冲压课程设计说明书7

1、 课程设计说明书 题目 冲压件24、塑料件24的成型工艺与成型模具设计 学院： 机 械 工 程 学 院 专业： 班级： 0 学号： 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 2011年12月30日 材料成型及控制工程专业专业课程设计任务书 题目： 冲压件24、塑料件24的成型工艺与成型模具设计 专业班级 材料成型及控制工程 姓名 朱智斌 学号 200802050517 指导老师 陶友瑞 张利君 张旭 彭庚新 一、设计任务冲压件24、塑料件24见附件产品图，并取第四组尺寸。具体任务：1、拟定所指定的冲压件、塑料件的成型工艺，正确选择成型设备；2、合理选择模具结构，正确确定模具成型零件的形状和尺寸；3、

2、正确绘制模具装配图和工作零件图；4、正确确定冲模、塑模（各选一个）工作零件的工艺流程4、撰写模具设计说明书；5、课程设计完成工作量： （1）冲模、塑模装配图各一张；冲模、塑模工作零件零件图；（2）设计说明书一份（其中包含冲压件、塑料件的成型工艺；冲模、塑模工作零件的工艺流程；模具设计计算过程）（约1万字）。二、设计要求1、在课程设计中，学生要独立思考和钻研，学会根据具体情况灵活运用所学过的知识，不应盲目照搬其他样本或他人的设计；2、课程设计中的每一个环节都必须认认真真、一丝不苟地去完成；3、设计应按计划进行，并确保所设计的模具结构合理、操作方便、制造方便、造价便宜，设计图纸符合国标和行业标准，

3、设计说明书规范；4、设计时间安排：（1）冲压件工艺、冲模设计并绘制模具装配图、工作零件图1.21.5周；（2）塑件成型工艺、模具设计并绘制模具装配图、工作零件图1.21.5周；（3）撰写设计说明书、答辩00.6周（是否需要答辩由指导老师决定）。目 录前 言1第一章 冷冲压工艺与模具设计过程21.1冲压工艺性分析21.2工艺方案确定21.3确定模具类型及结构形式31.4工艺计算31.5编写工艺文件61.6选择和确定磨具主要零件的结构与尺寸71.7校核所选压力机81.8编制工作零件机械加工工艺卡9第二章 塑料成型工艺与模具设计 102.1工艺性分析102.2成型设备的选择与模塑工艺参数的确定112

4、.3模具结构方案及尺寸的确定122.4注射机有关工艺参数的校核（sz-60/450）52.5编写机械零件加工工艺15结束语17参考文献18前 言模具是材料成型加工中的重要工艺装备，是机械、电子、轻工、国防等工业生产的重要基础之一。随着模具工业的迅速发展，对模具的使用寿命，加工精度等提出了更高的要求。模具材料性能的好坏和使用寿命的长短，将直接影响加工产品的质量和生产的经济效益。而模具材料的种类、热处理工艺、表面处理技术和模具成型的方式，例如：冲压工艺或者注塑工艺等都是对模具使用寿命的重要影响因素。在建国60年来，我过的模具工业发展迅速，现在已经成为独立的工业体系。模具的研究与开发、模具的热处理工

5、艺、模具的加工成型工艺等各方面都取得了巨大的成就。而我国也非常重视模具行业的培养和发展。在各个高等院校内都开设了专业方向的课程，实习，以及课程设计等，为我国提供大量的模具设计方向的人才。专业课程设计是教学课程中重要的实践教学环节之一。此次课程设计主要包括冲模设计、塑料模设计、工艺流程的编制以及三维模型的建立等内容。通过这次课程设计，我对冲压件和塑料件的成型工艺有了进一步的了解，通过查阅大量手册和国家标准，使我对其模具设计流程也有了一定的掌握，丰富了我所学的知识，并且让我有机会将所学的知识应用到设计中，从而让我更好的发现自己的不足，加强了我的学习能力，也为毕业之后参加工作积累了一些模具设计经验。

