模具毕业设计121拖拉机用垫片的成型工艺与模具设计.doc
模具毕业设计121拖拉机用垫片的成型工艺与模具设计
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机械毕业设计论文
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模具毕业设计121拖拉机用垫片的成型工艺与模具设计,机械毕业设计论文
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- 1 - 课 程 设 计 说 明 书 题 目： 拖拉机用垫片的成型工艺与 模具设计 课 程： 冲压工艺及 模具设计 院 （部）： 机电工程学院 专 业： 机械工程及自动化 班 级： 机本 学生姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期： nts- 2 - 目 录 摘 要 3 1 零 件 的 工艺性分析 3 2 确定工艺方案 3 3 工艺 计算 3.1 计算工艺力 4 3.2 确定排样形式和裁板 5 3.3 材料利用率 6 4 压力中心确定，压力机选择 4.1 压力中心确定 6 4.2 压力机选择 7 5 模具设计 5.1 确定模具结构 6 5.2 模具零件尺寸计算与确定 6 6 模具其他零件的选用 6.1 卸料弹簧的选择 6 6.2 选择上下模板及模柄 6 6.3 垫板凸模固定板 6 6.4 闭合高度 6 6.5 导柱、导套 6 6.6 卸料螺钉 6 7 参考资料 11 nts- 3 - 摘要 冲压是在室温下，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）。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，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。 nts- 4 - 1 零件的工艺性分析 该零件是拖拉机用的垫片， 要对零件进行大批量的生产。该件属于隐蔽件，被完全遮蔽，外观上要求不高，只需平整，中心圆孔是该零件需要保证的重点。 2 确定工艺方案 首先根据零件的形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有落料 、 冲孔。 方案一： 先落料，再冲孔，采用单工序模生产 。 方案二： 落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三： 冲孔落料连续冲压，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級进冲裁方式。 复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔等多道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置重复性好，表面较为平直。 为了便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模具。 通过对比，故采用方案二 ，比较适合该零件。 3 工艺计算 3 1 计算工艺力 平刃口模具冲裁力 ， F KLt 式中 一般材料的 1.3b，所以bF Lt， 式中 )b M p a 材 料 的 抗 拉 强 度 （。 由表 2-18，查得 10 钢的 2 9 4 4 3 2b M p a :，取 400b Mpa 。 所以上式 2 2 12 2 2 . 52 2 2 5 2 2 . 5 2 s i n ( ) 2 2 5 1 . 5 4 0 03 6 0 2 59 7 . 2FKN 垫圈冲孔力1 8 1 . 5 4 0 0 1 5 . 1bF d t K N 由表 3-12 查得 0 .0 4 0 .0 5K :卸， 0.055K 推， 0.06K 顶。 nts- 5 - 0 . 0 5 9 7 . 2 4 . 8 6F K F K N 卸 卸 ， h 为凹模孔口直壁的高度， t 为材料厚度，则工件数 /n h t ，由表查得 6h ， 6 1 .5 4n 。 1 4 0 . 0 5 5 1 5 . 1 3 . 3 2F n K F K N 推 推。 总力 1 2 0 . 4 8F F F F F K N 总 卸 推 3 2 确定排样形式和裁板方法 采用有废料排样，沿制件全部外形冲裁 。 排边的大小，因主体轮廓为圆形，材料厚度 t=1.5,由表 3-18查得如下图所示。 图 1.1 计算板料宽度 因为采用了有废料 排样，沿制件部分外形冲裁，所以条料宽度为 42mm. 确定板料规格 选用了热轧普通薄板，查资料采用板料的长度为 1000，宽度为 500，采用横裁的方法。 nts- 6 - 图 1.1 3 3 材料利用率计算。 材料利用率 单个零件的材料利用率 11 100%nABh ， 12 2 2 22 2 . 52 s i n ( )1252 ( 2 5 ) 2 2 2 5 2 2 . 5 1 9 2 0 9 63 6 0 2A m m 1 4 , 4 9 , 5 0 . 1 5n B h 式中ABh1冲 裁 件 面 积条 料 宽 度送 料 进 距 (mm)n 一 个 进 距 内 冲 件 数，1 2096 1 0 0 % 8 2 . 3 %4 9 5 0 . 1 5 4 压力中心确定，压力机的选择 4 1 压力机的确定 压力中心的确定用作图法确定 图 1.1 4 2 压力机的选择 因为该垫片需要大批量生产，故采用高速压力机，采用机器的型 号为 J75G-30 表 3 高速压力 机主要技术参数 型号 J75G-30 送料长度 /mm 6 80: 公称压力 /kN 300 厚度 /mm 0.1 2: 滑快行程次数 /（次 min-1 ） 150 750: 宽度 /mm 5 80: nts- 7 - 滑快行程 /mm 10 40: 主电动机功率/kW 7.5最大封闭高度 /mm 260 生产厂家 上 海 第 二 锻 压 机 床 厂 封闭高度调节量 /mm 50 5 模具 设计 5.1 确定模具结构 因为垫圈是大批量生产，故可以采用复合模， 复合模的结构形式可采用典型 的倒装结构 ， 此时垫圈孔的废料可从台面孔漏下，制件可采用刚性推件装置推出，卸料采用弹簧卸料板，采用带导柱后侧式模架。 