2501 底座垫板冲孔模设计
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河南机电高等专科学校学生毕业设计(论文)中期检查表学生姓名 学 号 指导教师课题名称难易程度 偏难 适中 偏易选题情况工作量 较大 合理 较小任务书 有 无开题报告 有 无符合规范化 的要求外文翻译质量 优 良 中 差学习态度、出勤情况 好 一般 差工作进度 快 按计划进行 慢中期工作汇报及解答问题情况优 良 中 差中期成绩评定:所在专业意见:负责人: 年 月 日 河南机电高等专科学校毕业设计(论文)任务书系 部: 材料工程系 专 业: 模具设计与制造 学 生 姓 名 : 赵士杰 学 号: 0412147 设计(论文) 题目: 底座垫板冲孔模设计 起 迄 日 期: 2007 年 3 月 20 日 6 月 18 日 指 导 教 师: 杨安民 2007 年 3 月 20 日毕 业 设 计(论 文)任 务 书1本毕业设计(论文)课题来源及应达到的目的:本设计题目为钢板冲孔模设计,通过设计,应对冲压工艺生产较为熟悉,能熟练使用相关设计手册,独立完成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制。并且能够运用模具设计软件完成模具装配图及零件图的绘制。2本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):(1)了解目前国内外冲压模具的发展现状;(2)分析钢板的成形工艺并确定其工艺方案;(3)模具主要设计计算;(4)绘制模具总装图,并绘制零件图;(5)模具的装配及调试;(6)得出设计结论。设计题目:底座垫板冲孔模设计材料:Q235 钢料厚:1.2mm产量:大批量所在专业审查意见:负责人: 年 月 日系部意见:系领导: 年 月 日河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文1底座垫板冲孔模设计绪 论大学三年的学习即将结束,毕业设计是在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习其中最后一个实践环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。在学校的近三年学习中,已完成了模具专业教学计划中所要求的理论课程。在毕业前夕,通过毕业设计的实践环节,进行已学知识的全面总结和应用,提高综合能力的培训及扩大模具领域的新知识。毕业设计其目的在于巩固所学知识,熟悉有关资料,熟练应用工具书,树立正确的设计思想,掌握设计方法,培养实际工作能力。通过设计,使我在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、零件结构设计、编写技术文件和阅读技术文献等方面受到一次综合训练。毕业设计要达到的具体要求是:1.系统总结,巩固过去所学的基础知识和专业课知识。2. 运用所学知识解决模具技术领域内的实际工程问题,以此进行综合知识的训练。3.通过某项具体工程设计和实验研究,达到多种综合能力的培养,掌握设计和科研的基本过程和基本方法。4.提高和运用与工程技术有关的人文科学,价值工程和技术经济的综合知识。改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。近年来,模具工业一直以15左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大的变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速的发展。浙江宁波和黄岩地区的模具之乡;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。近年来,随着我国经济的腾飞和产品制造业的蓬勃发展,模具制造业也相应进入了高速发展的时期。据中国模具工业协会统计,1995年我国模具工业总产值约为145亿,而2003年已达450亿左右,年均增长14%。另据统计,我国(不含台湾、香港、澳门地区)现有模具生产厂点已超过20000家,从业人员有60万人,模具年产值在一亿以上河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文2的企业已达十多家。可以预见,我国经济的高速发展将对模具提出更为大量、更为迫切的需求,特别需要发展大型、精密、复杂、长寿命的模具。同时要求模具设计、制造和生产周期达到全新的水平。我国模具制造业面临着发展的机遇,无疑也面临着更大的挑战。我做的是冷冲压模具设计,冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得需要零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力加工方法。因为它通常是在室温下进行加工,所以称为冷冲压。