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文档简介

1、毕业设计说明书目的及意义:本设计是冷冲压工艺及模具设计,结合一个比较简单的冲 压零件,综合运用所学课程的理论知识,独立设计出一套冷冲 模具,能使学生得到模具设计的初步训练。通过本次设计,进 一步提高学生利用技术资料、运算和绘图设计能力。设计题目:垫圈落料、冲孔复合模设计 设计任务:冲压零件图及模具装配简图如下图示。材料1o厚度2.0nm制、复合模大批量生产:毛制高度0. 5mm设计要求:1、模具装配图:1张2、主要零件图:凸模、凹模、卸料板、固定板、垫板、推件装置及凸凹模零件图3、设计说明书一份。1、收集和分析原始资料:1 )、冲压件的图纸和技术条件;2 )、冲压件的生产纲领;3 )、冲压件的

2、工艺规程;4 )、有关冲模标准件的资料;5 )、现存模具结构资料。6 )、要求方案选择合理,图样正确、清楚、整洁,符合国家 有关制图标准。整理出设计计算说明书,列出计算过程和结果,并进行讨论 和分析;计算结果要求准确全而,有关数据要标明出处。计算说 明书要求字迹工整,语句通顺流畅。要有参考资料。2、确定模具类型及结构形式:根据已确定的最佳工艺方案确定冲模的类型是简单模、连续 模、或复合模。3、进行必要的计算主要指进行冲模工作部分尺寸、压力中心和选用弹簧的计算 及确定模具闭合高度。4、绘制模具总装图5、绘制模具零件图第二部分:设计程序一、确定冲压工艺方案和模具结构形式:1、工艺分析:复合冲裁模是

3、在压力机滑块一次行程中、在模具同一工位同时 完成冲孔和落料。倒装复合模的凸凹模型孔内积存冲孔废料,对孔壁形成较大的 张力。因此倒装复合模最小壁厚b值不能太小,其值与板厚t有关。顺装复合模的凸i叫模型孔内不积存冲孔废料,每次冲孔废料均 由打料装置逆冲入方向打出。因此顺装复合模的凸凹模壁厚允许比倒 装复合模的小些。由工件图看,该工件需要先落料,然后再在底部冲一个圆孔。为 提高生产率可以采用落料、冲孔复合模结构来完成加工。2、冲压设备的选择:估算公称压力来选取压力机,参照附录禺(见冲模具设计应用实 例一书)选用公称压力为160kn的开式压力机,其主要技术参数为: 公称压力:160kn滑块行程:55最

4、大闭合高度:220mm工作台尺寸:300x450nmi模柄孔尺寸:40 x 60mm二、工艺计算:1、 排样方案确定:冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法,称为排样。该工件排样根据落料工序设计,考虑操作方便及模具结构简单,故采用单排排样设计,采用手工送料,采用导料销导料、挡料销挡料。由表面210 (见冲模工艺与模具设计一书)查得=1.5加77, a = 1.2mm :那么:条料的宽度:b=42+2af45mm条料的步距:h=42+a=43.加m冲裁单件材料的利用率计算: =x i。 = xd%sb x i。 =3.14x4224x43.2x45x 100% u 71.2%排样图如下所示:2、计

5、算工序压力:、落料力的计算:f落=3ltrf落一落料力(n);l 丁件外轮廓周长l-7id = 3.14x42 « 132m/?;t 一材料厚度t二2mm;r 材料抗剪强度(mpa) 由书(见冲模具设计应用实例一书)附录a查得r=260mpa;落料力则为:f落=1.3x132mm x 2mm x 260mpa = 89.23kn!)、卸料力的计算:f卸二k卸陽心一卸料力因数,由表2-15 (见冲模具设计应用实例一书)查得k卸二0.06f卸=0.06 x 89.23 a 5.35knd、冲孔力的计算:f=3ltrl工件内轮廓周长l=3. 14x13=40. 8mmf冲=1.3厶”二1

