拖拉机甩油盘落料冲孔复合模模具设计说明书

1南京农业大学工学院课程设计课程名称： 冲压工艺及模具设计姓 名：题目名称：学 号：年 级：专 业：指导教师：2013年10月 24日 2课 程 设 计 任 务 书一、课题名称：拖拉机甩油盘模具设计二、零件：二维模型及三维模型 ：3材料：A3 料厚：1.2mm 批量：大批量利用软件球的表面积 毛坯尺寸23978.125mAmAD126403、零件成型分析 根据该零件特点，拟采用两道工序成型。工序一，通过落料冲孔，成型工件外形和内孔；工序二，通过拉伸成型工件内腔形状。该模具设计由两人完成，本人负责落料冲孔工序模具设计，拉伸由小组另外一人完成。4、落料冲孔成型零件图二维：4三维：5尺寸：外圆:R63mm 内圆：20mm五、设计要求：1、冲压工艺卡（A4） 。2、冲模装配图（A1/A2） 。3、工作零件图（三个） （A3/A4） 。4、设计说明书（约 15页） 。6目 录序言 1第一章 零件的工艺性分析 11.1 材料11.2 结构与尺寸11.3 精度1第二章 确定工艺方案 22.1 工序性质与数量 22.2 工序顺序 2第三章 确定模具总体结构33.1工作零件 33.2 定位零件 43.3 卸料、出件 43.4导向零件43.5支撑零件4第四章 工艺与设计计算54.1 排样 54.2计算冲压力和压力中心54.3 弹性元件 7第五章 设计零件、绘制总装配草图8 75.1 工作零件 85.2模架与其他零件 9 设计小结 10冲压工艺卡 19参考文献 18设计小结 191序 言冲压加工在现代加工技术中应用十分普遍。其生产效率高，操作方便，易于实现机械化和自动化；能加工零件尺寸范围广，小到钟摆内部零件大到汽车覆盖件；无切削，节省材料，节约能源，生产成本小。而冲模设计在冲压加工中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以实现；没有先进的冲模，先进的冲压工艺也无法实现。冲压工艺与模具，冲压设备与冲压材料构成冲压加工的三大要素，只有他们结合才能得出冲压件。本次课程设计，本人有幸负责一套冲压模具设计。该说明书是通过查阅书籍资料，同学合作及老师辅导下完成的。主要介绍了冲裁模的工艺分析、工艺方案的确定、模具总体结构的选择、工艺与设计计算、零件图总装图尺寸计算及绘制。 第一章 零件的工艺性分析 1.1 材料A3材料力学性能类似 Q235，Q235 为普通碳素钢 s=235MPa b=450 MPa 查参考文献2表 D2-22 P814 s/b=0.52 冲压性能良好1.2 结构与尺寸零件形状规则，冲孔尺寸与落料外形尺寸相差 43mm，其它无极限特征，适合冲裁加工1.3 精度2查参考文献52.2.1 冲裁件精的度，有关表格。零件外径公差0.30mm,内径公差 0.10mm。查参考文献3未注公差的尺寸公差 表1-58,1-59，工作零件， 126公差取 0.63mm, 40公差取0.039mm。第二章 确定工艺方案2.1 工序性质与数量冲孔、落料2.2 冲裁方案确定2.2.1冲裁方案 ：方案一：单工序模：冲孔落料方案二：级进模：冲孔-落料方案三：复合模：冲孔、落料2.2.2方案却比较及确定：方案却比较方案一，模具结构较简单，制造相对比较方便，但是需要两道工序，两幅模具，成本相对较高，生产效率较为低下，且更重要的是在第一道工序完成之后，进入到第二道工序必然会增大工件误差，使得工件精度、质量大打折扣。故而不选用此方案。3方案二，级进模是一种多工位，高效率的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高。本工序完成的零件外形简单，综合成本，并不适合采用级进模，因而也排除此方案。方案三，只需要一套模具，即能保证很好的精度又能满足生产效率的要求，模具轮廓尺寸较小，模具的制造成本不高。故此方案完全满足图纸要求，相比前两方案有明显优势。方案确定 复合膜最小壁厚 1.2-1.5t,零件形状符合最小壁厚查参考文献2表 8-1 P375，故本套模具采用冲孔-落料复合模。2.2.3 模具结构形式复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模.考虑设计方便，采用正装式。故方案最终确定为，正装式冲孔-落料复合模。第三章 确定模具总体结构3.1 工作零件a.凸模R5.53孔使用台阶固定，加工经济落料凸模选用直通式的结构，可以用线切割加工凸模长度 L=h 1+h2+h4-（1-3）强度校核b.凹模采用整体式的螺钉固定，凹模刃口采用直通式的刃口高度 h=6mm4凹模厚度 H=K 1K2 (15)3.0F凹模壁厚 C=（1.5-2）H(30-40mm)3.2 定位零件导料板定边距,挡料销定位3.3 卸料、出件采用弹性卸料，凸模出件3.4 导向零件选用滑动不带压板的导柱导套3.5 支撑零件1）上下模板因为零件对称，受力均衡，左右操作，采用后侧上下模板2）模柄采用压入式的模柄3）固定板采用台阶和带锥度的凸模固定板4）垫板为防止上模板压溃，加垫板（10-15mm）5第四章 工艺与设计计算4.1 排样a. 排样方法的确定 根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法是不可能做到的，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直排法，初画排样图如下图所示。b. 