2797 焊片冲压成形工艺与模具设计
2797 焊片冲压成形工艺与模具设计,冲压,成形,工艺,模具设计
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 刘俊 学 号 061304109 指导教师 原红玲课题名称 焊片冲压成形工艺与模具设计难易程度 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:负责人: 2009 年 4 月 10 日 焊片冲压成形工艺与模具设计 摘要本设计题目为焊片冲压成形工艺与模具设计,体现了板类冲压零件的设计要求、内容及方向,有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计,进一步加强了设计者冲压模具设计的基础知识,为设计更复杂的冲压模具做好了铺垫并吸取了更深刻的经验。本设计运用冲压成型工艺及模具设计的基础知识,首先分析了工件的成形工艺及模具成形结构对制件质量的影响。介绍了焊片冲压模具设计时要注意的要点,通过对制件进行工艺分析,可确定制件的成形加工用一套复合模即可。从控制制件尺寸精度出发,对焊片冲压模具的各主要尺寸进行了理论计算,以确定各工作零件的尺寸,从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述,并应用 CAD 进行各重要零件的设计。关键词:复合模;工艺分析;模具零部件的加工工艺。 Welding slice stamping process and mold design AbstractThe topic of this design is Solder pieces forming handicraft and design for die.The requirement,content and direction of the design of the stamps forming plate parts are embodied on this stamping die design. The designers foundation knowledge of the stamping die design is reinforced and is able to design more complex stamping die through the design.This design the elementary knowledge which designs using the stamping formation craft and the die, first has analyzed the work piece formed craft and the die forming structure to the workpiece quality influence. Introduced Solder pieces stamping die design when must pay attention to the main point, through carries on the craft analysis to the workpiece, may determine the workpiece the formed processing uses set of superposable dies. Embarks from the control workpiece size precision, counter Solder pieces stamping die each main dimension has carried on the theoretical calculation, by determined each work components the size, designs from the die to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on each important components using CAD the design.Key words: compound die; process analysis;processing of die parts. 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 : 刘俊 学 号: 061304109 设计(论文) 题目:焊片冲压成形工艺与模具设计起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日-5 月 20 日 指 导 教 师: 原红玲 2009 年 3 月 11 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:本设计题目为焊片冲压成形工艺与模具设计,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)分析焊片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)得出设计结论。 