6、3x40. 8x2x260=27. 58kn、推件力的计算:k推一推件力因数由表215 (见冲模具设计应用实例一书)查得k推二0. 05n卡在凹模内的工件数,n二25=2x0. 05x27. 58=2. 758kn、总冲压力的计算:故总的冲压力为f总=f落+尸冲+ f卸+ f推=89. 23+27. 58+5.35+2.758=124. 918kn对工件未注公差可按it14计算,也可由书附录卩查得各尺寸的未 注公差。根据表210 (见冲模具设计应用实例一书)查得冲裁模刃口 双间隙 zmm = 0.22 mm, zmax = 0.26 mm。模具的落料凹模,凸凹模,冲孔凸模的工作关系。3、主要工

7、作部分尺寸计算:1、落料刃口尺寸计算:042人2的凸凹模的制造公差由表2-12(见冲模具设计 应用实例一书)查得/凹=0.030mm ,迓片=0.020/nm。由于如+ 5凸二0.05 > zmax - zmin , 故采用凸模与凹模 配合加工方法,因数由表2-13 (见冲模具设计应用 实例一书)查得x=0.5,则:d 凹=(d-xa )利=(42 -0.5x 0.62);°" = 41.69 捫 mmd凸按凹模尺寸配制,其双面间隙为0. 0200030mm ,其工作部分结构尺寸如图所示:按凹模耳寸配作0416才貂32、冲孔刃口尺寸计算:013:的凸凹模的制造公差由表

8、2-12 (见冲模具设计应 用实例书)查得务| = 0.020mm ,久=0.020mm .由于凡+力凸=0.040 > zmax - zmin , 故采用凸模与凹模 配合加工方法,因数由表213(见冲模具设计应用实例 一书)查得x二0.5,贝山d 凸=(d + xa)爲=(13 + 0.5x0.43)%02 = 13.215002mmd凹按凸模尺寸配制,其双血间隙为0. 020mm,其工作部分结构尺寸如图所013. a 15-8.02按凸模尽寸配作4、弹性元件的设计计算:为了得到较平整的工件,此模具采用弹压式卸料结构,使条 料在落料、拉深过程中始终处在一个稳定的压力之下,从而改善 了毛

9、坯的稳定性,避免材料在切向应力的作用下起皱的可能性。1、上卸料采用橡胶作为弹性元件,按公式计算橡胶的自由高 度:h自由=g5 4)s工作式中:h自由一橡胶的自由高度(mm)s作一工作行程与模具修磨或调整(omm) z和s作二(2+1+5) mm mm=8mm mm贝ll : %山二(3. 54 ) x 8=28-32mm 取 =30mm mm 因此橡胶的装配高度:h2 = (0.85 0.9)xhri|1| = (0.85 0.9) x 30 = 22.5 27mm取 = 26mm橡胶的断而面积,在模具装配时按模具空间大小确定。2、下顶件装置采用一套顶杆顶板组合装置,尺寸与落料凹模 配合。三、

10、模具的总体设计及装配:该工件的模具结构如图。主要由上下模座、落料凹模、凸 凹模、冲孔凸模、下顶块、上顶块、卸料板等零件组成。根据主要工作部分尺寸、结构以及弹性元件的尺寸,参照有 关资料,可选取i级精度的后侧导柱模架(gb/t2851. 31990) 即:上模座:240 x 195 x 40mm ht200下模座:240 x 195 x 50mm ht200下模座轮廓尺寸:l=b= 140mm;s=188mm;r二30mm;al=130mm;a2=170mm导柱:a25h5x150; 导套:a25h6x90x38;导柱、导套的 渗碳深度为0.8-1. 2mm,硬度为hrc58-62。见(实用冲压

11、技术手 册)模架结构如零件图所示:四、非标准零件的设计:1、落料凹模:由于此套模具为复合模,并且是逆出件式,所以凹模内壁采用全直壁式的,材料选择为crl2,热处理硬度为6ct64hrc,此凹模板采用矩形凹模板,由于压力中心在儿何中心,查表2-17 (见冲压工艺 与模具设计一书)可得:、凹模壁厚为人于35mm,所以可得凹模的最小外形尺寸:l二b二42+4+35二81mm取标准值:l二b=140mm凹模的厚度为:h二乩心何7(呦)f-冲裁力(n);(-凹模材料修正系数,合金工具钢取1,碳素工具钢取1.3;心-凹模刃口周边长度修正系数见表2-18 (见冲压工艺与 模具设计一书);h = 1 x 1.

