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垫片 工序 冲压 模具设计 优秀 优良 机械 课程 毕业设计 论文

资源描述：

文档包括:

说明书一份。

工艺卡一张。

工序卡一张。

图纸共6张，如下所示

总装图.dwg

凹模板.dwg

上模板.dwg

凸模.dwg

下模座.dwg

小垫板.dwg

内容简介：

材料工程系模具设计与制造专业 冲压模具设计与制造实训说明书 姓 名： 涂文帅 班 级： 模具 113 学 号： 111304307 指导教师： 韩艳艳 日 期： 河南机电高等专科学校 冲压模具设计与制造实训任务书 题 目： 垫片单工序落料冲压模 内 容： （ 1）了解目前国内外冲压模具的发展； （ 2）分析平板类制件的成形工艺及其工艺方案； （ 3）模具的主要设计 计算； （ 4）绘制模具总装图，并绘制零件图； （ 5）得出设计结论。 原始资料： 材料： 度： 2产批量：大批量 2013 年 12 月 冲压模具设计与制造实训说明书 1 第 页 共 18 页 1 绪 论 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家差距相当大 。 虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足 : 第一， 开发能力较差，经济效益欠佳 平较低，且不重视产品开发，在市场中处于被动地位。我国相当一部分模具企业还沿用作坊式管理 ，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第二，工 艺装备水平低，且配套性不好，利用率低 虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和 用覆盖率要比国外企业低得多。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 第三，专 业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受 “ 大而全 ”“ 小而全 ” 影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套 任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第四，模具 材料及模具相关技术落后 模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高 。 设计者：程海军 冲压模具设计与制造实训说明书 2 第 页 共 18 页 2012 年 12 月 15 日 2 零件的工艺性分析 工件名称：小型冲压件 生产批量：大批量 材料： 厚度： 2图 1 零件图 件的总体分析 该零件形状简单、对称，是有直线组成，适于冲裁加工，按惯例取，尺寸精度较低，符合一般冲压的经济精度要求。 。材料为 度 t=2碳素钢，具有良好的冲压性能。 形落料的工艺性 该零件属于小尺寸零件，料厚 2形较为简单，采用圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃 和过快磨冲压模具设计与制造实训说明书 3 第 页 共 18 页 损，尺寸精度要求一般。 3 工艺方案的确定 该零件形状简单，仅需要一次落料工序，工艺方案单一简单，只需一次冲压便可成型，因此采用单工序落料即可。 4 排样设计与计算 设计模具时，首先要设计条料排样图。根据工件的形状选择有废料排样，且为直排的形式，虽然材料的利用率低于少废料和无废料排样，但工件的精度高，且易于保证工件外形的圆角。 定搭边与搭肩值 搭边和搭肩值一般是由经验确定的，由冲裁模具设计教材表 取搭肩值 边值 定零件的排样方案 设计模 具时，条料的排样很重要。 分析零件形状可知，确定排样方案：条料从前至后送进，落料凸模的冲压力比较均匀，零件形状精度容易保证。条料的排样如图 2 所示。 冲压模具设计与制造实训说明书 4 第 页 共 18 页 算送料步距和条料的宽度 按如上排样方式，并根据工件的尺寸确定送料步距为搭肩值与工件宽度之和可得： A=D+2+料是由板料裁剪而得，为保证送料顺利，裁剪时的公差带分布规定上偏差是 0，下偏差为负值（ -）。该模具设计导料板为无侧压装置，根据公式 0a c)2a( 由冲裁模具设计教材表 得条料宽度偏差 由表 得送料的最小间隙 则条料宽度 0a c)2a( =（ 54+条料宽度方向冲裁件的最大尺寸。 