模具设计与制造课程设计

模具设计课程设计模具设计课程设计 设计计算说明书设计计算说明书 设计题目 设计题目 垫圈的冲裁模具设计垫圈的冲裁模具设计 设设 计计 者 者 XXXXXXXX 学学 号 号 XXXXXX0XXXXXX0 专业班级 专业班级 机械机械 XXXXXX 班班 指导教师 指导教师 XXXXXXXXXXXXXX 完成日期 完成日期 20152015 年年 6 6 月月 1414 日日 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 目目 录录 一 零件图及要求 1 二 冲裁件工艺性分析 2 三 冲压工艺方案设计 2 四 排样设计 2 1 计算条料宽度和送进距离 2 2 计算材料利用率 3 五 计算压力中心 3 六 计算工序力 初选压力机 3 1 计算冲裁力 3 2 计算推件力 4 3 计算冲裁工序力 4 4 初选压力机 4 七 冲模零部件的选用 设计和计算 4 1 计算凸 凹模刃口尺寸 4 2 初定各主要零件外形尺寸 5 八 设计总结 7 九 参考资料 8 0 1 零件图及要求零件图及要求 零件名称 垫圈 图 1 生产批量 大批量 材料 Q235 厚度 t 1 5mm 设计该零件的冲裁模 并绘制模具装配图 图纸要求 A1 图纸 CAD 打印 1 2 冲裁件工艺性分析冲裁件工艺性分析 冲裁件材料为 Q235 钢板 普通碳素钢 属于低碳钢 具有良好的冲压性 能 冲裁件形状简单 对称 由圆弧和直线组成 符合冲裁件的工艺要求 零件图中标注的外形尺寸公差等级在 IT12 IT14 在冲裁件的经济精度范 围内 综上所述 该零件的所有形状都可以通过冲裁加工得到保证 3 冲压工艺方案设计冲压工艺方案设计 由以上分析可知 冲裁件具有尺寸精度不高 形状轮廓较小 生产批量大 板料厚度较低等特点 所以采用工序集中的工艺方案 查表 2 18 可得凸凹模最小壁厚 c 1 2t 1 8mm 考虑到经济因素 可以采用 简单模结构 综上所述 模具结构形式采用导正销定位 刚性卸料 自然漏料方式的简 单冲裁模 设计一个工位 直接完成外轮廓的落料工序 4 排样设计排样设计 1 计算条料宽度和送进距离计算条料宽度和送进距离 采用单排排样 如图 2 所示 首先确定搭边值 查表 2 10 按矩形形状和 板料厚度值 取工件搭边值 侧边搭边值按圆形取 a 1 8mm mm5 1a1 因此送料步距为 mm25 24 31cos 5 1 a 1 DDA 采用手动保持条料紧贴单侧导料板送料 则条料宽度按式 2 4 计算 查 2 表 2 11 取 0 5mm 0 2mm 0 b mm 4 23 8 12 8 19 a2 0 5 0 0 5 0 0 LB 最终确定的工件间搭边值 侧边搭边值 条料宽度如图 3 所示 2 计算材料利用率计算材料利用率 选用 2 5mm 1000mm 1500mm 的钢板 裁成宽 23 4mm 长 1000mm 的 条料 则每张板所出零件数为 62424164 25 24 5 11000 4 23 150010001500 n 1 A a B 裁成宽 23 4mm 长 1500mm 的条料 则每张板所出零件数为 25626142 25 24 5 11500 4 23 100015001000 n 1 A a B 由计算可知 板料采用第二种裁切方法比较经济 板料利用率为 26 72 100 15001000 05 4132624 100 15001000 nS 式中 S 冲裁制件面积 2 mm 5 计算压力中心计算压力中心 如图 3 所示 建立坐标系 压力中心为图形几何中心 YXO1 6 计算工序力 初选压力机计算工序力 初选压力机 1 计算冲裁力计算冲裁力 3 由式 2 16 计算冲裁外形的落料力为 NKLtF bc k29 541000 3605 134 773 1 采用简单模冲裁法 则冲裁力就为KNFc29 54 2 计算推件力计算推件力 查表 2 15 得 取 n 3 由式 2 19 可得055 0 t K NFnKF ctt k96 8 29 54055 0 3 3 计算冲裁工序力计算冲裁工序力 由式 2 21 得 kNFFF tc 25 