切片模具设计说明书

1、辽宁工程技术大学课程设计21辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：切片模具设计班级：加工12-2姓名：王曜指导教师：岳立新完成日期：2016.01.07任 务 书一、设计题目切片模具设计二、原始资料 设备参数要求、功能要求，或被加工零件的零件图 1张三、上交材料(1) 设计的原始依据（图） 1张(2) 装配图（A0或A1，结合具体零件决定） 1张(3)主要零件图，具体情况结合设计内容，由指导老师指定(4) 课程设计说明书(包含方案选择、设计计算等内容，8000字左右) 1份四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2天 (2) 选择方案,绘制结构草图 3天(3) 计算分析，画装配图及主要

2、模具零件图 6天(4)编写说明书 3天(5) 准备答辩 1天五、指导教师评语 该生设计的全过程表现 ，设计内容反映的基本概念 综合运用知识和分析解决问题能力 ，说明书书写 ，工程绘图图纸表达 ， 外语水平 。综合评定成绩： 指导教师日期摘要首先，对零件做整体的分析。包括：材料的使用、精度的要求、工序的要求以及成本的要求等。为了降低成本，对排样方式进行了合理的设计；其次，对零件整体进行工艺设计。通过工艺目的的设计、工序的顺序设计、压力机的选择等来实现所要达到的要求；再为刃口是冲制工件的主要工作部分，刃口处的精度就决定为了设计一套能够冲裁切片的模具，模具需简单实用。该套冲压模具的设计不是以复杂模具

3、的设计为主，而主要是对模具设计知识的系统学习和设计的练习，以达到掌握冲压模具设计的基本技能的目的。了制件的精度，就必须根据公差来进行精确计算。次，想要保证制件精度的要求，就要考虑模具刃口尺寸的计算。因最后，根据计算出的模具刃口尺寸设计出相应的凸凹模，并且查找资料选择冷冲压模的标准零件，符合标准后，就把凸凹模与其它各零部件进行总体装配。在确定了模具体闭合高度后，选出合适的压力机并校核完成。关键词：冲压模具，冲压工艺，模具设计AbstractIn order to design a set of die which can cut the slice, the mold is simple and

4、 practical. The set of stamping die design is not a complex mold design, and mainly on the mold design knowledge of the system to learn and design practice, in order to achieve mastery of the basic skills of stamping die design purposes.First of all, to do the overall analysis of the parts. Includin

5、g: the use of the material, the accuracy of the requirements, process requirements and cost requirements, etc. In order to reduce the cost, the layout of the layout of a reasonable design; secondly, the overall process of parts design. Through the process of design, process design, the choice of the

6、 press to achieve the required requirements; once again, to ensure the accuracy of parts of the requirements, it is required to consider the size of the die cutting edge. Because the cutting edge is the main part of the work piece, the precision of the cutting edge determines the precision of the wo

7、rkpiece, and it is necessary to carry out the accurate calculation according to the tolerance.Finally, according to the calculated die cutting edge size design a corresponding convex and concave die and find information choice of cold stamping die standard parts, in line with the standard, the conca

8、ve convex die and other components of the general assembly. After determining the specific height of the mold, select the appropriate press and check to complete.Keywords: stamping die, stamping process, die design目录1零件的工艺分析52.冲压工艺方案的确定73.主要设计计算73.1排样方式的确定及相关计算73.2冲压力的计算83.3压力中心的确定93.4工作零件刃口尺寸计算93.5

9、卸料橡胶的设计114.模具的总体设计114.1模具类型选择114.2定位方式的选择114.3卸料、出件方式的选择114.4导向方式的选择115.主要零部件的结构设计125.1工作零件的结构设计125.1.1凸凹模125.1.2落料凹模125.1.3冲孔凸模135.2导料销、挡料销的设计135.3卸料部分的设计135.3.1卸料板的设计135.3.2卸料螺钉的选用145.3.3顶件装置145.3.4推件装置145.4模架及其他零部件设计146.模具总装图157.冲压设备的选定168.模具零件的加工工艺178.1 凹模加工工艺分析178.1.1 工艺性分析178.1.2 工艺装备的准备178.1.

