圆筒型件模具毕业设计说明书.doc

武汉科技大学本科毕业设计 I 摘要摘要 在本文中 我们设计了一套冲孔 落料 拉深复合模 文章简要介绍了当前冲 压模具的发展形势 其未来发展趋势 文章首先对加工零件进行工艺分析 经过分 析和对比 采用冲孔 落料 拉深工序 经过冲裁力 顶件力 卸料力等计算 确 定压力机的型号 再分析对冲压件加工的模具适用类型 选择所需设计的模具 得 出需要设计的模具类型后 将模具的各工作零部件设计过程表达出来 在设计说明 书的第一部分 主要叙述了冲压模具的发展状况 说明了冲压模具的重要性与本次 设计的意义 接着是对冲压件的工艺进行分析 确定了工艺方案 第二部分 设计 零件排样图 完成了材料利用率的计算 再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部 分的设计计算 为选择冲压设备提供依据 最后是主要零部件的设计和标准件的选 择 设计模具零件图和装配图 以及模具的成型 关键字 关键字 复合模具 冲压模具 冲压设备 冲孔 落料 武汉科技大学本科毕业设计 II ABSTRACTABSTRACT This design carries on blanking piercing and drawing compound dies design Through accessing to informations and analyzing the technologic properties of processing parts We decide to carry on blanking piercing and drawing processes After calculating the quantitative value of the blanking force the kicking force and the stripping force We selecte the appropriate press equipment Analyzing of the stamping dies for processing the application to select the desired type of mold design then We express the design process of the working parts In the first part of the design specification The article briefly outlines the press die at present development condition Illustrates the importance of stamping die and the significance of this design then the article analysises the process of stamping after that we identify the technology program In the second part We design parts layout diagrams calculate the utilization of material and the magnitude of edge blanking process to provide a basis for selecting press equipment In the last part We briefiy design the major components and select standard parts and also design the graphs of mold parts and the graphs of die assembling and the forming of the mold KEY WORDS Compound dies Press mold Press equipment Piercing Blanking 武汉科技大学本科毕业设计 I 设计任务书 设计题目设计题目 罩落料 冲孔 拉深复合模设计 设计要求 设计要求 1 按要求确定冲压工艺方案 2 排样设计与计算 3 总体方案分析与设计 4 冲压工艺计算及模具关键结构设计 计算 5 模具总体及零部件设计与绘图 6 编写设计说明书 设计进度要求 设计进度要求 第四周 导师见面 借参考资料 查阅文献 第五 六周 外文翻译 毕业实习报告 第七周 