设计题目:焊片冲压成形工艺与模具设计材料:H62厚度:0.7mm 生产批量: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 日零件号 零 件 名 称 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 00-01 凸凹模工序号 工 序 名 称 工序内容 车间 设备 量 具 工 时12345678下料粗铣六面平磨钳工划线热处理钻配作研磨下料 10510575mm留单边余量 0.5mm磨基准面,使基准面互相垂直去毛刺,划出各孔的位置淬火,回火硬度 5258HRC钻螺纹孔及销钉孔按凹模配作刃口部分研磨刃口部分下料车间模具车间模具车间模具车间热处理车间模具车间模具车间模具车间空气锤磨床热处理炉钻床钢尺钢尺游标卡尺游标卡尺硬度测量仪游标卡尺千分尺编制 刘俊 校对 审核 批准 零件号 零 件 名 称 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 00-07 凸模工序号 工 序 名 称 工序内容 车间 设备 量 具 工 时1234567下料锻造热处理车削热处理外圆磨钳工锯床下料 1620锻成 1222退火,消除内应力按图样要求车削,留单边余量 0.3mm淬火,回火,5258HRC磨外缘,达尺寸要求研磨凸模刃口部分下料车间锻造车间热处理车间模具车间热处理车间模具车间模具车间锯床空气锤热处理炉车床热处理炉磨床铣床钢尺钢尺硬度测量仪游标卡尺硬度测量仪游标卡尺千分尺编制 刘俊 校对 审核 批准 零件号 零 件 名 称 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 00-03 凹模工序号 工 序 名 称 工序内容 车间 设备 量 具 工 时123456789下料刨削平磨钳工铣削热处理平磨线切割钳工锯床下料 105105mm60刨削六面留单边余量 0.5mm磨六方,侧面达尺寸,上下平面留 0.2mm划线,钻螺孔,销孔,穿丝孔磨六方铣出凹模板上的非刃口孔淬火,回火,5258HRC磨光上下平面切出凹模刃口部分研磨凹模刃口模具车间模具车间模具车间模具车间热处理车间模具车间模具车间模具车间锯床刨床磨床铣床热处理炉磨床线切割钢尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺硬度测量仪游标卡尺编制 刘俊 校对 审核 批准 插图清单图 1 零件图 .3图 2 排样方案图 .6图 3 压力中心计算图 .10图 4 落料凹模刃口部分尺寸图 .15图 5 凸凹模部分尺寸图 .16图 6 冲孔凸模的结构形式图 .18图 7 挡料销的位置图 .21图 8 模具装配图图 .27附表清单表 1 所选择压力机的相关参数 .9河南机电高等专科学校毕 业 设 计 说 明 书毕业设计题目:焊片冲压成形工艺与模具设计系 部 材 料 工 程 系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具 061 班 学生姓名 刘俊 学 号 061304109 指导教师 原红玲 2009 年 5 月 8 日河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书1 1 绪 论大学三年的学习即将结束,毕业设计是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。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。随着工业的发展,工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快,使模具的需要不断增加,而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。模具是一种特殊的模型,用来塑造(制造)产品;从工艺的角度,模具是一种成型制品的特殊工艺装备。模具是工业生产的基础工艺装备,在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中,6080的零部件都依靠模具成形,模具质量的高低决定着产品质量的高低,因此,模具被称之为“工业之母” 。模具又是“效益放大器” ,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。 