调整片的冲压模具设计

Ⅰ中文题目：调整片的冲压模具设计摘要本次说明书对调整片的设计过程做了一个详细的介绍。包括零件的分析、材料的选用、模具结构设计、人口尺寸计算、材料利用率和模具2D，3D图纸的绘制、模具加工工艺编制、小结、附录等一些内容。采用模具生产制品和零件，不仅生产效率高，而且可以实现大批量生产。操作相对来说比一般的冲压模设计简单，对操作人员要求不高；利用模具批量生产的零件所需要的加工费用较低，生产出的零件与制品直接成型，无需二次成型；加工的过程较简单，可以加工出比较复杂的零件；容易实现生产的自动化的特点。本次冲压的重点在于凸模、凹模尺寸设计，只有通过合理的设计，合格的零件才会被生产出来。关键词；生产自动化；大批量生产；凸凹模刃口计算；模具装配图目录28894前言 122261任务分析 2168941.1结构分析 25611.1.2材料分析 2291901.2尺寸分析 3294791.2.1精度要求 361621.2.2冲压技术要求： 386662工艺方案的确定 416912.1排样 4202162.1.1排样图 4233442.3步距长度 5274062.4条料宽度 5124372.5材料的利用率 621883冲裁力计算、推件力的计算、压力机的选择 7120833.1冲裁力计算 7304763.2推件力计算 7219583.3压力机的选择 765863.4工艺方案的确定 7257634模具结构设计 8230534.1导料方式的选择 8266405模具尺寸计算 9248815.1凸、凹模刃口尺寸的确定 96465.2基本尺寸计算 9219655.3冲压模闭合高度 10240206模具图纸绘制 1123276.1绘制总装配图 1188247结论 125448致谢 133757参考文献 14胡加恒调整片的冲压模具设计PAGE6PAGE14前言冲压零件使用到的模具称之为冲压模具，又称为冲模。冲压是施加一定的压力，把安装在冲压装置上的材料进行分离，或者变形，获得我们所需要的零件的某种压力加工方法。冲模加工一般情况是在常温下进行，行内人士又称之为冷冲压。冲模就是用一套完整的模具将材料批量地生产出符合要求的零件的过程。冲模在冲压中有着不可替代的地位，不符合要求的冲模，模具生产就不会很顺利的进行；没有优秀的冲模，则与之对应的冲压工艺就无法正常的实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料是一套可以生产出成品和构成冲压加工的条件，只有它们相互配合才可以使零件被生产出来，三者是相互依存关系。冲压工艺涉及到的工艺范围特别宽泛，冲压模具又是实现冲压工艺的方法之一。冲模的水平直接影响着冲压的质量、冲压的效率、操作工人的人身安全和最终整体零件的完美与否。为了提高生产率和操作的安全性，可采用级进模的弯曲进行多工位冲裁，弯曲或切断等工序的连续冲压。多工位级进模精度高、效率高、寿命的先进模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展的方向之一。这种模具除了进行冲孔落料工序外，还可根据零件结构的特点和成形的性质，完成压筋、弯曲、拉伸、拉深等成形工序，理论上说，只要是中小型件，无论其形状如何复杂，所需的冲压工序怎么多，均可以用一副多工位级进模冲压完成。1任务分析1.1结构分析该零件长度为49，宽度为10，板料厚t=1.5mm，工件的内部有两个直径为2.0mm和两个直径为2.2mm的小孔，使凸模更容易折断，便于加工。该排样零件结构一般，要求不高，用级进模冲压比较合适。（如图1-1）图1-1产品图1.1.2材料分析综合材料强度和稳定性等因素来说，材料选用15号碳素结构钢，厚度1.5mm。15钢具有良好的抗剪强度和抗拉强度，稳定性较好，适合作为冲裁的材料。