冷冲模设计示例-三角片.doc

三角片的设计目录摘要1绪论21.零件的冲裁工艺性32.拟定零件的冲压工艺方案及模具结构53.排样，裁板64.计算工序压力,选用压力机及确定压力中心85确定三角片的模具结构，绘制模具总装配草图106冲模刃口尺寸及公式的计算107.确定各主要零件的结构尺寸128.设计并绘制总图、选取标准件149.画出部分非标准零件图14凹模加工工艺过程151分析：152.冷冲压工艺卡片17设计总结19摘要近年来，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是冷冲模具提出了越来越高的要求，2004年，冷冲模具在整个模具行业中所占比例已大大上升，据有关专家预测，在未来几年中，中国冷冲模具工业还将持续保持年均增长速度达到15%左右的较高速度的发展。冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。本设计对垫片进行的级进模设计，利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。本课题通过对垫片的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。关键词：冲压模具；冲压成型；模具设计绪论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。 模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义，模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、具使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。如图所示冲裁件，材料为10，厚度为1.5mm，大批量生产。制定止动件的工艺过程1.零件的冲裁工艺性（1）材料：Q235钢板属于普通碳素钢，查附表1可知，其屈强比小，延伸率较高，具有良好的冲压性能。（2）工作结构形状：该冲件结构简单，转角处有R5、R7、R10的圆角，有利于工作零件的加工及使用寿命。（3）尺寸精度:零件内，外形尺寸均未标注公差，属自有公差，可按IT14级确定工件尺寸的公差。孔心距公差为IT11，经查公差表，各尺寸公差分别为： 零件外形：R5mm R10mm R7mm 零件内形：10 6 3.5 孔心距：16 结论：适合冲裁。表2-1 各类模具结构及特点比较模具种类比较项目单工序模（无导向）（有导向）级进模复合模零件公差等级低一般可达IT13IT10级可达IT10IT8级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度0.26mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm零件平面度低一般中小型件不平直，高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低安全性不安全，需采取安全措施比较安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产2.拟定零件的冲压工艺方案及模具结构该零件包括落料，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，采用级进具生产。 方案模具结构简单，但需要两道工序，两套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需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。 由于工件尺寸可知，凸凹模壁大于最小壁厚，为便于操作，所以级进模及固定卸料和导料板定位方式。3.排样，裁板零件外形轮廓尺寸为52.3656，考虑操作方便并为了保证零件精度，采用斜排有废料排样。查表3-13 得搭边的参考值为a1.8，侧边按圆形取搭边值a2。表5-1 搭边值和侧边值的数值材料厚度t（mm)圆件及类似圆形制件矩形或类似矩形制件长度50矩形或类似矩形制件长度50工件间a侧边a1 工件间a侧边a1工件间a侧边 a10.251.01.21.21.51.52.51.82.60.250.50.81.01.01.21.22.21.52.50.51.00.81.01.01.21.52.51.82.611.51.01.31.21.51.82.82.23.21.52.01.21.51.51.82.03.02.43.42.02.51.51.91.82.22.23.22.73.7表5-2 普通剪床用带料宽度偏差（mm）条料厚度t(mm)条料宽度b(mm)50501001002002000.40.50.60.720.50.60.70.8230.70.80.91.0350.91.01.11.2表5-3 侧刃冲切得料边定距宽度b1（mm）条料厚度t(mm)条料宽度b(mm)金属材料非金属材料1.51.52.01.52.52.03.01.52.52.54.0送料步距为S56+1.857.8mm。条料宽度按表3-14中公式计算：B 查表3-15得：0.6B52.362256.36 画出排样图,如图3-90。查附表3选用板料规格为90018001.5，采用横裁,剪切条料尺寸为57900一块板可裁的条料为31,每块板料可冲零件的个数465个零件,则一块板料的材料的材料利用率为: =n100=100=61.7采用纵裁时的材料利用率以此计算略4.