E字型硅钢片.doc

一、冲压件工艺分析二、冲裁工艺方案的确定三、模具总体结构设计四、工艺尺寸计算五、模具主要零部件的设计六、冲压设备的校核七、连接与部分固定零件的设计绘制图8、 模具装配绘制图九、零件实体图十、设计心得体会十一、参考文献1.1、此冲压件为大批量生产能够采用冲压工艺将大大的提高生产效率、降低生产成本。1.2、材料：该冲压件的材料为硅钢片，t0.35的碳素钢，具有良好的冲压性能。1.3、零件结构：该冲压件结构中等复杂。转角处都为圆弧过渡，孔与工件边缘之间的距离比最小壁厚大，最小孔径为3.2大于最小冲孔尺寸0.35，比较适合冲裁。1.4、尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸属自由尺寸，可按IT12级确定工件尺寸公差。由于零件中孔的精度要求很高，必须采用复合模来保证孔的尺寸精度。查几何公差与检测P257附表3-2得不同尺寸的IT12公差为：2.1、方案种类该冲压件包括落料、冲孔两个基本工序，可采用以下三种工艺方案：方案一：先冲孔，后落料，采用单工序模生产。方案二、冲孔落料复合冲压，采用复合模生产方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。2.2、方案的比较 方案一：单工序模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具才能完成冲压件的加工，成本相对较高，生产效率低，难以满足冲压件大批量生产的需要，且两道工序中的定位误差将导致孔心距尺寸精度难以保证。故不选此方案。 方案二：只需要一套模具就可以完成两道工序，大大减小了模具规模，降低了模具成本，提高生产效率，也能提高压力机等设备的使用效率；操作简单、方便，适合大批量生产。能可靠的保证工件两孔间距有相互位置精度要求。 方案三:级进模是一种多工位、效率高的一种加工方法。同一副模具不同工位完成两道工序，生产效率高，但相较方案二轮廓尺寸较大，结构复杂，制造困难，成本较高，一般适用于大批量、精度要求较高，需要多工序冲裁的小型冲压件。由于本工件两孔间距有相互位置精度要求。为了更好的保持尺寸精度要求，进而也排除此方案。2.3、 方案的确定综上所述，本套模具采用复合模。3.1、模具结构形式的选择 由工艺方案可知采用复合模冲压。复合模有两种结构形式：正装式和倒装式复合模。大多数情况下应优先考虑采用倒装式的。这是因为倒装式的冲孔废料可以通过凸凹模漏料孔从压力机工作台中漏出。制件留在凹模内，只需在上模装一推出装置，借助压力机打杆就可以轻松的将制件推出。条料由下模的卸料装置脱出。这样操作方便而且安全，生产率高。而正装式复合模冲压成形后工件留在下模，需顶件装置向上顶出工件且冲孔废料留在凸凹模内被带上，再由推料装置推出，条料由上模卸料装置脱出，三者均留在下模刃口面上，如果万一来不及排除废料或未全部排除而进行再一次冲压，就容易使模具刃口崩裂，即发生叠冲事故。又因工件平直度要求不高，工件材料较硬，故采用倒装式复合模。3.2 卸料、出件方式的选择 复合模冲裁时，条料将卡在凸凹模外缘，因此需要装卸料装置。根据倒装式复合模具冲裁的运动特点,该模具采用弹性卸料方式比较方便。但下模的弹性卸料装置有两种形式：一种是将弹性元件装在卸料板与凸凹模固定板之间，另一种是将弹性元件装在下模座下面。由于工件的条料卸料力不大，故采用前一种结构。为方便采用弹性垫圈 在倒装式复合模具中，冲裁后的制件留在上模部分的落料凹模内，需要由刚性或弹性推件装置推出，刚性推件装置不会失灵，可以将制件可靠的有凹模推出，但刚性推件装置有冲击力，对工件无压平作用，但对于工件精度要求很高的工件来说，采用弹性推件装置,结构紧凑,维护方便，能够保证工件精度要求，故采用用弹性推件装置。3.3.定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销；控制条料的送进步距采用橡胶弹顶的活动挡料销来定步距。而第一件的冲压位置因为条料有一定的余量，可以靠操作工人目测来确定。