防转片冲裁复合模具设计-落料冲孔冲压模说明书.doc
垫片-防转片冲裁复合模具设计-落料冲孔冲压模含12张CAD图
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gongzuo,防转片冲裁复合模具设计,1,汇 报 人 ：XXX 指导老师：XXX 学 号：XXX 专 业：XX,c,目录页,2,1/研究背景,3,随着科技的发展，模具在现代制造行业中扮演者越来越重要的作用。模具本身的价值会比模具生产出来的产品的价值高很多，只要设计出一套模具，产品就会源源不断的生产出来。所以，很多企业公司都会采用模具成形技术生产产品。 我国重点发展的模具品种之一是复合模，它标志着模具技术水平先进性。复合模是压力机的一次往复运动同时完成多项设计任务，达到所需要求的产品。复合模具有生产效率高，加工精度容易保证等优点。更适合现代模具的生产，对于现在机械加工方法具有重要的意义。,先落料，后冲孔，采用两套单工序模生产。,冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。,落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。,2/工艺方案选择,4,3/模具结构设计,5,模具三维装配图,3/模具结构设计,6,下模座,3/模具结构设计,7,上模座,3/模具结构设计,8,冲孔凸模,3/模具结构设计,9,凹模,3/模具结构设计,10,推件块,3/模具结构设计,11,凸凹模,4/后期工作安排,12,绘制二维装配图及零件图,1,3,2,校核,编写设计说明书,gongzuo,谢谢老师,13,gongzuo,防转片冲裁复合模具设计,1,答 辩 人 ：XX 指导老师：XX 学 号：XX 专 业：XXX,c,目录页,2,1/研究背景及意义,3,随着科技的发展，模具在现代制造行业中扮演者越来越重要的作用。模具本身的价值会比模具生产出来的产品的价值高很多，只要设计出一套模具，产品就会源源不断的生产出来。所以，很多企业公司都会采用模具成形技术生产产品。 我国重点发展的模具品种之一是复合模，它标志着模具技术水平先进性。复合模是压力机的一次往复运动同时完成多项设计任务，达到所需要求的产品。复合模具有生产效率高，加工精度容易保证等优点。更适合现代模具的生产，对于现在机械加工方法具有重要的意义。,2/零件工艺方案的选择,4,工件二维图,工件三维图,先落料，后冲孔，采用两套单工序模生产。,冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。,落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。,2/零件工艺方案的选择,5,刃口尺寸计算,排样计算,冲压力计算,2/零件工艺计算,6,排样计算,算,7,分析零件形状，应采用单直排的排样方式，零件可能的排样方式有如下两种：,a）纵排,b）横排,冲压力计算,算,8,冲裁力基本计算公式为,初选设备为开式压力机J2335。,在此次设计中，式中各个参数的具体数值如下：零件的周长L是216mm，材料的厚度T是2mm，工件所用材料Q235钢的抗剪切强度取340MPa。,因此，冲裁此零件所需要的冲裁力是：,该模具使用弹性的卸料装置和推件结构，所需要的卸料力FX和推件力FT分别为：,则零件所需得冲压力为：,3/模具结构设计,9,模具二维装配图,3/模具结构设计,10,模具三维装配图,3/模具结构设计,11,上模座,3/模具结构设计,12,下模座,3/模具结构设计,13,冲孔凸模,3/模具结构设计,14,凸模固定板,3/模具结构设计,15,凹模,4/总结,16,本次设计的防转片冲裁复合模具是在现代制造行业可以广泛适用的模具结构。其优点在于工作效率高，加工精度高等。不足之处可能就是生产此套模具的成本可能较高，但它同时也可以大大减少工作量。通过本次毕业设计，我深入了解了关于冷冲压模具的基本知识以及复合模具的设计方法，在绘制二维图纸以及三维装配图的过程中，通过对CAXA电子图板，PROE的使用，对这两种绘图软件有了熟练的运用，了解到了模具知识的魅力。,gongzuo,谢谢老师,17, XXXXXX论文题目：防转片冲裁复合模具设计学 院：年 级：专 业：姓 名：学 号：指导教师： 20XXX年5月10日 摘要随着科技的发展，模具在我们的社会生活中越来越重要，模具已经深入我们生产生活中。