电扇电机后盖单工序冲孔模设计说明书.doc

广西科技大学（筹）冲压工艺与模具设计课程设计说 明 书设计题目 电扇电机后盖冲孔模具设计 系 别 机械工程系 专业班级 学生姓名 学 号 xxxxxxxxxxx 指导老师 日 期 2012年6月24 目 录一、设计任务书及要求3二、零件工艺分析 5三、确定模具总体 5四、冲压力、推件力、卸料力的计算过程及选用压力机类型和规格的依据 6五、凸模、凹模、工作刃口尺寸计算及设计过程8六、冲模主要零件的结构形状、材料、公差的选择及技术要求的说明11七、小凸模强度、刚度校核过程 14八、该设计的优缺点级改造措施 14九、最后得出的装配图15十、感想17十一、致谢18十二、设计所使用的参考文献 19一、 设计任务书及要求如图所示是风扇电机后盖的零件图，材料为冷板B-1/08F-Z，材料厚度1mm，大批量生产。其工艺过程大致为：落料、拉深、胀形（底部），切边，冲底孔、冲凸缘孔、切舌，整形8道。要求设计该零件的冲孔工序的模具。 课程设计任务书如下：冲压成型工艺及模具设计课程设计任务书姓名 班级 学号 xxxxxxxx技术要求：1.未注尺寸公差按GB/T15055的m级，未注圆角R0.52.毛刺小于0.15 3.制件要求平整，不允许有拉裂、起皱等现象4.表面DZn15DC名称： 电扇电机后盖 材料：冷板B-1/08F-Z 生产批量：大批量 设计任务：设计该零件的 冲孔单工序 模具二、零件工艺性分析1. 材料分析风扇电机后盖的材料为冷板B-1/08F-Z，该材料属于较高级精度的精整表面、最深拉深级的08碳素结构钢，具有良好的拉深成形性能。2. 结构分析零件的拉深工艺是拉深出具有凸缘的圆筒形件，结构简单，底部圆角半径为R5，满足圆筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的结构工艺性。3. 精度分析零件上的尺寸要求较高，零件的加工的尺寸公差为=0.159mm，高度方向公差为 H=0.2mm，因此需要较高精度的拉深工艺，并且拉深后需进行整形才能满足要求。4. 工艺方案的确定由于零件的某些工序较复杂，用复合工序会使得模具较复杂，为节约模具制造成本，拉深工序选择用单工序模，可减少模具设计与制造的周期和成本。三、确定模具总体结构1、导向方式为了提高模具精度，寿命以及工件的质量，大批量生产都使用导向装置。导向方式主要有滑动式和滚动式导柱导套结构。该零件承受侧向压力不大，为了加工装配方便，易于标准化，决定使用滑动式导柱导套结构。而且采用导柱设计在底座上的方式。2、滑动式模架选择 由于=受力不大，精度要求也不高，属于小型模具，所以选择后侧导柱模架。此模架可以三方面送料，操作方便。3、 压料方式的确定在选用压料、卸料装置的形式时，应考虑操作方式，即板料送进和定位是手动操作还是自动化操作（要求学生设计手动操作）；还需考虑出料方式是上出料，还是下出料。压料、卸料装置根据冲件平整度要求或料的厚薄来确定，对于冲件平整度要求高，且料薄的宜用弹压卸料板。这样既可压料又可卸料，且卸料板随上模上下运动，直观性强，操作方便，是生产中常用的一种卸料方式。当板料较厚时，用弹压卸料板难以卸料时，选用固定卸料装置卸料，一般在零件形状简单、要求不高时，采用固定卸料方式，它可简化模具结构，但是因为工作部位封闭，送料只能靠手感，操作不便，安全性差。 由于零件很小，厚度只有1mm，一般采用弹性卸料方式顺便压料，以简化模具结构，降低成本。四、冲压力、推件力、卸料力的计算过程及选用压力机类型和规格的依据1、冲裁力 查表，取材料08钢的抗拉强度= 365 MPaL= 6d = 63.145.5=103.67 mm=103.671365 =37839.4(N) 37.8(KN)2、推件力 查冲压工艺及冲模设计表3-11得 =0.055 取n = 3=30.05537.8 = 6.2 （KN）3、卸料力 查冲压工艺及冲模设计表3-11得=0.05= 0.0537.8 = 1.89（KN）4、由于采用弹性卸料装置和下出料的冲裁模，所以有冲压工艺总力 = 37.8+1.89+6.2 = 45.89 （KN）以上公式中：F冲裁力； L冲裁周边长度； t材料厚度；材料抗拉强度； K系数。 5、选压力机在冷冲压生产中，冲压设备的选择是一项非常重要的工作，它直接关系到设备的安全和合理使用，同时也关系到冲压工艺是否能顺利进行和模具的寿命、产品的质量、生产效率以及成本的高低等一系列问题。 开式曲柄压力机虽然刚度差，但它成本低，且有三个方向可以操作的优点，故广泛应用于中小型冲裁件、弯曲件、拉深件的生产中。 闭式曲柄压力机刚度好、精度高，只能靠两个方向操作，适用于大中型件的生产。 双动曲柄压力机有两个滑块，压边可靠易调，适用于较复杂的大中型拉深件的生产。