检查外文翻译 毕业实习报告 开始准备毕业设计 第八周 完成总体工艺方案的分析和确定 第九周 完成工艺计算和模具关键结构方案设计 第十周 完成模具总体结构设计 选择合适的成型设备 第十一 十二周 完成模具零件的详细设计 第十三 十四周 编制模具零件制造工艺方案 撰写毕业设计说明书 第十五周 完成所有设计文档 资料的收尾工作 准备答辩 第十六周 答辩 指导教师 签名 指导教师 签名 武汉科技大学本科毕业设计 I 目 录 摘要摘要 I I 设计任务书设计任务书 I I 1 1 材料分析和模具结构的确定材料分析和模具结构的确定 1 1 1 11 1 冲压件工艺性分析 冲压件工艺性分析 1 1 21 2 冲压工艺方案的确定 冲压工艺方案的确定 2 1 31 3 模具结构形式的确定模具结构形式的确定 3 2 2 主要设计计算主要设计计算 5 5 2 12 1 毛坯尺寸计算毛坯尺寸计算 5 2 22 2 确定拉深次数确定拉深次数 6 2 32 3 材料利用率材料利用率 6 2 42 4 确定排样方式确定排样方式 7 2 52 5 各工序的冲压力计算各工序的冲压力计算 8 2 62 6 压力中心的确定压力中心的确定 10 2 72 7 工作零件刃口尺寸计算工作零件刃口尺寸计算 11 3 3 主要零部件的设计主要零部件的设计 1313 3 13 1 工作零件的结构设计工作零件的结构设计 13 3 23 2 支撑固定及卸料零件支撑固定及卸料零件 17 4 4 其他零部件的设计与选用其他零部件的设计与选用 2020 4 14 1 弹性元件弹性元件 20 4 24 2 卸料螺钉卸料螺钉 20 4 34 3 挡料销挡料销 20 4 44 4 模架及其他零部件的选用模架及其他零部件的选用 20 5 5 模具的总体设计模具的总体设计 2121 5 15 1 模具类型的选择模具类型的选择 21 5 25 2 定位方式的选择定位方式的选择 21 5 35 3 卸料 出件方式的选择卸料 出件方式的选择 21 5 45 4 导向方式的选择导向方式的选择 21 6 6 模具的总装图模具的总装图 2222 7 7 模具零件加工工艺模具零件加工工艺 2525 7 17 1 凹模的加工工艺凹模的加工工艺 25 7 27 2上下模座的加工工艺上下模座的加工工艺 26 8 8 模具零件的固定方法与安装模具零件的固定方法与安装 2626 8 18 1 模具零件的固定方法模具零件的固定方法 26 8 28 2 模具的安装及装配模具的安装及装配 28 致致 谢谢 3131 参考文献参考文献 3232 武汉科技大学本科毕业设计 1 1 材料分析和模具结构的确定 1 11 1 冲压件工艺性分析 冲压件工艺性分析 工件名称 罩 工件简图 如下 1 图 生产批量 大批量 材 料 08 钢 材料厚度 1mm 图 1 零件图 该工件材料用 08 钢冷轧型薄钢板进行拉深是适宜的 1mm暂不变 由图纸可 知 该工件属于较典型的无凸缘圆筒形旋转拉深件 形状简单对称 两个圆口 直径公差较大 没有标注公差 对工件厚度变化也没有特殊要求 只是该工件 作为另一个工件的罩 口部直径 40 可做的稍大些 此工件的长径比 dH 也较小 可在在一次拉深中完成 而工件总高度尺寸 20mm 可在拉深后修边达到 武汉科技大学本科毕业设计 2 尺寸要求 此工件的基本工序为 落料 冲孔 拉深 1 21 2 冲压工艺方案的确定 冲压工艺方案的确定 该工件的加工从零件的形状上分析 先落料冲孔 再拉深 根据这一加工顺序 可有三种不同模具结构供选用 方案一 落料 冲孔 拉深 采用单工序模具 则需要三套模具 方案二 落料 冲孔 拉深 采用复合模具 即只需要一套模具 方案三 落料 冲孔 拉深 采用级进模具 即先冲孔落料再拉深 只需要 一套模具 以上方案中的三种模具特点比较见下表 1 表 1 模具特点比较 模具种 类 比较项目 单工序模复合模连续模 冲件精度较低高一般 生产效率较低较高高 生产批量适合大 中 小批量适合大批量适合大批量 模具复杂程度较易较复杂复杂 模具成本较低较高高 模具制作精度较低较高高 模具制造周期较快较长长 模具外形尺寸较小中等较大 冲压设备能力较小中等较大 工作条件一般较好好 由于这样一个工艺按单工序模具来加工 则需三个工序 即需要三套模具 三台设备 模具制造费用大 生产效率低 且不容易保证尺寸精度 操作不便 也不够安全 所以方案一不合理 若采用模具级进则模具制造难度加大 工件 武汉科技大学本科毕业设计 3 的尺寸也不容易保证 生产效率也不高 所以方案三也不合理 而采用复合模 制冲件时 由于这个工件的结构不太复杂而且轴对称 复合模的成本不是太高 