冷冲压与其他加工方法相比,具有独到的特点,所以在工业生产中,尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冷冲压加工产品零部件,如汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、国防以及日用品等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重相当大。不少过去有铸造、锻造、切削加工方法制造的零件,现在已经被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工制造,大大提高了生产效率,降低了成本。可以说如果在生产中不广泛采用冲压工艺,许多工业部门的产品要提高生产率,提高质量,降低成本,进行产品的更新换代是难以实现的。在大学三年的课程学习和课程、生产实习,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识,对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的于模具设计这个实践性非常强的设计课题,我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖等公司的生产实习,我对于模具特别是冲压模具的设计步骤有了一个全新的认识,丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识,而对于模具的制造工艺更是有了新的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下,同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体,明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍,设计中,充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽了最大努力做毕业设计。在设计的过程中,虽然有一定的困难,但在指导老师的细心指导、同学间的讨论和自己的努力下,自信会完满的完成毕业设计任务。由于我的水平有限,而且缺乏经验,设计中难免会出现疏漏和不妥之处,敬请各位老师指正。第 1章 零件图原始资料:工件名称:底座垫板零件工件简图:如(图 01)所示河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文3生产批量:大 批 量材 料: Q235 钢材料厚度:1.2mm图-01 零件图设计方案:选用冲孔模来完成制件的冲压。第 2章 工艺分析与工艺方案的确定根据制件工艺性分析,该制件需要采用冲孔一道工序即可完成,工件结构相对简单,此工件要先按尺寸要求把料剪好。但是在一次冲孔时因为孔特别的多,有 3个 3.5,4 个 4 和 2 个 5 的孔,还有 2 个大的不规则的孔。但是如果同时冲裁河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文4时,冲裁力特别的大,为了降低冲裁力,保证制件质量,这套模具采用阶梯冲裁。制件的材料为 Q235 钢,材料 235 钢本身具有良好的冲裁性能,适合冲裁,图中的孔距远大于最小孔距 a2t=2.4 mm 的要求其它未标注的尺寸,可视为自由公差,取 IT14 等级精度,这样普通冲裁即可满足工件的要求。因为冲孔时,制件会卡在凸模上。根据模具设计的装配方向,采用弹性卸料装置,因为卸料力特别的大用橡胶弹性体做弹性元件。废料采用下出料方式。本制件是非常的窄,为了节约模具材料,同时制件要求的精度不高,考虑送料的方便,采用窄后侧导柱模具架。第 3章 主要设计计算3.1 冲裁力的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力,它是随着凸模进入材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值,它也是选择压力机和设计模具的重要依据之一。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文5该模具是单工序冲孔模,选择弹性卸料,下出料方式的冲孔模,冲压力的计算如下:由冲压模具设计与制造中冲裁力公式得:普通平刃口模具冲裁时,其冲裁力 F 一般按下试计算:F=KLtTb公式中 F 冲裁力L 冲裁周边长度对于 3.5 的孔:L=3.143.5=10.99mm 对于 5 的孔: L=3.145=15.7mm对于 4 的孔: L=3.144=12.56mm对于 2 个不规则的孔:L=20+192+3.142+12=76.28mmt 材料厚度 t=1.2mmTb 材料抗剪强度 取 360MPaK 安全系数 安全系数 K 是考虑到实际生产,模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损,板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。