石英表垫片级进模设计.doc

石英表垫片级进模设计摘 要分析了石英表垫片冲压工艺、和采用级进模生活的可行性，分析了排养图、模具结构特点及其工艺过程。级进模具的精度要求很高导向要求十分精确，在设计本副模具时遇到很大的阻力经过对各方案的选择和排除最终才选择此方案。通过近三周的拼搏，本副级进模具设计终于完成。根据标准模架的选择，制作凸凹模材料的选择以及导向和送进精度的确定本模具所加工出的石英表垫片满足要求，符合市场的需要。关键词：石英表垫片 排样 级进模 AbstractThe stamping process of the ()and the feasibility of making by propressive die were andlyzed,the layout design,the structure character of die and the working process were in troduced.Grade enter precision of mould expect very much and lead demanding to be very accurate, the obstruction that it is very great to meet while designing this pair of moulds is through and gets rid of and chooses this scheme to the choice of every scheme finally. Through the striving of nearly three weeks, this each enters mold design to finish at last. According to the choice of the standard mould shelf, choice , direction and quartz form iron core processed of a mould of sureness sent to the precision of making protruding concave mould material meet the demands, meet markets needs. Key words: Quartz table filling piece Row of type The level enters the mold绪 论冲压是使板料经分离或成行而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板料进行加工。常温下进行的板料冲压加工成为冷冲压。1.冷冲压模具在工业生产中的地位模具是大批生产同行产品的工具，是工业生产的主要工艺设备。模具工业是国民经济的基础工业。模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。目前，工业生产中普遍采用模具成行工艺方法，以提高产品的生产效率和质量。一般压力机加工，一台普通压力机设备每分钟可生产几件到几十件，高速压力机的生产率已达到每分钟数学百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、仪器、仪表等产品，有60%左右的零件是用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工产品，有90%左右的零件是用模具加工出来的；甚至于日用五金、餐具等物品的大批量生产基本上完全靠模具来完成。显而易见，模具作为一种专用的工艺设备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。2.冷冲压模具的发展和现状模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造，但其大规模应用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。19世纪，随着军火工业、钟表工业、无线电工业的发展、模具开始得到广泛使用。第二次世界大战后，随着世界经济的飞速发展，它又成了大量生产家用电器、车、电子仪器、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看，当时美国的冲压技术走在最前列，而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术、苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。20世纪50年代中期以前，模具设计多凭经验，参考已有图纸和感性认识，根据用户的要求，制作能满足产品要求的模具，但对所设计模具零件的机械性能缺乏了解。从1955年到1965年，人们通过对模具主要零件的机械性能和受力状况进行数学分析，对金属塑性加工工艺及原理进行深入探讨，使得冲压技术得到速猛发展。在此期间归纳出的模具设计原则，使得压力机械、冲压材料、加工方法、模具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向使用化的方向推进。进入20世纪70年代，不断涌现出各种高效率、高精度、高寿命的多功能自动模具。其代表是五十多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此期间，日本以“模具加工精度进入微米级”而占到了世界工业的最先列。从20世纪70年代中期至今，计算机逐渐进入模具生产的设计、制造、管理等各个领域；辅助进行零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模座尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出NC程序等工作，使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高，模具制造周期不断缩短。当前国际上计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）的发展趋势是：继续发展几何图形系统，以满足复杂零件和模具的要求；在CAD和CAM的基础上建立生产集成系统（CIMS）；开展塑性成行模拟技术的研究，以提高工艺分析和模具CAD的理论水平和实用性；开发智能数据库和分布式数据库，发展专家系统和智能CAD等。我国模具工业是19世纪末20世纪初随着军火和钟表业引进的压力机发展起来的。从那时到20世纪50年代初，模具多采用作坊式生产，凭工人经验，用简单的加工手段进行制造。在以后的几十年中，随着国民经济的大规模发展，模具业进步很快。