6、第1章 冷冲压工艺与模具设计工件如下图，材料为q235，料厚1，表面不允许有明显的划痕。设计成型该零件的模具。图1.1制件图1.1冲压工艺性分析1、 材料：该零件的材料是q235，是普通的碳素工具钢，板厚为mm,具有良好的可冲压性能。2、 该零件结构简单，并在转角处有r1的圆角，所冲的孔是5和10的尺寸，工艺性比较好。整个零件的结构工艺性好。3、 尺寸精度，零件上三个孔的尺寸精度为it12级，孔的位置精度也是it12-13级,其余尺寸都是未注公差,属于自由公差,精度比较低.查公差表可以得到:结论:适合冲压。1.2工艺方案确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料

7、，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。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，但需要两道工序两幅模具，生产成本高而生产率低，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都较高。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，但位置精度不如复合模具冲裁精度高。通过对上述三种方案的分析比较，成形该零件采用方案二复合模具成形。1.3确定模具类型及结构形式1、 该零件质量要求不高，板的厚度只有1mm，孔边距有较大，所以可以选用倒装复合模。2、 定位方式的选择：控制条料的送进方向采用两个导料销，控制条料的送进步距采用挡料销。3、

8、卸料、出件方式的选择：采用弹性卸料。下出件，上模刚性顶件。4、 导向方式的选择：该模具采用中间导柱的导向方式。冲压件的形状简单、精度要求不高、生产批量为中批量，为了使得模具寿命较高，采用有导向、弹性卸料、下出件的模具结构形式。1.4工艺计算1、 确定该零件最佳排样方式，并计算材料利用率，选择板料的规格。该零件为简单几何形状，设计为直排排样方式，方法有如下图两种。 图1.2直排排样法一 图1.3直排排样法二查冲压手册表2-18，最小搭边值是：查冲压手册表2-18， 最小搭边值为：工件间1.2mm、侧面1.5mm。图2.2所示时：工件面积：6478-2412-402-3.1425-23.146.2

9、5=3813.46mm2。直排：取搭边值2mm。条料宽度b=68mm 步距l=70mm；材料利用率=3813.46/(6870)=80.1%图2.3所示时：工件面积：6478-2412-402-3.1425-23.146.25=3813.46mm2。直排：取搭边值2mm。条料宽度b=71mm 步距l=69mm；材料利用率=2042.25/(5262)=79.8%综合考虑选择图2.1的排样方法。2、计算冲压合力并预选机床l= 284+24+40+203.14=410.8 mm t=1mm b =450 mpa冲裁力：f=lt b=410.81450=184.8 kn选用倒装复合模：顶件力等于零查

10、冲压工艺与模具设计表3-11 kx=0.05 kt=0.055 卸料力：fx=156.60.05=7.83kn 刃口高度取10mm，则n=10/1=10f冲孔=62.81450=28.26 kn ft=nktf冲孔=80.05528.26=15.5knfz=f+fx+ft=184.8+7.83+28.26=208.13 kn根据冲压合力预选j23-25的曲柄压力机2、 确定冲裁压力中心计算时忽略r1如图1.4图1.4压力中心x=39 32.8可取 作为模具压力中心的位置。4、确定冲裁凸模和凹模工作刃口尺寸落料以落料凹模为基准计算，落料凸模根据凹模和最小间隙计算，也可以根据凹模实际尺寸和间隙值配

11、制。冲孔以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模根据凸模和最小间隙计算，也可以根据凸模实际尺寸和间隙值配制。冲孔用分别加工法进行计算，落料、中心尺寸用配合加工计算。间隙值查冲压工艺及模具设计表3-4，zmin0.100 zmax0.140落料凹模磨损后变大尺寸凹模公差按磨损系数查冲压工艺及模具设计表3-5，x0.5或0.75。中心尺寸凹模磨损后不变，尺寸有，凹模公差按(620.50.74)0.74/862.370.093(200.50.27)0.27/820.1350.033(60.50.30)0.30/86.150.038落料凹模磨损后变小尺寸 ，凹模公差按凸模（凸模固定板）按凸模实际尺寸配做，保证间