目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还比较的落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展,各行各业对模具的需求量越来越大,技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多,但其发展重点应该是既能满足大量需要,又有较高技术含量,特别是目前国内尚不能自给,需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此,一些重要的模具标准件也必须重点发展,而且其发展速度应快于模具的发展速度,这样才能不断提高我国模具标准化水平,从而提高模具质量,缩短模具生产周期,降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势,因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。根据上述需要量大、技术含量高、代表发展方向、出口前景好的原则选择重点发展产品,而且所选产品必须目前已有一定技术基础,属于有条件、有可能发展起来的产品。冲压是一种先进的少无切削加工方法,具有节能省材、效率高、产品质量好、重量轻、加工成本低等一系列优点,在汽车、航空航天、仪器仪表、家电、电子、通讯、军工、日常用品等产品的生产中得到了广泛的应用.据统计,薄板成型后,制造了相当于原材料的12倍的附加值,在国民经济生产总值中,与其相关的产品占四分之一,在现河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书2 代汽车工业中,冲压件的产值占总产值的59%。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。在完成大学三年的课程学习、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。对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、在洛阳中国一拖的生产实习,我对于冷冲模具、塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识,丰富和加深了对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全新的理解。在指导老师的细心指导下和在工厂师傅的讲解下,我们对于模具的设计和制造工艺有了系统而深刻的认识。同时在实习现场亲手拆装了一些典型的模具实体并查阅了很多相关资料,通过这些实践,我们熟练掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。通过在图书馆借阅相关手册和书籍,更系统而全面了细节问题。锻炼了缜密的思维和使我们初步具备了设计工作者应有的素质。设计中,将充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中,将有一定的困难,但有指导老师的悉心指导和自己的努力,相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而且缺乏经验,设计中难免有不妥之处,肯请各位老师指正。2 零件的工艺性分析工件名称:焊片生产批量:大批量河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书3 材料:H62 厚度:0.7mm图 1 零件图(焊片 材料 H62)2.1 零件的总体分析图示零件材料为 H62,适合一般的冲压加工。此工件只有落料和冲孔两个工序,结构相对比较简单,具有良好的塑性、韧性、冷冲压性能,能够进行一般的冲压加工。零件形状较为简单,采用圆弧过渡,但零件对称分布,有冲孔、落料两个工序特征。2.1.1 外形落料的工艺性此焊属于中等尺寸零件,料厚 0.7mm,外形较为简单,采用圆弧过渡,以便于模具加工,减少热处理开裂,减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损,尺寸精度要求一般。2.1.2 冲孔的工艺性此焊片只有一个 6.3 与一个宽 4.5 长 3 的孔。图示零件的尺寸全部为未注公差的一般尺寸,一般按 IT14 级取,尺寸精度较低,普通冲裁完全可以满足要求。2.1.3 冲裁件的孔边距和孔间距河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书4 为避免工件变形和保证模具强度,孔边距和孔间距不能过小。 【1】 其最小许可值当取: 。根据工件的尺寸可得 ,所以工件的尺寸符合要求。1.5ct:4.5C1t冲孔时因凸模强度限制孔的尺寸不应太小,否则凸模易折断,查表 2.7.3【1】 知,工件上孔的直径大于或等于 0.35 倍的料度即 。由任务书零件图易于看出工件0.3dt的尺寸符合要求。2.1.4 尺寸精度图示零件的尺寸均未注公差的一般尺寸,按惯例取 IT14 级,尺寸精度较低,符合一般冲压的经济精度要求。3 工艺方案的确定该零件所需的基本冲压工序为落料和冲孔,可拟订出以下三种工艺方案。方案一:单工序模生产。方案二:落料冲孔复合模。方案三:冲孔落料级进模。 采用方案一,生产率低,工件的累计误差大,操作不方便,由于该工件为大批量生产,方案二和方案三更具有优越性。