5.2 模具零件尺寸计算及确定 5.2.1 冲裁模间隙及凹模、凸模刃口尺寸公差计算 由表 2-5所示因为 1.2t ，min 0.132Z ，max 0.240Z 落料部分 因为 50 ， 所以凸模偏差 0.020p ，凹模偏差 0.030d 冲孔部分 因为 8 ，所以凸模偏差 0.020p ，凹模偏差 0.020d 由表 2-11查得 0.75x 0 . 0 2 0 0 . 0 3 0 0 . 0 5pd mm ， m a x m i n 0 . 1 8 0 0 . 1 2 6 0 . 0 5 4ZZ 满足m a x m i n pdZZ 故凸、凹模采用分别制造的方法 落料凸凹模 0 . 0 3 0 0 . 0 3 00 0 00 0 0- 0 . 0 2 0 0 . 0 2 0( ) ( 5 0 . 1 0 . 7 5 0 . 1 ) 5 0 . 0 2 5( ) ( 5 0 . 0 2 5 0 . 1 2 6 ) 4 9 . 8 9 9dpD D xD D x 凹凸冲孔凸凹模 0 0 00 . 0 2 0 0 . 0 2 00 . 0 2 0 0 . 0 2 0m i n 0 0 0( ) ( 8 0 . 7 5 0 . 1 ) 8 . 0 7 5( ) ( 8 . 0 7 5 0 . 1 2 6 ) 8 . 2 0 1pdd d xd d Z 凸凹5.2.2 凹模、凸模、凸凹模尺寸： 凹模高度 = ( 1 5 ) = 0 . 3 5 5 0 = 1 7 . 5H K b m m m mg ， nts- 8 - 式中 b m mk冲 裁 件 最 大 外 形 尺 寸 ，系 数 ， 一 般 取 0.35凹模边壁厚 ( 1 . 5 2 . 0 ) 2 1 7 . 5 3 5 ( 3 0 4 0 )c H m m :， 凹模板边长 2 5 0 2 3 5 1 2 0L b c m m 查标准 JB/T-6743.1-94:凹模板宽 B=125mm 故确定凹模板外形为： 1 2 5 1 2 5 1 8 ( )mm .将凹模板做成薄型形式并加空心垫板后实取为： 1 2 5 1 2 5 1 4 ( )mm 凸模采用固定板固定，固定部分厚度取 25mm,采用落料和冲孔同时进行（便于修磨刃口），故凸模全长 凸 凹模尺寸 凸凹模长度：1 2 3 1 6 1 0 2 4 5 0 ( )L h h h m m 式中 12hhh- 凸 凹 模 固 定 板 厚 度弹 性 卸 料 板 厚 度增 加 长 度 （ 包 括 凸 模 进 入 凹 模 深 度 ， 弹 性 元 件 安 装 高 度 等 ）凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为 7mm,根据强度要求查冲压模具设计与制造表 2.9.6 知，该壁厚为 4.9mm 即可，故该凸凹模侧壁强度足够。 冲孔凸模尺寸： 凸模长度：1 2 3= 1 4 1 2 1 4 4 0L h h h m m 凸式中 123hhh凸 模 固 定 板 厚空 心 垫 板 厚凹 模 板 厚凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。 6 模具其他零 件的选用 6. 1 卸料弹簧的选择 冲裁时卸料板平面外形尺寸 ( 1 ) 1 . 5 1 2 . 5h t m m ，考虑凸模修磨量3 5h mm。 6.2 选择上下模板及模柄 nts- 9 - 采用 GB2855.6-81 后侧带导柱形式的模板 ,根据最大轮廓尺寸 1 5 6 1 4 2m m m m选项进规格标准模板， 1 6 0 1 6 0L B m m m m为 ，上模板厚 45mm,下模板厚 55mm 按 GB2855.6-81选 B50 100 带凸缘形式的模柄。 其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。 6.3 垫板、凸模固定板 垫板、凸模固定板：考虑推荐装置在上模内挖窝，采用垫板加固，垫板厚度取 10mm,固定板厚度取 25mm，固定板与垫板直径均取 110mm(与凹模直径相同 )。 6.4 闭合高度 闭合高度：模具闭合高度应为上下模板、下模板、凸凹模、凹模、固定板、垫板等厚度的总和。即 所 选 压 力 机 闭 合 高 度max 260H ，m i n ( 2 6 0 5 0 ) 2 1 0H m m m m 。满 足m a x 0 m i n5 1 0H m m H H m m 6.5 导柱、导套 导柱、导套：按 GB2861.2-81 选 d=25mm,其中导柱长度有 1 1 0 1 8 0mm: ，模具闭合高度0 201.5H ，选最长导柱 180l mm 按 GB2861.6-81 选 25d mm 导套，其中长度有 80、 85、 90、 95mm，可选较大的90mm. 6.6 卸料螺钉 卸料螺钉：按 GB2867.6-81 选 10d mm 的带肩卸料螺钉，螺柱长 60l mm 。 卸料螺钉窝深应满足 + + 5 ) 2 6 )3 . 5 1 0 5 2 6 2 0 . 5 2 4 . 5h m m m mm m m m :卸 料 板 行 程 螺 钉 头 高 度 修 磨 量 （ 安 全 间 隙 （ 对螺钉进行验算， + + 0 . 5 -= 5 5 + 4 1 + 0 . 5 - 1 2 - 6 0 2 4 . 5h m mm m m m下 模 板 厚 凸 凹 模 厚 卸 料 板 厚 螺 钉 杆 长 故所选螺钉长度满足 要求，定卸料螺钉窝深 24.5h mm
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