工件结构比较简单，孔与孔，孔与边的距离适中，符合冲裁的要求，壁厚为1.5mm级进模完全可以满足加工的要求。1.2尺寸分析1.2.1精度要求图中所有尺寸都没标注公差，因此我们按照常规的公差尺寸来计算。取公差等级为IT12级，以此来确定各个尺寸的实际公差。图1-2尺寸图1.2.2冲压技术要求：材料：15碳素结构钢材料厚度：1.5mm生产方式：批量生产未注公差：自由尺寸按照IT12级确定该零件结构相对来说不算复杂，对精度的要求不高，适合用来冲裁。2工艺方案的确定2.1排样2.1.1排样图排样图反映了零件在冲压状态下的一般状态图，排样图可以详细的表达冲压件的工艺方案，因此合适的排样图对于整个模具制造起着至关重要的决定因素。根据冲压件的结构及形状，采用排样图中的直排有废料排样，如下图：图2-1排样图该冲压件的冲压工序相对简单，分为冲孔和落料：工序一：先冲两个纵向的且半径为2.0mm的孔，工序二：再冲两个横向的且直径为4.4mm的孔；工序三：空出一个工位；工序四：冲上下两块多余的不规则的废料；工序五：冲中间一块矩形废料表2-1搭边值2.2材料的搭边搭边值的概念：排样时所要冲压的零件与零件之间，零件与条料侧边留下的所不需要的材料称为搭边。我们所冲压的方法是冲废料，留下我们所需要的工件，所以搭边值的存在必然会增加我们冲压的工序，增大材料的废料，所以我们选择的排样形式是少或无废料排样中的无废料排样，用于矩形或方形等不复杂的工件。2.3步距长度该零件的长度为15mm，由上表可知，搭边值a1=1.5mm，所以该工件的步距长度为15+1.5=16.5mm。2.4条料宽度条料宽度的确定，需要确定工件的排样方式和搭边值。此时模具导料板的距离也就自然而然地确定下来。条料宽度=B=（D+2a）=（49+3.6）=52.60-0.2mmD—条料宽度方向冲件的最大尺寸；a—侧搭边值；△——条料宽度的单向（负向）偏差2.5材料的利用率材料的利用率是指冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比。在冲压零件的成本中，材料费用约占冲压件成本的60%以上。因此，需要我们根据零件的尺寸，结构，选择合理的排样方式。在排样设计的同时，应当考虑到如何使材料的利用率提高。根据计算，得出单个零件的面积为=681mm²材料面积=步距长度×条料宽度=16.5×52.6=868mm一个工件的材料利用率=Aº/A×100%=78.4%该材料利用率78.4%＞60%,所以该冲压零件的结构很合理。3冲裁力计算、推件力的计算、压力机的选择3.1冲裁力计算由计算得知，冲裁一次所得的零件周长为117.088mm，材料是15号碳素钢，它的抗拉强度为333~471MPa，t=1.5mm，考虑到模具间隙的不均匀、刃口的磨损和材料力学性能等因素，取K=1.3，根据公式F=KLT=1.3x333x1.5x117.088≈76031N。3.2推件力计算把卡在凹模内的材料顺着冲裁的方向退出使用的力称为推件力。F推=nKtF，由材料厚度取凹模刃口直壁高度h≦2mm可得知,为了修模时能确保模具仍然具备足够的强度,因此直壁高度取3mm,故n=h/t=15/1.5=10,由于工件材料为15号碳素钢，所以查表可知，Kt取KT=0.07所以F推=0.055x10x76031=41817.1N。3.3压力机的选择模具的总冲压力=76031+41817=117848N。压力机的公称压力必须大于冲裁时总压力的1.1到1.3倍，故可以计算压力机公称压力应大于（1.1~1.3)x117.848=（129.6~188.557）kN。模具闭合高度：H=135.3mm外轮廓的尺寸：250x160mm根据以上查表可知选择压力机型号为J23-35压力机最合适3.4工艺方案的确定该冲裁件可能用到的冲裁方案有单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁等，因此我们需要挑选一种较为合适方案。