制造的难度也不大 容易保证尺寸的精度 操作也方便 安全性好 生产效率 高 所以综合考虑 方案二比较合理 1 31 3 模具结构形式的确定模具结构形式的确定 表 2 倒 顺装复合模的比较 比较项目倒装复合模顺装复合模 凸模在上模部分在下模部分 凹模在上模部分在下模部分 工作零件 装配位置 凸凹模在下模部分在上模部分 出件方式 采用顶杆 顶杆自上模 凹模 内推出 下落到模具工作面上 采用弹顶器自下 模 凹模 内顶出 至模具工作面上 冲裁件的平整度较差较好 废料排除 废料凸模内积聚到一定程度后 便从下 模部分的漏料孔或排出槽排出 废料不在凸凹模 积聚 压力机回程 时既从凸凹模内推 出 凸凹模的强度和寿 命 凸凹模承受的涨力太大 凸凹模的最小 壁厚应严格控制 否则会涨裂 受力情况比倒装 复合模好 但凸凹 模的内形尺寸易磨 损增大 壁厚可比 倒装的薄 生产操作 废料自漏料孔中排出 有利于清理模具 的工作面 生产操作较安全 废料自上而下击 落 和工件一起汇 聚在模具工作面上 对生产操作不利 武汉科技大学本科毕业设计 4 适应性 冲裁件平整要求不高 凸凹模强度足够 时采用 凸凹模尺寸较大时 可直接固定 要下模上 不用固定板 适用于薄料的生 产 平整度要求较 高 以及壁厚较小 强度较差的凸凹模 首先已经确定这是一套复合模 分析这个冲件结构可知 该工件是一个简 单的圆形且是轴向对称的冲裁件 而且最大直径可直接通过落料得到 内部需 要冲中心孔 而内孔的冲裁又会产生废料 参见表 2 并比较 所以总体上应 将落料的凹模固定在下模座上 冲孔的凹模也固定在拉深凸模上 这样先完成 落料冲孔 再随着模具的继续动作完成拉深 而冲孔产生的废料可以通过与冲 孔凹模相通的通孔直接排出模具外 又由于条料只有 1 较薄 而且冲压件较小 质量要求一般 属于普通mm 冲裁 所以可以用弹性卸料装置进行卸料 同时可以利用弹性装置来实现冲裁 前凸凹模与卸料板的压力来完成压料动作 以保证工件的平整度 又由于毛坯 以条料的形式送进模具 生产量又大 所以采用一个导料销和一个挡料销来完 成条料送进时的正确定位和均匀正确的送料步距 同时由于冲件结构较简单 冲件又小 所以用手动送料即可 在上下模座的导向方式上 考虑到冲件的结构较简单 尺寸精度要求较一 般 而且是大量的生产 应可能提高模具的使用寿命 可以用导柱和导套配合 的形式来完成上下模正确的冲裁定位 武汉科技大学本科毕业设计 5 2 主要设计计算 2 12 1 毛坯尺寸计算毛坯尺寸计算 该工件是无凸缘圆筒形件 根据等面积的原则采用解析法求毛胚直径 如图 将工件分成三个简单的几何体 1 2 3 1 确定是否需要修边余量 由于坯料得各向异性和模具间隙不均等因素的影响拉深后的工件边缘不整齐 甚至出现突耳 需要在拉深后进行修边 所以在计算坯料直径时要确定是否需 要修边余量 由于其工件相对高度 0 52 d h 39 5 20 查 冲压工艺与模具设计第二版 成虹 P151 表 4 2 1 0 5 0 52 0 8 则需要修边余量 h 20 5 修边余量 h 2mm 武汉科技大学本科毕业设计 6 2 计算毛坯直径 毛坯直径为 D 22 56 0 72 1 2rrddHd 22 256 039272 1 2 5 2039239 56 3 确定是否需要压边圈 根据坯料相对厚度 100 100 1 78 D t 56 1 t 为坯料厚度 D 为毛坯直径 查 冲压工艺与模具设计第二版 成虹 P155 表 4 2 4 1 5 1 78 2 则需要压边圈 2 2 确定拉深次数确定拉深次数 由于拉深件的高度与其直径的比值不同 有的拉深件用一次拉深制成 而有 的高度达的拉深件 则需要多次拉深才能制成 所以根据工件的相对高度和坯料的相对厚度的大小来确定拉深次数 相对高度 0 58 d H 39 5 22 H h h 20 5 2 22 5mm 查冲压工艺与模具设计第二版 成虹 P156 表 4 2 6 相对高度 0 58 远小于一次拉深时的相对高度 0 94 0 77 则一次拉深即可成形 2 32 3 材料利用率材料利用率 裁板方案有纵裁和横裁两种 比较两种方案 选用其中材料利用率高的一 武汉科技大学本科毕业设计 7 种 纵裁时 每张板料裁成条料数 选取 1mm 1000mm 3000mm 的板料 横裁 条数 51 条 余 40 47mm 1 n 58 3000 每块条料冲制的制件数 17 个 2 n S aB 2 8 56 8 01000 B 为条料宽度 B D 2 56 2 1 58mm 1 a 为侧面搭边值 1 0mm 1 a 1 a 为冲件之间的搭边值 0 8mm 2 a 2 