一般取 K=1.3对于 3 个 3.5 的孔: F1=31.33.143.5mm1.2mm360MPa=18516N对于 4 个 4 的孔: F2=41.33.144mm1.2mm360MPa=28215N对于 2 个 5 的孔: F3=21.33.145mm1.2mm360MPa=17635N对于 2 个不规则的孔: F4=21.376.281.2 mm360MPa=85700N如果这些孔同时冲裁所以选择冲床时的冲裁力 F=F1+ F2+ F3+ F4根据以上数据计算可得:F 总=150066N如果同时冲裁时,冲裁力非常的大,应采用阶梯型冲裁,这样可以降低冲裁力,同时可以保护制件的质量。两个不规则的孔和其他几个分开冲的。既冲裁力 Fa=64366N Fb=85700N因为 FaFb 所以冲裁力按 Fb 计算的。下面对卸料力进行计算:卸料力 Fx=KxF推件力 Ft=KtF公式中:F 冲裁力为 85700NKx 卸料力系数查得 Kx=0.05n 同时在凹模内的废料 n=h/t式中 h 凹模洞口的直刃高度河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文6t 板料厚度Kt 为推件力系数查得 Kt=0.55 由于采用弹性卸料装置,下出料方式的冲裁模时,故据公式得:F=F+Fx+Ft =F+0.05F+0.55nF根据凹模的修模余量的一般要求,取 h=2mm,则 n=2/1.2=1.6冲压力计算附表项目 公式 结果 备注冲裁力F=21.376.281.2 mm360MPa=85700N 85700N卸料力 Fx=0.0585700N=4285N 4285 N推件力 Ft=0.5585700X1.6=75416N 75416N冲压总力 F 总 F 总=F+ Fx+ Ft 165401NK=0.13T=360MPaKx=0.05n=2/1.2=1.6弹性卸料装置下出料3.2 压力中心的确定及相关尺寸的计算计算压力中心,首先根据前面的设计画出凹模型口图如下图,为了尽可能保证压力机滑块的中心和压力中心重合,不然,冲压时滑块就会承受偏心载荷,导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损,还会使合理间隙得不到保证。从而影响制件质量和降低模具寿命。计算步骤如下: 1)建立坐标系XOY如图所示2)确定各个凹模的压力中心在XOY坐标系中的坐标A(16.15) ,B(42.15) ,C(68.15) ,D(125.15)E(180.15)F(298.15)G(353.15)H(388.15)I(404.15)河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文73)确定每一个凹模刃口轮廓的周长LA= LB=Lc=3.5=10.99mm LD=LG=LH=LI=4=12.56mm LE= LF= =3.145+20+192+3.142+12=91.98mm4)压力中心点的确定由1P318的压力中心位置分析可得,计算公式如下XF=(LAXA+LBXB+)/(LA+LB+.)=210mmYF=(LAYA+LBXB+)/(LA+LB+)=15mm其中的公式里面的未知量的值在前面都提到了这里就不再罗索,可以得到压力中心为图坐标系中的位置坐标为(210.15) 。这个压力中心确定以后,在下面的设计中就要保证这个中心和模柄的中心线重合,同时还要考虑到装配和加工的方便的要求,还与压力机的结构相关。3.3 工作零件刃口尺寸的计算在实际的生产中可以知道,冲裁时凸,凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦,凸模愈磨愈小,凹模愈磨愈大的,结果是间隙变大,由此决定模具刃口尺寸及制造公差时需考虑以下原则:1:冲孔时,孔的尺寸有凸模尺寸决定,设计冲孔模时以凸模为基准,间隙取在凹模上。2:考虑到冲裁中凸,凹模的磨损设计冲孔模时凸模基本尺寸应取制件孔的尺寸公差范围内的较大尺寸,这样凸,凹模虽磨损到一定程度仍能冲出合格零件。3在设计模具时,凸,凹模间隙应取最小合理间隙值。采用凸,凹模分开加工法时,为了保证凸凹模间一定的间隙值,必须严格限制冲模制造公差,因此,造成冲模制造困难。对于冲制薄材料的冲模,或冲制复杂形状工件的冲模,常常采用凸模与凹模配作的加工方法。配作就是先按设计尺寸制出一个基准件,然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙制另一件。这种方法的特点是模具的间隙由配制保证工艺比较简单,并且还可以放大基准件的制造公差,使制造容易。所以此模具设计的凹模刃口尺寸计算采用配作法。