董谊 冷冲模毕业设计

机械工程系

模具设计与制造专业

冷冲模毕业设计专业：模具设计与制造班级：模具3063 姓名学号：董冬谊（37号）指导教师：郭强李素丽设计时间：2008.12---2009.06

设计任务书零件名称：拨禾轮中轴小皮带轮（MJ306BYSJ05）零件材料：08F技术要求：落料毛刺小于0.1，成型后平整光滑。表面抛光处理。未注圆角为R1。一：零件的工艺及经济性分析

⑴该零件的材料为08F

厚度t=1.5,抗剪强度τ=310Mpa,b=390Mpa，是常用优质碳素钢，具有较好的冲压性能，是冲压常用钢材。故该零件适于冲压生产，与机加工等加工方法相比，冷冲压成型有较好的加工经济性。⑵该零件为无凸缘圆形工件，要求内形尺寸。工件底部圆角半径r=1mm，为料厚的0.6倍，有利于拉深成型，拉深后不需要整形。同时零件上的孔小而分布不均，机加工的难读相对较大。也就是说该零件结构满足冲压成型的工艺要求。⑶零件图上所有尺寸均未注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定尺寸的公差，且标注后的精度均在冲压成型的精度范围内。结论：该零件的成型满足冲压的成型工艺，适用于冲压生产。二：工艺方案的确定

分析零件图可知，该零件的成型包括：落料、拉深、冲孔、四种工序。在各工序的总体安排上，依据冲压的工艺性可确定为：先落料，再进行成型工序（拉深）最后冲孔，以保证孔的精度要求。此外由于存在拉深工序，所以首先应确定工序的数量。工序数的确定：Ⅰ.判断圆筒形能否一次拉深成型：坯料尺寸的计算（无凸缘圆筒形拉深件展开）①修边余量的确定：工件的相对高度：h/d=4.4/148.5=0.0296由零件图可知,材料厚度t=1.5,故计算时按中心线尺寸计算由计算可知该零件的相对高度较小，原则上可不用切边工序，但考虑到坯料公差，为了保证零件的成型质量，故选取1.0的修边余量。②坯料直径计算：

D=

其中d1=106.5，h=5.5，L=22,d2=148.5 代入公式可得：

D=160.7

③判断能否一次拉成零件的相对高度由以上计算可得：h/d=0.0296坯料的相对厚度（t/D）％=1.5/160.7=0.93％查表5-12＜冷冲压技术P191＞可得一次拉深成型的条件为[H/D]=0.62~0.5显然h/d﹤[H/D]，故圆筒形件可一次拉深成型。

三、模具设计及相关参数的确定

1.落料模设计及相关参数的确定

①排样及材料利用率

由于落料件为圆形，且尺寸稍大，为了方便操作提高生产率，采用直排。排样图如上所示。坯料尺寸经计算并按IT14级标注公差后可得：

D=160.7-1.0

排样搭边值的确定：由《冷冲压技术》中表3—14查得：两工件间及工件到板料左边缘的搭边值a1=1

工件到与板料上下边缘的搭边值a=1.2

步距为：161.7

条料宽度的确定：

B－∆0=（Dmax+2a+Z）-∆0

其中：Dmax=160.7a=1.2

由《冷冲压技术》中表3-15、3-17查得：△=0.8，Z=1

B=161.7+2.4+1=165.1-0.8

一个冲裁件的面积：A=πD/4=3.14×160.7/4=20272.2

一个步距内的材料利用率η为：

η=（A/BS）X100％

=（20272.2/165.1×161.7）×100％

=76％查板材标准，选用规格为：1000㎜×2000㎜×1.5㎜的钢板。钢板利用率确定：若用方案一裁剪钢板则可裁剪的板料数目：N=1000/165.1=6按实际情况取N=6板料上冲裁件的总个数：N总=2000/（160.7+1.0）=13按实际情况取N总=13，整张板上冲裁件总数为：13×6=78若用方案二裁剪钢板则可裁剪的板料数目：N=2000/165.1=13按实际情况取N=13板料上冲裁件的总个数：N总=1000/（160.7+1.0）=6按实际情况取N总=7，整张板上冲裁件总数为：13×6=78