a 每张板料冲制制件数 n 51 17 867 个 1 n 2 n 竖裁 条数 17 条 1 n 58 1000 每块条料冲制的制件数 52 个 2 n S aB 2 8 56 8 03000 每张板料冲制制件数 n 17 52 884 个 1 n 2 n 竖裁所得制件多 所以采用竖裁 材料利用率 100 72 6 30001000 4 2 Dn 0 0 0 0 2 42 4 确定排样方式确定排样方式 武汉科技大学本科毕业设计 8 工件毛坯直径 56mm 尺寸比较大 考虑到操作方便采用单排 排样图如下 图 2 排样图 查 冲压工艺与模具设计第二版 成虹 P48 表 2 5 2 得搭边值 为侧面搭边值 1 0mm 1 a 1 a 为冲件之间的搭边值 0 8mm 2 a 2 a 则送料步距 S D 56 8mm 2 a 条料宽度 B D 2 58mm 1 a 2 52 5 各工序的冲压力计算各工序的冲压力计算 落料力 tL 落 F p K 1 3 1 56 3 14 360N 82 3KN 材料抗剪强度 查表 360Mpa 武汉科技大学本科毕业设计 9 为安全系数一般取 1 3 p K 卸料力 卸 F 卸 K 落 F 4 1KN 为卸料力系数 0 02 0 06 t 1mm 取 0 05 卸 K 卸 K 拉深力 在 dt 拉 F 拉 K 26 9KN 取 0 55 查 模具设计基础 P100 表 4 11 拉 K 为抗拉强度 330 450 取 400 压边力 d 2 压 F 4 2 D d r 2 0 64KN 为单位压边力 查 冲压工艺与模具设计第二版 成虹 P184 表 4 6 1 取 2 5 凸模圆角半径 查 模具设计基础 P105 表 4 13 d r 7t 7mm d r 冲孔力 1 3 dt 冲 F 1 3 3 14 20 1 360 29 4KN d 为工件孔直径 切边力 1 3 Dt 切 F 49KN D 为工件外轮廓直径 推件力 n 推 F 推 K 冲 F 5 88KN 武汉科技大学本科毕业设计 10 n 冲孔时卡在凹模内的废料数 n 4mm h 为直刃口部分的高 h 取 4mm t h 推件力系数 查模具设计基础 P37 表 2 4 取 0 05 推 K 冲压工艺总力 总 F 落 F 卸 F 拉 F 压 F 冲 F 切 F 推 F 198 22KN 1 7 337KN 公称 F 总 F 从满足冲压力要求看 选用 400KN 开式双柱可倾式压力机 主要参数 型号 JH23 40 公称压力 400KN 滑块行程 100mm 压力行程 7mm 行程次数 80 次每分钟 最大闭合高度 300mm 最大装模高度 220mm 闭合高度调节 80mm 立柱间距离 300mm 工作台尺寸 前后 150mm 左右 300mm 垫板尺寸 厚度 80mm 孔径 200mm 模柄孔尺寸 直径 50mm 深度 70mm 电动机功率 4KW 2 62 6 压力中心的确定压力中心的确定 模具的压力中心就是冲裁力合力的作用点 冲模压力中心应尽可能和模柄 轴线以及压力机滑块中心线重合 以使冲模平稳的工作 减少导向件的磨损 从而提高模具寿命 冲模压力中心的求法 采用求平行力系合力的作用点方法 由于绝大部分 冲裁件沿冲裁轮廓线的断面厚度不变 轮廓部分的冲裁力与轮廓长度成正比 所以 求合力的作用点可以转化为求轮廓线的中心 由图可知 压力中心就在圆心上 X 0 Y 0 武汉科技大学本科毕业设计 11 2 72 7 工作零件刃口尺寸计算工作零件刃口尺寸计算 由零件图可知 该零件属于无特殊要求的一般落料 冲孔 拉深复合模 坯料 56mm 20mm 有落料冲孔同时获得 落料 56mm 属于自由公差 精度等级为 IT14 级 取 0 5 xmm 设凸 凹模分别按 IT6 和 IT7 级加工制造 则 落料尺寸 0 74 0 56 查 冲压工艺与模具设计第二版 成虹 P35 表 2 2 3 2 0 1mm 2 0 14mm min C max C 则 2 2 0 04mm max C min C x 56 0 5 0 74 55 63 凹 D max D 凹 0 凹 0 03 0 0 2 55 63 0 1 55 62 凸 D d D min C o 凸 o 凸 0 019 0 校核 2 2 凸 凹 max C min C 0 03 0 019 0 049 0 04 武汉科技大学本科毕业设计 12 由此可知 只有缩小 提高制造精度 凸 凹 0 4 2 2 0 016 凸 max C min C 0 6 2 2 0 024 凹 max C min C 冲孔 冲孔尺寸 20 未注公差按 