凹模刃口尺寸计算如下:3.5 凹=(3.5+0.25-0.50.25) 0+0.0625=3.620+0.06254 凹=(4+0.30-0.50.30) 0+0.075=4.150+0.0755 凹=(5+0.30-0.50.30) 0+0.075=5.150+0.07520 凹=(20+0.52-0.50.52) 0+0.13=20.260+0.1317 凹=(17+0.52-0.50.52) 0+0.13=17.260+0.1312 凹=(12+0.30-0.50.30) 0+0.075=12.150+0.075河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文8由于冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用.由于凹模结构形式及固定方法不同,受力情况又比较复杂,目前还不能用理论方法来确定凹模轮廓尺寸 .在生产中,通常根据冲裁的板料厚度和冲裁件的轮廓尺寸,或凹模孔口刃壁间的距离 ,按经验公式来确定:由中式 2.9.3 得: 凹模厚(高)度 H=kb(15mm)凹模壁厚 C=(1.5-2)H (3040mm)查表 2.9.5 可得 k 取 0.4 而 b 为 20mm于是有 H=200.4=8 综合考虑取 H=20所以凹模壁厚 C=(1.5-2)H=40凹模外形尺寸的确定如下图所示;3.4 卸料元件的设计由以上计算可知卸料力为F=4285N,这个力相对比较大,需要采用卸料力比较大的卸料装置,采用聚氨酯橡胶较为合适。聚氨酯弹性体其材质为聚氨酯橡胶是一种介于橡胶、与塑料之间的高分子材料,可代替圆柱弹簧,橡胶等模具弹性元件。聚氨酯弹性体比橡胶能承受更大的负荷,具有较好的流动性,耐磨性,耐油性。其耐磨性是橡胶的510倍,耐油性是天然橡胶的56倍。其也易于机械加工在冲模中的应用越来越多。 使用时可根据模具的空间尺寸和卸料力大小,并参照聚氨酯橡胶块的压缩量,与压力的关系,适当的选择聚氨酯弹性的形状和尺寸。如果需要用非标准的形状的聚氨酯橡胶时,应进行必要的计算。(1)橡胶的设计计算:1)根据分析我采用的冲孔模冲压力比较大,相应的卸料力也比较大,要求卸料装置的承载能力也比较大,所以采用橡胶最合适。2)根据卸料力求橡胶的横截面积由 F XF XY=Ap可得,橡胶的横截面面积为A=FXY/p课本河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文9式中:F XY橡胶产生的压力,设计时取大于或等于卸料力F X;p橡胶所产生的单位面积压力,与压缩量有关,其值可按确定,设计时取预压量下的单位面积;A橡胶的面积卸料板的工作行程:h工 =h1+h2+t式中:h 1凸模进入卸料板的高度1mm;h2凸模冲裁后进入凹模的深度1.2mm;t板料的厚度即: h 工 =1mm+1.2mm+1.2mm=3.4mm橡胶的工作行程:H 工 =h工 +h修其中h 修 为凸模的修磨余量取5mm。即: H 工 =3.4mm+5mm=8.4mm 橡胶的工作高度取自由高度的25%,根据以上的计算可以得知橡胶的自由高度为 H自由 =4H工 =33.6mm每个橡胶承受的载荷为F 1=F卸 /4=4285/6=715Nq-橡皮在预压缩状态下的单位压力:约为0.260.50Mpa在此取q=0.4MPa由上式 A=F XY/p=1308N/0.4=1825mm2再由A可以计算出等效的外径D=50mm3)橡胶的校核橡胶的校核要求橡胶的高径比在0.5-1.5之间则0. 5HO/D=33.6/50=0.6721.5即选6块即可以满足要求。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文10第4章 模具的总体设计4.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采用单工序冲压,所以模具类型为单工序冲孔模。4.2 定位方式的选择与定位零件的设计冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确的位置。该模具采用的是条料,条料在模具送料平面中必须有两个方向上的限位:一是在与条料方向垂直的方向上的限位,保证条料沿正确的方向送进。二是在送料方向上的限位。在模具中能准确的定位用定位块或固定挡料销。该模具的定位是用固定挡料销,基本上可以保证在两个方向的限位。因为固定挡料销是标准件,根据制件的形状和尺寸选择的固定挡料销的型号如表所示:河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文11D d h L 数量8 4 3 10 3注:1.材料:45钢 。2.热处理:硬度4246HRC。3.技术条件:按GB2870-81的规定。4.3 卸料、出件方式的选择弹性卸料装置有卸料板,弹性元件,卸料螺钉组成。弹性卸料既起卸料作用又起压料作用,所得制件质量好,平直度较高,因此,薄板冲裁宜采用弹性卸料装置。因为工件料厚为1.2mm,相对较薄,但是卸料力也比较大,故可以采用弹性卸料。又因为是单工序冲孔模生产,所以采用下出件比较便于操作和提高生产效率。在冲压时制件会卡在凸模上,应采用卸料板把制件卸下。这样可以保证制件的平整度,制件的质量。4.4 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量,方便条料在工作台中的放置,方便安装,调整等因素该单工序冲孔模采用后侧导柱的导向方式。