冲压说明书5949024.docx

广东石油化工学院课程设计说明书 题 目 冲压工艺及模具设计 专 业： 机 电 工 程 学 院 班 级： 材控11-1 学 生： 吴 尧 学 号： 11024180133 指导教师： 陶筱梅 完成时间：2014年 9 月 1日至2014年9月 26日冲压工艺及模具设计课程设计任务书机电工程学院 材料成型及控制工程 专业 材控11-1 班 学生 吴尧 一、课程设计题目：制订*件的工艺规程并设计一套冲压成型模具二、原始设计资料：按附图及要求（或实物+技术要求）三、设计工作起止日期： 2014年9月1日2014年9月26日四、设计内容要求： 1. 明确设计任务，确定成型工艺，选择成型设备；2. 确定成型模具的结构方案；3. 计算成型模具零件的工作尺寸，关键部位进行强度计算及校核；4. 绘制成型模具的结构总装图（0或1图）；5. 绘制二三张主要零件图（非标准件）；6. 图纸应符合制图标准及规范；7. 按进度要求分阶段呈交指导教师检查设计工作；8. 设计图纸及计算说明书必须经指导教师审查后方能参加答辩。五、进度要求：1. 明确设计任务，查阅资料。 2天2. 分析零件结构，确定方案及相关计算。 2天3. 绘制模具草图。 1天 4. 绘制正规模具装配图。 2天5. 绘制零件图。 1天6. 编写设计计算说明书。 2天7. 修改、打印。 1天8. 设计总结与答辩。 1天六、应交的设计资料（装入档案袋）：1. 设计计算说明书一份（不少于6000字，内容要求见教学大纲，打印输出）；2. 模具结构总装图一张；3. 零件图二三张。七、主要参考资料1. 冲压工艺学. 肖景荣. 高等学校试用教材2. 机械制造工艺师手册. 机械工业出版社3. 冲压手册（第2版）. 王孝培.机械工业出版社4. 冲压模具设计. 万战胜. 铁道出版社5. 冲模图册. 李天佑. 机械工业出版社教研室负责人 指导教师 接受设计任务开始执行日期 年 月 日学生签名 压圈复合模具设计 摘要：本设计进行了落料、冲孔连续模的设计。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。冲孔凹模和落料凹模则采用整体固定板固定。落料凸模内装有导正销，保证了工件上孔和外形的相对位置准确，提高了加工精度。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠和冲压产品大批量生产的要求。关键词：冲压成型 落料 冲孔第一节 冲裁工艺方案分析11设计任务零件尺寸如下图1.1：图1.1 零件图如图1.1为厚2mm的A号钢片，生产批量为大批量。这次毕业设计的任务是设计该零件的模具尺寸并绘制模具零件图和总装配图。12工艺性分析设计模具时，首先应根据生产批量、零件图纸及零件的技术要求进行工艺性分析，来判断该冲裁件进行冲裁加工的难易程度，对不适合冲裁或较难由冲裁来完成加工的部位，提出改进方案，与设计者协商。根据图示零件，对冲裁件工艺性的分析，从零件形状、要达到经济精度以及尺寸几个方面来看，与零件简图中几个方面相比较，可认为零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其他尺寸标注、生产符合批量等情况，也符合冲裁工艺的要求。结构与尺寸：该零件结构较简单，形状对称，尺寸较小。外形直径为D=42mm,内孔直径d=20mm,均适宜冲裁加工。精度：零件图上的尺寸都未标注公差,工件比较薄，利用普通冲裁可以达到零件图样要求。材料：加工材料为Q235，08F是优质碳素结构钢，碳的质量百分数是0.08，抗拉强度Rm2955MPa；屈服强度Rel175Mpa ，延伸率35，断面收缩率60，此材料具有良好的塑性，其加工性能较好。根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以冲裁加工，加工速度快，可以大批量生产，经济性较好。工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案。方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，在模具同一位置时可完成数道分离工序的模具，成本低、操作方便、工件精度也能满足要求。方案三也只需一道模具，生产效率高，但不在同一个位置就可以完成，操作不方便，精度要求不能满足，成本高。因此从零件加工精度和经济性角度综合考虑，选则方案二是较为合适的，即选择复合模作为本设计的模具方案。第二节 工艺计算及结构设计21 排样图2-1 排样图为了提高材料利用率，采用直对排的排样方案，如图2-1所示。由查表可得的搭边值，并取整得a=3mm1计算步距： h = 42 + 3 = 45mm条料宽度：b = 42 + 3 2 =48mm2一个步距的材料利用率冲压件毛坯面积： A=3.14441-100-8-348=918.74 = = 42.5%2.2确定冲压力该模具采用弹性卸料和下出料方式1.冲裁力2.卸料力 查表得： 。所以 3.