综上所述，两种方案的板料利用率相同，所以采用其中的任一种都可以，考虑到操作的方便性选择方案二。钢板总利用率：

η总=（nA1/LB）×100％

=78×20272.2/（1000×2000）=79％即每张钢板的利用率为79％。

②压力中心的确定和冲压力的计算：

ⅰ.压力中心：由于落料件是规则的圆形件，并且排样方式为直排，所以压力中心就是落料件的几何中心，即圆的圆心。

ⅱ.冲压力的计算：冲裁力：F=kLtτ，其中k=1.3，t=1.5，τ=310Mpa

代入计算可得：F=1.3×310×3.14×160.7=203KN

卸料力:Fx

=KxF

其中Kx=0.05FF=203KN

Fx=0.05×203=10.15KN

推件力:FT=nKTF

其中KT=0.055n=7.5/1.5=5FT=5×0.055×203=55.8KN

冲裁总压力的确定：由于采用刚性卸料板和下出料的冲裁模故Fz=F+FT

Fz=55.8+203=258.8KN③凸凹模刃口尺寸的计算：

由于落料件是规则的圆形件，所以凸凹模的截面均为圆形。

DA=(Dmax－X△)+δA

DT=(DA

－Zmin)-δT

查《冷冲压技术》中，表3-5、表3-6、表3-7得：

Zmax=0.240Zmin=0.132δT=0.030

δA=0.040X=0.5

校核：因为∣δT∣+∣δA∣=0.040+0.030=0.070

而Zmax-Zmin=0.240－0.132=0.108

显然不满足∣δT∣+∣δA∣≤Zmax-Zmin的要求，此时调整如下：

δT

=0.4（Zmax-Zmin）=0.4×0.108=0.0432㎜

δA=0.6（Zmax-Zmin）=0.6×0.108=0.0648㎜

将已知和查表的数据代入公式，即得

DA=（160.7-0.5×1.0）+0.040=160.65+0.04DT=（160.65－0.132）-0.03=160.518-0.030④模架及相关零部件尺寸的确定：

凹模轮廓尺寸的计算凹模厚度H凹

H凹＝ks＝0.22×160.65＝35.3

（其中s＝160.518，t＝1.5时k＝0.18～0.22）取H凹＝35.3

凹模宽度BB＝s＋（2.5～4.0）H凹＝160.65＋4×35.3＝301.718

凹模长度LL＝s1＋2s2＝160.7＋2×52＝264.7

其中［s1＝160.7；s2＝52（查表3－26得）］凸模固定板厚度h1

h1＝（0.6～0.8)H凹＝28.24

固定卸料板厚度h2

h2=（0.7～1)H凹＝35.3

导料板的厚度h3

h3＝8（查表3－28）垫板的厚度依经验值取10，即h4=101、模架的选择：根据凹模周界结构尺寸，<<模具设计与制造模具设计实用手册>>表2-171查标准GB/T2851.6-1990选圆形中间导柱，导向精度高倒滑平稳，只适合于横向送料的典型组合模具D=315mmS=195mm的标准模架一副。模座板的厚度为50mm，下模座板的厚度为60mm.H卸=20mmH固=30mmH垫=10mmH凹=70mm顶杆的长度是根据它的顶出距离，H顶=110mm⑤压力机的选取：由计算可知：压力机公称压力为336.4KN。选取标准模架的最大闭合高度为290mm。综上所述，选取公称压力为400KN开式可倾工作台压力机。参考书籍1．《塑料模设计及制造》．李学锋主编．北京：机械工业出版社，2001年2．《塑料模塑工艺与塑料模设计》．翁其金主编．北京：机械工业出版社，1998年3．《塑料模具设计手册》．第1版．刘昌祺主编．北京：机械工业出版社，1999年4．《模具设计与制造简明手册（第二版）》．冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编．上海科学技术出版社，1998年5．《模具制造工艺与装备》．模具设计与制造技术教育丛书编委会．北京：机械工业出版社，2003年6．《模具标准应用手册》．许发越主编．北京：机械工业出版社，1994年7．《塑料模具设计制造与应用实例》．模具实用技术丛书编委会．北京：机械工业出版社，2002年

致谢时间似箭，一闪而过。为其五周的毕业设计至此将告一段落，这也将标志着大学生活已到此画上了一个圆满的句号。经过这五周的努力奋战和指导老师的辛勤教导，终于在今天我以将大学所学的所有知识以两份毕业设计的形式表现出来。