确定搭边值 查参考文献2表 3-20，取最小搭边值：工件间 a1=1.0mm，沿边 a=1.2mm。c. 确定条料步距 步距：126+1=127mm，宽度：127+1.2+1.2=128.4mmd. 条料的利用率利用率=S 工 /S 总 =3.14R2/（127 128.4）=(3.14 63 63)/（127 128.4）=76. 42%4.2 计算冲压力和压力中心61）冲裁力（查参考文献2表 3-15）F=LTb=(40+126) 1.2450281.4KN(L:冲裁件周边长度 T：材料厚度 b：抗拉强度)2）压力中心模具中心X0= =FnX 1LiY0= Li冲裁以 X轴、Y 轴对称X 0=0 Y0=03）初定压机卸料力 Fx=KxF，已知 Kx=0.040（查参考文献2公式 3-3 P67）则 Fx=0.040 281.4=11.256KN推件力 FT由 FT=nKTF, KT=0.055（查参考文献2公式 3-4 P67） (n= = =5)th2.16则 F T=5 0.055 281.4=77.385KNP（1.1-1.3）F F =F+ Fx + FT=281.4+11.256+77.385=370.041KN7P1.2 F =1.2370.041=444.05KN4）刃口计算因零件为异性，采用配合加工比较合理，冲孔以凸模为基准，落料以凹模为基准。因为冲孔、落料为一体，从加工考虑所有的尺寸都标注在凹模上变大 A 凸 =(Amax-x) 0/4变小 B 凸 =（B min+x） 0-/4不变 C 凸 =(Cmin+0.5)/8尺寸 基准 磨损情况计算公式 刃口计算126-00.63凹模 变大 A 凹 =(Amax-x) 0/4 /4 A 凹 =（126-0.50.63） 0/4 =125.685+00.1575400+0.039凸模 变小 d 凹 =(dmin+x) 0-/4 d 凹 =（40+0.50.039） 0-/4=40.01950+0.0098 ：公差 即上偏差-下偏差Zmin=0.126参考文献1表 1表 3-4（冲裁模初始双面间隙）P35X=0.5参考文献1表 3-5（磨损系数）P374.3 弹性元件 橡胶 选择聚氨酯 21个Fy=Fx/n=11.256/21=0.536KN=536Nhy=10%h08P=1.1 MPa 参考文献1图 3-65P82（10%内橡胶压缩量与单位压力）Fy=APA= Fy/P=536/1.1=487.2mm2选圆筒形橡胶，设卸料螺钉直径 8，橡胶孔 10A= （D 2-82）4D= =26.5mm10/A取 D=27mmhx+hm=1+5+t=1+5+0.8=6.8 (hm:取 4-10mm)h0= = =27.2mm3.25mx25.0810.5h 0/D1.50.527.2/26.5=1.031.5符合要求（参考文献1P81-P82 有关公式）第五章 设计零件、绘制总装配草图5.1 工作零件凸凹模长度：L=h1+h2+h4-(1-3)9h1:凸模固定板厚度（0.6-0.8）H 凹 h2：卸料板厚度（15-30mm）h4：弹性元件的高度+凸模进去凹模的厚度（取 6mm）H 凹 = K1K2 =11.37 =41.5mm 取 40mm3.0F381402.弹性元件高度 h=h00.9=27.20.9=24.48mm 取 25mm凸凹模：L=0.62540+25+25+6-1=80mm冲孔凸模 L=凹模+凸模固定板=30+30=60mm(查参考文献1第三章第九节 二、工作零件部分有关公式)5.2 模架与其他零件1）模架（查参考文献5表 15.2 P418）凹模尺寸：25020030H 闭 =上模板+下模板+卸料板+凸模固定板+凸凹模固定板+弹性元件+凹模+料厚H 闭 =40+50+25+ 25 +30+ 25+30+1.2=226.2mm取 H 闭 230mm选着模架 LXB 250160（200-245）2）压机P444.05KNF=1.3P=1.3444.05=577.265KN10初选 630KN压力机 参考文献5表 4-32 表 4-33 P106封闭高度满足 Hmax-H 1-5H 闭 Hmin-H 1+10 经计算符合要求。确定设备 J23-633）模柄 压入式模柄模柄孔 5070 上模板厚度为 40mm模柄 A50100 JB/T7646.1-1994工作台孔 2304）垫板设 计 小 结两周的课程设计时间很快就结束了，此次课程设计的首先感谢老师全程的辅导，然后实习锻炼了自己上网查阅资料和结合自己的课题实际应用的能力。课程设计的同时还要考虑准备考研，相对来说时间还是比较紧的。这次实习可以算上对冲压工艺与模具设计该课程实际而充分的应用，书本内容贯穿了整个实习内容；同时，在设计的过程中需要大量查阅冲模工具书、CAD 制图、运用公差与技术测量知识、等课程的知识；这次课程设计是对先修课程的综合运用，是提高学生综合能力的全面训练。11通过此次冲压模具课程设计，实际应用了课程所学知识。同时，在第一次设计冲压模具过程中，暴库了很多的问题，但通过寻求老师指导和同学们之间的交流互助，设计中存在的问题都得到了很好的解决。冲压工艺卡 产品型号 零件名称 拖拉机甩油盘毛坯 共 页 冷冲压工艺卡片 产品名称 零件型号 第 页 材料技术要求 毛坯尺寸 每条料制件数 毛坯重 辅助材料 A3 126（外圆）40（内孔）1.2 大批量 工序号 工序名称工序内容 工序内容工序草图 设备 检验要求 备注 0 下料剪床上裁板128.41.2-J23-25 1冲孔落料落料与冲孔复合（外圆 126，内孔40