1a 搭边值 C 导料板与条料之间的间隙 （查表 算材料的利用率 冲压模具设计与制造实训说明书 5 第 页 共 18 页 根据一般的市场供应情况，原材料选用 220001000 的 冷扎薄钢板。(1)每块可剪 规格条料 33 条 . 一个 的条料可裁剪零件个数 )( 6 m 0 0n 1 余料材料利用率通用公式 【 1】 100%= 100%20001000 12547133 =式中 A 一个冲裁剪的面积 2 n 一个步距内的冲裁件数量。 B 条料宽度 S 步距 (2) 每块可剪 规格条料 16 条 一个 的条料可裁剪零件个数 )( 1 2 m 02n 2 余料材料利用率通用公式 【 1】 100%= 100%20001000 125414216 =由（ 1）、（ 2）比较可知方案（ 1）剪裁为 规格的条料材料利用率更高，因此采用方案（ 1） 5 计算冲压力和初选压力机 裁工序总力的计算 由工件结构和前面所定的冲压方案可知，本模具采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模。 考虑到模具刃部被磨损、材料力学性能及材料厚度偏差等因素的影响。本模具采用普通平刃口模具冲裁，其冲裁力 6 第 页 共 18 页 按下式计算：式中 P 冲裁力（ 。 K 系数，一般取 L 冲裁件剪切周边长度（ t 冲裁件材料厚度（ 被 冲 材 料 的 抗 剪 强 度 373303Q 的360 上式中抗剪 强度 与材料种类和坯料的原始状态有关，可在手册中查询，为方便计算，故冲裁力表达式又可表示为： 3 t L查手册 【 3】23560375b 值 360bP=002 =表 得卸料力系数为 卸卸料力 =件力 推件力系数 ,由手册查得 同时卡在凹模的工件 (或废料 )数 ,其中 n=h/t h 凹模刃部直壁洞口高度（ t 料厚 ( 推 =序总力卸推总 F=选压力机 冲压模具设计与制造实训说明书 7 第 页 共 18 页 为保证冲压力足够，压力机的公称压力必须大于或等于工序总力。 查手册 【 2】 初选开式可倾压力机参数初选压力机型号为 所选择压力机的相关参数 型号 公 称 压力 / 块行程/ 大 封闭 高 度/ 作 台 尺寸 /倾斜角/。 封闭高度调节量 /2350 65 270 370 560 30 55 定压力中心 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心和压力机滑块的中心线相重合。否则冲压时滑块会承受偏心载荷，导致滑块的滑轨和模具的导向部分不正常磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件的质量降低模具寿命甚至损坏模具。而本模具所冲裁的制件形状左右对称，所以模具的压力中心在几何图形的中心点上。 冲压模具设计与制造实训说明书 8 第 页 共 18 页 则1211109876543211212111110109988776655443322110x =211109876543211212111110109988776655443322110y =0 模具结构形式的选择与确定 具类型的选择 由冲压工艺分析可知，模具类型比较简单，所以模具类型为简单的倒装式单工序落料模。 冲压模具设计与制造实训说明书 9 第 页 共 18 页 位方式的选择 因为该模具采用的是条料，所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁条料的定位。 向方式的选择 为了提高模具寿命和工作质量，方便安装调整，该模具采用双导柱导向的导向方式。 料方式 该模具采用倒装结构 ，落料工件直接由冲孔凸模从凹模内孔推下。工件厚度为 2厚相对较厚，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。 7 模具工作零部件刃口尺寸的计算 此落料件为形状较为复杂的零件，所以利用凸凹模配作法，这种方法有利于获得最小的合理间隙，放宽对模具的加工设备的精度要求。 以落料凹模为基准件，由公差表查得工件个尺寸的公差等，确定 x 采用配作法，计算凹模的刃口尺寸，首先是根据凹模磨损后轮廓变化情况正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大还是变小，还是不变这三种情况，然后分别按不同的计算公式计算。 a、凹模磨损后会增 大的尺寸 第一类尺寸： 14m a x 0() x b、凹模磨损后会减小的尺寸 第二类尺寸：0m a x 14() x 冲压模具设计与制造实训说明书 10 第 页 共 18 页 c、凹模磨损后会保持不变的尺寸 第三类尺寸 C 第三类尺寸：m i n 1( 0 . 