复合冲压成型模具设计体会.doc

江西工业工程职业技术学院毕业论文江西工业工程职业技术学院毕业论文题目：复合冲压成型模具设计体会学生姓名：曹志强指导老师：李奇院系：机电工程系专业：模具设计与制造级别:2008级江西工业工程职业技术学院2011年4月任务书专 业 机电工程系班 级 格力模具工学083班姓 名 曹志强论文题目 复合冲压成型模具设计体会一、主要任务与目标：通过这次复合冲压模具的设计，是我对模具设计以及绘图软件有了进一步的熟悉。让自己在以后该行业应该注意的一些事项及其体会。写出毕业论文。二、主要内容与基本要求：（1）针对复合模具的排样分析及其设计。（2）该设计：介绍复合冲压模具的设计步骤与注意事项。（3）打印图纸，写出毕业论文。（4）要求学生熟悉复合冲压模具设计的问题，具有较强的设计创新能力。摘要随着模具行业在我国的飞速发展，复合冲模具也在模具行业占据了很大的一部分。但是在模具实际生产中，在高强度的工作环境下，辅冲压模具会在设计出现种种的不合理，所以在模具设计方面我做了一个设计样本。以供设计方面提供一个设计路线及初学者一个参考。关键词 复合冲压模具 模具设计 排样设计前 言复合冲模设计是模具专业学生在学习过程中一个重要的实践性学习环节。其目的是：1 应用本专业所学2 的基础理论知识和实践技能，进行一次冲压模具设计工作的实际训练，以提高独立分析和解决 实际问题的能力。3 通过查阅设计资料手册，熟悉设计标准和技术规范，进行方案论证，设计与计算，计算机辅助绘图，数据处理与综合分析，编写说明书等诸环节。模拟工程师培训，培养以高科学技术研究工作的初步能力。4 培养勤奋求实，团结互助，勇于创新的优良品质。5 希望通过本次冷冲模设计答辩能进一步巩固课化。扩大所学到专业和技能。由于初学者水平能力有限，设计中难免有不足和错误之处恳请老师,同学给予批评和指正。曹志强2011 年4月引言冷冲压模在工作时，由于压力机的动作猛烈，而且动作时间又短，所以冲模要承受很大的突然的冲击力、剪贴力和摩擦力。因此，冲模在使用一段时间后，其工作部分、导向部位以及静止的配合部位就会逐渐磨损以及裂纹损坏。例如冲裁类冲模的凸凹模刃口变钝、间隙增大及不均匀，变形类冲模凸、凹模表面被拉伤，以及导柱、导套由于过于磨损而滑动配合变坏，导向精度降低，冲模定位及卸料部位受损，都会导致整套冲模失去应有的良好工作性能，是不到合格的制品零件。再加上，由于操作者的粗心大意，对冲模使用不当或者冲模本身设计不完整、安装调整不合适、冲模零件所采用的材料不当热处理合里要求等因素，都会使冲模在使用过程中出现这样那样的问题.这不但会影响冲件本身的产品质量，甚至由于冲模的损坏造成停产。为了能使冲模在使用过程中，能正常工作，保持良好的工作状态，刚必须对其不断的维护与修理，更换配制新的零件。由此看来，冲模的维修工作，对其良好的状态的发挥、保证其生产的正常进行，有着很重要的意义。同时在冷冲压生产过程中，通过贯彻执行一套切实可行的使用、维护及其修理的组织措施，不但能提高冲模的耐用度及其精度等级，使其能较长时间地处于良好的技术状态及其使用性能，而且也是保证冲压产品的质量、降低冲压件成本的有效措施。所以可以说，维护与修理不仅是一项必不可少的工作，也是一项企业管理工作的重要组成部 目录前言 - 3一 制件的工艺分析 - 6二 工艺方案的确定 - 6三 排样图的确定 - 7四 压力中心的计算 - 9五 计算冲压力，初选压力机 - 10六 模具刃口尺寸计算 - 11七 模具工作零件设计与计算 - 14八 模具其他零件设计和计算 - 15九 压力机相关参数较核 - 16十 装配图与零件图 - 17十一 结论-18十二 致 谢-19十三 参考文献-20一.制件的工艺性分析零件名称材料厚度生产批量扳手LY122mm大批量1 .分析零件的冲压工艺性。 （1）材料及板厚：LY12 是硬铝，抗拉强度：400MPs，具有较好的冲压性能（变形才能均匀、稳定），板厚符合国标。（2） 形状结构特点：冲裁件结构简单、规则、对称，没有过长的悬臂和狭槽。（有利于材料的合理利用）。孔间距和孔边距符合模具强度要求（避免工件变形）。 （3）表面粗糙度与尺寸精度：该制件所有尺寸都未注公差，属于自由公差，按IT12级确定工件的公差。一般冲压均能满足其尺寸精度要求。查机械制造基础表12-1可得：各尺寸分别为 ： R 查冷冲模设计114页可知：“当冲裁厚度为2 mm以下的金属板料时，其表面粗糙度Ra可达12.5 3.2um。”所以按3.2um加工获得。结论：该制件可通过普通冲裁方法得到，无需精冲，整修。