3.4 导向方式的确定 为了提高模具的寿命和工件质量，方便安装、调整、维修模具，该复合模采用四柱导柱模架。为了提高模具的导向精度，选用导柱、导套导向。由于冲压件的冲孔精度要求很高。故选用滚珠导柱、导套导向。4.1 排样设计与计算4.1.1 排样方法的确定 根据工件的形状，确定采用无废料排样和少废料的方法是不可能做到；只能采用有废料的排样方法。并根据工件形状采用直排。如图所示：4.1.2 材料搭边和侧搭边数值选用由冲压件材料为硅钢片，厚度t=0.35，查表取=2、=1.84.1.3 确定条料步距和宽度步距：S=29.8条料宽度：B条料宽度D冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸冲裁件与条料侧边之间的搭边条料剪切时的下偏差，查冷冲模设计P62 表3-114.1.4材料利用率 材料利用率: A1工件的实际面积。mm A所用材料面积，包括工件面积和废料面积。mm由图上可知：4.2.冲裁力的计算 由材料为硅钢片，查表得=549 由冲裁力计算公式：冲裁力（）冲裁件周长（）板料厚度（）材料的抗剪强度（）系数。常取=1.3落料部分冲裁力：冲孔部分冲裁力：卸料力：推件力：顶件力：总冲裁力：查冷冲模设计P57 表3-8得取卸料力系数在冲多孔、大搭边和轮廓复杂时取上限值。 初选压力机JD23-254.3压力中心计算 如零件图2所示建立直角坐标系，横纵中心线分别为X、Y轴。利用CAXA软件求得压力中心结果：X=30 ，Y=14 4.4 刃口尺寸计算 依据复合模的结构特点，刃口尺寸最好采用配合加工的方法。 查冷冲模设计表3-4可知：4.4.1 落料凹模尺寸：a、b、c、f、为第一类尺寸，d为第二类尺寸，e为第三类尺寸查冷冲模设计P50第一类尺寸=（冲裁件上该尺寸的最大极限尺寸-）第二类尺寸=（冲裁件上该尺寸的最小极限尺寸+第三类尺寸=冲裁件上该尺寸的中间尺寸因此：落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别为：但不必注公差，注明以间隙与落料凹模配制。4.4.2冲孔部分：冲孔部分以凸模为基准计算查冷冲模设计表3-6得：4.5.弹性元件的设计 冲裁卸料装置的弹性元件一般有弹簧和橡胶两种，考虑到工件的大批量生产弹簧容易失效，选用较硬的聚氨酯矩形橡胶作为卸料装置的弹性元件。 1）根据卸料力求橡胶截面尺寸 -橡皮在压缩时的工作压力（）-橡皮的横截面积（）-与橡皮压缩量有关的单位压力（），其值查冲压模具设计实用手册P-492 表B-8得压缩量为35%从而可得 2)求橡胶自由高度-橡皮允许的最大压缩量；-橡皮的预压缩量；-所需的工作行程；-橡皮的自由高度； 取其自由高度为20 3）求橡胶预紧高度 4） 橡皮的工作行程：5） 橡皮高度的校核：查冲压模具设计实用手册P493 表B-9得聚氨酯弹性体的尺寸规格：选取：D=32；d=10.5；H=20；=42；有橡皮高度H与直径D之比要在下式的范围内：满足要求。5.1.工作零部件的结构设计5.1.1.凹模的结构设计 凹模采用整体矩形凹模,轮廓全部采用数控线切割机床即可一次成型,安排凹模在模架上的位置时,要依据压力中心的数据,尽量保证压力中心与模柄中心重合。采用螺钉固定，销钉定位与上模，销钉孔装模、试模后配钻。因采用的是上模顶件方式，凹模孔口为直通式。材料选用硬质合金。凹模厚度：查冷冲模设计P-101 表4-3得因为：-系数，考虑板料厚度的影响；-冲裁件的最大外形尺寸；取凹模厚度：=20凹模壁厚：凹模长度 (送料方向) 根据工件图样,在分析受力情况及保证壁厚强度的前提下,取凹模长度为140,宽度为120,所以凹模轮廓尺寸为140120120。5.1.2 冲孔凸模 根据图样:工件中有6个孔,因此需设计6支凸模。为了方便固定和加工，都采用圆形阶梯式，其固定方式采用挂台式。材料选用Cr12，热处理硬度为5862HRC。-凸模长度；-凸模固定板厚度；-卸料板厚度；-导料板厚度；-附加的长度，包括凸模刃口的修模量，凸模进入凹模深度（0.51)，凸模固定板和卸料板的安全距离A等，其中A取（1520).