IT12 级计算取 x 0 75 冲孔尺寸为 21 0 0 20 查 冲压工艺与模具设计第二版 成虹 P35 表 2 2 3 2 0 1mm 2 0 14mm min C max C 则 2 2 0 04mm max C min C 设凸 凹模分别按 IT6 和 IT7 级加工制造 则 x 20 0 75 0 21 19 84 凸 d min d o 凸 o 凸 0 013 0 2 19 84 0 1 19 94 凹 d 凸 d min C 凹 0 凹 0 021 0 0 校核 2 2 凸 凹 max C min C 0 013 0 021 0 034 0 04 满足间隙公差条件 拉深 40 未注公差按 IT14 级计算 40 0 62 0 凹凸模制造公差按 IT9 级制造 查表得 0 062 凸 凹 拉深单边间隙 c 1 1t 0 75 40 0 75 0 62 39 54 凹 D max D 凹 0 凹 0 062 0 0 2c 39 54 2 2 37 34 凸 D d D o 凸 o 凸 0 062 0 武汉科技大学本科毕业设计 13 3 主要零部件的设计 3 13 1 工作零件的结构设计工作零件的结构设计 由于工件形状简单对称 所以模具的工作部分零件均采用整体结构 落 料凹模 冲孔凸模 凸凹模的结构如下所示 为了实现先落料后拉深 模具装配后 应使拉深凸模的端面比落料凹模 端面低 如下 3 图所示 拉深凸模 其长度 L 可按下式计算 L 固 H 凹 H 低 H 凸模固定板的厚度 10 固 H 固 Hmm 凹模的厚度 凹 H 凹 Hmm50 装配后 拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度根据板厚大小 低 H 决定 3 低 Hmm 武汉科技大学本科毕业设计 14 材料 Cr12 技术要求 热处理 58 62HRC 图 3 拉深凸模 落料凹模 武汉科技大学本科毕业设计 15 材料 Cr12 技术要求 热处理 60 64HRC 图 4 落料凹模 凸凹模是复合模中的关键零件 大至分为整体式和镶拼式的两种 镶拼式 结构适合于大 中型和形状复杂 局部容易损坏的整体凸模式或凹模 而此处 所需的凸凹模形状较简单 所以选用整体式来加工凸凹模 凸凹模结构尺寸见图 5 技术要求 凸模的机械固定方法通常是将凸模压入固定板内 其配合为台 阶式凸模用 凸模装入固定板后 其顶面要与固定板顶面一起磨平 并6 7 mH 与模架有良好的垂直度 落料凸模工作部分按落料凹模工作部分配作 保证两 侧共有 0 8 1 0的均匀间隙 mm 武汉科技大学本科毕业设计 16 材料 Cr12MoV 技术要求 热处理 60 64HRC 图 5 凸凹模 1 凸模长度计算 凸模长度一般根据结构上需要确定 在采用弹压卸料板时其长度为 H 1 h 2 hh 凸模固定板厚度 1 hmm 卸料板厚度 2 hmm 附加长度 它包括凸模的修模量 凸模进入凹模的深度和凸模固hmm 定板间的安全距离等 武汉科技大学本科毕业设计 17 材料 Cr12MoV 技术要求 热处理 54 58HRC 图 6 冲孔凸模 3 23 2 支撑固定及卸料零件支撑固定及卸料零件 3 2 13 2 1 上 下模座上 下模座 上 下模座要承受和传递冲压力 所以应有足够强度和刚度 刚度不足 将影响冲模寿命 因此模座应有足够厚度 铸造模座需经时效处理 下模座外 形尺寸每边应至少超过压力机台面孔边约 50 mm 武汉科技大学本科毕业设计 18 模座分带导柱和不带导柱两种 带导柱一种已标准化 一般根据凹模 定 位和卸料装置等平面布置 来选择模座的形状和尺寸 模座形状可选圆形或矩 形的 模座外形尺寸应比凹模相应尺寸大 40 70 模座厚度取凹模厚度mm 1 1 5 倍 3 2 23 2 2 垫板垫板 垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力 以降低模座所受的单位压 力 避免压出陷痕 本模具利用压力机打杆推件 上模座局部挖空需采用垫板 支撑 垫板厚度取 12 外形尺寸与固定板相同 材料选用 45 钢 mm 材料 45 技术要求 热处理 43 48HRC 图 7 垫板 3 2 33 2 3 模柄模柄 中 小型冲模通过模柄固定在压力机的滑块上 外经按 H11 d 11 配合 模 柄的结构形式较多 本模具采用凸缘螺钉固定式 它有较大凸缘 用 3 4 个螺 钉固定于上模板 技术要求 与模板压入时呈配合 模柄装入后要与上模板一起磨平6 7 nH 顶面 并与模柄轴线有良好的垂直度 3 2 43 2 4 凸凹模固定板凸凹模固定板 