垫片制件工艺标准分析与模具设计课程教学设计

1、钣金成形课程设计说明书1042制件工艺分析与模具设计院系航空航天工程学部（院）专业一飞行器制造工程班号84030102学号2008040301042姓名指导教师王巍沈阳航空航天大学沈阳航空航天大学钣金成形课程设计任务书航空航天工程学部学院飞行器制造工程专业班级 84030102姓名 郭芷岑课程设计题目：1042 制件工艺分析与模具设计课程设计时间：2011 年11 月21 日起至2011 年 12 月02 日课程设计的内容及要求：（一）基本内容：1、学会查阅资料和有关手册；2 、按要求绘制被加工件零件图 A4 一张；3 、对所给零件进行成形工艺分析，拟定最佳成形工艺方案并进行工艺设计、计算；4

2、 、合理地选择模具结构，进行有关的结构设计和计算；5 、能够正确地进行凸、凹模工作尺寸计算和尺寸标注；6 、正确地选择压力机设备，进行有关使用参数的校核和计算；7 、按照有关国家标准正确地绘制模具装配图及非标准件零件图（总量不少于一张0#图纸）：8 、编写课程设计说明书（正文字数不少于 3500字）；（二）基本要求：1、借阅参考资料。独立完成零件工艺分析及资料收集工作；2、模具结构类型合理，尺寸计算正确；3、绘制的模具装配图及零件图符合国家机械制图标准规定;4 、设备选择合理实用；5 、设计说明书思路清晰；主要参考书:田嘉生.冷冲模设计基础.航空工业出版社，1994.虞传宝.冷冲压及塑料成型工

3、艺模具设计资料.机械工业出版社,1993.许发樾.、郑大忠.、 王孝培.模具标准应用手册.机械工业出版社，1994.模具结构图册.机械工业出版社，1995.冲压手册.机械工业出版社，1990.国家标准总局.冷冲压国家标准.国家标准出版社.1981.（四）评语（五）成绩 指导教师王巍负责教师 学生签名郭芷岑技术要求.I制件未缶不得有划痕2, 1 = 1. OmmP冬件图班级84030102学孕出42宦tt有料1 Offi比例! : 1h a*芷*沈阳航空航天大学FT摘要本次综合实训设计垫片的冲压模具， 零件结构简单对称，料厚较小，设计者 将其设计为级进模模具，主要有冲孔落料两道工序。本说明书以图

4、文并茂的方式 对此零件的模具设计加以介绍，主要叙述了从零件的工艺性分析到模具结构的设 计、工艺计算、冲模结构的设计以及主要零件设计等，直到最后的模具装配图、 零件图、排样图等一系列的设计过程。其中详尽的分析讲述了针对于该零件的冲 压模具完整设计方法，读者可以从本说明书中简单、明确的了解该设计的主要思 想路线及合理设计制造方案，加深对级进模模具设计知识的了解、 应用以及提升 关于级进模模具的分析问题、解决问题的能力。关键词：垫片、级进模、冲孔落料、模具、设计目录第 1 章 冲压工艺分析 -7 -1.1零件工艺分析 -7 -1.1.1产品结构形状及材料分析 -7 -1.1.2产品尺寸精度、粗糙度、

5、断面质量分析 -7 -1.2冲压工艺方案的确定 -.7-1.2.1第一种方案-8 -1.2.2第二种方案-9 -1.2.3第三种方案-9 -第2章 冲压工艺计算 -11 -2.1 排样.-.112.1.1 搭边-11 -2.1.2条料宽度和导尺间距离 -11 -2.1.3送料步距-12 -2.1.4材料利用率-12 -2.2计算冲压力 -.1 3-2.2.1冲裁力计算-13 -2.2.2卸料力、推件力与顶件力的计算 -14 -2.3压力中心的计算 -.14-第3章 级进模凸凹模设计 -16 -3.1模具刃口尺寸的计算-.16-3.1.1冲孔凸、凹模 -16 -3.1.2落料凹、凸模-17 -3