当时我国大量引进苏联的图纸、设备和先进经验，其水平不低于当时工业发达的国家。此后直到20世纪70年代末，由于错过了世界经济发展的大浪潮，我国的模具业没有跟上世界发展的步伐。20世纪80年代末，伴随家电、轻工、汽车生产线模具的大量进口和模具国产化的呼声日益高涨，我国先后引进了一批现代化的模具加工机床。在此基础上，参照已有的进口模具，我国成功地复制了一批替代品，如汽车覆盖件模具等。模具的国产化虽然使我国模具制造水平逐渐赶上了国际先进水平，但计算机应用方面仍然存在很大差距。我国模具CAD/CAM技术从20世纪80年代起步，长期处于低水平重复开发阶段，所用软件多为进口的图形软件、数据库软件、NC软件等，自主开发的软件缺乏通用性，商品化价值不高，对许多引进的CAD/CAM系统缺乏二次开发，经济效益不显著。针对上述情况，国家有关部门制定了相关政策和措施。在国家产业政策和与之配套的一系列经济政策的支持和引导下，“九五”期间我国模具工业发展迅速，模具行业产业结构有了较大改善，模具商业化水平提高了近10%，中高档模具占模具总量的比例有了明显提高，模具进出口比例也逐步趋向合理。我国模具工业起步晚、基础差、就总量来看，大型、精密、复杂、长寿命模具产需矛盾仍然十分突出。为了进一步振兴模具工业，国家有关部门进一步部署：全面分析我国模具行业的现状和差距，提出发展思路和建议以及政策措施。相信在政府的大力支持下，通过本行业和相关行业企业以及广大模具工作者的共同努力，我国模具工业水平必将大大提高，为国家经济建设作出更大的贡献。 工件名称:石英表垫片 工件简图:如图所示 生产批量:中批量一、冲压件工艺性分析此工件只有落料和冲孔两个工序,材料是钢，具有良好的冲压性能,适合冲材。工件结构相对简单，有个的孔和一个的孔，孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小厚度为。大端的孔与的外圆间壁厚及小端的孔与的外圆间壁厚均满足要求。工件的尺寸全部有公差，而和按未注公差级，尺寸精度高，需要高精度冲裁。二、冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三钟工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合生产。方案三：冲孔落料级进冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高、生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率较高，但工件最小壁厚，模具强度较差，制造难度大，并且冲压形成后成品件留在模具上，在清理模具的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度可达到要求。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案三为佳。三、主要设计计算3.1排样方式的确定与计算 设计级进模，首先要设计条料排样图。垫片的形状具有一头大一头小的特点，采用直排，查表最小搭边值，采用无侧压装置，条料与导料板之间间隙。项目结果备注 冲裁 面积 查表最小搭边 条料 步距 一个步距材料的利用率采用无侧压装置与板料间间隙冲裁面积： = 条料宽度： 步距：一个步距的材料利用率：3.2.冲压力的计算 冲裁力： 卸料力 推件力 冲压工艺总力 表项目结果备注3.3压力中心计算 排样图： 3.3.1选取坐标系3.3.2各几何线段长度及中心坐标 ， , 3.3.3求合力压力中心 合计： 由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O较小，为了便于模具加工和装配，模具中心仍在坐标原点O。3.3.4工作零件刃口尺寸的确定 因为该模具的特点,工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸就按分开加工的方法来计算。落料刃口尺寸：按未注公差处理， 按未注公差 冲孔：， ， ， 孔心距， 3.3.5卸料橡胶的设计卸料工作行程为凸模凹进卸料板高度。为凸模冲裁压入凹模深度所以， 橡胶工作行程为凸模修磨量，取所以，橡胶自由高度橡胶的预压缩量每个橡胶承受的载荷则选用4个圆筒形橡胶橡胶的外径为圆筒橡胶内径，取 校核橡胶自由高度，满足要求橡胶的安装高度四、总体设计4.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进模冲压，所以模具类型为级进模。4.2 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，方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料有一定余量，可以靠操作工目侧来定。4.3 卸料、出件方式的选择因工件尺寸精度较高，故采用弹性卸料，又因为是级进模，所以采用下出件比较便于操作和提高生产效率。4.4 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。五、零部件设计5.1工作零件的结构设计5.1.1落料凸模结合工件外行并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按。其总长L可按下式计算： 为卸料板厚5.1.2冲孔凸模因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于安装与更换。其工作尺寸由计算而得，与凸模固定板配合部分按过渡配合。冲孔的凸模结构 取 冲孔的凸模结构 ，取 ,取 ，取 ,取 5.1.3凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的是数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模厚度： 凹模壁厚 取凹模厚度 凹模壁厚 凹模宽度 凹模长度 平行于送料方向度量的凹模洞孔间最大距离凹模孔壁至边缘的距离，查表2-6取根据计算凹模尺寸，查国际选取凹模标准尺寸， 5.2定位零件的设计落料凸模下部设置两个导正销，分别借用工件孔和孔作导正孔。导正应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面，所以导正销直线部分长度为，导正销采用安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用配合，查表2.9.8选取其结构形式孔用起粗定距的活动挡料销，弹簧和螺塞选用标准件，规格为。