推件力 查表得到凹模刃口形式，h = 8mm , 则 查表得 所以 冲压总力为： 2.3 确定模具压力中心 按比例画出零件形状，选定坐标系xoy ,如图2-2所示。由于零件左右对称，即, 这里只需计算。将工件冲裁周边分成 、 、 、 基本段，求出各段长度及各段的重心位置。图 2-2 压力中心 = 131.88 , = 21 ； = 58.8, = 19.5； = 4, =32 ； = 4 , =33； 2.4 凸模、凹模刃口尺寸计算查表得间隙 0.26 ， 0.38。对冲孔22mm采用凸模、凹模分开的加工方法，其凸模、凹模刃口部分尺寸计算如下：查表得凸模、凹模制造公差为 校核： = 0.12 ， 满足 的条件查表得因数 x = 0.5 按式 所以 对外轮廓的落料，由于形状比较复杂，采用配合加工的方法，其凸模、凹模刃口部分尺寸计算如下：以凹模为基准件，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大 ，因此都属于A类尺寸。零件图中未注公差的尺寸， 按自由公差，其极限偏差为 ： ， 。查表得因数x为：当 0.50 时 ，x = 0.5 ; 当 0.50 时， x = 0.75 。 按式 ： 2.5 确定模具凸模、凹模 、凸凹模的结构设计冲孔22mm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，尺寸如图所示。凹模的刃口形式，鉴于该产品生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，即图2-4 所示的刃口形式。凹模的外形尺寸为：H = Kb = 0.2442 mm=10mm C=1.5h=15。尺寸标注如图所示 。 模具为复合冲裁模，因此除冲孔凸模和落料凹模外，必须还有 一个凸凹模，凸凹模的结构简图如图图2-5所示，凸凹模的外刃口尺按凸模尺寸配制，并保证双面间隙2.26-0.38。凸凹模上孔中心与边缘距离尺寸为11的公差应比零件图所标精度高3-4级，即定为。 凸凹模 第三节 模具结构设计 3.1.模具总体设计图3-1所示为本文设计对象的模具总装配图，该复合冲裁模将凹模及凸模装在上模上，是典型的倒装结构，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，卸料螺钉和弹簧组成。冲制的工件由推杆，推板，推销和推件板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冲床台面孔漏出。 图3-1 模具总装配图 3.2.卸料装置的设计 采用弹压卸料装置，既起卸料作用又起压料作用，基本零件包括卸料板、橡胶、卸料螺钉。弹压卸料板厚度 h216mm；卸料螺钉选用M8 3.3卸料、顶件方式卸料装置分固定卸料装置、弹性卸料装置。卸料板用与卸料卡在凸模或凸、凹模上的冲裁件或废料。当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决与板料厚度，一般在0.20.5mm之间，卸料薄时取小值：板料厚时取大值。当固定板兼起导板作用时，一般按H7/ h6配合制造，但应该保证导板与凸模之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，当冲裁板较厚（大于0.5mm）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。弹性卸料装置是由卸料板、弹性元件、卸料螺钉等零件组成。弹性卸料既起卸料作用又起压料的作用，所得冲裁件质量较好，平直度较高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹性卸料装置。弹性卸料板与凸模的单边间隙可根据冲裁板料厚度查表。在级进模中，特别小的冲孔凸模与卸料板的单边间隙可将表列数值适当加大。当卸料板起导向作用时，卸料板与凸模按H7/h6配合制造，但其间隙应比凸、凹模隙小。此时，凸模与固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外，在模具开启状态，卸料板应高出模具工件零件刃口0.30.5mm,以便顺利卸料。由于此零件很薄，故采用弹性卸料。3.5模架及模柄1模架类型如采用纵向送料方式，适宜采用中间导柱导套模架(对角导柱导套模架也可)；横向送料适宜采用对角导柱导套模架：而后侧导柱导套模架有利于送料(纵横向均可且送料较顺畅)，但工作时受力均衡性和对称性比中间导柱导套模架及对角导柱导套模架差一些，四角导柱导套模架则常用于大型模具，而精密模具还须采用滚珠导柱导套。本模具采用对角导柱导套模架。2模柄类型模柄是连接上模与压力机的零件，常用于 1000KN以下的压力机的模具安装。模柄的结构型式比较多，重载的模具可直接用镙钉、压板将上模压在滑块端面。由压力机的型号J23-25，可查得模柄孔的直径为40mm，深度为80mm，由装配要求，模柄与模柄孔配合为H7/m6，模柄长度比模柄孔深度小510mm，根据GB/T 2861.6-90选取模柄。3.6送料方式条料的送料方向是条料靠着一侧的导料板，沿着设计的送料方向导向送进。