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文124.5 工作零件的结构设计根据模具设计的基本形式,可以确定模具的基本结构原理图如下:河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文13()冲孔凸模的设计根据制件的零件图可以知道,冲孔凸模的结构有圆形还有不规则的形状,具体结构可以根据具体的设计需要而定。但是该模具的孔特别的多,因为所冲孔的材料强度不是非常的高,凸模都是不需要特殊保护的小凸模。凸模长度的计算:凸模长度尺寸应根据模具的具体的结构,并考虑修磨,固定板与卸料t-料厚(mm )h-为附加长度根据标准凸模的长度范围,凸模固定板与卸料板之间的安全距离这里包含了后面的固定板、卸料板和橡胶的设计,其取值是根据他们的具体设计而确定的。根据具体的设计查1P50表2.57的如下内容:板之间的安全距离,装配等的需要来确定。这套模具采用的是阶梯冲裁,因为两个不规则的空比较大,使用的冲裁力也是非常大的,为避免小直径凸模当冲裁时,由于金属的流河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文14动产生侧压力而折断或倾斜现象。当采用弹压卸料板时如图,其凸模长度按下式计算:L=h1+h2+t+h其中: L-凸模长度(mm )h1-凸模固定板的厚度(mm )h2-卸料板厚度(mm )由于该模具采用的是阶梯冲裁既凸模的长度不一样的,根据冲裁力的大小,和压力机的吨位,把冲裁力尽力降低。所以把两个不规则的凸模和其他几个分开。根据冲裁力的大小和凸模的大小,材料的性能。两个不规则的凸模应比其他几个长一个料厚。即凸模的长度 L1=h1+h2+t+h=50+20+1.2+30=101.2 mmL2=h1+h2+t+h+t=50+20+1.2+30+1.2=102.4 mm凸模间的高度差H与板料厚度t的关系:t 3 mm H=0.5t3.5,4,5凸模的长度应为L=101.2 mm既两个不规则大凸模的长度应为L=102.4 mm(2)落料凹模的设计由于此工件的尺寸比较大,但是比较窄,所受的力也是非常的大,根据模具设计的要求,有好多模具是凹模与凹模固定板是一个整体,但是对此模具不行,因为工件的相对尺寸大。如果也和以前的一样的话,需要的凹模的材料是非常的多,浪费许多,如果把凹模镶在凹模固定板上,可以节约材料,同时可以满足要求的。用四个M8的螺钉把凹模和凹模固定板固定在一起。凹模刃口的形式;冲裁凹模的刃口形式有直筒形和锥形两种。选刃口形式时,主要应根据冲裁件的形状,厚度,尺寸精度以及模具的具体结构来决定。此模具刃口形式如图: 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文15特点:1,刃口强度较高,修模后刃口尺寸不变。2,刃口直壁下面的扩大部分可使凹模加工方便。4.6 卸料部件的设计(1)卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同,厚度为20mm。卸料板采用45钢制造,淬火硬度为43-48HRC,尺寸如下图。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文16卸料板用于平板的冲裁卸料,它不仅起卸料作用,还起导板作用。并且卸料力大,卸料可靠。(2)卸料螺钉的选用卸料板上设置6个卸料螺钉,公称直径为M12,螺纹部分为M1215。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后,应使卸料板超出凸模端面1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。4.7模架选定及其它零部件的设计该模具采用后侧导柱模架,这种模架的导柱在模具后侧位置,横向和纵向送料都比较方便,因为制件的精度要求不高,如果有偏心载荷也不影响制件的质量。具体规准是:上模座:50016055 GB/T2855.11990下模座:50016070 GB/T2855.11990的标准模架(材料为HT200)上模座厚度H上模取55mm,上模垫板的厚度H垫取20mm,固定板的厚度H固50mm,下模座的厚度50mm,下模垫板的厚度取20 mm,该模具的闭合高度:H闭= H上+ H下+ H垫上+ L凸+ H垫下+H固 - h2=55+70+20+102.4+20+50-1=316.4mm式中: H上上模座厚度H下下模座的厚度H垫上上模垫板的厚度H垫下下模垫板的厚度L凸凸模的长度H固凹模厚度h2凸模冲裁后进入凹模的深度,h2可见该模具闭合高度小于所选压力机J2340最大装模高度(320mm),可以使用。