10、3 加工工艺过程的制订179 模具的装配图的设计189.1 零件的技术要求189.2 装配技术要求189.3 模具安装要求199.4 复合模的调试要求199.5 主要组件的装配19参考文献201零件的工艺分析所需冲裁的零件名称为：垫片；工件如图1.1.1；垫片材料为10钢，厚度为0.8mm；生产批量为：中批量。图1.1.1该零件材料为10钢，具有良好的冲裁性能，适合冲裁。形状简单、对称，孔边距和孔间距最小为5mm，远远大于零件的厚度；孔的尺寸也远远大于工件厚度，完全可以用于冷冲裁。为降低冲压成本，冲裁件采用经济精度，根据厚度和各个尺寸，选取公差如图1.1.2。查机械几何量精度设计与检测可得各个

11、公差等级：公差等级分别为：44.5mm、38mm、18mm、为IT11级，4.5mm 、10mm、2.5mm、5mm、8mm、为IT10级，19.1mm为IT13级。尺寸精度可以用普通冲裁满足。图1.1.22.冲压工艺方案的确定该切片冲裁包括冲孔和落料两个基本工序，可以有以下四种工艺方案：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。采用复合模生产。方案三：采用先冲孔，再落料的级进冲压。采用级进模生产。方案一:模具结构相对而言比较简单，经济性高，但相对精度较低，不能很好的保证产品的允许公差尺寸。方案二:先采用冲孔来定位工件毛坯料，然后再落下成品。既能很好的保证工件有一定

12、的定位精度，又能减少一次冲压的合力，并且保证机构能在相对小的载荷下工作。方案三：供需相对分散，两次冲裁对精度具有一定的影响，工作效率也没有什么实质性的提高，而且模具规模也大大加大，同时模具的结构相对较复杂。通过上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用第二种方案，采用复合模生产。由于切片较薄，所以选择正装式复合模。3.主要设计计算3.1排样方式的确定及相关计算为补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；增加条料刚度，提高模具寿命。确定排样为有废料排样，并根据零件厚度确定搭边值。搭边值:工件间a1=1.5mm，侧面a=1.8mm。根据冲压方案和搭边值，排样图如图3.1.1图3.1.1则条料宽度为

13、B=48.1mm，步距为S=19.5mm.冲裁件面积A44.5×18-5×6.5-3××4.524-2.5×3.5=712.1mm2一个步距的材料利用率=nABS×100%=1×712.148.1×19.5×100%=81% 查板材标准，宜选500X1000的钢板，每张钢板可裁剪为7张条料，每张条料可以冲得51各工件，故每张钢板的材料利用率为50.8%.3.2冲压力的计算该模具采用正装式复合模，冲压力的相关计算如表3.2.1项目公式结果备注冲裁力FF=Ltb=164.13×0.8×33

14、544KNL=164.13mmb=335Mpa卸料力FxFx=KX*F=0.065×442.86KN推件力FTFT=nKTF=0.1×444.4KNn=1冲压工艺总力FZFZ=F+Fx+FT51.26KN弹性卸料由于冲裁件尺寸较小，厚度小，采用开式压力机。根据冲压工艺总力可以选择冲压设备为：公称压力为63KN。3.3压力中心的确定由于模具是复合模，一次冲裁，而零件的结构完全对称，则该模具的压力中心为凹模型口中心。3.4工作零件刃口尺寸计算采用凸凹模分开加工时，为了保证凹凸模间一定的间隙值，必须严格限制冲模制造公差。因此，造成冲裁制造困难。为了保证凹、凸模间一定的合理间隙，必

15、须满足关系式，这对于、差值很小时，将使凹、凸模刃口尺寸公差值更小，给凹、凸模的制造带来困难。这种情况必须采用配合加工配合加工就是先按设计尺寸制造一个基准件，然后再根据基准件的实际尺寸，按要求的间隙值配制另一件。对于冲制薄材料的冲裁，或冲制复杂形状的工件的冲模，或单件生产的冲模，常常采用凸模与凹模配作的方法加工。落料时应以凹模为基准件，根据凹模的实际尺寸按最小合理间隙配置凸模。冲孔时应以凸模为基准件配制凹模。由于零件厚度为0.8mm，属于薄材料。所以凸模与凹模之间的间隙小，则采用凸模与凹模配作的加工方法,且保证最小间隙Zmin=0.072mm，Zmax=0.104mm。根据凸模或者凹模磨损后轮廓

16、变化的情况计算第一类尺寸：磨损后变大的尺寸a=18.16-0.75×0.160+14×0.16mm=18.040+0.04mm b=(5+1×0.05)-14×0.050mm=5.05-0.01250mmc=38.16-0.75×0.160+14×0.16mm=38.040+0.04mmd=44.66-0.75×0.160+14×0.16mm=44.540+0.04mm第二类尺寸：磨损后变小的尺寸 e=(4.45+1×0.05)-14×0.050mm=4.5-0.01250mm f=(2.15+