12、25x vo.lx 106.81x1000 « 28.36加加按gb2858. 1-81取标准值30mm 、螺孔中心到凹模板外缘的尺寸:l=2d,选螺栓为m6的 内六角螺栓,l=2x6=12mm,从总体角度出发,取:l=15mm, 、销孔中心到凹模板外缘的尺寸,查表2-19 (见冲压工 艺与模具设计一书)取l=25mm、螺孔与凹模型孔及销孔之间的尺寸:smin = 1 3d = 1.3 x 5 = 6.5mm , 取 20mni。其结构如图所示:2、凸凹模(落料的凸模、冲孔的凹模):材料选择为crl2,热处理硬度为6064hrc。厚度:h= h橡胶 + h弹爪0.2二26+100.

13、2+20二55. 8mm刃口尺寸在前面已经确定,综合考虑其它的因素决定其 具体尺寸如下:0303in047刁<3423、冲孔凸模:材料选择为crl2,热处理硬度为6064hrc。总体高度为:h二30+12 2二40mm在装配时其下端面位置比i叫模上端面高一个工件内形高度,刃口尺寸在前面已经确定过。综合考虑各因素确定其具体结构如图所示:0234、上、下模板:矩形模座外形带导柱(套)模座按凹模周界尺寸lxb对应确定, 矩形模座的宽度b应人于凹模宽度。座厚度尺寸由模式hmz2 (1.41.6) hd二(1.41. 6)x30即:hmz242 48mm式中:hmz-模座厚度hd -1叫模厚度其结

14、构如图所示:5、垫板与固定板:垫板外形尺寸与凹模周界尺寸一致,其厚度尺寸参照周界尺 寸按国标确定,一般为310mm材料为45钢,热处理后硬度为 45hrco固定板外形与凹模轮廓尺寸基本是一致的,厚度可按照经验 公式(0. 6-0. 8) hd= (0. 6-0. 8) x30。即:固定板厚度为 1. 8 2. 4 式中hd-凹模厚度材料为q235o6、卸料螺钉及其设置卸料螺钉的特点:模具国标规定了两种卸料螺钉,即圆柱头卸料螺钉 (gb2867. 5-81)与圆柱头内六角卸料螺钉(gb2867. 5-81 )o 卸料板螺钉沉孔深度:当h+h4+h5+(35)h吋 贝山h二hl+h2+0. 5-h

15、3-l式中:h-螺栓头部高度hl-模座高度h2-凸模(或凸凹模)高度h3-卸料板高度h4-刃口修模量h5-入模量1厂卸料螺钉光杆长度综合考虑卸料螺钉的特点及设置形式,取:圆柱头内六角螺钉:gb70-85 m5x30 6 个gb70-85 m10x90 4 个gb70-85 m6x55 4 个圆柱头内六角卸料螺钉:gb2867. 6-81 m12x90 4 个定位销钉:gb119-86 销 8x701 个gb119-86 销 5x701 个导料销:gb119-86 销 5x14挡料销:gb119-86 销 2x14五、压力机的校核:1. 1s为压机的行程s二55mmh为工件的高度h=2mm2模具

16、闭合高度校核:/min+10</im <wmahmin -压力机最小装模高度 丹喰一压力机最大装模高度、 抵-模具闭合高度因为:180+10mni196mm220-5mm 所以:符合要求。3. 工作台尺寸校核:工作台尺寸:300x450mm模座尺寸:所以:符合要求.2个1个-5195x240mm综上所述压力符合要求.第三部分:设计体会在曾老师的精心指导下,此次毕业设计顺利地完成了。通过本次 毕业设计我们再次把所学的专业知识用于实践当中,可以说本次设计 就是对我们所学知识的一次大检阅,也是一个查漏补缺的过程;同时 让我们进一步地掌握了冷冲模设计的基本流程,懂得了如何把计算机 知识用于我们的专业,懂得了如何查阅和运用技术资料。当然,在这 个过程中,我们遇到的困难和挫折也是不少的,主要来源于我们的专 业知识还不够,实践经验还不足等等。但是我们可以把本次设计作为 我们新的起点,加强专业的学习,加强实践,不断地去丰富经验。因此,尽管这次设计不能算作是成功之作,但是它给我们带来的 收获是具大的,影响是深远的。所以我们在今后的学习和工作中要敢 于实践,不断吸取经验教训,要敢于向难点挑战,发扬一丝不

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