根据设计出来的最大闭合高度设计导柱和导套,有模座上的导柱和导套的尺寸确定选择的尺寸查2p280和p284得:导柱A50h5200 GB/T2861.190和A50h5200 GB/T2861.190导套A50H620065GB/T2861.690和A50H620065 GB/T2861.6904.8 模具总装图河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文17通过以上的设计,可得到如图 所示的模具总装图: 1-定位销 2-14-销钉 3-下模座 4-内六角螺钉( M12) 5-内六角螺钉(M8)6-导柱 7-导套 8-聚氨酯弹性体 9-上模座 10-卸料螺钉 11-内六角螺钉(12) 12-模柄 13-内六角螺钉( M4) 15-上模垫板 16-17-19-20-凸模 18-凸模固定板 21-卸料板 22-凹模 23-凹模固定板 24-下模垫板模具上模部分主要由上模座,上模垫板,凸模,凸模固定板,弹性元件及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料,以聚氨酯为弹性组件。下模部分由下模座、凹模、凹模固定板,下模垫板等组成。冲孔废料由漏料孔漏出。制件由操作员用机械手取出。条料送进时采用固定定位销把条料定位,用3个定位销把条料在两个方向限位,保证条料的位置。同时卸料板起预压的作用,把条料的位置固定好。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文184.9 冲压设备的选定通过校核,选择开式双柱可倾斜压力机J23-40能够满足使用要求。其主要参数如下:公称压力:400KN滑块行程80mm滑块行程次数:55次/min最大闭合高度:330mm封闭高度调节量:65mm滑块的中心线至床身的距离:250mm立柱距离:340mm工作台尺寸(前后左右)460mm700mm滑快底面尺寸(前后左右):260mm300mm 垫板尺寸(厚度):65mm模柄孔尺寸(直径深度): 5070mm最大倾斜角度: 304.10模具零件加工工艺本副冲裁模,模具零件加工的关键在工作零件、固定板以及卸料板,因为大多都是多孔的零件,若采用镗床,线切割加工技术,这些零件的加工就变得相对简单。所示冲孔凸模的加工工艺过程如下表所示冲孔凸模加工工艺过程工序号工 序名 称工 序 内 容 工序简图(示意图)1 备 料 备毛坯尺寸 9105mm2 热处理 退火3车 削车削毛坯轮廓,把毛坯车成阶梯型并留 0.3mm单边余量河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文194 热处理按热处理工艺,淬火回火达到 58-62HRC5 磨 精磨外圆6表 面 抛 光表面抛光达到 轮廓达到尺寸 要求7 检 验 按产品零件图检验所示凹模的加工工艺过程如下所示:凹模加工工艺过程工序号 工序名称 工 序 内 容 工序简图(示意图)1 备 料将毛坯锻成长方体4708020mm2 热 处 理 退 火3 粗 刨刨六面达到4728121mm,互为直角4 热 处 理 调 质5 磨 平 面 磨六面,互为直角6 钳工划线 划出各孔位置线7 铣漏料孔 达到设计要求8加工螺钉孔销 钉 孔按位置加工螺钉孔、销钉孔9 热 处 理按热处理工艺,淬火回火达到 58-62HRC10 磨 平 面 精磨上、下平面河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文2011仿 形 铣 按图铣孔达到尺寸要求12 钳工精修 全面达到设计要求13 检 验 按产品零件图检验凹模、固定板以及卸料板都属于板类零件,其加工工艺比较规范。其具体加工过程是:凹模,等零件均是需要淬硬的零件,凹模淬硬以前,在模架的下模板上进行装配,在凹模板上划出各个孔的圆孔的线,并根据划出压力中心线,使压力中心线与下模座中心线对正、钻、攻螺孔,将下模座、凹模、导尺进行校配,校正导尺间距后,钻、铰销钉孔,将三板固定,钻孔并安装挡料销,安装承料板。然后,将下模全部拆开,将凹模和导尺热处理淬硬(在淬硬以前要加工出传丝孔)后,进行线切割加工,用平面磨床磨平后重新装配。固定在上模座的上模部分,各凸模和凸模固定板都应淬硬,装配前将凸模淬硬,并完成全部加工,垫板装配前不淬硬。第 5章 模具的装配根据级进模装配要点,选凹模作为装配基准件,先装下模,再装上模,并调整间隙、试冲、返修。具体装配见下表所示:河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文21冲孔模的装配序号 工 序 工 艺 说 明1 凸、凹模预配1) 装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔,是否符合图纸要求尺寸精度、形状。2) 将各凸模分别与相应的凹模孔相配,检查其间隙是否加工均匀。不合适者应重新修磨或更换。2 凸模装配以凹模孔定位,将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中,并挤紧牢固。3 装配下模1) 把凹模固定在凹模固定板上,在下模座上划中心线,预装下模垫板,凹模固定板。2) 在下模座,用已加工好的凹模与凹模固定板分别确定其螺孔位置,并分别钻孔,攻丝;3) 将下模座、下模垫板、凹模、凹模固定板装在一起,并用螺钉紧固,打入销钉。