固定板的外形通常为矩形或圆形 平面尺寸应与相应的模具凸模或凹模尺 寸一致 凸模和一般钢质凹模与固定板选用或配合 压入固定6 7 nH6 7 mH 后应将底面与固定板一起磨平 固定板通常选用或钢制造 外型尺寸比凹模的对应尺寸略小或一样 3A45 武汉科技大学本科毕业设计 19 材料 45 技术要求 热处理 43 48HRC 图 8 凸凹模固定板 3 2 53 2 5 弹压卸料板弹压卸料板 弹压卸料板既起卸料作用又起压料作用 所得冲裁零件质量较好平直度较 高 弹压卸料板与凸模的单边间隙可根据冲裁板厚度按文献 21 表 2 9 11 选用 模具在开启状态下 卸料板应高出模具工作零件刃口 以mm15 0 mm5 0 3 0 便顺利卸料 材料 45 技术要求 热处理 43 48HRC 图 9 卸料板 武汉科技大学本科毕业设计 20 4 其他零部件的设计与选用 4 14 1 弹性元件弹性元件 压边圈在成型过程中一方面起压边作用另一方面还可将成型后包在拉深凸 模上的工件卸下 其压力由标准缓冲器提供 4 24 2 卸料螺钉卸料螺钉 根据模具的需要选择 d 10mm 长度 L 140mm 的圆柱头内六角卸料螺钉 卸料螺钉 10 140mm 4 34 3 挡料销挡料销 定位零件分两类 一类是在送料方向垂直方向的定位 即送进导向 另一 类是要送料方向上定位用来控制送料进距 在本套模具中 导料装置和挡料装 置均采用销钉的形式 共两个 其中一个作为导料销压装在凸凹模的一侧另外 一个作为挡料销压装在凸凹模上与送料方面一致的前方 其销头的高度为 t 1 即 2 根据模具的需要选择直径 D 6mm d 3mm mmmm 4 44 4 模架及其他零部件的选用模架及其他零部件的选用 模具选用后侧导柱标准模架 可以方便送料 导柱 D L 28mm 150 20 钢 导套 d L D 28mm 100mm 38mm 20 钢 上模座 L B H 300 290 75mmmmmm 下模座 L B H 300 290 75mmmmmm 上模垫板厚度取 12mm 即 12 45 钢 垫 Hmm 固定卸料板取 12 即 12mm 45 钢mm 卸 H 武汉科技大学本科毕业设计 21 5 模具的总体设计 5 15 1 模具类型的选择模具类型的选择 由冲压工艺分析可知 采用复合冲压 所以模具类型为落料 冲孔 拉 深复合模 5 25 2 定位方式的选择定位方式的选择 因为该模具使用的是条料 所以导料装置采用导料销 送进步距控制采 用挡料销 5 35 3 卸料 出件方式的选择卸料 出件方式的选择 模具采用弹压卸料 刚性打件 并利用装在压力机工作台下的标准缓冲器 提供压边力 5 45 4 导向方式的选择导向方式的选择 由于该模具冲裁力不大 为了方便送料和安装调整 该复合模采用后侧导 柱的导向方式 武汉科技大学本科毕业设计 22 6 模具的总装图 武汉科技大学本科毕业设计 23 图 10 总装图 1 下模座 2 螺钉 3 挡料螺栓 4 卸料板 5 弹簧 6 凸凹模固定板 7 垫板 8 上模座 9 凸凹模 10 凸模固定板 11 模柄 12 推板 13 打杆 14 顶杆 15 卸料螺钉 16 冲孔凸模 17 打料板 18 导套 19 导柱 20 凸凹模 21 落料凹模 22 压边圈 23 凸凹模固定板 24 推杆 25 销钉 26 板 盖 由以上设计 可得到如图 10 所示模具的总装图 本模具的工作工位共有三 个工位 如排样图所示 第 1 工位 落料工件的外行 第 2 工位 冲孔 20 第 3 工位 拉深 工作时 条料在送进过程中前两个工件送达工作位置 压力机的滑块下行 带动模柄下降 上模架随之下降 进而由凸模和凹模对条料进行冲裁和拉深 当下一次送进时前一个工件从凹模的孔中漏出 前两个工件之后的其他工件通 武汉科技大学本科毕业设计 24 过设置在凹模上面的挡料板来达到工作位置 重复以上过程从而实现效率很高 的连续生产 武汉科技大学本科毕业设计 25 7 模具零件加工工艺 凸 凹模是冲裁模的主要工作零件 凸模和凹模都有与制件一样的锋利刃 口 凸模和凹之间存在一周很小的间隙 在冲裁时 特别是拉深时 坯料对凸 模和凹模刃口产生很大的侧压力 导致凸模和凹模都与制件或废料发生摩擦 磨损 模具刃口越锋利 冲裁件断面质量越好 冲裁精度越高 8 合理的凸 凹模间隙能保证制件有较好的断面质量和较高的尺寸精度 并且还能降低冲裁 力和延长模具始用寿命 凸 凹的设计有五点要求 结构合理 高的尺寸 精度 行为精度 表面质量和刃口锋利 足够的刚度和强度 良好的耐磨 性 一定疲劳强度 对凸 凹模的技术要求见下表 冲裁凸 凹模的技术要求 