17、1×0.05)-14×0.050mm=2.5-0.01250mm g=(7.95+1×0.05)-14×0.050mm=8-0.01250mm第三类尺寸：磨损后不变的尺寸h=18.9+12×0.21±18×0.4mm=19.1±0.05mm根据计算的模具尺寸所得的凸凹模如图3.4.1、冲孔凸模如图3.4.2、落料凹模如图3.4.3图3.4.1图3.4.2图3.4.33.5卸料橡胶的设计取凸凹模刃口修模量H=2.5mm,卸料板的工作行程H'=t+1=0.8+1=1.8mmH1=H+H=2+1.8=4.3mmH

18、1=（0.250.35）H0则H0=16.5mmH0=0.10.15H0=1.5mm橡胶的安装高度H安=H0-H0=16.5-1.5=15mm4.模具的总体设计4.1模具类型选择由冲压工艺分析可知，采用正装的复合模，所以模具类型为复合模。4.2定位方式的选择由于采用的是复合模冲裁，冲压一次就可完成冲孔落料两个工序，所以只是需要一次定位即可。且毛坯为条料，定位较简单。为使模具简单化，采用导料销定位。定步距和初始定位装置用挡料销定位。导料销和挡料销都采用固定式的。4.3卸料、出件方式的选择采用正装式复合模，冲孔废料会进入上模（凸凹模）中，而落料的件会进入下模中。而落料废料会卡在凸凹模上。由于工件厚

19、度为0.8mm，厚度较小，卸料力也较小。故采用弹性卸料卸下落料废料，采用弹性顶杆装置顶出落料零件，采用打杆装置顶出凸凹模内的冲孔废料。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，该复合模采用中间导柱的导向方式。5.主要零部件的结构设计5.1工作零件的结构设计5.1.1凸凹模结合工件的外形，采用线切割加工将凸凹模设计成直通式的，采用铆接固定，与凸凹模固定板的配合H7m6配合。凸模长度为：L=H1+H2+H+t=15+10+10.2+0.8=36mmH1为凸凹模固定板厚度H2为卸料板厚度H为增加的厚度凸凹模如图5.1.1图5.1.15.1.2落料凹模由于件需顶出，则采用直通式的直

20、筒形刃口。尺寸如下：凹模厚度H=kb=(0.30.4)×44.5=17mm凹模壁厚C=(1.52)H=34mm凹模宽度B=b+2c=112mm凹模长度L=86mm（送料方向）则凹模轮廓尺寸为112mmX86mmX17mm.落料凹模如图5.1.2图5.1.25.1.3冲孔凸模L1=H1+H2+L=17+17+17=51mm5.2导料销、挡料销的设计根据搭边值，并尽量更少削弱凹模强度，选择D=6mm的导料销和挡料销。并根据搭边值确定导料销和挡料销的位置。采用H7p6配合。5.3卸料部分的设计5.3.1卸料板的设计卸料板的周边尺寸与落料凹模相同，厚度为10mm。卸料板采用45钢，淬火硬度为

21、4045HRC。5.3.2卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为12mm，螺纹部分为M10X10mm。卸料螺钉拧紧后，卸料板超出凸凹模1mm。5.3.3顶件装置顶件装置由带肩顶杆和顶件块以及弹簧组成。顶件块形状见装配图，其尺寸和凹模配作。采用H11/a11间隙配合。5.3.4推件装置推件装置由打杆、推板和推杆组成。推杆工作部分长度为超过凸凹模长度1mm，则为41mm。与凸凹模间隙配合H10/c10。5.4模架及其他零部件设计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。根据凹模的尺寸选择模架规格。导柱dmm×L/mm为16×140；导套d/mm×

22、;L/mm×d/mm为20×70×25。上模座和下模座厚度都取30mm，凸凹模垫板与冲孔凸模垫板都取8mm。那么，该模具的闭合高度为：H闭=H上模+H下模+H凸凹模固定板+H冲孔凸模固定板+H橡胶安装高度+H卸料板+H落料凹模+H顶件块导板+H凸凹模垫板+H冲孔凸模垫板=30+30+15+17+15+10+17+17+8+8=140mm可见该模具的闭合高度小于所选压力的的最大装模高度（170mm），大于最小装模高度（130mm），可以使用。模柄的直径根据所选压力机的模柄孔径确定,模柄根据此次设计的特点，选带凸缘取B型模柄，如图5.4.1所示:图5.4.16.模具总