计算工序压力,选用压力机及确定压力中心表3-18 卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmKXKTKD钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.060.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0500.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.091计算工序冲压力,选用压力机 查附表1=330MPa;表3-18，0.05 0.055落料力落=KLT=1.3156.541.5330100.737KN冲孔力F孔= KLT=1.3（10+10+6+3.5）1.5330MPa 59.61KN卸料力=落0.051000.737KN5.037KN推件力取n6nF孔60.05559.61KN17.883KN 总冲压力 落F孔183.267KN 根据计算总力，查附表5可初选JB23-25的压力机2确定压力中心 用CAD法求得压力中心的坐标为8.3575 ， 27.38285确定三角片的模具结构，绘制模具总装配草图 根据已确定的工艺方案，模具结构可采用左右送料，挡料销定距、弹性卸料装置、下漏方式的级进模结构形式。模架可采用后置导柱标准模架。 6冲模刃口尺寸及公式的计算刃口尺寸计算方法及演算过程不再赘述，仅将计算结果列于表3-37中 表3-37 人口尺寸计算基本尺寸及类型冲裁间隙磨损间隙计算公式制造公差计算结果 落 料 凹 模 10 制造精度为：IT14级，故x0.5=9.73 4 9.73相应凸模尺寸按凹模实际尺寸配作，保证R7=6.8246.82相应凸模尺寸按凹模实际尺寸配作，保证最小单位面间隙为0.123mmR5=4.854D=4.85 冲 孔 凸 模3.54相应凹模尺寸按凸模尺寸配作，保证64d=6.15相应凹模尺寸按凸模尺寸配作，保证104d=10.18相应凹模尺寸按凸模尺寸配作，保证孔心距L=X=0.57.确定各主要零件的结构尺寸1 凹模外形尺寸的确定表3-24 凹模厚度系数KS/mm材料厚度t/mm11336 500.300.400.350.500.450.60 501000.200.300.220.350.300.45 1002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22 查表3-24得K=0.38,表2-25得=30凹模厚H H=ks=0.3852.3619.89BS2.54.0)H52.362.54.0) 19.89 102.09 131.92L2 256230172查标准JB/T-6743.1-94:确定凹模板外形为：20016028mm。2凸模长度的确定 凹模长度计算为 其中卸料板厚度14;凹模固定板板厚=18；凸模修磨量h24则14182460mm8.设计并绘制总图、选取标准件 按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。绘制模具总装图，如图3-92。按模具标准，选取所需的标准件，查清标准代号及标记，写在总装图明细表内见表3-38。并将各零件标出同一代号。9.画出部分非标准零件图 凹模板 落料凸模凹模加工工艺过程 1分析：该凹模长200mm，宽160mm，厚28mm，材料为T10A，中间有五个沉孔，四个通孔，六个螺纹孔，其中尺寸最大的沉孔为非圆形形状，所以该凹模需加工的工艺有：下料，锻造，边铣，磨，基准修，钳工画线，线切割，电火花加工，钻孔，螺纹攻丝。 1），下料:选择长为210mm，宽170mm，厚30mm，材料为T10A的锻件。 2），边铣：将选好毛胚，置于普通铣床上铣出四边留单边余量3mm。余量不能过多，以减少后面强操作的加工难度和时间。 3），磨，粗磨；首先将工件平置于磨床上，打开磁箱，打开工作按钮，调节工作行程，每次加工厚度0.02mm。精磨：同粗磨，每次加工厚度0.01mm。 4),钳工划线，修修出基准面，保证俩基准面的垂直度，两对边面的平行度，边与面的垂直度，然后划线，画出个孔的中心线和形状线，钻一中心孔。 5）线切割，在机床上绘制出长79mm，宽32mm的尺寸图，然后根据操作过程：放置工件，校正位置，穿线，开冷却液，加工。 6）电火花,继第5步骤之后选用电极，将该孔阔大直径2mm，加工深度40mm。 7）钻孔，在数控铣床上分别钻出各沉孔10，.35，6通孔10，为保证精度，分别进行钻孔，扩孔，绞孔。 8）螺纹攻丝，分别将四个螺纹孔M10进行攻丝。 最后得到凹模工艺尺寸如图所示： 2.冷冲压工艺卡片 工序号工序名称工序内容设备工序图01下料下料 210x170x3002边铣(1) 铣毛坯的四周普通铣床03磨磨毛坯的上下表面平面磨床04 修基准，钳工划线(1) 锉修工件的四周达到尺寸要求以及垂直度要求（2）划上表面线切割图虎钳05线切割根据轮廓切出现状线切割机床06铣孔在线切割的基础上单边加宽2mm，深度为18mm铣床07钻孔分别钻直径为10mm通孔，5.5mm ，4mm4.5mm沉孔 ，4mm，销孔数控铣床08攻丝分别钻6xM12,的螺纹孔。铣床9检验 设计总结本次毕业设计让我系统地巩固了大学三年的学习课程，通过毕业设计使我更加了解到模具加工在实际生产中的重要地位。从2009年10月到12月，我们历时两个月，系统地巩固了如：塑料模具与冲压模具、机械制图、模具加工工艺等许多课程。从分析零件图到模具的设计与装配图的绘制，在指导老师的带领下，每一个环节都是我自己设计制作的。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，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