4 装配上模1) 在已装好的下模上放等高垫铁,再在凹模中放入 0.12的纸片,然后将凸模与固定板组合装入凹模;2) 预装上模座,划出与凸模固定板相应螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、销孔;3) 用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连在一起,但不要拧紧;4) 将卸料板套装在已装入固定板的凸模上,装上橡胶和卸料螺钉,并调节橡胶的预压量,使卸料板高出凸模下端约 1mm; 5) 复查凸、凹模间隙并调整合适后,紧固螺钉;6) 切纸检查,合适后打入销钉。5 试冲与调整 装机试冲并根据试冲结果作相应调整。总 结本毕业设计是我进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的,它是对我河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文22们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习,也是一次理论联系实践的训练。它可以说又是一次对专业知识的学习的深入和系统掌握。通过这次毕业设计使我从新系统的复习了所学专业知识,同时也巩固了先前学到的知识,同时感触最深刻的是:所学知识只有在应用中才能更深刻理解和长时间记忆。对一些原来一知半解的理论也有了进一步的的认识。特别是原来所学的一些专业基础课:如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、冷冲模具设计与制造等有了更深刻的理解,使我进一步的了解了怎样将这些知识运用到实际的设计中。同时还使我更清楚了模具设计过程中要考虑的问题,如怎样使制造的模具既能满足使用要求又不浪费材料,保证工件的经济性、加工工艺的合理性。在设计的过程中通过冲压模具设计手册、模具制造简明手册、模具标准应用手册等对所要设计的问题进行查询,通过更多的途径去了解我要做的设计,使设计更具合理性。也使我学会了设计过程中对资料的查询和运用。通过这次设计,我更加深入地学习了冷冲压技术工作设计的内容。冷冲压技术工作设计的内容包括冷冲压工艺设计、模具设计及冲模制造三方面内容,尽管三者的工作内容不同,但三者之间存在着相互渗透、相互补充、相互依存的关系。冷冲压工艺设计是针对给定的产品图样,根据其生产批量的大小、冲压设备的类型规格、模具制造能力及工人技术水平等具体生产条件,从对产品零件图的冲压工艺性分析入手经过必要的工艺计算,制定出合理的工艺方案,最后编写冲压工艺卡的一个综合分析、计算、设计过程。冲压工艺方案的确定包括工序性质、数量的确定,工序顺序的安排,工序组合方式及工序定位方式的确定等内容。冲压模具设计则是依据制定的冲压工艺规程,在认真考虑毛坯的定位、出件、废料排出诸问题以及模具的制造维修方便、操作安全可靠等因素后,设计计算并构思出与冲压设备想适应的模具总体结构,然后绘制出模具总装图和所有非标准零件图的整个设计绘图过程。历经近三个月的毕业设计即将结束,在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料,请教指导老师有关模具方面的问题,并且和同学的探讨模具设计在实际中可能遇到的具体问题,使我在这短暂的时间里,对模具的认识有了一个质的飞跃。从陌生到开始接触,从了解到熟悉,这是每个人认识事物所必经的一般过程,我对模具的认识过程亦是如此。经过近三个月的努力,我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯划上一个圆满的句号,为将来走上工作岗位奠定坚实的基础。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文23致谢首先感谢本人的导师杨安民老师,他给我仔细审阅了全文的内容并对我的毕业设计内容提出了许多建设性的建议。杨安民老师渊博的知识,诚恳的为人,使我受益匪浅,在毕业设计的过程中,特别是遇到困难时,她给了我鼓励和帮助,在这里我向他表示真诚的感谢!感谢母校河南机电高等专科学校的辛勤培育之恩!感谢材料工程系给我提供的良好学习及实践环境,使我学到了许多新的知识,掌握了一定的操作技能。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文24感谢和我在一起进行课题设计的同窗高震同学,和他在一起讨论、学习使我学习到了好多知识。最后,我非常庆幸在三年的学习、生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学,并感激师友的教诲和帮助!参考文献1王孝培主编.冲压手册.北京:机械工业出版社,19902李绍林主编.实用模具技术手册 M.上海科学技术出版社,19983陈锡栋、主编.实用模具技术手册 M.北京:机械工业出版社,20014模具实用技术丛书编委会.冲压设计应用实例 M.北京:机械工业出版社,19995杨玉英主编.实用冲压工艺及模具设计手册 M. 北京:机械工业出版社,20046许发樾主编.