根据冲压力的计算，综合考虑，初步选用型号为JA23-16F开式双柱可倾压力机。该型号压力机适合产品的落料冲孔工序。通过后面的校核，选择开式双柱可倾压力机J23-16F能满足要求。其主要参数如下：公称压力：160kN滑块行程：70mm最大闭合高度：220mm最大装模高度：205mm工作台尺寸（前后x左右）：300x450 mm模柄孔尺寸：40x60 mm最大倾斜角度：35度五、凸模、凹模、工作刃口尺寸计算及设计过程一 选择计算方法：首先查冲压工艺及冲模设计表3-3得冲裁双面间隙Zmax=0.100mm,Zmin=0.140mm；假如用分别加工法，则很难保证加工精度，增加加工成本。而且分别加工法目前还主要用于圆形或者方形、矩形的工件。所以决定采用配合加工法。2、计算过程列表如下：查表，m级公差尺寸为：5.50.30。 冲孔模刃口尺寸以凸模为基准配作凹模。65.5 尺寸为凸模磨损后变小的尺寸，查表3-5取系数x=0.5 有公式： = 凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙值ZminZmax = 0.1000.1403、落料凹模及其轮廓尺寸计算采用整体凹模，轮廓全部采用数控线切割机一次成形，安排凹模在模架上的位置时，将计算得的压力中心与模柄中心重合即可。其轮廓尺寸计算如下：凹模厚度，差模具设计简明手册取k = 0.35 H=KB=0.355.5= 1.9 mm（应该取H15mm）H = 0.35 15 = 5.25mm根据H不小于10，取H=20mm凹模壁厚 C=（1.52）H=15-20mm考虑到零件比较小，适宜取较大值，所以实际取凹模厚度 H=20mm 凹模壁厚 C= 30 mm凹模宽度 B = b + 2C = 88 + 230 =148 mm 4、冲孔凸模冲孔凸模所冲的六个孔均为圆形，冲孔凸模采用台阶式，便于装配与更换。 根据冲压工艺及冲模设计公式（3-37）：h1=(0.608)H凹=1216mm 取h1=15mmh2=1020mm 取h1=18mmh3=25mmh=7 （安全距离与修模量）L=h1+h2+ h3+h=15+18+25+7mm=75mm 查标准取L=60mm 如下图为冲孔凸模：六、冲模主要零件的结构形状、材料、公差的选择及技术要求的说明1、卸料板的设计卸料板的周边尺寸与凹模的周边尺寸相同，厚度为18mm。卸料板148mm148mm18mm采用Q235制造。卸料板上设置4个卸料螺钉M845 JB/T7650.6,卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间，以保证卸料的正常运动。卸料螺钉拧紧后，应使卸料螺板超出凹模端面1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。2、卸料橡胶的选用计算项目公式结果备注卸料板工作行程=+t2mmmmANGJIA650.9-1995 为凹凸模凹进卸料板的高度1mm橡胶工作行程=+t+7mm为凹凸模修磨量，取5mm每个橡胶承受的载荷=945N选用2个圆筒形橡胶橡胶的直径D34.7mm校核橡胶自由高度=（3.5-4）28mm橡胶的安装高度=（0.85-0.9）25mm比较1.241.5符合3、垫板尺寸的设计垫板尺寸与凹模尺寸基本相同，厚度可取小些。垫板148mm148mm10mm。4、凸模固定板尺寸的设计 凸模固定板外形尺寸与凹模外形尺寸可以一致或基本一致，厚度基本等于凹模的厚度，一般不小于15mm，可自行决定，本模具固定板厚度取15固定板148mm148mm15mm。 5、模架及其他零部件设计 该模具采用后侧导柱模架，导柱分别为28170,导套分别为2810038。上模座厚度取30mm，下模座厚度取35mm，模架尺寸 LB=200160 H 180-220上模座 20016040下模座 20016045导柱 28130导套 2810038那么该模具的闭合高度： =40+10+60+20+45-1=174mm式中： H1上模座高度，40mmH2垫板厚度，10mmH3凹模长度，H=20mmH4下模座高度，45mmh为凸模冲裁后进入凹模的深度，h=1mmL冲孔凸模长度，L=60mm 该模具闭合高度大于于所选压力机J23-10的最大装模高度（180 mm），所以另选压力机J23-16F其主要参数如下：公称压力：160kN滑块行程：70mm最大闭合高度：220mm最大装模高度：205mm工作台尺寸（前后x左右）：300x450 mm模柄孔尺寸：A40x60 mm最大倾斜角度：35度6、下模垫板的设计材料选用T10A钢，周界尺寸和凹模尺寸相同，垫板厚度取10mm，则外形尺寸为：14814810mm7、模柄、防转销 采用旋入式模柄，材料Q235，加防转销，根据压力机J23-16F相关参数，采用A型模柄，有其尺寸为A40x60 mm。