分尺寸可以按照图纸标注尺寸进行加工,需协调相关尺寸;有的在进入装配前需采用配制或合体加工,有的需在装配过程中通过配制取得协调,图纸上标注的这部分尺寸只作为参考(如模座的导套或导柱固装孔,多凸模固定板上的凸模固装孔,需连接固定在一起的板件螺栓孔、销钉孔等)。因此,模具装配适合于采用集中装配,在装配工艺上多采用修配法和调整装配法来保证装配精度。从而实现能用精度不高的组成零件,达到较高的装配精度,降低零件加工要求。4.2 装配技术要求 装配时应保证凸、凹模之间的间隙均匀一致,配合间隙符合设计要求,不允许采用使凸,凹模变形的方法来修正间隙。 推料、卸料机构必须灵活,卸料板或推件器在冲模开启状态时,一般应突出凸凹模表面0.51。 当采用机械方法联接硬质合金零件时,连接表面的表面粗糙度参数Ra值为0.8m 。 各接合面保证密合。 落料、冲孔的凹模刃口高度,按设计要求制造,其漏料孔应保证畅通,一般应比刃口大0.22。 冲模所有活动部分的移动应平稳灵活,无滞止现象,滑块、楔块在固定滑动面移动时,其最小接触面积不少于其面积的2/4。 各紧固用的螺钉、锁钉不得松动,并保证螺钉和销钉的端面不突出上下模座平面。 各卸料螺钉沉孔深度应保证一致。 各卸料螺钉、顶杆的长度应保证一致。 凸模的垂直度必须在落料凸模间隙值的允许范围内。 冲模的装配必须符合模具装配图、明细表及技术条件的规定。 凸模、凸模等与固定板的配合一般按 H7/n6或H7/m6, 保证工作稳定可靠。 在保证使用可靠的前提下,凸模、凹模、导柱、导套等零件的固定可采用性能良好并稳定的粘结材料浇注固定。4.3 装配过程4.3.1 常用的装模工具 平行夹平行夹一般成对使用,将两块或几块平行的板料夹在一起引孔或装调模具时夹紧用。 平行垫铁:即两块垫铁的厚度一样 有的用作钻床上垫起来打孔用特别是用平行夹头夹住板料之后,板料不能直接放在钻床工作台上时必须要用平行垫铁,将工件垫行起来后打孔; 调节冷冲模上下或塑料动定模之间的距离用; 调整凸、凹模间隙用 铜棒(铜榔头)铜棒主要是利用铜料较软的特点,用其镐打模具,销钉及装入凸模型芯等和零件,可使棒杆变形而不伤害模具零件。4.3.2 模具的装配 冲模的装配过程冲模的装配原则是将模具的主要工作零件如凹模、凸模、落料凸模或导板等选为装配的基准件,复合模的一般装配顺序为:一般以凸、凹模为基准件,先装凸、凹模部分,再装凹推板和凸模等。该倒装复合模装配过程如下(装配图见附录):按零件图和工艺要求检验全部零件组装下模:水平放置下模座(有导柱)将下垫板放在下模座上,按线对齐将落料凸模及落料凸模固定板放在下垫板上,配入销钉1050用螺钉M1045拉紧,并辅以平行夹夹紧将弹簧垫圈及卸料弹簧装入弹簧凹孔装上卸料板,用卸料螺钉将卸料板拉紧,调节预紧力,使之均衡下模组装完毕。组装上模:水平放置上模座(有导套)将模柄装入上模座,用榔头钉紧配入防转销将凸模固定板放在平行垫上,把冲孔凸模装入凸模固定板倒置上模座在平行垫上面,将上垫板放在上模座上,按线对齐将凸模固定板放在上垫板上,配入销钉1045放入推杆,并放上空心垫板,放入推件块,再放上凹模板配入销钉1060用螺钉M1060将上模各板连接起来,并紧固上模组装完毕。将上、下模合在一起装配完毕 间隙的调整间隙的调整主要用于无模架固定导板模的凸凹模间隙的调整和有模架的各种模具的凸凹模间隙的调整。对于冲裁模,一般间隙都不是很大,故常采用光隙法或手感加切纸法。4.4 装模与试模4.4.1 模具的安装冲模装好后,必须根据冲裁力的大小,闭合高度等条件,将它安装在适当的压力机上试冲和调整,通过试冲才能发现冲模的各种缺陷,从而再分析原因进行调整或修理,直至冲出合格的零件为止。冲模的安装过程如下: 安装冲模前,必须进一步熟悉冲压工艺和冲模图纸,检查所要安装的冲模和压力机是否完好正常。 准备好安装冲模所需要的紧固螺栓、螺母、压板、垫块、垫板及冲模上的附件(顶杆推杆等)。 测量冲模的闭合高度,并根据测量的尺寸调整压力机滑块的高度,使滑块在下死点时,滑块底面与工作面之间的距离略大于冲模的闭合高度(若有垫板应为冲模闭合高度与垫板之和)。 冲模放入压力机之前,应清除粘附在冲模上下表面,压力机滑块底面工作台面上的杂物,并应擦洗干净。 取下模柄锁紧块,将冲模推入,使模柄紧靠模柄孔,垫板间距要使废料能够漏下,合上锁紧块,再将压力机滑块停在下死点,并调整压力机滑块高度,使滑块与冲模顶面接触。 紧固锁模块,安装下模压板,但不要将螺铨拉得太紧。 将压力机滑块上调35mm,开动压力机使滑块停在上死点,擦净导柱导套部位并加润滑油再点动压力机,使滑块上下运动12次后使滑块停在下死点,靠导柱导套将上下模具的位置导正后将压板螺栓固牢。 