凸模强度校核：查冲压模具设计实用手册P245得对于圆形凸模来说：经整理后得：式中：-凸模内的压应力（）；-冲裁力（);-凸模的最小截面积（）;-被冲裁件的抗剪强度();-圆形凸模的直径（）-板料厚度（）；-凸模材料的许用应力，取决于材料、热处理和模具结构。对于淬火钢，其值可取未经淬火时的许用应力的1.53被。当=15002100时，查冲压模具设计实用手册表5-4得：硅钢片=450因此，凸模强度满足要求凸模刚度校核：因凸模下部有推件块导向故：凸模刚度满足要求。5.1.3 凸凹模 冲孔凹模和落料凸模尺寸均采用配合加工的方法。其外形尺寸较大，为方便外形磨削加工，设计成直通形，采用螺钉固定方式。材料选用硬质合金。当采用倒装复合模时,凸凹模尺寸计算如下:上式中:为卸料板厚度,取10; 为凸凹模固定板厚度16;为增加高度包括凸模进入凹模深度、弹性元件安装高度等.因凸凹模为模具设计中的配作件,所以应保证其与冲孔凸模和落料凹模的双边合理间隙Zmin即可。 凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲压件结构凸凹模内外刃口间最小壁厚为2.4，查冲压工艺与冲模设计表3-16得最小壁厚为1.21.5即可。故该凸凹模侧壁强度足够。5.2.其他模具零件结构尺寸 根据倒装复合模结构特点：凹模板边界尺寸并查有关标准确定导柱、导套及模具模板尺寸如下： 导柱： 导套：查冲压模具设计实用手册得：序号名称长宽厚度数量1上模座3002904512上垫板1401201013凸模固定板1401201514卸料板2001601015凸凹模固定板2001601616下垫板200160817下模座200160551其中长、宽、厚度的单位均为。6.1冲压设备的校核 由手册可查得，压力机JD23-25的主要技术参数如下： 公称压力：250 滑块行程：10100 最大闭合高度：270 连杆调节量：55 工作台尺寸（前后*左右）：370 560 模柄孔尺寸（直径*深度）：50 70该模具得闭合高度H闭为： 上式中: 凸模高度46 凸凹模高度41 凸模冲裁后进入凸凹模的深度1 由上可知该模具的闭合高度小于所选压力机JD23-25的最大装模高度。因此该压力机满足使用要求。 由前面计算可知，该工件总的冲裁力，模板尺寸为200 160，都能很好的满足要求。综上所述，所选压力机符合要求。7.1模柄与固定零件的设计 模柄由于冲裁件对于孔的尺寸精度要求很高，需要达到+0.005精度等级，采用浮动模柄时，模柄的压力通过球形垫块传递给上模座，可以避免压力机滑块导向误差对模具精度的影响，同时也可以保证模具运动部分在冲压过程中动作的平稳与准确。采用浮动模柄可以消除水平侧向分力的影响，克服垂直方向的误差。浮动模柄规格：查冲压模具设计实用手册P349表5-87，表5-88。.与压力机的配合，故采用D=50mm，45钢；热处理4348。7.2弹性卸料板 弹压卸料板不仅起卸料作用还起压料作用。7.3凹模板设计图7.4凹模固定板 根据本例零件的形状、尺寸及技术要求，经过分析计算及选择，得出本例模具装配图，如图示： 三周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，翻阅图书，和同学们相互探讨，相互学习。学会了运筹帷幄，学会自己独立思考，更加深刻的认识到理论联系实际的重要性。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，通过这次模具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次模具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。 在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。 在此感谢我们的老师.，这次模具设计的每个细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教，我十分乐意接受你们