12、隙0.100-0.140mm。冲孔凹模磨损后变小尺寸公差为it12级冲孔时，凸、凹模公差按it8级，=0.018mm =0.018mm冲孔时，凸、凹模公差按it7级， =0.018mm =0.018mm 校核间隙|0.0180.0180.036zmaxzmin0.04，可行。磨损系数查冲压工艺及模具设计表3-5，x0.75。5、 确定弹性元件聚氨酯橡皮允许承受的载荷较弹簧大，并且安装调整方便，所以选用橡皮。卸料力为6.93kn 橡皮的高度：取30式中橡皮的面积：a/p30115-15660mm式中p为橡皮预压（压10%-15%）时单位面积上的压力，取0.26-0.5取一块整开凸模孔和四个卸料螺

13、钉孔16016026的聚氨酯橡皮。面积校核：1601602896463.1422251.84mm15660可行。1.5编写工艺文件表1.1冲压工艺过程卡材料编号及规格材料技术要求毛坯尺寸每件毛坯可制件数毛坯重量辅助材料q2351(0.15)9001200条料160350050件工序号工序名称工序内容加工件图设备工艺装备0下料剪板机上裁板6035001落料冲孔落料冲孔复合冲裁j23-25落料冲孔复合模1.6选择和确定磨具主要零件的结构与尺寸1、 工作零件的结构及尺寸设计1) 凸凹模：为了便于加工，凸凹模设计成直通式，1个m8沉头螺钉固定在垫板上，与凸凹模固定板的配合按h7/m6。其总长lh固定板

14、h卸料板(h橡胶h预压)201430460mm；2) 凹模：凹模采用薄凹模结构，薄凹模厚度尺寸（可以参考单工序模具凹模的厚度计算方法hks0.226814.96mm）取16mm。凹模壁厚尺寸 c（1.5-2）h24-32，c30-40可取32式中ks查冲压工艺及模具设计表3-15得0.20-0.30，取0.22工件长边尺寸：b68mm凹模板边长l56232136 b68232150b取160，一般情况下，lb，所以l取160，故薄凹模板长、宽、厚度尺寸16016016mm，空心垫板长、宽、厚度尺寸为16016016mm3) 冲孔凸模：冲孔凸模采用台阶式，与凸模固定板的配合按h7/m6。其总长l

15、h固定板h凹模h空心垫板18161650mm，小端长20mm；4) 模具刚性校核凸凹模尺寸较大，模具强度较大，所以不需要进行模具强度校核。只需进行小凸模校核。都采用有导向情况的校核公式。10小凸模可采用b型圆凸模5小凸模由于lmax小于32，可以采用a型圆凸模，凸模小端长度小于21mm即可。2、 其他板的尺寸（参考典型组合结构gb2873.2-81）凸凹模垫板 1601608 凸凹模固定板 16016020 卸料板 16016014 空心垫板 16016016 小凸模固定板 16016018 小凸模垫板 1601608 3、 模架的规格上模座的规格 16016040 gb2855.9-81下模

16、座的规格 16016045 gb2855.10-81模柄的规格 b50100 gb2862.1-81导套 a28h710038 gb2861.6-81导柱 a28h6170 gb2861.1-81导套 a32h710038 gb2861.6-81导柱 a28h6170 gb2861.1-814、 模具闭合高度的计算1.7校核所选压力机j23-25压力机：标称压力为250kn；滑块行程65（次/min）；连杆调节长度55mm；最大装模高度270mm，工作台尺寸（前后左右）370mm560mm，模柄孔尺寸（直径深度）5070；电机功率2.2kw。校核以上所有参数，除了模具的闭合高度（210mm）小

17、于压力机的最小装模（215mm）高度外，其他都能满足使用要求。解决闭合高度的问题，可以在安装模具时，在模具下垫一块通用板（厚度为20mm-50mm），即可以满足使用要求。所以j23-25能满足模具使用要求。1.8编制工作零件机械加工工艺卡表1.2凹模机械加工工艺规程卡凹模机械加工工艺规程 材料cr12 硬度60-64hrc序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态)165165182粗铣铣六面到尺寸160.3160.317。注意两大平面与两相邻侧面用标准角度尺测量达到基本垂直要求。3磨平面磨光两大平面厚度达16.6mm，并磨四个侧面，达到两相邻侧面垂直，垂直度0.02mm/100mm4钳工1.