有弹顶器的安装下模弹顶器。 开动压力机并逐步调整滑块高度,先将上下模之间放入低片,使纸片刚好切断后再放入试冲材料,刚好冲下零件后,将连杆螺钉锁紧。 若上模有顶杆(打料杆)时,要插入挺杆调整压力机的卸料螺钉,刚好使挺杆压住打料杆为止,即打下零件为止。4.4.2 模具的调试试模的目的就是要使模具能够正常工作,冲出符合要求的冲压零件,若试模中冲压模具工作不正常或冲出的零件不合格时,要找出原因,调整或修理模具,使模具正常,冲件合格为止。现将冲裁时出现的问题及调整方法列表如下:表4-1 模具出现的问题及调整方法存在问题产生原因调整方法冲件形状或尺寸不正确凸模与凹模的形状或尺寸不正确(1)微量的可修准凸凹模,重调间隙(2)问题大的更换凸凹模毛刺大且光亮带很小圆角大时冲裁间隙过小放大间隙,落料修凸模,冲孔修凹模毛刺大且光亮带大时冲裁间隙过大减小间隙,更换凸或凹模毛刺部分偏大冲裁间隙不均匀或局部间隙不合理调整间隙,若局部间隙偏小侧 可修大若局部间隙偏大可加锒块补救卸料不正常或退不出料来1、装配不正确造成卸料机构不动作(1)配合太紧(2)卸料板装斜2、弹簧或橡皮的弹力即卸料力不足3、凹模和下模座漏料孔没有对正或退料板行程不够4、凹模有侄锥5、顶出器过短1、重新装配将卸料板或推板修整使其能活动,或将卸料板装正2、更换弹簧或加厚橡皮3、修正漏孔或加深卸料螺钉沉孔也可加卸料螺钉4、修整凹模5、加长顶出部分平行度和垂直度1、导柱导套间隙太大2、凸模导柱等件不垂直于安装面3、上下模座不平行4、斜料板偏移或倾斜5、压力机台面与导轨不垂直1、更换导柱导套2、重新安装凸模导柱等零件3、以下模板为基准,修磨上模板4、修整或更换卸料板5、检修压力机冲件不平1、凹模倒锥2、无压料3、导正销与预孔过紧4、导正销与挡料销距离过小1、修磨凹模除去倒锥2、增加压料3、修正导正销4、修正挡料销内孔与外形相对位置不正1、档料钉位置偏移2、导正销过小3、导料板与凹模中心线不平行4、侧刃长度不准1、修整档料钉位置2、加大导正销3、调整导料板4、修磨或更换侧刃送料不畅或料被卡死1、导料板间距过小或导料板倾斜2、凸模与卸料板之间的间隙 过大使搭边翻转3、导料板工作面与侧刃不平行4、侧 刃与档块不密合,使条料上产生毛刺1、修或调整导料板2、更换卸料板减小其间隙3、修正侧刃与导料板4、消除间隙4.5 检验和验收技术条件 冲模须进行下列验收工作: 冲模设计的审核; 外观检查; 尺寸检查; 试模和冲件检查; 质量稳定性检查; 冲模材料和热处理要求检查。 检查合格的冲模可进行试模,并按正常生产条件试冲。试模用的冲床应符合有关的技术要求,试模所用材料的材质应与要求相符。 试冲时冲件取样应在冲压工艺稳定后进行,根据冲模精度的不同,试冲201000件(精密多工位级进冲模必须试冲1000以上);对于大型覆盖件模具要求连续试冲510件,并完全符合冲件要求,最后由模具制造方开具合格证并随模具交付用户。冲件的尺寸和形状应符合产品设计图样的要求。成形冲件表面不允许有伤痕、裂纹和皱折等现象。试冲件尺寸不得达到冲件的极限尺寸,须保留一定的磨损量,一般情况下保留的磨损量至少为冲件公差的1/3。 冲模质量稳定性检查的批量生产由用户承担,其检查方法为在正常生产条件下连续生产8h。上述工作应在接到被检模具后一个月内完成,期满未达到稳定性检验批量时,即视为此项检验工作已经完成。 用户在稳定性检验期间应按图样和本技术条件要求,对冲模主要零件的材质、热处理、表面处理情况进行检查或抽查,发现的质量问题应由制造方负责解决。4.6 使用规定 冲模应安装在相应精度等级的压力机上,并使用专用工具将其紧固。选用压力机的公称压力必须符合设计要求。若无相应的压力机,其公称压力应超过计算力的30。 冲压前,冲制的材料应擦拭干净。 冲模的工作部分应经常刃磨或抛光。在刃磨时,刃磨量不应超过刃口的变钝半径;抛光时;抛光量0.01。 在压力机上同时安装若干副冲模时,各冲模的闭合高度不能相差过大;当只安装冲裁模或冲裁模和一副成形模时,其闭合高度之差1当只安装成形模时,其闭合高度之差0.2 应定期检查压力机的精度,使之符合有关规定。 冲模安装在垫板上,垫板间的距离尺寸可比冲模模座上的开孔尺寸大, 但不超过20。 当从冲模上将条料送入、送出时,应避免冲切外形不完整的冲件。4.7 冲模设计的审核项目 冲模质量及冲件、压力机方面的审核,包括的内容为: 冲模各零件的材质、硬度、精度、结构是否能符合用户的要求;模具的压力中心是否与压力机的压力
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