模具生产出来的产品会比模具本身价值高很多，只要设计出一套模具，产品就会源源不断的生产出来，所以，很多企业公司都会采用模具成形技术生产产品。防转片在机械运转中主要起防止相邻部件的相对转动的作用。本文主要介绍了防旋落料复合模具的设计。从零件的可加工性分析开始，分析和比较各种加工方案，以确定最佳的加工方案。论文内容还包括零件工艺计算方面包括刃口尺寸计算，排样计算，冲压力计算，标准模架的选用，卸载装置中弹性部件的计算决定了其他部件的结构，并绘制了模具装配图和模具部件图。此次毕业设计让我对模具知识以及机械行业有了更深了认识，同时锻炼了自行设计的能力。关键词;防转片；复合模；模具设计AbstractWith the development of science and technology, the mold is more and more important in our social life. The products produced by the mold will be much higher than the value of the mold itself. As long as a set of mold is designed, the products will be produced continuously. Therefore, many enterprises and companies will adopt the mold forming technology to produce products.The anti - rotating vane plays an important role in preventing the relative rotation of adjacent parts. This paper mainly introduces the design of compound mould for anti-spinning blanking. Starting from the machinability analysis of parts, various machining schemes are analyzed and compared to determine the best machining scheme. The paper also includes the part process calculation, including the cutting edge size calculation, layout calculation, punching pressure calculation, the selection of standard die frame, the calculation of elastic parts in the unloading device determines the structure of other parts, and draw the mold assembly drawing and mold part drawing. This graduation project let me have a deeper understanding of the mold knowledge and the mechanical industry, and at the same time exercised the ability of self-design.Keywords:Anti-rotating slices; Composite mold; Mold design目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1 模具行业的研究背景11.2 设计内容及流程1第二章 零件工艺性分析22.1 材料分析22.2 结构分析22.3 精度分析22.4 工艺方案确定3第三章 零件工艺计算43.1 刃口尺寸计算43.2 排样计算53.3 冲压力计算63.4 压力中心的确定73.5 冲压设备的选择7第四章 模具零部件结构的确定94.1 标准模架的选用94.2 卸料装置中弹性元件的计算94.3 其他零部件结构10第五章 模具装配图及零件图的绘制115.1 模具装配图115.2 模具零件图12第六章 模具的加工工艺过程186.1 冲孔凸模加工工艺过程186.2 凸凹模加工工艺过程196.3 凹模加工工艺过程21结论23参考文献24致谢2525 第一章 绪论1.1 模具行业的研究背景现如今国内的冷冲压模具发展越来越来普遍，并逐渐对我国的制造行业起着越来越重要的作用。