钥匙形件冷冲压复合模设计

欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321湖南农业大学东方科技学院课程设计说明书 课程名称： 冷冲压模具设计与制造 题目名称： 冷冲压复合模设计 班 级：20 08 级 机械制造技术及其自动化 专业 四 班姓 名： 石 伟 洪 学 号： 200841914402 指导教师： 周 光 永 评定成绩：教师评语： 指导老师签名： 20 年 月 日成绩评阅教师日期目 录摘 要：3关键字：3前言：31、零件的设计任务31.1、设计目的：41.2、设计要求：41.3设计步骤：42、冲裁件的工艺分析52.1、零件的精度工艺性分析52.2、零件的结构工艺性分析53、冲压工艺方案的确定54、冲裁工艺计算64.1、排样64.2、计算冲压件毛胚面积64.3、确定条料宽度64.4、确定进距64.5、一个进距地材料利用率65、冲裁工艺力计算75.1、落料力的计算75.2、冲孔力的计算75.3、落料时的卸料力75.4、冲孔时的推件力75.5、选择冲床时的总冲压力86、确定模具压力中心87、主要工作部分尺寸的计算87.1、凸、凹模刃口尺寸计算87.2、凸凹模刃口尺寸计算98、凸模、凹模、凸凹模的结构设计98.1、凸模的设计108.2、凹模的设计108.3、凸凹模的设计109、凸模、凹模和凸凹模的强度和刚度校核119.1、凸模抗压强校核119.2、凸模抗压失稳校核119.3、 凹模的强度校核1210、模具总体设计及主要零部件设计1210.1、模具的总体设计1210.2、模具的零部件的设计与选择1311、 冲压设备的选择1312、设计体会13结束语：14致谢：14参考文献：14冷冲压模具设计与制造课程设计石 伟 洪（东方科技学院 2008级机制四班 学号：200841914402）摘 要：此次设计的模具结构简单实用，使用方便简单。根据工件图计算工件的展开尺寸，再根据展开尺寸计算压力中心，材料利用率，画出排样图。根据零件的集合形状要求和尺寸的分析，采用复合模冲压，这样有利于提高生产效率，模具设计与制造也相对于简单。 关键字：模具；冲压；落料；冲孔；复合模； 前言：模具是现代化的生产重要工艺装备，在国民经济的各个部门都越来越多地依靠模具来进行生产加工，越来越引起人们的重视，模具也趋向标准化。冲压是使板料经分离或形成而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板料进行加工，常温下进行的板料冲压加工。模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺设备。模具工业是国民经济的基础工业。模具课保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。由于冲压加工具有许多突出的优点，因此在工业生产中，尤其是大批量生产中得到极大地应用。冲压及其模具在机械、电子电器、航空航天、汽车工业及日常生活中都占有十分重要的地位。在许多先进的工业国家里，冲压生产和模具工业得到高度的重视，许多国家里模具工业的产值已经超过机床工业，模具工业已成为重要的产业部门，而冲压生产则成为生产优质先进机电产品的重要手段。冲裁模是模具设计与制造中的重要部分，它具有很强的实践性和综合性，通过学习这门课程，使我对冲裁模具有了新的认识，也从中学到了不少知识，激发了我对模具的爱好。但因本人经验有限，因此在本次设计中很难避免存在一些不合理之处，望老师批评和指正，以使我的课程设计做到合理，同时也为我走出校门步入社会打下坚实的基础。1、零件的设计任务工件简图：如图1所示生产批量：大批量材 料：H62材料厚度：0.5mm 图 1 零件图 1.1、设计目的：本设计是冷冲压工艺及模具设计，结合一个比较简单的冲压零件，综合运用所学课程的理论知识，独立设计出一套冷冲模具，能使学生得到模具设计的初步训练。通过本次设计，进一步提高学生利用技术资料、运算和绘图设计能力。1.2、设计要求：模具装配图：1张（0号或1号图纸）凸、凹模零件图（3号图纸）编写设计计算说明书1.3设计步骤：1.3.1、收集和分析原始资料：冲压件的图纸和技术条件；冲压件的生产纲领；冲压件的工艺规程；有关冲模标准件的资料；现存模具结构资料。要求方案选择合理，图样正确、清楚、整洁，符合国家有关制图标准。整理出设计计算说明书，列出计算过程和结果，并进行讨论和分析；计算结果要求准确全面，有关数据要标明出处。计算说明书要求字迹工整，语句通顺流畅。要有参考资料。