该零件 6.3mm 的孔与外圆之间的最小距离为 2.85mm,大于此凸凹模允许的最小壁厚 ) ,可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料连续模。但复合模模具的形位精度和河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书5 尺寸精度容易保证,且生产率也高。尽管模具结构比较复杂但由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难。级进模虽生产率也高,但零件的冲裁精度稍差。欲保证冲压件的形位精度,需要在模具上设置导正销导正,故模具制造、安装较复合模复杂。通过对上述三种方按的分析比较,该零件的冲压生产采用方按二的复合模为佳。4 排样设计与计算设计复合模时,首先要设计条料排样图。根据工件的形状选择有废料排样,且为直对排的形式,虽然材料的利用率低于少废料和无废料排样,但工件的精度高,且易于保证工件外形的圆角。4.1 确定搭边与搭肩值搭边和搭肩值一般是由经验确定的,查表 2.5.2【1】 。取最小搭边值为 ,1.5am最小搭肩值 。ma14.2 确定零件的排样方案设计模具时,条料的排样很重要。分析零件形状可知,确定排样方案:条料从右至左送进,落料凸模的冲压力比较均匀,零件形状精度容易保证。条料的排样如图 2所示。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书6 图 2 排样方案4.3 计算送料步距和条料的宽度按如上排样方式:由公式计算如下: . mXB275.124所以确定条料的宽度 B 为 27mm步距 S.865.16所以步距为 18.5mm。4.4 计算材料的利用率根据一般的市场供应情况,原材料选用 200X400X0.7 的 H62 的铜板。每块可剪27X200 规格条料 10 条,材料剪切利用率达 96。材料利用率通用公式 【1】 10%nABS式中 A一个冲裁剪的面积 。2m河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书7 n 一个步距内的冲裁件数量。B条料宽度 2mS步距 。 材料利用率: = %16.705.1827/6.4/ BsnA5 计算冲压力和初选压力机5.1 冲裁工序总力的计算由工件结构和前面所定的冲压方案可知,本模具采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模。考虑到模具刃部被磨损、凸凹模不均匀和波动、材料力学性能及材料厚度偏差等因素的影响。本模具采用普通平刃口模具冲裁,其冲裁力 P 按下式计算:bPKLt式中 P冲裁力(KN) 。K系数,一般取 1.3 L冲裁件剪切周边长度(mm) 。t冲裁件材料厚度(mm)被冲材料的抗剪强度 。aMP上式中抗剪强度 与材料种类和坯料的原始状态有关,可在手册中查询,为方便河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书8 计算,可取材料的 ,故冲裁力表达式又可表示为:b0.8b1.3tPL查手册 【3】 H62 的 取极限值 b=450MPaba375MP:所以落料力 F=Lt b = KN97.2840192.冲孔力 F=Lt b =6冲孔时的推件力 F =nK F推 推 孔取直筒形刃口形式,由表 2.21 查的,h=5mm,则 n=h/t=5/0.7=7 个n同时卡在凹模的工件(或废料)数,其中 n=h/th凹模刃部直壁洞口高度(mm) ,t料厚( mm) 查表 2.7 得,K=0.05 所以推件力 F =nK F = 落推 推 孔 KN23.681705.料时的卸料力 F =K F卸 卸 落查表 2.7 得,K=0.03卸料力 F =K F =卸 卸 落 87.09.23.0所以总冲压力 F=F +F +F +F = 为保证落 孔 推 卸 KN87.53.026.1冲压力足够,一般冲裁压力机吨位应比计算的冲压力大 30%,即 F =,KNX03.78.5315.2 初选压力机压力机的公称压力必须大于或等于工序总力。查手册 【2】 初选开式可倾压力机参数初选压力机型号为 J23-16 和 J23-25,见表一。表一 所选择压力机的相关参数河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书9 型号 公称压力/kN滑块行程/mm最大封闭高度/mm工作台尺寸/mm可倾斜角/。封闭高度调节量/mmJ23-16 160 55 220 300450 35 45J23-25 250 65 270 370560 30 555.3 确定压力中心 用解析法求模具的压力中心的坐标。按比例画出零件尺寸,选用坐标系 XOY。如下图 3 所示。因零件左右对称,即 xc0。故只需计算 yc。