6、.2凹模的设计-.19-3.2.1凹模厚度H的计算-19 -3.2.2凹模长度和宽度 -19 -3.2.3凹模材料-20 -3.2.4凹模固定方法 -20 -3.3凸模的设计-20-3.3.1凸模强度一一压应力校核 -20 -3.3.2凸模材料-21 -第4章 基本冲模结构的确定 -22 -4.1模具的形式-2 2-4.2定位装置 .-.2 2-4.3卸料装置.-.2 2-4.3.1条料的卸除-22 -4.3.2废料及工件的卸除 -22 -4.4导向装置.-.2 2 -4.5 模架-.23-第5章 级进模主要零件设计 -24 -5.1卸料弹簧设计 -.24-5.2凸模固定板设计 -.24-5.

7、3垫板设计 .-.2 4-5.4卸料板设计 -2 5-5.5模座的选择-2 5-第6章压力机校核-26 -6.1模柄孔的校核 -.26-6.2模具闭合高度的校核-.26-6.3压力机工作台尺寸的校核 .-.26-6.4冲裁力校核 -26 -总结-27 -参考文献-28 -第1章冲压工艺分析1.1零件工艺分析1.1.1产品结构形状及材料分析由零件图可知，该零件为菱形片落料圆形冲孔，外形简单对称，整个外形 光滑、圆整，无狭槽、尖角；孔与孔之间、孔与零件边缘之间最小距离c满足c1.5t 要求（其中料厚 t 为 1.0mm,可得出 c=8-8.2/2=3.9mm, 1.5t=1.5mm）。对于冲压件材

8、料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料是10号钢，其力学性能是强度、硬度和 塑性指标适中，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于表面质量 等没有严格要求，所以尽量采用国家标准板材，其冲裁出的产品的表面质量等 就可以保证。经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。1.1.2产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析1）尺寸精度根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，采用IT14级精度，普通冲裁可满足要求。2）粗糙度、断面质量查冲压手册表2-12得，一般冲裁件冲材料厚度t 0.16)00.02=22.0800.02 mmd 凹=*22.08mm小孔：

9、d 凸=(8.2+0.5 .16).2=8.28 0.02 mmd 凹=*8.28mm导正钉孔：d凸=(3+0.5 0.16)0.02=3.0500.02 mmd 凹=*3.08mm校核间隙：Zmax-Zmin=0.04mm$ t + S a =0.04mm；所以满足 Zmax-Zmint+ Sa的条件；所以各孔凸、凹模刃口尺寸均计合理。沖乩a 21 1940JU ;HTT屮d衣X空R1无心+世图 3-1-1-23.1.2落料凹、凸模落料件时，尺寸为外形尺寸，基准型面为凹模。设计参考图3-1-2-1式(3-2)式(3-3)Ai=62.5 d 凹 i=(Ai-x)+o汉A2=40d 凹2=(Ai

10、-xA) +o，其中d凸落料凸模刃口尺寸;d凹落料凹模刃口尺寸；x摩擦系数,冲裁件精度为IT14时，x=0.5 ;A工件孔径公差， mn，A =0.74mm;S t凸模刃口尺寸制造偏差,mn查冲压手册表2-28得，S t=0.020mm。S a凹模刃口尺寸制造偏差,mm查冲压手册表2-28得，S a=0.020mmd 凹 1= (62.5-0.5 0.74)0.020. =62.130o.o2 mmd 凹 2= (40-0.5 (X74)0.02 00. =39.63 0.02 mmd 凸 1=*62.13d 凸 2=*39.63校核间隙：Zmax-Zmin=0.04mm S t + S a

11、=0.04mm；所以满足 Zmax-Zmin S t+ Sa的条件；所以各孔凸、凹模刃口尺寸均计合理。为了方便加工，因为凸模较多，以先加工凸模，再凹模配合凸模加工 的方法。所以用尺寸转化法将凹模尺寸转化到凸模上。0 0 0.02D 凸 1 (d 凹 1 +S -Zmin) t =(62.13+0.02-0.100) t =62.05 0. mm式(3-4)0 0 0.02D 凸 2 =( d 凹 2 +S -Zmin)t =(39.63+0.02-0.100) t =39.55 0. mm 式(3-5)D 凹 1 = *62.05D 凹 2 =*39.554 # flt fl+ bt 4f :