项目 加 工 要 求 尺寸精度达到图样设计要求 凸 凹模间隙合理 均匀 表面形状 凸 凹模侧壁要求平行或稍有斜度 大端应位于工作部分 决不允许有反倾斜 位置精度 圆形凸模的工作部分对固定部分的同轴度误差小于工作部 分公差的一般 凸模端面应与中心线垂直 对于连续模 凹模孔与固定板凸模安装孔 卸料板孔孔位 应一致 各步步距应等于侧刃的长度 表面粗糙度刃口部分的表面粗糙度 Ra 为 0 4 m 固定部分的表面粗糙 度 Ra 为 0 8 m 其余为 6 3 m 刃口要求锋利 硬度 凹模工作部分硬度为 60 64HRC 凸模工作部分硬度 58 62HRC 对于铆接的凸模 从工作部分到固定部分硬度之间 降低 但最小不小于 38 40HRC 7 17 1 凹模的加工工艺凹模的加工工艺 本模具中凹模的形状对称 需加工的形状有圆形 方形 形状比较复杂 且凹模上定位孔较多 孔间距离有要求 凹模材料较硬 普通机机加工难以保 证精度要求和结构形状 故采用电火花加工 加工过程如下 1 准备毛坯 用圆钢锻成方形毛坯 并退火 2 刨削六个面 3 平磨 磨上 下两平面和角尺面 武汉科技大学本科毕业设计 26 4 钳工划线 划出型孔轮廓线及螺孔 销孔位置 5 切除中心废料 先在型孔适当位置钻孔 然后用带锯机去除中心废料 6 螺孔和销孔加工 加工螺孔 钻孔 攻螺纹 加工销孔 钻孔 铰孔 7 热处理 淬火与回火 检查硬度 表面硬度要求达到 58 62HRC 8 平磨 磨上下两平面 9 退磁处理 10 电火花加工型孔 利用凸模加长一段铸铁后做为电极 电加工完成后去掉铸 铁部分后做凸模用 由于凸 凹模配合间隙较大 故选用粗规准加工 然后调 整平动头的偏心量 再用精规准加工 达到凸 凹模的配合间隙要求 7 27 2上下模座的加工工艺上下模座的加工工艺 模座的毛坯一般采用铸铁或铸钢件 铸件经检验合格后 可按下述工艺流 程加工 铸坯 退火处理 刨削或铣削上 下表面 钻导柱 导套孔 刨气槽 磨上 下平面 镗导柱 导套孔 模座毛坯经过刨削加工后 为了保证模座 上 下表面的平行度和表面粗糙度 必须在平面磨床上磨削上 下平面 以磨 好的平面为基准 进行导柱和导套安装孔的加工 这样才能保证孔与上 下表 面的垂直度 孔的加工常采用钻床 铣床和坐标镗床 镗孔前应先在毛坯上钻 孔 并留镗孔加工余量 2 3mm 为了保证上 下模座的导套 导柱孔一致 可 将两快模座装夹在一起同时加工 8 模具零件的固定方法与安装模具零件的固定方法与安装 8 18 1 模具零件的固定方法模具零件的固定方法 8 1 1 凸模的固定 冲孔凸模以及落料凸模适合压入法 定位配合部分采用 H7 m6 配合 利用 台阶结构限制轴向移动 注意台阶结构尺寸 应使 H D D 1 5 2 5mm H 3 8mm 它的特点是连接牢固可靠 对配合孔的精度要求较高 加工成本高 装配 过程为 将凸模固定板型孔台阶朝上 放在两个等高垫块上 将凸模工作端朝 武汉科技大学本科毕业设计 27 下放入型孔对正 用压入机分多次压入 要边压入边检查凸模垂直度 并注意 过盈量 表面粗糙度 导入圆角和导入斜度 压入后台阶面要接触 然后将凸 模尾端磨平 压入时最好在手动压力机上进行 首次压入时不要超过 3mm 本 次设计 导正销的固定可参考此凸模固定的方法 8 1 2 凹模的固定 凹模一般采用螺钉和销钉固定 螺钉和销钉的数量 规格及他们的位置可 根据凹模的大小 可在标准的典型组合中查得 位置可根据结构需要做适当调 整 螺孔 销孔之间及他们到模板边缘的尺寸 应满足有关设计要求 凹模洞 孔轴线应与凹模顶面保持垂直 上下平面应保持平行 型孔的表面有表面粗糙 度的要求 凹模材料选择与凸模一样 但热处理后的硬度应略高于凸模 本次 设计便遵循了以上原则 凹模采用了螺钉和销钉来固定 材料和尺寸 行位公 差等发面都进行了设计 使凹模的安装固定满足要求 8 1 3 导柱导套的固定 导柱导套的配合精度 根据冲裁模的精度 模具寿命 间隙大小来选用 本设计中 冲裁的条料很薄 模具精度 寿命有较高的要求 查下表 选用 H6 h5 配合的 级精度模架 属于过度配合 在安装完成后导柱运动自如即可 导套与模架之间采用 H7 r6 的过盈配合 将导套卡死在模架中 防止窜动 导 柱与下模座的固定方式采用 H7 r6 的过盈配合 将导柱卡死下在模座中 导柱与导套的配合要求 模架精度等级 级 级 配合形式 导柱直径 配合后的间隙值 配合后的过盈量 滑动配合 18 18 28 28 50 50 80 80 100 0 010 0 011 0 013 0 015 0 018 0 015 0 018 0 022 0 025 