将工件冲裁周边分成L1、L 2、L 3、L 4、L 10、L 11基本线段,求出各段长度的重心位置:L13mm Y 1=0L26mm Y 2=11.3mmL32.85mm Y 3=11.6mm 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书10 L42.25mm Y 4=15.97mm L52.25mm Y5=22.68m 图 3 压力中心的计算 97.1425.85.263 2068.9711.160346532 lylylylY河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书11 6 模具结构形式的选择与确定6.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采用倒装复合冲压,所以模具类型为倒装复合模。6.2 定位方式的选择因为该模具采用的是条料,所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁条料的定位。6.3 导向方式的选择为了提高模具寿命和工作质量,方便安装调整,该复合模采用后侧导柱的导向方式。6.4 卸料方式河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书12 该模具采用倒装结构,冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下。工件厚度为0.7mm,料厚相对较厚,卸料力也比较小,故可采用弹性卸料。6.5 送料方式采用手动送料。7 模具工作零部件刃口尺寸的计算该零件属于无特殊要求的一般冲孔落料件,外形尺寸由落料获得,小孔尺寸则由冲孔得到。查表 2.3.3 可 035.minZ049.axZ冲孔 6.3 的孔凸凹模刃口尺寸的计算;由于制作简单,精度要求不高,所以采用凸模和凹模分开加工方法制作凸凹模。其凸凹模刃口尺寸计算如下:查表 2.5 得凸凹模制造公差: 02.凸m02.凹校核 - =0.014,而 + =0.0449.maxZ35inZ02.凸m02.凹满足 的条件凹凸 i查表 2.6 得模具的精度等级为 IT14 级。查表 2.2【4】 取 0.5X7.1 冲裁 6.3 孔的凸、凹模刃口尺寸的计算凸模尺寸 02.02.0min 486)35.6()( txdt 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书13 凹模尺寸 02.02.02.min 836)35.48.6()( Zdta6.3 凸缘强度的校核:经查有关文献得:黄铜的抗疲劳强度 。凸模mpa6材料选用优质碳素工具钢淬火,其直径 d=6.3.凸模材料许用应力 .y18根据式(2.45) 得:4minyd27.0186.4mindd=6.3 0.27.故计算合理7.2 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的计算此落料件为形状较为复杂的零件,所以利用凸凹模配作法,这种方法有利于获得最小的合理间隙,放宽对模具的加工设备的精度要求。以落料凹模为基准件,由公差表查得工件个尺寸的公差等,确定 x采用配作法,计算凹模的刃口尺寸,首先是根据凹模磨损后轮廓变化情况正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大还是变小,还是不变这三种情况,然后分别按不同的计算公式计算。a、凹模磨损后会增大的尺寸-第一类尺寸 A第一类尺寸: 14max0()jAb、凹模磨损后会减小的尺寸-第二类尺寸 B第二类尺寸: 0max14()jBc、凹模磨损后会保持不变的尺寸 第三类尺寸 C第三类尺寸: min1(0.5)8jC其落料凹模的基本尺寸计算如下:第一类尺寸:磨损后增大的尺寸:河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书14 13.052.01 74).024( A625.0.075.1.6.253).( 落料凸模的基本尺寸与凹模相同,分别是 23.74mm,2.063,11.7 不必标注公差,但要在技术条件中注明:凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制,保证最小双面合理间隙值Zmin=0.100(落料凸模、凹模刃口部分尺寸分别见图 4、5)图 4 落料凹模刃口部分尺寸7.3 凸凹模的结构设计。本模具为复合冲裁模,除了冲孔凸模和落料凹模外,还有一个凸凹模。根据整体模具的结构设计需要,凸凹模的结构简图如图 6 所示。确定凸凹模安装在模架上的位置时,需要依据计算的压力中心的数据,使压力中心与模柄中心重合。校核凸凹模的强度:查表 2.23 得凸凹模最小壁厚为 ,而实际最小壁厚。m3.2故符合强度要求:凸凹模刃口尺寸按落料凹模尺寸配合,并保证双面间隙为 0.010-0.014mm。凸凹模上的孔中心与边缘尺寸的公差应比零件所标的精度高 3-4 级。即()mm。