模具，生产效率高，在工业生产中起到非常大作用。采用模具可以进行快速大批量生产；产品质量高；利用模具进行大批量生产的零件的加工费用便宜；能制造出比较复杂的零件；容易实现自动化生产等的特点。中国开发的关键模具类型之一是复合模具，这标志着模具技术的先进水平。复合模是压力机完成一次往复运动完成多项设计任务，达到完成所要求的产品。复合模具不受送料误差的影响，具有很多的优点，更适合现代模具的生产，对于现在机械加工方法具有重要的意义。1.2 设计内容及流程本次毕业设计的综合实践是对防转片零件进行落料-冲孔的复合模具设计，通过该模具的设计，了解冲压设备的工作原理，结构和选择，模具的工作原理和结构。掌握模具的基本设计计算方法，凸模和凹模之间的间隙的确定，以及模具零件的尺寸。首先对零件的工艺性进行分析，确定具体的加工工艺方案。之后对模具的具体零件进行选择，并进行必要的工艺计算以及模具零件之间是如何配合的。最后对模具的典型零件图和模具装配图进行绘制。在对零件进行工艺计算时，刃口尺寸计算、排样的计算以及冲压力的计算都是工艺计算的重要内容，不得马虎。在冲压设备的选择时，需要根据冲压力的大小来确定压力机的选择类型。在确定了模具的各个零件之后，使用CAXA电子图板对模具的总的装配图进行绘制以及对拆分出来的各个零件图进行绘制，最后使用PREO绘图软件根据模具的二维图纸绘制出总体的三维图以及零件的三维图。第二章 零件工艺性分析由图2-1可知，该工件为冲裁冲孔件。该冲孔件由落料和冲孔两个工序组成。冲孔的材料为Q235钢，材料厚度2mm，生产批量则为大批量。工艺性分析内容如下： 图2-1 工件图2.1 材料分析Q235是一种普通的碳素结构钢，又称为A3钢。Q的含义代表的是这种材质的屈服强度。所以Q235的含义是屈服强度为235MPa。由于这种材质的含碳量适中，所以它的综合性能比较好，焊接性、锻造性和强度都很可观。总之Q235的用途最为广泛。2.2 结构分析该部件结构简单，对称，没有尖角，有利于冲孔和切割。零件中间有一个特殊的孔。孔的最小尺寸为6mm，满足冲裁最小孔径的要求。另外，成形孔形状与形状之间的最小孔边距为5.5mm，满足冲裁部分最小孔边距的要求。因此，这个零件的结构符合冲裁的设计要求。2.3 精度分析有4个尺寸在零件上标记公差需求，通过公差表检查公差要求都属于IT13，因此，普通的冲裁工艺可以满足零件的精度要求。对于未填充的公差尺寸，根据IT14准确度水平进行检查。根据上述分析可以得出，该部件可以通过传统的冲裁方法生产。2.4 工艺方案确定该部件是冲裁件，可提出的加工计划如下：方案一：先落料，后冲孔。它由两套单步模具生产。方案二：落料冲孔复合冲压，复合成型。方案三：冲孔落料连续冲压，采用连续模具生产。第一种方案的方法一目了然而且简单模具的结构并不复杂，但需要两个过程和两对模具，零件的生产效率会比较低，零件精度也比较低，不适合零件的中批量和大批量生产的要求。在第二种方案中，仅需要一对模具，冲压部件的位置精度和位置精度都很容易得到保证，并且生产效率高。虽然复合模具的结构比第一种方案的更复杂，但是通过复合模具制造生产并不困难，因为工件的几何形状比较简单。第三种方案也只需一副模具，而且生产效率也比较令人满意，但是与第二种方案生产出的零件的精度相比，会稍微差点。为了确保冲压件的形状和位置的精确性，需要将引导销装配在模具上，并且模具制造和组装比复合模具稍微复杂一些。因此，比较三个选项最终选择第二种方案进行生产。现在校核复合模具中的凸模和凹模的壁厚。可以发现，如果零件的厚度为2mm，可以知道凸模和凹模的最小壁厚则为4.9mm，零件最小孔距离边界的距离是5.5mm。因此，可以使用复合模具进行生产加工，即采用第二种方案。第三章 零件工艺计算3.1 刃口尺寸计算根据零件的形状特征，通过单独的制造方法计算切削刃尺寸。1）落料件尺寸的基本计算公式为 （3-1） （3-2）尺寸，可以找到凸模和凹模的最小的间隙Zmin=0.246mm，最大的间隙Zmax=0.360mm，凸模制造公差，凹模制造公差。把上述数值代入到校核成立与否，经过校验之后，可以发现该不等式是成立的，因此可以按照以上式子对工作的零件刃口尺寸进行计算。 