6396 8 29 54 4 初选压力机初选压力机 压力机的公称压力应大于冲裁工序力 即75 9kN 查表 1 5 FFp2 1 初选开式双柱可倾式压力机 型号为 J23 16 7 冲模零部件的选用 设计和计算冲模零部件的选用 设计和计算 1 计算凸 凹模刃口尺寸计算凸 凹模刃口尺寸 1 查表 2 12 确定冲裁模间隙为 mmZ15 0 min mmZ19 0 max 2 计算落料刃口尺寸 采用配制加工刃口尺寸以凹模为基准 凸模尺寸按 相应的凹模实际尺寸进行配制 保证最小间隙为 0 15mm 未注尺寸公差等级取经济精度 IT14 查标准公差数值表 GB T 1800 1 2009 得到 进行偏差转换mm40 30 0 1 RA mm9 9 0 36 0 2 RA mm31 531 0 0 50 50 0 03 Amm 8 19 0 0 20 4 A 查表 2 14 由于工件四角均为圆弧 因此按圆形工件 取尺寸磨损系数为 x 0 5 落料刃口尺寸均为 A 类尺寸 1 A 2 A 3 A 4 A 取 按式 2 13 计算得 4 d mmxAA 075 0 0 4 30 0 0 4 0111m 85 3 30 0 5 04 1 mmxAA 09 0 0 4 36 0 0 4 0222m 72 9 36 05 09 9 2 4 mmxAA 125 0 0 4 50 0 0 4 033m3 25 31 50 0 5 0 5 31 3 mmxAA 05 0 0 4 20 0 0 4 044m4 7 19 20 0 5 0 8 19 4 2 初定各主要零件外形尺寸初定各主要零件外形尺寸 1 凹模外形尺寸的确定 查表 2 17 依据 取 K 1 25 根据式 2 15 计算mmLLa33 77 2 得 mmFKH ca 22542901 025 1 1 0 3 3 根据式 2 32 凹模横向壁厚 纵向壁厚 mmHc a 272 1 1 mmHc a 335 1 2 凹模宽度 B 的确定 mmB8 85332 8 19c2 2 工件宽 凹模长度 L 的确定 mmcL95 10527225 24 7 272 1 送料步距工件长 查冲模矩形凹模板标准 JB T 7643 1 2008 确定凹模外形尺寸为 125mm 100mm 28mm 2 凸模固定板 刚性卸料板 导料板 垫板等厚度尺寸的确定 根据式 2 37 初算固定板的厚度 取mmHa 6 17228 08 0hg 外形尺寸与凹模尺寸相同 查矩形固定板标准 JB T 7643 2 2008 取固定 板厚度 mmhg18 查表 2 19 得 卸料板厚度 mmhx12 导料板的厚度要大于挡料销顶端高度与条料厚度之和 并有 2 8mm 的 空隙 导料板大致的外形尺寸近似为 125mm 38mm 查冲模导料板标准 JB T 7643 5 2008 取 mmhdl8 根据凹模外形尺寸 查矩形垫板标准 JB T 7643 3 2008 取垫板厚度 5 为 mmhdb6 3 凸模长度尺寸的确定 模具闭合状态时 凸模固定板和刚性卸料板之间的距离 凸模的修磨 量 凸模进入凹模的距离 一般在 15mm 20mm 之间取值 此处取 A 20mm 根据式 2 29 得凸模长度 mmAhhhL dlxgp 582081218 4 上 下模座的计算 根据式 2 35 计算得下模座厚度 mmHH ax 27222 12 1 根据式 2 36 计算得上模座厚度 mmHH xs 225 5 标准模架的选取 依据已经算出来的各板的厚度 估算模具闭合高度值为 mm HhhAhhHHH 13522618201282227 sdbgxdlax 闭合 由于模具要求导向平稳 故选用对角导柱模架 根据凹模周界尺寸 125mm 100mm 及初算闭合高度 查冲模导板导向模架标准 GB T 闭合 H 2851 2008 选取模架规格为 导板导向模架 对角导柱 125 100 140 165 I GB T2851 2008 并由此确定上 下模座及导板规格为 上模座 125 100 30 GB T2855 1 2008 下模座 125 100 35 GB T2855 2 2008 经查表 1 5 初选的压力机 J23