二 工艺方案的确定该制件冲压有两道工序，冲孔和落料，有三种方案可供选择：方案一.单工序冲裁：冲孔和落料分两步进行，需两副模架,生产效率低,累积误差大，难以满足该制件的生产量需求。方案二.连续冲裁：先冲孔后落料，只要一副模架，生产效率高，制件精度一般，为保证制件精度，设置导正销导正，故模具制造、安装复杂。方案三.复合冲裁：冲孔落料同时进行，也需要一副模具，冲压件的尺寸精度和形状精度容易保证，且生产率也高。根据对本制件冲压工艺分析，应用较广泛的倒装复合模。但是板厚t=2，查P71表3-16，倒装复合模的凸凹模的最小壁厚为 ，而我的冲裁件最小壁厚为2.5，故不能采用倒装复合模，可用正装复合模。三.排样图的确定该制件采用直对排的有废料排样的排样方式.1.搭边材料厚t=2mm 材料是LY12 由制件以矩形为主所以查表3-6得.a1=1.8 a=2.52.步距S=D+=26+3。6=29。6mmD-平行于送料方向的宽度1-冲裁件之间的搭边值3.确定料宽： B0 - （无侧压） B =（D+2a+Z+） =(43+2x2.5+0.5+0.5) =mm不需要圆整 a=3mmZ 导料板与最宽条料间的间隙，查表3-7（Z=0.5）； 条料宽度的单向公差，查表3-9；（=0.5）4.画排样图5.利用率计算（板料规格9001000）一个步距： =100%=100% =64.26%方案一. 纵裁。 一张板料可得：=18.36718个条料一个条料可冲出=67.567个制件=63.72%=100%=62.45%方案二. 横裁。 一张板料可得： =20.420个条料一个条料冲裁=60.860个制件=100%=63.40%=100%=62.14%经计算后比较：纵裁的利用率比横裁的利用率高，故选取纵裁四.压力中心的计算1. 建立坐标系. 该零件上下对称,建立坐标系后关于X轴对称,建立后的坐标如图所示: 2. 找出各要素压力中心,求出要素长度: 冲裁轮廓周长及压力中心坐标基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值XY总计：177.653.建立平衡方程，求压力中心位置。 五.计算冲压力 初选压力机1.落料力：F=1.3Lt=1.3102.52400=106.6KN查资料取=400Mpa2.卸料力： F =kF=0.04106.6=4.26KN查表3-4冷冲模设计K卸 =0.043.冲孔力： F=1.3（30+29.4+15.7）2400=78.10KN4.顶件力： F=nDF=10.06106.6=6.40KN查表3-4得D顶=0.06 ； n 为卡在凹模内的工件数目，取 n=1该落料件冲孔复合模采用正装结构及弹压卸料和上出件（冲孔废料）方式，则总冲压力为：F从满足冲压工艺的要求看可先采用开式双柱可倾压力机J23-25。 选择J2325压力机主要参数如下：公称压力/KN 250滑块行程/mm 65滑块行程次数/（次/min） 55最大封闭高度/mm 270封闭高度调节量/mm 55工作台尺寸（前后左右）/mm 370 X 560模柄孔尺寸（直径深度）/mm 40 X 60工作台垫板厚度 50倾斜角 30六.模具刃口尺寸计算1.模具刃口尺寸按分别加工法制造 工件尺寸精度IT12级 查P107得： X取0.75 2.查表3-32得：Z=0.14 Z=0.18Z- Z=0.043.凸模尺寸制造公差按IT6级，凹模制造公差按IT7级。凸凹模按IT6级加工制造.则:查机械制造基础表12-1可得轴类尺寸为: 孔类尺寸为: R 孔距尺寸为： 1.冲孔(1).尺寸mm 查机械制造基础表12-1得 校核: + Z- Z 0.008+0.012=0.020.04 (满足间隙公差条件)(2).尺寸mm 查机械制造基础表12-1得 校核:+ Z- Z0.006+0.010=0.020.04 (满足间隙公差条件)(3).尺寸mm 查机械制造基础表12-1得 校核:+ Z- Z0.008+0.012=0.020.04(满足间隙公差条件)2孔距尺寸：mm mm mm (1).(2).(3).3.落料:.(1).尺寸mm 查机械制造基础表12-1得 校核:+ Z- Z0.018+0.011=0.0290.04(满足间隙公差条件)(2).尺寸mm查机械制造基础表12-1得 校核:+ Z- Z0.015+0.004=0.0190.04(满足间隙公差条件)(3).尺寸Rmm 查机械制造基础表12-1得 校核:+ Z- Z0.005+0.003=0.0080.04(满足间隙公差条件)七.模具工作零件设计与计算1.凹模外形尺寸计算1).