即 2）冲孔基本公式为 （3-3） （3-4）尺寸，找到它的凸模制造公差，凹模制造公差。经过验算之后可以发现，符合该不等式，因为这个尺寸是单边的磨损尺寸，因此计算的时候冲裁间隙需要减半，可以推出 尺寸，找到它的凸模制造公差，凹模制造公差。同理，经过验算之后可以发现，符合该不等式，因为这个尺寸也是单边磨损尺寸，因此，计算的时候冲裁间隙也需要减半，可以得出 3）中心距：尺寸尺寸 尺寸3.2 排样计算排样方式有三种，分别为废料排样、少许废料排样、无废料排样。由零件的外观形状可以发现，需要使用单直排的排样方法，有以下两种排样的方法可以选择，如图3-1所示：a）b）图3-1 零件可能的排样图a）纵排 b）横排比较方案a和方案b，方案b的条带宽度太窄，当切割面板时容易引起条带的变形和卷曲，因此应采用方案a。现在使用4000mm1000mm钢板，需要计算使用不同切割方法时每张板料可以生产的零件的总的个数。（1）当切割宽度为81.4mm，长度为1000mm的条带时，可以从一条板料上生产的零件总数是（2）当切割宽度为81.4mm、长4000mm的条料时，可以从一条板料上生产的零件总数是为了比较上述两种切割方法，应采用第一种切割方法，即宽度为81.4mm、长1000mm的条料。它的具体的排样图如图3-2所示。图3-2零件的排样图3.3 冲压力计算可知冲裁力基本计算公式为 （3-5）式中：F冲裁力（N)K剪切系数；L零件周长；T板料厚度；Q235钢的抗剪强度（MPa）在此次毕业设计中，式中各个参数的具体数值如下：零件的周长L是216mm，材料的厚度T是2mm，工件所用材料Q235钢的抗剪切强度取340MPa。因此，冲裁此零件所需要的冲裁力是：该模具使用弹性的卸料装置和推件结构，所需要的卸料力与推件力分别是：则零件所需得冲压力为：初选设备为开式压力机J2335。3.4 压力中心的确定零件的外形是对称的部分，虽然中间部分的异形孔形状左右不是很对称，但是孔的尺寸结构比较小，左侧和右侧的两条边的圆弧它们的各自的压力中心距离零件的中心线的距离差距非常小。因此，这个零件的压力中心可以近似的当做零件形状的中心线的交点。3.5 冲压设备的选择冲压设备选择说明：根据计算结果所得的冲压力的大小、压力行程安全系数以及工作台尺寸等，最终选择开式双柱可倾压力机JH2335，它的主要的一些参数如下所示：公称压力：350kN滑块行程：80mm最大闭合高度：280 mm闭合高度调节量：60 mm滑块中心线到床身距离：205mm工作台尺寸：380 mm610 mm工作台孔尺寸：200 mm290 mm模柄孔尺寸：50 mm70 mm垫板厚度：60 mm第四章 模具零部件结构的确定4.1 标准模架的选用选择标准模架的根据是凹模的外部尺寸，因此需要首先计算出凹模的周长。从凹模的高度与壁厚的计算公式可以得出：凹模的高度为，凹模的壁厚为。因此，凹模的总长度是（取160mm），凹模的宽度是。模架采用后置导柱模架，优点在于导向精度比较高，左右前后均可送入板料，工件的拿取比较方便。由以上计算结果，可以找到模架规格是：上模座160mm125mm35mm，下模座160mm125mm40mm，导柱25mm150mm，导套25mm85mm33mm。4.2 卸料装置中弹性元件的计算模具采用弹性卸料装置，优点在于能使模具冲出的工件完整，精度较高，适用于较薄的材料。弹性元件由橡胶制成，它的尺寸计算如下所示：（1）确定橡胶的自由高度 由以上两个公式，取。（2）确定橡胶垫的横截面积查找资料得出当预压量还10%15%时矩形橡胶的单位压力是0.6MPa，因此（3）确定橡胶的平面尺寸分析部件的形状特征，应该选用外形是矩形的橡胶垫，并在中间开有一个矩形孔，目的是为了避让凸模。联系到零件的具体的尺寸大小，橡胶垫中间部分的避让孔的尺寸大小是82 mm25mm，外形定位一边的长度是160mm，因此另一边的长度b就是（4）校核橡胶的自由高度为了满足橡胶垫的高度与直径比的要求，可以把橡胶垫分割成四小块，然后并将其放入模具内，它的最大的外形尺寸是80mm，因此橡胶垫的高度与直径之比在0.5到1.5之间，因此选择的橡胶垫具有合理的规格尺寸。橡胶的高度大概是0.8540 mm =34mm。4.3 其他零部件结构凸模固定板是用来固定冲孔凸模的，冲孔凸模和凸模固定板之间采用的是过渡配合。过渡配合主要用于相对静态的联轴器，这些联轴器准确定位并需要拆卸。模柄采用凸缘式模柄，根据设备上模柄孔尺寸，选用规格为A50100的模柄。