5.3导料板的设计导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取，这样就可以确定导料板的宽度，导料板的厚度按表2.9.7选取板厚为，导料板采用45钢制作，热处理硬度为，用螺钉和销钉固定在固定板上 ，导料板的进料端安装有承料板。5.4卸料部件的设计5.4.1卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模周界尺寸相同，厚度为卸料板采用45钢制造，淬火硬度为。5.4.2卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为，螺纹部分为，卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。5.5模架及其它零部件设计和冲压设备的选择5.5.1模架的选择该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可防止由于偏心矩而引起的模具歪斜。选择模架就直接决定了上下模座的型式和规格，应注意，模座上、下表面应达到要求，平行度公差一般为4级。上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致，精度一般要求在以下，模座上、下表面粗糙度值为，在保证平行度前提下，可允许值降低为。依据标准 导柱分别为：导套 分别为：上模座厚度H上模取：上模垫板厚度取固定板厚度取：下模座厚度取：则模具的闭合高度： 凸模长度 凹模厚度 凸模冲裁后进入凹模深度， 5.5.2冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可庆压力机J23-40能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：滑块行程：最大闭合高度：最大装模高度：连杆调节长度：工作台尺寸（前后左右）：垫板尺寸（厚度孔径）：模柄孔尺寸：最大倾斜角度：5.5.3由冲压设备中模柄孔尺寸选择模柄查标准得模柄尺寸为：5.5.4螺钉的选用螺钉用于固定模具零件，一般选用国内六角螺钉，销钉起定位作用，常用圆柱销螺钉、销钉规格应根据冲压力大小，凹模厚度来确定。螺钉规格可参照表2.914确定，螺钉选。六、模具零件加工工艺本副冲裁模，模具零件加工的关键在工作零件、固定板以及卸料板，若才用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。6.1落料凸模加工工艺工序号 工序名称 工序内容1备料将毛坯锻成长方体2热处理退火3 刨刨六面、互为直角单边余量0.54热处理调质5磨平面磨六个磨六个面互为直角6钳工划线划出各孔位置线7加工螺孔安装及穿丝孔按位置加工螺钉孔、销钉孔以穿死孔等8热处理淬火回火达到9磨平面精磨上、下面10线切割按图线切割，轮廓达到尺寸要求11钳工精修全面达到技术要求6.2冲孔凸模加工工艺工序号 工序名称工序内容1 备料将毛坯锻成圆棒2热处理退火3车削粗车削外形4热处理 调质5磨平面工作端留单边余量0.36 车削 半精车外形留余量0.37热处理按热处理工艺、淬火回火达到8磨削精磨外圆、端面至尺寸，保证端面与轴线垂直9 钳工精修全面达到设计要求10 检验6.3凹模加工工艺工序号 工序名称工序内容1备料将毛坯锻成长方体2热处理退火3粗刨 刨六面并并且为直角4热处理调质5磨平面 磨六个面、并且互为直角6钳工划线划出各孔位置线、型孔轮廓线7铣漏料孔达到设计要求8加工螺钉销钉孔加工螺钉、销钉孔以穿丝孔9热处理处理工艺：淬火回火达到10磨平面精磨上、下面11线切割线切割型孔、冲孔凹模达到尺寸要求12钳工精修 全面达到设计要求13检验6.4固定板、卸料板加工固定板、卸料板和凹模均属板类零件，其加工工艺较规范，而且加工工艺十分类似，主要根据型孔形状来确定方法，对于圆孔采用车削，也可采用线切割。七、模具总装图通过以上设计，即可得到模具总装配图，模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。工作过程：条料送进时采用活动挡料销做为粗定距，在落料凸模上安装两个导正销导正，以此作为条料送进的精确定距。操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，用落料孔套在活动挡料销上，并向前退紧，冲压时凸模上的的导正销，再作精确定距。活动挡料销位置的设定比理想的集合位置向前偏移，冲压过程中粗定位完成以后，当用导正销作精确定位时，由导正销上圆锥形斜面再将条料向后拉回约而完成精确定距。八、模具装配8.1总装配要点 1）.装配基准件，以凹模组件为进准，首先安装固定凹模组件。 2）.安装固定凸模组件，以凹模组件为基准安装固定凸模组件。 3）.安装固定导料板，以凹模组件为基准安装导料板。 4）.安装固定承料板和侧面压装置。 5）.安装固定上模弹压卸料装置及导正销。 6）.自检，钳工试冲 7）.检验 。 8）.试冲8.2装配 选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。 1）.凸凹模预配 装配前仔细检查各凸模形状尺寸及凹模型孔，是否符合图纸要求尺寸精度、形状；将各凸模分别与相应的凹模孔相配检查其间隙是否加工均匀。不合适的话重新修磨更换。 2）.凸模装配 以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的型孔中，并挤紧牢固。 3）.装配下模 在下模座上划中心线，按中心预装落料凹模、导料板；在下模座，导料板上，用已加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔，攻丝；将下模座、导料板、凹模活动挡料销、弹簧装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉。 4）.装配上模 在已装好的下模上放等高的垫铁，再在凹模中放入的纸片，然后将凸模与固定板组合装入凹模；预装上模座，划出与凸模固定板相应的螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、销孔；用螺钉将固定板组合，垫板8，上模座连接在一起，但不要拧紧；将卸料板套装在已装入固定板的凸模上，装上橡胶，和卸料板高出凸模下端约；复查凸、凹模间隙并调整合适后紧固螺钉；安装导正销、承料板；切纸检查，合适后打入销钉。 5）.试冲与调整 装机试冲并根据试冲结果做响应调整。8.3调试 1）.模具闭合高度调试 模具应与冲压设备配合好，保证模具应有的闭合高度和开启高度。 2）.导向机构调试。 导柱、导套要有好的配合精度，保证模具运动平稳、可靠。 3）.凸、凹模刃口及间隙调试 刃口锋利、间隙要均匀。 4）.定位装置的调试 定位要准确、可靠。 5）.卸料及出件装置的调试 卸料及出件要畅通，