凹模的厚度:由H=Kb ( ) 计算得出其中K值查表3-15得K = 0.4H=Kb=0.443=17.218mm2).凹模孔壁厚: 3). 凹模长度:=43+36=79mm4).凹模宽度:因本制件采用正装复合模，送料方向是前后送料，选用中间导柱模架。依据模架类型，根据就近就高原则、参照国标取L，B为：2凸模的尺寸计算1.）凸模长度计算式： +H 为凸模固定板的厚度：11 H 为落料凹模的厚度 为增加长度： 12mm代入计算式得 +H =11+12+18=41mm3.凸凹模的长度计算=11+10+17-0.5 （17为增加长度 ）=36.5mm （ 0.5为卸料板比凸凹低0.5）圆整为374.固定方法凹模 采用矩形整体式结构，凹模采用螺钉紧固销钉定位在下模座上。凸模 采用直通式结构形式，用M6/h7配合固定在凸模固定板上。凸凹模 采用直通式结构形式，用M6/h7固定在凸凹模固定板上。八.模具其它零件的设计与计算1.凸模和板凸凹模固定板材料: Q235厚度: 圆整为11外形尺寸: 2.垫板材料： Q235厚度: 外形尺寸: 3.卸料板材料： 45号钢 淬硬为 43-48HRC厚度: (4-12)mm 取mm 外形尺寸: 4.导料销： 材料： Q235 外形尺寸： L X d = 6 X 45.挡料销： 材料： Q235 外形尺寸： L X d = 6 X 36.模架的选择： 1)上模座板：GB/T 2855.9 125X100X30 2)下模座板：GB/T 2855.10 125X100X35 3)导柱： GB/T 2861.1 22X130 4) 导套： GB/T 2861.6 22X80X28闭模高度：Hmax = 165mm Hmin = 140mm7.模柄 选用选用C型凸缘式模柄：模柄40X60 （GB2862.3-81）与压力机滑块上的模柄孔正确配合、安装可靠、并且要与上模座正确而可靠的连接，材料Q235。 8.标准件1）、紧固螺钉 12M8 3M5 1M102）、定位销钉 463）、卸料螺钉 4M10九. 压力机相关参数的设计与计算冲裁模具总体结构尺寸必须与所选用的压力机相适应，即模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸相适应；模具的封闭（闭合）高度应与压力机的装模高度或封闭高度相适应。模具的闭合高度应介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间否则就不能保证正常的安装与工作。按此式进行校核：Hmin + 10mm H模 Hmax - 5mmHmin + 10mm =215+10=225mmHmax - 5mm =270-5=265mm H模= = 30+35+16+22+18+17+12+10=160mm经校核代入上式不成立，补救方法：由于压力机上有个50mm厚的垫板所以在压力机工作台上加一块厚度为15mm的垫板。故所选压力机JC23-25型适合。十装配图与零件图十一. 结论通过本次冲压模具的设计,使我对于冲裁模有了更深的了解,不仅为我日后工作积累了实战性经验,更重要的是养成了一种认真负责,一丝不苟的工作作风.本次设计中我们利用计算机辅助设计(CAD)来进行冷冲模设计，在设计中把原始设计，图形,数据化参数输入计算机对其进行数据处理，并通过显示器绘出结果和图形，同时还可以在显示器上进行修改和完善，使设计达到最佳水平。比徒手画图更省事而且清晰明了。可见CAD技术在模具设计中从理论走向实用。本次设计得到老师的辅导和帮助，在这里我向他们表示衷心的感谢，以后我一定努力学习，为将来打下良好基础。十二 致 谢大学三年的学习以今天的毕业论文画了一个句号。感谢大学三年，各位老师对我的教诲，感谢江西工业工程职业技术学院. 经过几个月毕业设计的制作，确实学到了很多，这期间得到了来自老师的指导和同学们的帮助，在此对他们的无私帮助表示衷心的感谢。 毕业设计是一项很全面的学习过程，它结合了课本的学习以及查习资料和使用计算机绘图的道道工序，简而言之它是一项很大的工程，需要严谨的态度和不怕繁琐的求实精神。务实创新是我们搞机电的基本素质，联系课本所学的基本知识与课外涉猎到的内容结合在一起，认真研究综合，理论联系实际来做毕业设计另外也充分利用了学校的图书馆里大量的书籍以及电子阅览室，这些都为我做毕业设计提供了不少的便利，也对他们表示感谢。 做毕业设计也是课本知识的再学习和实际运用，综合检测了这三年所学习到知识的掌握程度，也为今后工作的定位做了最初的思考。 最后，再次感谢指导老