18、划线 划出各孔和凹模洞口穿丝孔中心线2. 钻孔 钻螺纹、销钉底孔和凹模洞口穿丝孔 3. 铰孔 铰螺钉孔到要求4. 攻丝 攻螺纹丝到要求5热处理淬火+低温回火 使材料硬度达到60-64hrc6磨平面磨光六面消除淬火变形和氧化皮，并达到工艺所要求的尺寸7退磁消除坯料残余磁8线切割割凹模洞口，并留0.01-0.02的研磨余量9钳工研磨凹模洞口内壁侧面到尺寸，粗糙度为0.8um10检验按图纸检验第2章 塑料成型工艺与模具设计工件如下图，材料为abs，要求确定零件的成型工艺参数，设计成型零件的模具、编制模具的加工工艺。图2.1工件图2.1工艺性分析1、 原材料分析abs为热塑性材料，化学稳定性比较好，机

19、械强度较好，有一定的耐磨性，但耐热性较差。abs吸水性较大，成型前原料要干燥；在升温时粘度增高，成型压力较大，塑件上的脱模斜度亦稍大；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小，总的成型性能很好。表2.1 abs主要技术指标密度吸水率（%）收缩率熔点抗拉强度抗弯强度硬度hb1.02-1.160.2-0.40.4-0.7130-16050mpa80mpa9.7r1212、 塑件的结构、精度、质量分析1) 外形尺寸 该塑件为长方形结构的壳体零件，壁厚2mm,塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注射成型。2) 精度等级 每个尺

20、寸的公差不一样，所有尺寸都为it14级，精度比较低，成型工艺性好。3) 塑件质量 塑件质量没有较高的要求，外表面粗糙度为1.6um，内表面粗糙度为3.2un，成型工艺性较好。4) 脱模斜度 abs属无定形塑料，成型收缩率较小，凸模拔模斜度为1。2.2成型设备的选择与模塑工艺参数的确定1、 确定制品的成型方法、型腔数根据塑件所用材料和批量，成型该零件采用注射成型方法来成型。根据塑件外形尺寸的大小，和模具结构尺寸的大小关系，以及制造成本等各种因素，初步设定为一模两腔结构。2、 计算制品的体积、质量和制品的正投影面积注射量的计算 根据零件的三维模型，利用三维软件可以直接查询到单件塑件的体积为：一次浇

21、注所用塑料总体积：即浇注系统凝料和2个塑件体积之和（浇注系统凝料体积按照塑件的0.2-1倍估算，这里取0.5倍）单件塑件质量：一次浇注所用塑料总的质量单个塑件投影面积：浇注系统的投影面积为每个塑件投影面积的0.2-0.5倍，这里取0.2倍。总投影面积：所需锁模力：331250165.6kn(设型腔压力为40-50mpa)3、 预选注射机的型号卧式注射机机身低，利于操作和维修；机身因重心较低，故较稳定；成型后的制件可利用其自重自动落下，容易实现全自动操作。所以选用卧式注射成型机。根据每次注射成型实际需要的塑料体积，初步选定sz-60/450型注射机，理论注射量为。4、 拟定制品成型工艺参数注射机

22、：螺杆式螺杆转数为30r/min预热和干燥：温度() 70-85 时间(h) 2-3料筒温度()： 前段：180-200 中断：165-180 后段：150-170喷嘴温度()： 170-180模具温度()： 50-80注射压力(mpa)：60-100成型时间：注射时间：20-90 高压时间：0-5 冷却时间：20-120 总周期：50-2202.3模具结构方案及尺寸的确定1、 分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应选择在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，位置如图2.2所示图2.2 分型面的位置2、 型腔布置多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且要求力求紧凑，并与浇口开设