12、$t * 1;i #pt胃凤岂用于*卑占图 3-1-2-13.2凹模的设计3.2.1凹模厚度H的计算凹模厚度：H=Kb式(3-6)式中K系数，查冲压手册表 2-40得K=0.22b 工件最大外形尺寸 H=0.22 X 62.5=13.75mm取凹模厚度为25mm凹模壁厚：C=( 1.52) H式(3-7)取 C=30mm3.2.2凹模长度和宽度B=62.5+2C=122.5mmL=2(C+20+25.5)=151mm按照冲压模具设计手册取 B X L X H=125X 160X 40323凹模材料凹模材料一般选择Cr12MoV324凹模固定方法凹模与下模座用4个M8的螺栓装配，4个M6的销钉固

13、定。3.3凸模的设计凸模的长度L=H1+ H2+ H3+ 丫式中：H1 为凸模固定板的厚度H2为卸料板的厚度H3为导料板的厚度丫一为附加的长度，包括凸模刃口尺寸的修磨量，凸模进入凹模的深度（0.51mm,凸模固定板与卸料板的安全距离 A等。其中A取1520.L=28+15+6+5+15=63im3.3.1凸模强度一一压应力校核F min校核公式为:式（3-8）式中 P孔一一冲孔冲裁力，N, P孔=47KNFmin 凸模最小断面积，Fmin = r2 =3.14 X 4.1 2=52.8mnf，压一一凸模材料的许用压应力，MPa材料为Cr12MoV，查手册,压=(10001600)Mps。因为电

14、=47000 =890MPa38MPa，不用加上垫板。垫板厚度一般为310mm取10mm垫板材料常用T7或T8工具钢，热处理硬度为 4852HRC垫板淬硬后两面 应磨平，表面粗糙度 R 0.320.63um。本设计中，有有级进模冲裁力较大，生产批量较大，给凸模的后面加上淬过 火的凸模垫板，目的是增加凸模的强度，防止凸模的后座回缩，增加使用寿命。5.4卸料板设计1）卸料板的形状和尺寸。卸料板取矩形板，厚度为 H=15mm卸料板材料选45钢，不用热处理淬硬。2） 卸料板上成形孔的设计。取弹压卸料板与凸模的双面间隙为0.1 0.3mm5.5模座的选择四导柱模架查冲压模具设计手册表 1-79得LX B

15、取160X 125范围，高度 H取 140170, h1=35，h2=40,L2=240,B2=230,S=175,S1=190导柱B型22 X 150;导套 A型22X 70X 35。第6章压力机校核初选压力机为公称压力250K N的开式压力机。该压力机的主要参数：公称压力250KN滑块行程80mm最大圭寸闭高度250mm圭寸闭高度调节量70mm工作台尺寸560X 360模柄孔尺寸 50 X 706.1模柄孔的校核模柄的尺寸 为 50 X 70，上模座 厚度为35mm ,则模柄伸出 上模 座的高度 为35mm70-5mm，因此合适。6.2模具闭合高度的校核模具的闭合高度 H=40+25+1+

16、15+15+28+10+35=169mr而压力机的最大封闭高度250mm其调节量为70mm则压力机的最小闭合高度为180mm大于模具的 闭合高度，所以此项也可满足要求。6.3压力机工作台尺寸的校核查手册，该型号模座的外形尺寸为：240X 230mm压力机的工作台尺寸为560X 360mm符合每边留出60100mm的要求，用来安装固定模具用的螺栓、垫 块和压板，所以合适。6.4冲裁力校核冲裁合格产品所需的冲裁力P总为113.5KN力机的公称压力250KN所以合适。综上所述：此250公称压力开式压力机符合要求。总结通过这次课程设计使我对模具行业的发展现状及未来的发展趋势有了更深 刻的了解，通过整个模具设计流程并在在老师的悉心指导下， 使我掌握了冲压模 具的总体设计思路及在模具设计中经常出现的一些问题、及处理方法，对设计中一些常规方法了有了进一步的了解， 为以后的工作打下了坚实的基础。导师渊博 的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严 以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。 通过计算机辅助手