第五章 模具装配图及零件图的绘制5.1 模具装配图图5-1 模具装配图5.2 模具零件图为了更好的展示此次设计中的模具的各个零件的结构与功能，在此绘制出部分零部件的二维图并且对其功能加以介绍。5.2.1 上模座零件图 上模座是模具最上面的板状零部件。工作时紧贴压力机滑块，通过模柄与压力机滑块固定。在模架的作用下与下模座很好的配合，如图5-2所示。图5-2 上模座零件图5.2.2 下模座零件图下模与压力机工作台表面接触且一般为板件的零件称之为下模座，它可以直接固定在压力机台面上。它的主要功能是通过导套、导柱与上模座接连，在导套的压力作用下使上模与下模配合，从而冲裁出所需产品。如图5-3所示。5-3 下模座零件图5.2.3 垫板零件图 为了防止冲子尾部压力过大而挤压伤上模座或者下模座而增加在下模座上面或者上模座下面的零件称之为垫板，它同时具有增加模具高度和防止冲压力过大而增加模具强度来帮助完成冲裁功能。如图5-4所示。图5-4 垫板零件图5.2.4 冲孔凸模零件图冲孔凸模是与凹模相配合，按照冲孔凸模头部形状将板料沿封闭轮廓线冲孔，冲掉部分为废料。通常情况下，冲孔凸模冲进凹模才能把废料冲掉。冲孔凸模是完成冲裁工序的重要零件。主视图和俯视图如图5-5所示。图5-5 冲孔凸模零件图5.2.5 凹模零件图凹模是一种与凸模相配合，按照规定的形状将板料沿封闭轮廓线落料出所需工件外形的重要零件。通常情况下，凹模尺寸大于凸模尺寸。如图5-6所示。图5-6凹模零件图5.2.6 凸凹模零件图凸凹模是复合模具中同时具有凸模和凹模作用的零件。如图5-7所示。图5-7 凸凹模零件图5.2.7 凸凹模固定板零件图凸凹模固定板是一种对凸凹模进行固定的零件。它的主要功能是：使凸凹模定位准确。同时也起到辅助实现冲裁工艺的作用。如图5-8所示。图5-8 凸凹模固定板零件图 5.2.8 凸模固定板零件图凸模固定板是一种对凸模进行准确定位的零件。它可以保证冲孔凸模具有精确的位置，辅助实现模具的冲裁功能，如图5-9所示。图5-9 凸模固定板零件图第六章 模具的加工工艺过程6.1 冲孔凸模加工工艺过程表6-1 冲孔凸模加工工艺过程冲孔凸模加工工艺过程如表6-1所示。序号工序名工序内容设备工序简图1备料锯床下圆棒料40mm54mm锯床2锻造将毛坯锻成45mm34mm39mm的长方体锻床3热处理退火4初铣铣六面至尺寸35mm30mm41.6mm，且互为直角铣床5钳工划线并加工钳工划线并加工4mm控钻床6热处理硬度保证6064HRC7磨平面磨上、下平面至要求尺寸磨床8线切割按图样线切割至要求尺寸9钳工精修全面达到设计要求10检验6.2 凸凹模加工工艺过程表6-2 凸凹模加工工艺过程凸凹模加工工艺过程如表6-2所示。序号工序名工序内容设备工序简图1备料锯床下圆棒料60mm120mm锯床2锻造将毛坯锻成106mm50mm75mm的长方体锻床3热处理退火4初铣铣六面至尺寸102mm45mm71.2mm，且互为直角铣床5磨平面磨上、下平面到尺寸70.6mm磨床6钳工划线并且加工1.划出控制位置线、型孔轮廓线2.加工工艺孔5mm3.攻2M8螺纹（钻7mm底孔）立钻7铣漏料孔达到设计要求铣床8热处理硬度保证6064HRC9磨平面磨上下平面至要求尺寸磨床10线切割按图样切割至要求尺寸线切割机床11钳工精修全面达到设计要求12检验6.3 凹模加工工艺过程表6-3 凹模加工工艺过程凹模加工工艺过程如表6-3所示。序号工序名工序内容设备工序简图1备料锯床下圆棒料75mm165mm锯床2锻造将毛坯锻成166mm122mm32mm的长方体锻床3热处理退火4初铣铣六面至尺寸160.4mm116.4mm26.2mm，且互为直角铣床5磨平面磨上下平面和相邻两侧面，保证各面互相垂直磨床6钳工划线划出各孔位置线、型孔轮廓线7钻孔攻螺纹1.钻铰210mm销孔2.攻4M10螺纹（钻8.5mm底孔）8铣刃口及漏料孔加工刃口留单边0.2mm磨削余量，铣漏料孔，保证尺寸7.5mm铣床9热处理硬度保证6064HRC10磨平面莫上下平面至要求尺寸磨床11磨刃口看图样磨削至刃口要求尺寸12钳工精修全面达到设计要求13检验结论本次毕业设计是按照给定的工件设计一套生产效率高，能广泛适用的复合模具。其主要过程包括对零件自身工艺性进行分析；选择合适的加工方案；进行零件工艺计算以及对零件图的绘制。本次设计的防转片冲裁复合模具是在现代制
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