方案一：先冲孔，再落料，采用单工序模生产。采用一副模具进行落料，后一副模具冲直径为4mm的竖直的两个孔和直径为4.4mm的横向的两个孔的工艺方法，该方案固然简单，但完城零件的冲压需要两幅模具才能完成一次工件的成形，效率低，不符合生产要求。方案二：冲孔-落料复合冲压，采用复合模生产。复核模是一种多工序模，生产效率高，冲裁件内孔位置精度高，结构复杂，成本高，不符合生产要求。方案三：先分别冲两个孔，然后再分别冲掉材料间的废料，采用级进模完成冲压。利用级进模，只需要一副模具，生产效率高，简单快捷，这样可以满足要求。终上所述，选择方案三，级进模冲裁零件。4模具结构设计4.1导料方式的选择可用导料方式有导料销，导料板等导料方式，此次我们选用的导料板方式导料。因为我们的产品尺寸精度不高，结构简单，根据排样图可知我们选用无废料排样，为了充分节省材料，所以我们用导料板导料。4.2卸料方式卸料方式有刚性卸料和弹性卸料两种。此我们采用刚性卸料，因为本次冲压精度相对不高，冲压工件比较简单，综合各种因素考虑来说，我们选用刚性卸料。5模具尺寸计算5.1凸、凹模刃口尺寸的确定查表2-4得初始冲裁间隙：Zmin=0.02,ZMAX=0.04,则ZMAX-ZMIN=0.02mm。零件的各尺寸精度为IT12，刃口磨损系数统一取为x=0.75.确定刃口尺寸公差根据零件的结构尺寸，凸、凹模刃口均可用线切割加工。查表2-8，线切割加工的尺寸精度可保证0.01mm，满足条件。取凹凸模刃口的孔径，轴类尺寸公差为：0.02mm;取刃口间隙均匀度允许公差为0.35Zmin入体原则标注形式为110-0.6凹模刃口尺寸A1d=(11-0.75x0.6)0.020=10.320.020凸模刃口尺寸A1p=(10.7-0.02)0-0.02=10.680-0.02入体原则标注形式为250-0.7凹模刃口尺寸A2d=（25-0.75x0.7）0.020=24.470.020凸模刃口尺寸A2p=(24.65-0.02)0-0.02=24.630-0.02入体原则标注形式为4.40-0.2凹模刃口尺寸A3d=（4.4-0.75x0.2）0.020=4.250.020凸模刃口尺寸A3p=(4.4-0.02)0-0.02=4.380-0.02入体原则标注形式为R4.1凹模：A4d=R(4.1-0.75x0.2)0.010=R3.950.010凸模：A4p=R(3.9-0.01)0.010=R3.90-0.015.2基本尺寸计算卸料板尺寸：20x92x112;凹模尺寸：15x92x112凹模垫板：10x92x112凸模固定板：10x92x112;凸模垫板：10x92x112;5.3冲压模闭合高度图6-1模具闭合高度经过设计我们可知各板的高度，各板符合冲压的强度，经计算H=28+27+12+25+25+28+1.5=146.5，符合压力机的行程，可以使用。6模具图纸绘制6.1绘制总装配图该套模具由上模板，垫板，凸模，凸模固定板，凹模，卸料板，导柱，导套等组成。卸料方式采用钢性卸料，下模部分由下模板，卸料板，凹模组成。冲压机冲压四次可以得到一个完整的工件。图7-1零件的装配图6.2零件图的绘制本套模具的凸模、凹模采用的是Cr12的材料，Cr12是高碳高铬莱氏体钢，也是目前用的比较多的冷作模具钢。该钢的淬透性、耐磨性、热加工性良好。碳化物在钢中分布比较好。其热处理方法可采用淬火+回火。7结论光阴似箭，转眼间大三已接近尾声，一不小心，三年就匆忙的过去了。回想这段时间，自己也在三年的时间里学到了很多，但关于模具的相关知识，还是了解的特别少，就拿这次的毕业设计来说，一开始我是对什么都是一知半解的，基本啥都不会，在同学的指导