15.06河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书15 图 5 凸凹模设计河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书16 8 模具主要零部件设计8.1 工作零部件的结构设计8.1.1 落料凹模的设计凹模采用整体式凹模,各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。安排凹模在模架上的位置时,要依据计算的压力中心的数据,使压力中心与模柄中心重合。整体式凹模装于下模座上, 凹模高度可按经验公式计算,即凹模高度 H=Kb凹模壁厚 C=(1.52)H式中 b-凹模孔的最大宽度(但 B 不小于 15mm)C-凹模壁厚, 指刃口至凹模外形边缘的距离K=系数(查表 240 【5】 K=0.3)凹模高度 H=Kb=0.3X24=7.2mm 按表取标准值 H=10mm凹模壁厚 C= C=(1.52)H =15mm20mm凹模壁厚取 15mm。凹模宽度 mb6.3)28.10(凹模上螺孔到凹模外缘的距离一般取(1.72.0)d, 根据上述方法确定凹模外形尺寸须选用矩形凹模板 666015(JB/T7643.1) 【6】8.1.2 冲孔凸模的设计因为所冲的孔均为圆形,而且都不属于需要特别保护的小凸模,所以冲孔凸模采用台阶式。一方面加工简单,另一方面便于装配与更换。查表 1214 【5】 冲一个 孔的圆形凸模可选用标准件 B 型式。如图 7 所示。3.6河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书17 图 6 冲孔凸模的结构形式凸模长度一般是根据结构上的需要而确定的,其凸模长度用下列公式计算:L=h1+h2+h3+h式中 L凸模长度, mmh1凸模固定板高度,mmh2卸料板高度,mmh3导料板高度,mmh附加高度,一般取 1520mm冲裁 6.3mm 孔凸模尺寸及其组件确定和标准化(包括外形尺寸和厚度)凸模长度 L=12+8+2=22mm由小凸模刃口 d=11.15mm 查手册 【2】 表 2.54 可知 h=5mm, D1=6mm, D=4mm, L=22。小凸模强度校核 要使凸模正常工作,必须使凸模最小断面的压应力不超过凸模材料的许用压应力,河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书18 即对于圆形凸模 min4td式中 圆形凸模最小截面直径,mmmindt冲裁材料厚度,mm冲裁材料的抗剪强度,取 254Mpa【3】凸模材料许用强度,取 800Mpa【3】dmin = =0.9mm 所以承压能力足够。4t802547.抗纵向弯曲力校核对于圆形凸模(有导向装置)2max70dLF式中 Lmax 允许的凸模最大自由长度,mmF 冲模力,N凸模最小截面的直径,mm= =26.72mm 所以长度适宜。2max70dLF709.2凸模固定端面的压力q = AF式中q凸模固定端面的压力,MPaF落料或冲孔的冲裁力,N模座材料许用压应力(查表得 120160Mpa 【3】 )河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书19 q = =2.19MPa23.6407凸模固定板端面压力小于 120160Mpa,凸模固定板承受的压力合适。8.1.3 落料凸模(凸凹模)的设计结合工件外形并考虑加工,外形凸模用线切割机床加工成直通式凸模,用两个 M8的螺钉固定在垫板上,凸模按下式计算:L=h1+h2+h3+h其中: h1为固定板厚度(7 mm),h2为卸料板厚度(5mm),h3为导料板厚度(6 mm), h为附加长度,主要考虑凸模进入凹模的深度(1mm)及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间的安全距离(15mm20mm)等因素。所以:L=7+5+6+4=22 mm凸模固定板材料可用 45 钢,结构形式和尺寸规格见手册 【5】 表 15.57 可得66617。8.2 定位装置的设计与标准化 【6】8.2.1 挡料销及导料销的设计与标准化由设计结构可得该套模具所用挡料销与导料销的规格尺寸一样,根据手册 【4】 选用。型号:JB/T7649.9 625mm材料为 45 钢的圆柱挡料销,硬度 4348HRC挡料销位置设计:根据排样图与搭边值计算,当所选毛坯板料的一边完成冲裁之后。掉头冲板料的另一侧,板料余量恰好能冲出一个制件。所以挡料销位置不变,也不用使用使用挡料销。8.2.2 挡料销与导料销位置的确定由模具整体结构设计,导料销及导料销都应通过卸料板固定于模具的凸凹模上。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书20 且在模具闭合状态下,应高出卸料板 3mm【1】 。根据分析选用废料孔后端定位时挡料销位置如图 8 图 7 挡料销的位置8.2.3 导料销位置的确定导料销位于条料的同一侧,采用从右向左的送料方式,送料的方向导料销应装在后侧。8.3 卸料装置的设计及标准化 【7】8.3.1 弹性卸料板的结构形式模具采用倒装结构,选用手册 【6】 图 77(b)的卸料板形式。