标准的导料板结构见国标 (GB286581)。而采用导料销时，要选用两个。导料销的结构与挡料销相同。 为了保证送料精度，使条料紧靠一侧的导料板送进，可采用侧压装置。簧片式用于料厚小于1mm，侧压力要求不大的情况。 弹簧压块式和弹簧板式用于侧压力较大的场合。弹簧压板式侧压力均匀，它安装在进料口，常用于侧刃定距的级进模。簧片式和弹簧压块式使用时，一般设置 23个。3.7导向装置采用导柱导套式导向装置。讲导柱与导套制成小间隙配合，H7/h6.为了保证使用中的安全性与可靠性，还应注意：当模具出于闭合位置时，导柱上端面与上模座的上平面应留1015mm的距离；导柱下端面与下模座下平面应留25mm的距离。导套与上模座上平面应留不小于3mm的距离。3.8凸模固定板选用举行凸模固定板，根据凸模固定和紧固件合理布置的需要，确定其长宽为100mm，厚度为凹模厚度的6080，取17mm.材料选用45钢。3.9垫板在凸模固定板与上模座之间加一块淬硬的垫板，以避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击力而出现凹陷，致使凸模松动。垫板的平面形状尺寸与固定板相同，垫板厚度16mm,材料为Q235.3.10紧固件螺钉、销钉在冲模中起紧固定位作用。选用内六角螺钉，规格为M8，数量为6个；销钉8，数量为2个。表8-1材料清单零件名称材料牌号硬度/HRC尺寸（LbH）/mm下模座A320020030上模座A320020020凸凹模Cr12MoV5662标准件冲孔凸模Cr12MoV5662标准件冲孔凹模Cr12MoV5662标准件垫板45#10010010卸料板45#10010014凸模固定板A310010017垫板板A310010020第四节 冲压设备的选择 选用双柱可倾压力机 J23-25 公称压力：400KN 滑块行程：100mm 最大闭合高度 330mm 连杆调节量:65mm 工作台尺寸:(前后mm左右mm) ：460700 垫板尺寸:(厚度mm孔径mm）：65220 模柄孔尺寸：（直径mm深度mm) ：4507 最大倾斜角度：第五节、模具的装配和冲裁模的调试5.1冲裁模的装配方法冲裁模的装配方法即确定装配基准件和装配顺序按基准件装配有关零件控制并调节模具的间隙以及压料和顶件装置试冲与调整。冲压模具上模部分通过模柄安装在压力机的滑块上，是模具的活动部分。下模部分被固定在压力机的工作台上，是模具的固定部分。5.2冲裁模调试的内容：1. 将装配后的模具顺利的装在指定的压力机上。2. 用指定的坯料稳定的在模具上制出合格的制品零件。3. 检查制品零件的质量。若发现零件有缺陷，分析原因，对模具进行修整和调制，直到能生产一批完全符合图样要求的零件为止。4. 根据设计要求，进一步确定出某些模具须经试验后所决定的尺寸并修整这些尺寸，直到符合要求为止。5. 在试模时，应排除影响生产，安全，质量和操作等各种不利因素，使模具达到稳定，批量生产的目的。6. 经调试后，为工艺部门提供编制模具成批生产制品的工艺规程依据。冲裁模调试过程中遇见的问题及调整的方法冲裁件不能剪好：刃口的间隙不均匀，用一些纸来，试剪直到调整好为止。冲裁件底面不平：增大压料力及校正力。第六节、绘制模具图和设计总结6.1模具总装图的技术要求内容：1）对于模具某些系统的性能要求。例如卸料压料结构的装配要求。 2）对模具装配工艺的要求。3）模具使用，装拆方法。 4）防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。 5）有关试模及检验方面的要求。 绘制部分零件图 由模具总装图拆画零件图的顺序应为：先内后外，先复杂后简单，先成型零件，后结构零件。6.2根据需要，本设计需绘制凸模与凹模的零件图1）图形要求：按照1：1比例画，视图选择合理，投影正确，布置得当。为了加工易看懂、便于装配，图形与总装图一致，图形要清晰。 2）标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为：先标主要零件尺寸和出模斜度，再标注配合尺寸，然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸，后标注全部尺寸。 3）表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角，如标注“其余6.3。”其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。 4）其它内容，例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求，表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。本次设计是对大批量生产的垫圈冲压工件，进行冲裁成型模具设计。经过两周的冲模设计，我们将这前面学习的过的课程应用到设计中去，提高了我们学以致用的能力。同时也在复习我们学习过的专业知识，通过课程设计我们将我所学的知识很好的应用。这个设计主要应用到了，冲压成型与模具设计，模具材料，机械制图，公差与