滤芯压板设计说明书.doc

课程设计说明书目录第1章 材料分析和模具结构的确定1.1 冲压工艺性分析.11.2 冲压工艺方案.21.3 单工序模、复合模、级进模的区别.31.4 复合模的设计要点.4第2章 主要的设计及计算.52.1毛坯尺寸的计算.52.2 确定排样方式.52.3 材料利用率的计算.62.4 各工序的冲压力计算.62.5 工作零件刃口尺寸的计算.92.6 确定是否采用压边圈.92.7 压力中心的确定.102.8 拉深工作零件尺寸的计算.10第3章 主要零部件的设计.103.1 工作零件的结构设计.103.2 上、下模座.11 3.3 压力机的选择.11第4章 模具的总装图.14参考文献.15第1章 材料分析和模具结构的确定1.1 冲压件工艺性分析工作名称：滤芯压板工作简图：如下图1所示生产批量：大批量材料：08F材料厚度：1.5mm 图1 零件图 该工件用材料08F冷轧型薄钢板进行拉深是最适宜的，厚度为1.5mm。有图纸可知工件属于典型的有凸缘旋转拉深件，形状简单对称。此工件翻边高度较小，工件的长颈比（H/d）也较小，可在一次拉深完成。而工件的整体高度尺寸为17.5mm，可在拉深后达到尺寸要求。 此工件的基本工序为：落料、拉深、冲孔、翻边。1.2 冲压工艺方案的确定根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在进行冲压工艺设计及模具设计应注意以下几点：(1) 该制件需进行落料、拉深、冲孔、翻边，考虑制件较小，设计时应该考虑各工序之间的影响问题。(2) 制件较薄，考虑制件精度，应注意压料和出料机构的设计(3) 各工序凸凹模行程动作的确定，应保证各工序动作稳妥，连贯。(4) 卸载装置的动作空间确定，应保证制件及废料的顶出不互相干涉。 工艺方案：方案一：落料拉深冲孔翻边，共四道工序，采用复合模生产， 首先对条料落料，得外环制件坯料，再进行拉深，拉深到所需的高度后，再进行冲孔翻边。方案二：先落料，再拉深，再冲孔，最后翻边。采用单工序模生产。方案三：落料冲孔拉深翻边，采用级进模，既先进行冲孔落料在拉深翻边。工艺方案分析： 方案一：只需一副模具，冲压件的形状精度和尺寸精度容易保证，且生产效率高。 方案二：模具结构简单，但需要四道工序，即需要落料模、拉深模、冲孔模、翻边模四副模具生产效率低，难以满足该制件的年产量要求。 方案三：级进模的主要特点是在一幅模具上可对形状十分复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深、成型等工序，故生产率高，便于机械化和自动化，适合于大批量生产。但主要缺点是结构复杂、制造精度高、周期较长、成本较高。 所以通过以上三方案的对比分析，选择方案一为佳。1.3 单工序模、复合模、级进模的区别？单工序模：结构简单，制造方便。几道工序，就要相对应几副模具，所以制造成本较高。重要的是换工序的时候会增加误差，使工件精度、质量大大降低，达不到所需的要求，难以满足生产的需要。 复合模：生产效率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度较高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模的结构复杂，制造精度要求较高，成本高。复合模主要用于大批量生产，精度要求较高的冲裁件。只需要一套模具，工件的精度和生产效率都能满足要求，模具轮廓尺寸、制造相对于其他两种来说比较好。 级进模：是一种多工位，效率高的一种加工方法。但级进模的轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般用于大批量生产，小型冲压件。1.4 复合模的设计要点：1、 复合工序的数量 一般复合模的复合工序数量在四工序以下,更多的工序将导致模具结构过于复杂,同时模具的强度、刚度、可靠性也将随之下降,制造和维修更加困难。2、 根据落料凹模的安装的位置，复合模可分为正装与倒装两种形式。（1）正装复合模冲裁时冲孔废料由上模向下推出，落在下模的下表面，需要及时清理，操作不如装复合模方便，且不太安全，但板料被凹凸模 与下模的弹性顶件器压紧冲出的制件较平整，尺寸精度较高。（2）倒装式复合模：工作时所产生的冲孔废料直接由下模部分露出，制件会被嵌在上模部分的落料凹模内，回程时由刚性推件装置将制件推下，冲裁件在冲裁过程中对制件不起到压紧的作用。 为了操作方便和生产安全，一般选用倒装式复合模。3、 成型零件的设计 主要零件的固定形式和镶块间的相对位置关系，按照要求设计好落料孔和刚性推件，型芯尺寸应该要和落料孔有一定的尺寸精度，保证能够顺利的落料；有折弯工序时，折弯凸起部分也应该设计成圆角，防止产生回弹。第2章 主要的设计及计算2.1 毛坯尺寸的计算：(1) 选取修边余量：查表得，当dt/d=76/51=1.49时，修边余量=3.0mm，dt=76+3.0=79mm。