由表 78 查得弹性卸料板厚度为 5mm。装模具时卸料板孔与凸凹模得单边间隙为 0.10mm,在模具开启状态,卸料板应高出模具凸凹模工作刃口 0.30.5mm,以便顺利卸料,卸料板的工作行程为 3.5mm。8.3.2 卸料螺钉的选用采用圆柱头卸料螺钉 45 钢,热处理硬度 3545HRC规格 M590 JB/T7650.58.3.3 卸料弹簧的设计及选用在满足模具结构要求的前提下,保证所选用的弹簧能够满足给出所要求的作用力和河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书21 行程,所以本设计所选用的弹簧在装模和试模过程中依据所需的力进行选取.8.4 推件装置的设计与标准化 【5】8.4.1 刚性推件装置的设计与标准化本套模具的推件装置所需推件力大,且为了推件平稳可靠,应采用刚性推件装置。其结构形式见手册 【5】8.4.2 推件块的设计本推件块的端面外形应跟落料凹模的刃口形状一致,整体外形应设计成台阶式以便与凹模配合完成推件,而在冲裁时不致与把推件块推出滑到模外。推件块在自由状态下应高出凹模面 0.20.5mm。推件块和凹模的配合:由于外形件的相对尺寸较大,外形形状相对复杂,所以推件内形与凹模为间隙配合 H8/f8,推荐外形与凹模为非配合关系,属内导向。8.4.3 连接推杆的选用为了使推件装置推出平稳采用 3 根推杆。每根推杆所承受的力为:knpt 160.74/6.284/由手册查取适合本装置的推杆规格为:222mm 8.4.4 推板的设计由推出结构需要,推板适宜选用圆形即手册的 A 型。8.4.5 打杆的设计打杆选用带肩 A 型打杆与推板配合以起到平稳推件作用。其材料 45 钢 热处理硬度 4348HRC 规格: A1155mm JB/T7650.18.5 支撑固定零件的设计与标准化 【6】由凹模周界 L63mm,B=60mm,及卸料板的外形尺寸,材料选为 HT200,0I 级精度的河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书22 后侧导柱模架。技术要求按 JB/T80501999 的规定。8.5.1 模架的选用上模座标记:636320 GB/T2855.5下模座标记:636325 GB/T2855.68.5.2 凸模固定板的设计因凸凹模的尺寸较大所以直接用螺钉紧固在下模座上。凸模固定板的设计:为了保证安装、固定牢靠,凸模固定板必须有一定的厚度,由经验公式 【6】 计算凸模固定板厚度。H=(11.5)D=(11.5)11.215mm11.215mm16.823mm查手册 【6】 表 7-2 本模具取 H=7mm,其外形尺寸应与凹模的外形尺寸一致规格为66mm61mm7mm8.5.3 垫板的设计 【6】在本模具采用的弹性卸料装置中,上模座中设有推板等零件的装置和让位空间,会使的其厚度变薄,影响其抗压强度,所以应设一块垫板。其规格根据凹模外形尺寸选取 66mm61mm4mm。8.6 导向零件的设计与标准化 【6】本组模具采用的是后侧导柱模座只需两对相同型号的导柱导套。本模具冲裁间隙小应按 H6/h5 配合,材料选用 20 钢热处理要求渗碳深度 0.81.2mm,硬度 5862HRC ,技术要求按 JB/T80701995 的规定。导柱标记: 1690 GB/T2861.2导套标记: 166018 GB/T2861.28.7 紧固零件的设计与标准化 【6】河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书23 本模具采用螺钉固定,销钉定位。其具体数据如下:内六角圆柱头螺钉标记:GB/T70.1 M636螺钉标记:GB/T5782 M615销钉标记:GB/T11.21 8m6369 冲压设备的的选用通过前面的设计知道,上模座厚度 为 20mm,上模垫板厚度 为 4mm,固定H上 模 H垫板厚度 为 7mm,凸模长度 为 22mm,凹模厚度 为 15mm,下模座厚度 为H固 L凹 下 模25mm,凸模冲裁后进入凹模的深度 为 0.7mm。2h该模具的闭合高度:2LH凹闭 垫 上 模 下 模= m3.907.512740模具闭合高度 90mm,根据前面初选的压力机,选择 JC2325 型压力机,其工作台尺寸为 370560mm,最大闭合高度为 270mm,连杆调节长度为 55mm.最终经过校核,选择 JC2325 型压力机能满足使用要求。其主要技术参数如下:工称压力:250KN滑块行程:55mm最大闭合高度 270mm最大装模高度:250mm河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书24 连杆调节长度:55mm工作台尺寸(前后左右):360mm560mm垫板尺寸(厚度孔径):40mm210mm模柄孔尺寸:6075mm 最大倾斜角度:30 010 模具总装图由以上设计,可得到模具的总装图(装配图见附图) 。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模固定板、凹模板、推件块等组成。