5 ) 8 其落料凹模的基本尺寸计算如下： 第一类尺寸：磨损后增大的尺寸：如图尺寸 1A 由表 知 1 由表 2 2 得 00 9731 2 4A 564 6 4 6A A A 所以 0. 0200. 0209731 1 . 9 90 . 0 11 ）（凹凹凹凹 02. 02 . 7 4 40 . 2 4 6 0 11 ）（凸凸凸凸 0 2082 5 3 7 5A 凹凹 A 00 3 1 5A 凸凸 0 2064 6 9 6A 凹凹 A 0 064 6 . 3 0 9 6A 凹A 凸冲压模具设计与制造实训说明书 11 第 页 共 18 页 第二类尺寸：凹模磨损后会减小的尺寸如图尺寸 0m a x 14() x 由表 2得 0 . 0 1 5031 6 . 3 2 4 6B B 由表 得 1 则 00 9 6B 凹凹 0 2031 6 8 6B 凸凸 凹 凸 8 模具主要零部件设计 作零部件的结构设计 料凹模的设计 凹模采用整体式凹模，凹模孔采用线切割加工。 安排凹模在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。整体式凹模装于下模座上 , 凹模高度可按经验公式计算，即 凹模高度 H=8mm(k 由表 凹模宽度 B=s+(=60+432模 长度 L=266 据 上 述 方 法 确 定 凹 模 外 形 尺 寸 须 选 用 矩 形 凹 模 板 14012 第 页 共 18 页 （ 【 6】 料凸模的设计 冲孔凸模采用台阶式。一方面加工简单，另一方面便于装配与更换。 如图所示。 图冲孔凸模的结构形式 凸模长度一般是根据结构上的需要而确定的，其凸模长度用下列公式计算： L=h1+h2+h3+h 式中 L 凸模长度， 凸模固定板高度 14mm 卸料板高度， 10mm 导料板高度， 20mm h 附加高度，一般取 1520 凸模长度 L=14+10+20+30=74位装置的设计与标准化 【 6】 料销及导料销的设计与标准化 由设计结构可得该套模具所用挡料销与导料销的规格尺寸一样，根据手册 【 4】 选用。 冲压模具设计与制造实训说明书 13 第 页 共 18 页 型号： 25料为 45 钢的圆柱挡料销 ,硬度 43 48 挡料销与导料销位置的确定 由模具整体结构设计，挡料销及导料销都应通 过卸料板固定于模具的凹模上。且在模具闭合状态下，应高出卸料板 31】 。 根据分析选用落料后端定位时挡料销位置如图 图挡料销的位置 L=+ +C =12/2+80/2+6/2+0.1料销位置的确定 导料销位于条料的同一侧，采用从右向左的送料方式，送料的方向导料销应装在 后侧。 冲压模具设计与制造实训说明书 14 第 页 共 18 页 料装置的设计及标准化 【 7】 性卸料板的结构形式 模具采用倒装结构，选用手册 【 6】 图 7 7（ b）的卸料板形式。由表7 8 查得弹性卸料板厚度为 12模具时卸料板孔与凸凹模得单边间隙为 模具开启状态，卸料板应高出模具凸凹模工作刃口 便顺利卸料，卸料板的工作行程为 料螺钉的选用 采用圆柱头卸料螺钉 45 钢，热处理硬度 35 45格 90 卸料弹簧的设计及 选用 根据模具结构初选 4 根弹簧，每根弹簧的卸料力为： 9 44/ 7 7/卸卸根 据 预 压 力 和 模 具 结 构 尺 寸 , 查 手 册 【 5 】 试 选 弹 簧 的 具 体 参 数是 :D=35d=620 t=F 许 =960N, 并计算如下： 01 1 2 0 8 8 . 4 3 1 . 6 m H 许 5 7 8 . 3 1 2 0 8 8 . 4 1 9 . 0 4 m 预预 许许 1 1 m m 2 m 工 作 ， 5 0 1 9 . 0 4 2 5 m m 2 6 . 0 4 m H H 预 工 作 修 磨 校核： H 所以所选弹簧是合适的。 弹簧的规格为： 冲压模具设计与制造实训说明书 15 第 页 共 18 页 外 径： D=35丝直径： d=6由高度： 20配高度： 0- 120 撑固定零件的设计与标准化 【 6】 由 凹 模 周 界 L 140=80及 卸 料 板 的 外 形 尺 寸 ， 材 料 选 为I 级精度的后侧导柱模架。技术要求按 8070 1995 的规定。 架的选用 上模座标记： 140 80 40 模座标记： 140 80 50 柄标记： 0 90 81（见于手册 5） 模固定板的设计 凸模固定板的设计 : 为了保证安装、固定牢靠，凸模固定板必须有一定的厚度，由经验公式 【 6】 计算凸模固定板厚度。 H=（ 1 D=（ 1 手册 【 6】 表 7模具取 H=16外形尺寸应与凹模的外形尺寸一致规格为 1408016 垫板的设计 【 6】 在本模具采用的弹性卸料装置中，上模座中设有推板等零件的装置和让位空间，会使的其厚度变薄，影响其抗压强度，所以应设一块垫板。