23、的部位对称。由于该设计选择的是一模两腔，故采用直线对称排列，如图2.3所示图2.3 型腔数量的排列布置3、 浇注系统主流道：注射机的喷嘴直径为4mm,注射机的喷嘴头球面半径为20mm。主流道衬套的球面半径应比注射机的喷嘴头球面半径大1-2mm，主流道小端直径应比注射机的喷嘴直径大0.5-1mm。取浇口套的球面半径为22mm，主流道小端直径为4mm。流道为圆锥形，其锥度取3。分流道：分流道取半圆形，d6mm。浇口：采用侧浇口，且开设在分型面上。冷料穴：采用球头形拉料杆和冷料穴。4、 溢流、排气系统的设计根据该制品的形状与浇注系统，不设溢流槽。利用型芯与固定板和分型面的间隙进行排气。5、 选择脱模

24、方式该模具的型芯在动模一侧，开模后塑件包紧型芯留在动模一侧，根据塑件壳体零件的特点，采用脱模板推出的脱模方式。这样推出平稳，有效保证了塑件推出后的质量，模具结构也比较简单。设置四根10的推杆推推板，中间一根7的拉料杆。又由于塑件属于薄壁零件，故添加推杆推出装置，每个塑件用两根6的推杆。脱模行程大于等于13mm。脱模力式中6、 成型零件工作尺寸的计算材料的收缩率取s0.6%1) 凹模径向尺寸有 公式 式中，取x0.7， 2) 型芯径向尺寸有 公式 式中，取x0.7， 3) 凹模深度尺寸有公式 式中，取x0.6， 4) 型芯高度尺寸有 公式 式中，取x0.6， 5) 中心距尺寸有10.180.18

25、公式 , 式中 7、 模具主要零件的结构和尺寸设计1) 成型零件的结构设计凸模（型芯）是成型塑件内表面的成型零件，根据对塑件的结构分析，本设计中采用组合式，为便于机加工，采用镶拼结构，与型芯固定板的配合按h7/m6，用带有台阶结构的型芯固定在型芯固定板中。型腔板（定模扳）采用整体式，考虑到型腔强度、刚性和装料螺钉、销子、导柱导套和开冷却水道孔的位置，参考表3.3、3.4，确定为16016040的规格。型芯、定模扳采用预硬钢3cr2mn。2) 其他零件的尺寸（mm）推件板：16016016动模板：16016020支承板：16016032垫块：1603263推杆固定板：1609412.5推板：16

26、09416定模座板：20016020动模座板：20016020导柱：16模具合模高度：88+40+20+63=211mm8、 模具调温系统的设置 一般注射模具内的塑料熔体温度为200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60以下，所以热塑性塑料注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件有效的冷却定型并迅速脱模，提高塑件的质量和生产效率。该模具在型腔上开2个直通水道。2.4注射机有关工艺参数的校核（sz-60/450） 结构类型：卧式注射机，可行。 注射机类型：；螺杆式（螺杆d=30mm）能满足工件成型需要，可行。 注射压力：170mpa工件成型需要的60-100，可行。 螺杆转速：142

27、00（r/min）工件成型需要的30（r/min），可行。 合模力：450kn工件成型需要的锁模力165.6kn，可行。 拉杆内向距：280350模座外尺寸260160，可行。 移模行程：220mm工件成型需要的行程约30mm，可行。 最大模具厚度：300mm模具合模高度211mm，可行。 最小模具厚度：100mm模具合模高度211mm，可行。 最大成型面积：360工件成型面积33.12，可行。 推出方式：脱模板加推杆推出。 模具定位孔直径：55mm 喷嘴球半径20mm，喷嘴口直径3.5mm 以上几项校核条件都符合要求，所以粗选注射机（sz-60/450），可行。2.5编写机械零件加工工艺表2.2定模板机械加工工艺规程卡定模板机械加工工艺规程 材料3cr2mo 预硬钢：硬度2835hrc序号工序名称工序内容1备料标准定模扳，已