1.3.2、确定模具类型及结构形式：根据已确定的最佳工艺方案确定冲模的类型是简单模、连续模、或复合模。1.3.3、进行必要的计算：主要指进行冲模工作部分尺寸、压力中心和选用弹簧的计算及确定模具闭合高度。1.3.4、绘制模具总装图1.3.5、绘制模具零件图（凸、凹模零件图）2、冲裁件的工艺分析2.1、零件的精度工艺性分析由表2.3、2.5可查出，冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12-IT13，孔中心与边缘距离尺寸公差为上下偏差均为0.5mm。孔边距1.5mm,是材料厚度的3倍；2.2、零件的结构工艺性分析由图1可知，该零件形状简单、对称，轮廓是由圆弧和直线组成的。孔的直径是材料厚度的12倍左右，完全符合冲裁件的工艺要求。转角处没有尖角，未注圆角处课设为R2，大于材料厚度。精度要求可用冲裁加工保证。3、冲压工艺方案的确定该工件共有冲孔和落料两道工序。设置的可能的工艺方案有：方案一：落料冲孔，单工序模方案二：冲孔落料级进冲压，连续模方案三：落料，冲孔复合冲压，复合模方案一的模具简单，但需要经过两道工序，两副模具，一个冲孔的模具，一个落料的模具，这样导致成本高且生产效率低，难以满足批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但此工件用连续模来进行加工会导致工序增加。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的比较，高零件的冲压生产采用方案三复合模较好。由冲压工艺分析可知，采用复合模，故模具类型为冲孔落料复合冲裁模4、冲裁工艺计算4.1、排样排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。为了提高零件的质量，本次设计采用交叉排样的排样方案，如图2所示。查表2-8（冷冲压模具设计与制造），得出最小搭边值为a=2mm,。 图2 排样图4.2、计算冲压件毛胚面积 4.3、确定条料宽度 4.4、确定进距 h=(9+2)mm=11mm4.5、一个进距地材料利用率排样时，在保证工件质量的前提下，要尽量提高材料的利用率一个进距的材料利用率的计算式为：%式中： A冲裁件面积（包括内形结构废料），； n一个进距内冲裁件数目； b条料宽度，mm； h进距，mm。 所以： 5、冲裁工艺力计算该模具采用弹性卸料和下出料方式冲裁模具设计时，为了合理地设计模具及选用设备，必须计算冲裁工艺力。压力机吨位必须大于所计算的冲裁工艺力，以适应冲裁间隙的要求。5.1、落料力的计算 查表知，H62的抗拉强度为343MPa,可用公式计算。 5.2、冲孔力的计算 5.3、落料时的卸料力 ，查表2.10可取，故有 5.4、冲孔时的推件力 5.5、选择冲床时的总冲压力 6、确定模具压力中心 按照比例画出零件形状，选定坐标系XOY， 如图3所示。由于零件左右对称，即，这里只需要图 3计算。将工件冲裁图分成基本线段，求出各段长度及各段 重心位置。 7、主要工作部分尺寸的计算查表2.12得间隙值对冲孔6mm采用凸凹模分开的加工方法，其凸凹模刃口部分尺寸计算如下。7.1、凸、凹模刃口尺寸计算 查表2.14得凸凹模制造公差： ，无法满足新冲模的间隙小于最大合理间隙（）所以，取：查表2.17得磨损系数x=0.5，按照表2.16得出： 7.2、凸凹模刃口尺寸计算对于外轮廓的落料，由于形状复杂，故采用配合加工方法，其凸凹模刃口部分尺寸计算如下：当以凹模为基准件时，凹模磨损后，刃口部分尺寸增大，因此均属于A类尺寸。零件图中未注公差的尺寸，查表7.14，其极限偏差分别为：，查表2.17的因数x为： 按表2.18所示： 8、凸模、凹模、凸凹模的结构设计8.1、凸模的设计冲6mm孔的圆形凸模，由于模具需要在凸模外面装推件块，因此设计成直柱的形状，尺寸如图4所示。图 4凸模机构图 凸模长度为：L=30mm.8.2、凹模的设计凹模的刃口形式，考虑到生产批量大，所以需要采用刃口强度较高的凹模，即如图5所示的阶梯型直壁式。凹模的外形尺寸，按公式2.38和公式2.39计算。尺寸标注如图6所示。 图 5 凹模刃口形式H=Kb，查表2.20得：K=0.35H=0.3529.5=10.3mmC=1.5H=1.510.3=15.5mm图 6 凹模外形尺寸8.3、凸凹模的设计本模具为复合冲裁模，因此除冲孔凸模和落料凹模外，必然还有一个凸凹模，凸凹模的结构见图如图7所示。 图 7凸凹模机构图校核凸凹模的强度。 查表2.23得凸凹模的最小壁厚为1.5mm，而实际最小壁厚为1.5mm，刚好符合要求。凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制，并保证双面间隙0.32-0.36mm。凸凹模上孔中心与边缘距离尺寸4.5mm的公差，应该比零件图所示精度高3-4级，即定为4.50.15mm.9、凸模、凹模和凸凹模的强度和刚度校核9.1、凸模抗压强校核凸模正常工作的条件是其刃口端面承受的轴向压力不应超过模具材料的许用应力。 而设计的d=6mm9.2、凸模抗压失稳校核细长凸模抗压失稳条件，可用压杆失稳的欧拉公式确定，而求压杆失稳的临界载荷的欧拉公式为： 载荷条件：凸模刃口端面承受的总冲压力应小于临界载荷。 故可令：，转换公式为： 因为此模具为无导向装置的模具左右，取其中：E=（2.1-2.2）MPa；K=2-3。 ； 故，满足条件。9.3、 凹模的强度校核凹模的强度校核主要是校核其厚度H。凹模在冲裁力的作用下会发生弯曲，如果凹模厚度不够，就会产生较大的弯曲变形甚至发生断裂。要使凹模设计符合要求，。即需要满足：，可转变为： 得出，故凹模的强度满足要求。10、模具总体设计及主要零部件设计10.1、模具的总体设计模具总转配图如：附图一所示。该复合冲裁模式将凹模及小凸模装在上模座上。典型的倒装结构。 两个导料销控制条料送进的导向，固定挡料销控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板、卸料板螺钉和弹簧组成。 冲制的工件有推杆、推板、推销和推件组成的刚性推件装置推出。 冲孔的废料可通过凸凹模的内孔从压力机台面孔漏下。模架选用中等精度，中、小尺寸冲压件的后侧导柱模架，从右向左送料，操作简单、方便，并且手工送料也安全。10.2、模具的零部件的设计与选择上模座：下模座： 导套：导柱：垫板厚度：凸模固定板厚度取：凹模的厚度已经确定为：卸料板厚度取：模具的闭合高度为： 其它元件的选择及其型号见附一图上面的明细表。11、 冲压设备的选择压力机的选择：选择J23-3.15型号的压力机工作台尺寸（前后左右）：100mm120mm压力机的最大装模高度（最大闭合高度）：120mm公称压力：31.5KN 滑块行程：25mm连杆调节量：25mm 垫板尺寸（厚度孔径）：30mm最大倾斜角： 模柄孔尺寸（直径深度）：25mm40mm 12、设计体会在周老师的精心指导下，此次冷冲压模具课程设计顺利地完成了。通过本次课程设计我们把所学的专业知识用于实践当中，可以说本次设计就是对我们所学知识的一次大检阅，也是一个查漏补缺的过程；同时让我们进一步地掌握了冷冲模设计的基本流程，懂得了如何把计算机知识用于我们的专业，懂得了如何查阅和运用技术资料。当然，在这个过程中，我们遇到的困难和挫折也是不少的，主要来源于我们的专业知识还不够，实践经验还不足等等。但是我们可以把本次设计作为我们新的起点，加强专业的学习，加强实践，不断地去丰富经验。因此，尽管这次设计不能算作是成功之作，但是它给我们带来的收获是具大的，影响是深远的。所以我们在今后的学习和工作中要敢于实践，不断吸取经验教训，要敢于向难点挑战，发扬一丝不苟的工作作风，为我们模具事业的发展作出不懈努力！ 结束语：由于社会的发展，人民生活水平的提高，物品不断更新换代以及人们对个性化的物品喜好，致使商家为了抢夺市场，须不断推出新产品，这样样品制造就显得极为重要。样品制造具有很大的灵活性，为了满足市场的需求，其制造周期不断在缩短，因此，样品制造的方法简易可行，其设备是先进的快速加工设备。当然，样品制造并没有完全脱离冲压产生，它还须用到冲压的一些知识。模具是工业之母，模具设计的好坏关系到产品的质量及成本。当然，模具设计制造朝着CAD/CAM/CAE技术发展，使设计人员节省了大量的绘图时间，把精力花在模具结构的改进和模具技术的研究上。现在是多品种小批量生产的时代，要求模具的生产周期愈短愈好，开发快速经济模具越来越引起人们的重视。模具设计在要求首先要在经济考虑，经济时代不可能去亏本开和模具，能节省的就要尽量节省；其次，要在复杂程度上去设计模具，能做复合的就做复合模具，免得浪费材料和时间；再次我们要在精度上去考虑，精度高的我们不能做简单模具设计，不要偷工减料，做一个实事求是的人，做一个有责任心的人。致谢：本次课程设计，我设计的是一副复合模具，在规定的时间内完成从模具装配、结构及零件的设计，时间用了两个星期。除了自己的努力以外，更多的是要感谢指导老师周光永老师在我设计过程中的指导。在此，我要感谢我的指导老师周光永老师以及在这次设计中给予我帮助的同学们，他们的指导，让我修正了设计中一个又一个错误，更重要的是我从中学习到了很多东西，这些是在教材中无法找到的，也是