其规格根据凹模外形尺寸选取 1408020 冲压模具设计与制造实训说明书 16 第 页 共 18 页 向零件的设计与标准化 【 6】 本组模具采用的是对称式双导柱模座，只需两对相同型号的导柱导套。本模具冲裁间隙小应按 H6/合，材料选用 20 钢热处理要求渗碳深度 度 58 62技术要求按 8070 1995 的规定。 导柱标记： 100 30 套标记： 45 23 固零件的设计与标准化 【 6】 本模具采用螺钉固定，销钉定位。其具体数据如下： 内六角圆柱头螺钉标记： 70 螺钉标记： 5782 35 销钉标记： 880 9 冲压设备的的选用 通过前面的设计知道，上模座厚度 为 40模垫板厚度 定板厚度 6模长度 L 为 74模厚度 6模座厚度 为 50模 冲裁后进入凹模的深度2 该模具的闭合高度： 2 H L H H 凹闭 垫上 模 下 模=40+16+74+20+50198压模具设计与制造实训说明书 17 第 页 共 18 页 模具闭合高度 198据前面初选的压力机，选择 25 型压力机，其工作台尺寸为 370 560大闭合高度为 270杆调节长度为 择 25 型压力机能满足使用要求。 其主要技术参数如下： 工称压 力： 250块行程： 55大闭合高度 270大装模高度： 250杆调节长度： 55作台尺寸（前后左右）： 360560板尺寸（厚度孔径）： 40210柄孔尺寸 : 60 75最大倾斜角度： 300 10 模具总装图 由以上设计，可得到模具的总装图（装配图见附图）。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模固定板、凹模板、推件块等组成。推件方式由刚性推件装置凭借压力机的压力来完成废料的推出。下模 部分由下模座、凸凹模、卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以弹簧为弹性元件。 其工作过程是：条料在送进模具时由挡料销限位，导料销导向，使得条料精确定位。模具在工作时，上模部分随压力机下行，当上模部分与条料接触时，卸料板起压料作用与凹模一起作用将条料压紧随上模下行，压力机滑块继续下行落料凸模进入凹模在压力及刃口作用下完成冲冲压模具设计与制造实训说明书 18 第 页 共 18 页 裁。 压力机滑块回程，上模部分跟着一起上行，零件从凹模型孔内落下，与此同时卸料板在弹簧恢复的作用下也将条料从凸模上拨落下来，完成卸料，卸料装置复位。条料再送进一个步距等待下一次回程冲裁。 图 8 模具总装图 冲压模具设计与制造实训说明书 19 第 页 共 18 页 参考文献 1刘建超、张宝忠主编，冲压模具设计与制造。高等教育出版社， 2004年 6 月 2王孝培主编，中国模具设计大典之冲压模具设计。江西科学技术出版社， 2003 年 1 月 3虞莲莲、曾正明主编，实用钢铁材料手册。机械工业出版社， 2001 年2 月 4寇世瑶主编，互换性与测量技术。高等教育出版社， 2004 年 7 月 5冯炳尧，韩泰荣，殷振海，蒋文森编，模具设计与制造简明手册。上海科学技术出版社， 1988 年 3 月 机 械 加 工 工 序 卡 工序名称 粗铣六面 工序号 03 零件名称 凹模板 零件号 1 零件重量 时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 种 类 重 量 8 件 设 备 夹 具 名 称 辅 助 工 具 名 称 型 号 铣床 虎钳 垫块 安 装 工 步 安装及工步说明 刀 具 量 具 走 刀 长 度 走 刀 次 数 切 削 深 度 进给量 主 轴 转 速 切 削 速 度 基 本 工 时 二次 2 铣上、下平面 30 面铣刀 游标卡尺 2 00 / 000r/ 二次 1 铣四周面 10 立铣刀 游标卡尺 2 0 / 000r/ 设 计 者 涂文帅 指 导 教 师 韩艳艳 共 1 页 第 1 页 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 模具号 零件号 零 件 名 称 00模 号 硬 度 8序号 工 序 名 称 设 备 夹 具 刀 具 量 具 工 时 名 称 型 号 名 称 规 格 名 称 规 格 名 称 规 格 01 下料 02 锻造达尺寸 130 130 0汽锤 直尺 03 粗铣六面达尺寸 125125 式铣 床 虎钳 30 面铣刀 , 10 立铣刀 游标卡尺 04 磨上下表面及一直角面 平面磨 床 磁力夹具、精密平口钳 砂轮 游标卡尺，刀