0 028 滚动配合 18 35 0 010 0 020 8 1 4 模柄的固定 模柄的作用是把上模部分与压力机的滑块连接起来 并将作用力传给模具 武汉科技大学本科毕业设计 28 模柄依据其结构不同 固定方式有很多 在进行一般冲压时 带凸圆的模柄用 3 4 个螺钉和附加的销钉与上模座固定连接 它主要用于大型模具或上模中开 有推板孔的中小型模具 压入式模柄是采用过度配合 H7 m6 并加销钉以防止 转动 使之与上模座固定连接 它主要用于上模座较厚又没有开设推板孔或上 模比较重的场合 旋入式模柄则是通过螺纹与上模座固定连接并加防松螺钉 以防止松动 它主要用于中小型有导柱的模具 本套模具带凸圆的模柄 8 1 5 各销的固定与配合公差 固定凹模和固定板用的长销均采用 H9 h8 的过度配合 8 28 2 模具的安装及装配模具的安装及装配 8 2 1 装配内容及装配顺序选择 模具装配的内容有 选择装配基准 组件装配 调整 修配 总装 研磨 抛光 检验和试冲等环节 通过装配达到模具的各项指标和技术要求 通过模 具装配和试冲也将考核制件的成形工艺 模具设计方案和模具制造工艺编制等 工作的正确性和合理性 在模具装配阶段发现的各种技术质量问题 必须采取 有效措施妥善解决 以满足试制成形的需要 模具装配工艺规程包括 模具零件和组件的装配顺序 装配基准的确定 装配工艺方法和技术要求 装配工序的划分以及关键工序的详细说明 必备的 二级工具和设备 检验方法和验收条件等 级进模的凹模是装配基准件 所以应先装下模 再以下模为准装配上模 在本模具中 采用了整体式结构凹模 使装配简单 凹模强度提高 装配 时先将整个凹模用螺钉和销初步固定在下模座上面 然后进行各组凸 凹模的 预配 检查间隙均匀程度 修整合格后再把凹模紧固在下模座上 凹模固定完 毕后 再以凹模定位装配凸模 把凸模利用凸模固定板装入上模座 试冲达到 要求后 用销钉定位固定 再装如其它辅助零件 8 2 2 本模具的装配过程 1 冲孔落料凸 凹模的预配 冲孔落料的凸 凹模直接按照在固定板上设计位置进行装配即可 因为在 凸凹模固定板的设计时已经定位准确 此时只要将凸凹模逐个插如相对应的模 型孔中 检查凸 凹模的配合情况 目测其配合间隙的均匀程度 若有不妥再 进行修正 2 凸模与凸模固定板导向孔预配 武汉科技大学本科毕业设计 29 把凸模固定板合到凹模上 对准各型孔后夹紧 然后把凸模逐个插入相应 的凸模固定板导向孔行进入凹模刃口 检查凹模垂直度 若误差太大 应修正 卸料板导向孔 3 卸料板的安装 卸料板的安装精度要求不高 在装配完成后精度调整可以迅速达到精度要 求 依次将弹性橡胶 卸料螺钉 凸模插入卸料板导向孔中即可 4 装配下模 首先按下模板中心线找正凹模位置 通过凹模板螺孔配钻下模板上的螺钉 孔 再将凹模用螺钉紧固后 钻铰销孔 打入凹模用定位销 在凹模上的对应 位置装上挡料块 5 配装上模 首先将卸料板套在凸模上 配钻凸模固定板上的卸料螺钉孔 在上模架上 画出凸模固定板螺孔 卸料螺钉孔的位置 钻螺钉孔后 将上模板 凸模垫板 凸模固定板 弹性橡胶用螺钉紧固在一起 同时复查凸 凹模间隙 并用切纸 法检查间隙合适后 紧固螺钉 钻铰销孔 打入销钉定位 6 模具装配后总体协调性检查 8 2 3 典型零件的装配要点 1 模柄的装配 装配前要检查模柄和上模座配合部位的尺寸精度 H7 h6 和表面粗糙度 并检验模座安装面与平面的垂直精度 装配时将上模座放平 在压力机上将模 柄慢慢安装在模座上 要边压边检查模柄的垂直度 直至模柄的台阶面与安装 孔的台阶面相接触为止 检查模柄相对上模座上平面的垂直精度 2 凸模固定板的装配 本次设计是采用的压入式的凸模与固定板的装配 压入式凸模 冲孔凸模 落料凸模 与固定板的装配过程与模柄的装配过程基本相同 参照上面的内容 3 模架的技术要求及装配模架装配的技术要求 要求一 组成模架的各零件必须符合相应的标准和技术要求 导柱个导套 的配合应符合相应的要求 要求二 装配成套的模架 上模座上平面对下模座下平面的平行度 导柱 的轴线对下模座下平面的垂直度和导套孔的轴线对上模座上平面的垂直度应符 合相应的要求 见下表 要求三 装配后的模架 上模座在导柱上滑动应平稳和无卡滞现象 要求 四 模架的工作表面不应有碰伤 凹痕及其它机械损伤 模架分级技术指标 武汉科技大学本科毕业设计 30 模架精度等级 0 级 0 级 项 目 检查项目检测尺寸 mm 公 差 等 级 400 56A 上模座上平面对下模座下平面的平行度 40067 160 45B 导柱的轴线对下模座下平面的垂直度 16056 160 45C 导套孔的轴线对上模座