(2) 初算毛坯直径：D=（dt2+4d1h1-3.44d1*r）1/2=（792+4*51*15-3.44*51*2.7）=94mm（3） 确定能否一次性拉深出来; h/d=13.5/51=0.265，dt/d1=79/51=1.569，t/D=1.5/94=0.016查表得：h1/d1=0.290.35h/d=0.265，所以能一次性拉深出来。2.2 确定排样方：工件毛坯直径为94mm尺寸比较大，考虑操作方便采用单排。排样图如下:查有关表得相关搭边值：工件间a=2mm，侧面a1=1.5mm。则近距A=d0+a1=94+1.5=95.5mm，料宽B=d0+2a=94+2*2=98mm。2.3 材料利用率的计算：材料的利用率 =nA/Bh *100%=75.9%2.4 各工序的冲压力计算外圆落料力计算：F落=kltb =1.3*3.14*94*1.5*353=203173N材料的抗剪强度b 查表得b =353MPa冲孔力计算:F冲=Kltb =1.3*2*3.14*2.5*1.5*353=2161N拉深力计算:=Kd1tb =0.6*3.14*52.5*1.5*300=44510N查表得材料抗拉强度b=300MP,修正系数K=0.6压边力计算:F压=AP=（dt1/2)2-（d1/2）2*P =3.14*【382-26.252】*2.8 =6637N翻边力计算：圆孔初始直径：d0=D1 -【（r+t0/2）+2h1】D1=dm+2r+t0， h1=h-r-t0。算的d0=5mm。dm=10.5mm。F翻=1.1（dm-d0）t0s=1.1*3.14*（10.5-5）*1.5*196=3423NF翻=1.1（dm-d0）t0s =1.1*3.14*（10.5-5）*1.5*196=3723Ndm翻边后竖边的中径（mm）d0圆孔初始直径（mm）t0毛坯厚度 （mm）s材料屈服强度（MPa）卸料力计算：F卸=K卸*F冲=0.04*203173N=8127N推料力计算：F推=K推*F冲 =0.055*203173N=11175N冲压工艺总力：F总=F落+F冲+F拉+F压+F翻+F卸+F推=279506N2.5 工作零件刃口尺寸的计算落料和冲孔的凸凹模刃口尺寸计算：查表的Zmax=0.24mm，Zmin=0.136mm Zmax -Zmin=0.108mm制件公差等级取IT10=0.14查表得凸凹模制造公差：落料部分: d=0.035， p=0.025 d +p=0.06，d + p Zmax -Zmin冲孔部分： d=0.020， p=0.020 d +p=0.040，d + p Zmax -Zmin查表得系数x=0.75所以落料部分：Dd=(D-x） =（94-0.75*0.14） =93.895 Dp =Dd-Zmin） = （93.895-0.136） =93.759冲孔部分：dp=（d+x） =（5+0.75*0.14） =5.105 dd=（dp+Zmin） =（5.105+0.136） =5.2412.6 确定是否采用压边圈毛坯相对厚度：t/d0=1.5/94=0.016，0.016*100=1.6mm所以由上表可知此工件可用可不用压边圈，但为了保证预制孔尺寸和防止板料起皱，而采用压边圈。2.7 压力中心的确定 该零件时圆形结构对称件，起压力中心位于圆形轮廓的几何中心上。2.8拉深工作零件尺寸的计算拉深模的间隙Z=tmax+Ct，Z=（11.1）t，所以Z=1.05*1.5=1.575mm。查表的拉深模的制造公差：d=0.05， p=0.03.Dp=（d+0.4） =52.5560-0.03Dd=（d+0.4+2Z） =55.7060+0.05 第5章 主要零部件的设计3.1 工作零件的结构设计拉深凸模的设计：L=H台+H凹+H低=8+50-3=55mmH台凸模固定板台阶的厚度H凹落料凹模的厚度H低凸模低于落料凹模的厚度落料凹模的设计:H=L拉深-H台+H低=55-8+3=50mm冲孔凸模的设计：L=h1+h2+h=30+18+17=65mmh1凸模固定板厚度h2卸料板厚度h附加长度。包括凸模的修模量，凸模进入凹模的深度和凸模固定板的安全距离等。通常去1520mm。翻边凹模的设计：H翻=H凸-9 =65-9 =56mm凹模镶块的设计：3.2 上、下模座 上下模座的选用：根据落料凹模的周界尺寸，查冲压手册【6】P591页相关资料，同时为了安装方便，故采用后侧导柱式模架，按相关资料则设计上模座为GB/T2855-5，20020050，下模座为20020060的规格，其他结构的尺寸值不变。所用材料为HT200，模座的上、下表面的平行度要求为4级，孔和上、下基面的垂直度为4级，上、下模座表面粗糙度Ra取1.6=um，其余表面取Ra=3.2um。3.3 压力机的选择冲压设备的选择及校核考虑各因素，取一安全系数0.7。压力机的工称压力FF总/0.7=279.5/0.7 = 398.5KN。故压力机的工称压力要大于398.5KN，查表选用 J2340F。见下表：第4章 模具的总装图参考文献【1】付宏生主编. 冷冲压成形工艺与模具设计制造. 北京：化学工业出版社,2005.【2】陈锡栋、靖颖