为防止模柄转动，采用防转销，其尺寸为61.5mm8、模具材料的选用模具材料的选用，不仅关系到模具的使用寿命，而且也直接影响到模具的制造成本，因此是模具设计中的一项重要工作。所以根据模具种类及其工作条件，选用材料要满足使用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等；根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料；满足经济性要求。 由于本设计为大批量的复合模生产，所以选材列表如下：名称选用材料牌号热处理导柱20渗碳 HRC56-60导套20渗碳 HRC58-62卸料螺钉45HRC40-45凸模固定板45冲孔凸模Cr12渗碳 HRC56-60上模座HT200凹模Cr12HRC58-62下模座HT200垫板T10A七、小凸模强度、刚度校核过程。为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用带台肩式固定，采用车模法加工。一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。其中冲6个5.5mm的圆形凸模，校核如下：圆形小凸模的刚度校核 对于圆形凸模，凸模最小直径应满足： 式中 ：凸模最小直径 :材料厚度 ：材料抗剪强度 ：凸模材料的许用压力然而凸模直径，所以圆形小凸模的强度适合。八、该设计的优缺点级改造措施 优点：1、尽量使用标准件，提高制造精度，降低成本。 2、采用下出料的方式，提高了生产率 缺点：生产零件比较小，不利于后续工序的自动化加工。单工序模具，造成加工不方便。 九、最后得出的装配图：十、感想本次课程设计让我系统地巩固了大学三年的学习课程，通过本次课程设计使我更加了解到模具加工在实际生产中的重要地位。我们历时两个星期，巩固了如：冲压模具与冲压工艺、机械制图、机械制造基础、模具加工工艺、互换性与技术测量等许多课程。从分析零件图到模具的设计与装配图的绘制，在指导老师的带领下，每一个环节都是我自己设计制作的。在这次课程设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对冲压模具设计的整个过程，主要零件的设计，主要工艺参数的计算，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。总之，本次课程设计，是我认真的结果，也是我熟悉模具的关键一步，验了我大学三年学习的成果，文中上述所有内容主要是在讲述模具设计的整个过程，利用对零件图形的工艺性分析，设计出适合加工零件的模具，以达到生产要求，提高生产效率，零件的冲裁工艺性分析、模具结构的确定是模具设计的重要内容，只要合理就可以保证其加工精度及其各项指标要求。通过这次模具设计及编制其说明书，增加了不少专业方面的知识，提高了动脑、动手的能力。只实践也理论相结合才能达到规定的各项性能指标。十一、致谢本毕业设计是在赵克政老师、石光林老师的精心指导下完成的。在此，向他们表示衷心的感谢。从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过两个星期的努力，这次课程设计划上了一个圆满的句号，为以后的工作打下了基础。通过此次课程设计，我发现了平时在学习当中的不足，在理论上还有一定的欠缺。此次课程设计不但融合了大学三年来所学的知识，还在设计过程中查阅了很多相关资料，同时也学到了很多我们还没有涉及到的内容。该课程设计是一个学习的大检查，它把以下专业课程都融合在了一起：机械设计、机械制造、机械制图、模具构造与制造、互换性加工工艺等。还在设计过程中得到了从书本上无法学到的东西。同时，由于时间仓促，有不对的地方，希望广大读者批评和提出宝贵的意见和建议。 还要感谢我曾经翻阅过的这些书的读者，如果没有他们的帮住，我不敢想像要完成这项设计是何等难。所以，我要感谢在设计中曾经帮助过我的老师和书籍。“纸上得来终觉浅，觉知此事要躬行”，我想这句话也就充分的说明了我们此次毕业设计的重要性。十二、设计所使用的参考文献 1、冲模设计手册，冲模设计手册编写组，机械工业出版社2、冲压工艺与冲模设计，翁其主编，机械工业出版社3、冲压模具简明设计手册，郝滨海编著，化学工业出版社4、冲压模具设计结构图册，薛啟翔编，化学工业出版社5、机械制造基础，胡大超，高等教育出版社6、机械制图,刘少年主编，机械工业出版社7、冲压与成型设备，孙凤勤主编，高等教育出版社袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