推件方式由刚性推件装置凭借压力机的压力来完成废料的推出。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料,以弹簧为弹性元件。其工作过程是:条料在送进模具时由挡料销限位,导料销导向,使得条料精确定位。模具在工作时,上模部分随压力机下行,当上模部分与条料接触时,卸料板起压料作用与凹模一起作用将条料压紧随上模下行,压力机滑块继续下行冲孔凸模进入凸凹模在压力及刃口作用下完成冲裁。压力机滑块回程,上模部分跟着一起上行,在打料杆等一系列推件装置的作用下将制件推出凹模腔内,冲孔废料从凸凹模型孔内落下,与此同时卸料板在弹簧恢复的作用下也将条料从凸凹模上拨落下来,完成卸料,卸料装置复位。条料再送进一个步距等待下一次回程冲裁。 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书25 图 8 模具装配图1 下模座 2 导柱 3 卸料螺钉 4 凸凹模 5 卸料板 6 活动挡料销7 凹模 8 导套 9 凸模固定板 10 连接打杆 11 上模座 12 螺钉13 打杆 14 模柄 15 推板 16 垫板 17 销钉 18 螺钉 19 冲孔凸模20 推件块 21 弹簧 22 螺钉 23 销钉河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书26 结束语焊片属于形状较为简单的冲压件,分析其工艺性,并确定工艺方案。根据计算确定本制件的排样方案及冲裁力,然后选取合适的压力机。本设计主要的设计要点是工件为外形是圆弧过渡,工件为非对称件,必须计算好压力中心使压力中心与压力机的滑块中心相重合。最后根据上面的设计绘出模具的总装图。毕业设计是大学三年学习中的最后一个实践环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。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。在完成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。对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、洛阳中国一拖的生产实习,我对于模具特别是塑料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实现了零的突破。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,将充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中,难免遇到了一定的困难,但在指导老师的悉心指导和自己的努力下,相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而且缺乏经验,设计中不妥之处在所难免,肯请各位老师指正。 致 谢首先感谢本人的导师原红玲老师,她对我的仔细审阅了本文的全部内容并对我的毕业设计内容提出了许多建设性建议。原红玲老师渊博的知识,诚恳的为人,她我受益匪浅,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,在这里我河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书27 向她表示真诚的感谢!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。感谢和我在一起进行课题研究的同窗同学,和他们在一起讨论、研究使我受益非浅。最后,我非常庆幸在三年的的学习、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】刘建超、张宝忠主编,冲压模具设计与制造。高等教育出版社,2004 年 6 月【2】王孝培主编,中国模具设计大典之冲压模具设计。江西科学技术出版社,2003年 1 月河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书28 【3】虞莲莲、曾正明主编,实用钢铁材料手册。机械工业出版社,2001 年 2 月【4】寇世瑶主编,互换性与测量技术。高等教育出版社,2004 年 7 月【5】冯炳尧,韩泰荣,殷振海,蒋文森编,模具设计与制造简明手册。上海科学技术出版社,1988 年 3 月【6】高军,李熹平,修大鹏主编,冲压模具标准件选用与设计指南.化学工业出版社,2007 年 7 月【7】薛啓翔主编,冲压模具与制造。化学工业出版社,2004 年 3 月【8】中国机床总公司编著,全国机床产品供货目录。机械工业出版社,2002 年 6 月【9】冯炳尧主编,模具设计与制造简明手册.上海科学技术出版社,1985 年 6 月【10】王孝培主编,冲压手册。机械工业出版社,1988 年 2 月
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