23、装图通过以上设计，可得到如图6.1.1所示的模具总装图。模具上部分主要由上模座、模柄、推件装置、垫板、凸凹模固定板、卸料板和橡胶组成。卸料方式为弹性卸料。下模部分由下模座、落料凹模、冲孔凸模、顶件装置、垫板、冲孔凸模固定板、顶件块导板等组成。 1-下模座；2-导柱；3-导套；4 上模座；5-螺钉；6-打杆；7-模柄；8-推板；9-卸料螺钉；10-凸凹模固定板；11-上模导板；12-凸凹模；13-橡胶；14-推杆；15-卸料板；16落料凹模；17-顶件块；18-顶件块导板；19-下模导板；20-冲孔凸模；21-冲孔凸模固定板；22-螺钉；23-带肩顶杆；24-销钉25-挡料销；26-导料销工作时

24、，板料以导料销和挡料销定位。上模下压，凸凹模外形和凹模进行落料，下料卡在凹模中，同时冲孔凸模与凸凹模内孔进行冲孔，冲孔废料卡在凸凹模孔内。卡在凹模的冲件有顶件装置顶出凹模面。卡在凸凹模内的废料在上模回程时被打杆顶出。7.冲压设备的选定通过校核，公称压力为63KN的开式压力可以满足使用要求，其主要技术参数如下：公称压力：63KN滑块行程：50mm最大闭合高度：170mm最大装模高度：170mm工作台尺寸：315mmX200mm工作台板厚度：40mm模柄孔尺寸：30mm×50mm最大倾斜角度：30°8.模具零件的加工工艺8.1 凹模加工工艺分析8.1.1 工艺性分析凹模加工的首

25、要问题是与面的平面度。若平面度不好，则在加工过程中将产生定位误差，在测量过程中将会在建立基准过程中产生测量误差，出现测量基准与定位基准不统一的问题。即使测量与定位基准统一，也会发生零件合格与否的误判;其次是孔的加工。如何保证相互之间位置精度是此工序的关键:另外，对连接用孔的加工也很关键。关键点在于如何高效地完成加工。8.1.2 工艺装备的准备机床选择铣床，平面磨床，钻床，线切割机床等。8.1.3 加工工艺过程的制订工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成2热处理退火3铣铣六面,厚度留单边磨量0.20.3mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳工划各型孔,螺孔,销孔位置

26、划漏孔轮廓线6钳工加工好凸模,配作冲孔凹模达要求7钳工钻铰3X3,钻攻4XM8钻床8热处理淬火,回火,保证HRC60649平磨磨厚度及基面见光平面磨床10线切割按图切割各型孔,留0.0050.01单边研量线切割机床11钳工研光各型孔达要求12检验9 模具的装配图的设计9.1 零件的技术要求1冲模零件不允许有裂纹，工作表面不允许有划痕、机械损伤、锈蚀等表面缺陷。经热处理后的零件硬度应均匀、不允许有软点和脱碳区，并清除氧化物等。2冲模各零件的材料和热处理硬度应优先按模具设计手册中标准选用，允许采用性能高于两表规定的其他钢种。3零件图中普通螺纹的基本尺寸应符合GB/T196的规定，选用极限与配合应符

27、合GB/T197的规定。4固定板、凹模、垫板、卸料板的形状和位置公差按GB/T1182-1996等的规定。5冲模各零件的几何形状、尺寸精度、表面粗糙度等应符合设计图样的要求。6零件图中未注公差尺寸的极限偏差按GB/T1804的规定。7零件图中未注的形状和位置公差按GB/T1184-1996的规定。8冲裁模之凸、凹模刃口及侧刃必须锋利，不允许有崩刃、缺刃和机械损坏。9冲裁模凹模工作孔不允许有倒锥度。9.2 装配技术要求1装配时应保证凸、凹模之间的间隙均匀一致，配合间隙符合设计要注，不允许采用使凸、凹模变形的方法来修正间隙。2推料、卸料机构必须灵活，卸料板或推件器在冲模开启状态时，一般应突出凸凹模表面0.5-3mm。4各接合面保证密合。5冲压的凹模刃口的高度，按设计要求制造，其漏料孔应保证畅通，一般应比刃口大0.2-2mm6.冲模所有活动部分的移动应平稳灵活，无滞止现象，滑块、楔埠在固定滑动面移动时，其最小面积不少于其