实用模具设计与制造手册 M.北京:机械工业出版社,2000河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 /论 文257王芳主编.冷冲压模具设计指导 M. 北京:机械工业出版社,19988李易、于成功、闻小芝主编.现代模具设计、制造、调试与维修实用手册 M.北京:金版电子出版公司,20039翟德梅主编.模具制造技术 M.河南机电高等专科学校10任嘉卉主编.公差与配合手册 M. 北京:机械工业出版社,200011刘建超主编.冲压模具设计与制造 M. 北京:高等教育出版社,199612成虹主编.冲压工艺与模具设计.北京:电子科技大学出版社,200213骆志斌主编.模具工实用技术手册.南京:江苏科学技术出版社,1999插图清单1. 底座垫板冲孔模制件图32. 底座垫板冲孔模压力中心图73. 底座垫板冲孔模凹模外形图84. 底座垫板冲孔模挡料销图115. 底座垫板冲孔模结构原理图136. 底座垫板冲孔模模具刃口图157. 底座垫板冲孔模卸料板图158. 底座垫板冲孔模装配图17表格清单1. 模具压力表计算一览62. 挡料销参数一览113. 模具冲孔凸模加工工艺过程一览184. 模具冲孔凹模加工工艺过程一览195. 模具装配过程一览21I摘要本设计题目为底座垫板的冲孔模具设计,体现了典型冲孔模具设计的要求,内容与方向。通过工艺分析,工艺方案的确定,确定了模具设计的方向, 对毛坯尺寸的确定,计算冲裁力,来计算压力中心,选择压力机和压力机的吨位。本设计运用了冲裁工艺及模具设计的基础知识。首先,分析了板材的性能要求,为选去模具的类型做了准备,同时,也为凸,凹模的材料有了依据。后分析冲裁件的特征,确定了模具设计参数,选择其他零件及卸料装置。也为凸,凹模尺寸的计算有了根据。还有零件的加工工艺。该模具为单工序冲孔模。但是在一次冲裁时,孔特别的多,冲裁力也非常的大,为了降低冲裁力,采用阶梯冲裁。关键词: 冲孔模.凸模.凹模 ABSTRACTThis design topic designs for The piercing die design of the dunnage backup plate, body now typical model The piercing die design of request, contents and direction.Pass the craft analysis, the craft project really settles, making sure the direction of The piercing die design, really settling to the blank product size, computing to the blanking pressure, compute the pressure center, choose the tonnage of the pressure machine and the pressure machine.This design made use of to hurtle foundation knowledge of blanking craft and The piercing die design. First, Analyzed the function request of the plank material, did preparation for the type that chooses to the die, is also convex, in the meantime, the material of punch and cavitydie had a basis.Analyze to hurtle a characteristic of cut the piece behind, make sure the molding tool design parameter, choose other spare partses and unload to anticipate device.Is also convex, the calculation of the cave mold size had a basis.Still there is spare parts to process a craft.That die is a single work preface piercing die.But while hurtling to cut once, the bore is special many, hurtle to cut dint also very big, for lowering to blank pressure, adopt stairs to hurtle to cut.Keywords: The piercing die . punch . cavitydie
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