2799 焊片冲压工艺及模具设计
2799 焊片冲压工艺及模具设计,冲压,工艺,模具设计
河南机电高等专科学校毕 业 设 计 说 明 书毕业设计题目:焊片冲压工艺及模具设计系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具 042 学生姓名 司永富 学 号 0412224 指导教师 王强 于智宏 2007 年 5 月 20 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 : 司永富 学 号: 0412224 设计(论文) 题目: 焊片冲压工艺与模具设计 起 迄 日 期: 2007 年 03 月 20 日 06 月 18 日 指 导 教 师: 王强 于智宏 2007 年 03 月 20 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:本设计是来源于实际生产,达到能够独立的完成一个冲压模具的过程,在设计期间,能够独立的查阅有关资料,并熟悉设计为以后设计跟复杂的模具积累一定的经验。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)冲压件的结构工艺分析;(3)焊片模具设计,并编写设计说明书一份;(4)绘制模具总装图一张,并画出非标准零件的所有零件图;原始资料:零件件图及其尺寸见说明书,材料:黄铜生产批量: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 日河南机电高等专科学校毕 业 设 计 评 语学生姓名:司永富 班级: 模具 042 学号: 0412224 题 目: 焊片模具设计及其制造 综合成绩: 指导者评语:指导者(签字) : 年 月 日毕 业 设 计 评 语评阅者评语:评阅者( 签字): 年 月 日答辩委员会(小组)评语:答辩委员会(小组)负责人( 签字): 年 月 日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 司永富 学 号 0412224 指导教师 王强 于智宏课题名称 焊片冲压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:所在专业意见:负责人: 年 月 日机械加工工艺过程卡(模具专业冲压模具课题适用)产品型号 零(部)件图号 04机械加工工艺过程卡片 产品名称 零(部)件名称 凹模材料牌号 Cr12MoV毛坯种类棒料毛坯外型尺寸 200x170x28 备注工时工序号 工序名称工 序 内 容车间 工段 设备 工 艺 装 备准终 单件1 下料 210x180x32 金工2 锻造 201x171x29 金工3 退火 消除锻造后的内应力,改善其加工性能金工4 刨(铣) 厚度留余量 0.50.8 金工5 平磨 磨平上下两个平面 金工6 划线 按形孔及其它安装孔划线金工7 钳工 钻出穿丝孔 金工8 插(铣) 金工9 钳工 加工螺孔 金工10 热处理 淬火 回火 5458HRC 金工11 平磨 磨平上下两平面,表面粗糙度值应小于 Ra1.6金工12 电火花切割按图样编制切割程序,并将程序输入计算机金工13 研光 使工作表面光洁 金工设计日期审核日期标准化日期会签日期标记记数更改文件号签字 日期 标记 处数更该文件号冲压课程设计说明书第 1 页绪 论目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后,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。1.1 国内模具的现状和发展趋势1.1.1 国内模具的现状我国模具近年来发展很快,据不完全统计,2003 年我国模具生产厂点约有 2 万多家,从业人员约 50 多万人,2004 年模具行业的发展保持良好势头,模具企业总体上订单充足,任务饱满,2004 年模具产值 530 亿元。进口模具 18.13 亿 美元,出口模具4.91 亿美元,分别比 2003 年增长 18%、32.4%和 45.9%。进出口之比 2004 年为3.69:1,进出口相抵后的进净口达 13.2 亿美元,为净进口量较大的国家。在 2 万多家生产厂点中,有一半以上是自产自用的。在模具企业中,产值过亿元的模具企业只有 20 多家,中型企业几十家,其余都是小型企业。 近年来, 模具行业结构调整和体制改革步伐加快,主要表现为:大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品;专业模具厂数量增加,能力提高较快;三资及私营企业发展迅速;国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业发展迅速,但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足:第一,体制不顺,基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用,私营企业近年来发展较快,国企改革也在进行之中,但总体来看,体制和机制尚不适应市场经济,再加上国内模具工业基础薄弱,因此,行业发展还不尽如人意,特别是总体水平和高新技术方面。 第二,开发能力较差,经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低,水平较低,且不重视产品开发,在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值冲压课程设计说明书第 2 页约合 1 万美元,国外模具工业发达国家大多是 1520 万美元,有的高达 2530 万美元,与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理,真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三,工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备,但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多,特别是设备数控化率和CAD/CAM 应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因,引进设备不配套,设备与附配件不配套现象十分普遍,设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低,带来中国模具企业钳工比例过高等问题。第四,专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响,许多模具企业观念落后,模具企业专业化生产水平低,专业化分工不细,商品化程度也低。目前国内每年生产的模具,商品模具只占 45%左右,其馀为自产自用。模具企业之间协作不好,难以完成较大规模的模具成套任务,与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低,标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响,对模具制造周期影响尤甚。 第五,模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本,国产模具钢与国外进口钢相比,无论是质量还是品种规格,都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差,也直接影响模具水平的提高。1.1.2国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展,但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距,尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年,中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面: 1) 模具日趋大型化; 2)在模具设计制造中广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术; 3)模具扫描及数字化系统; 4)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率; 5)发展优质模具材料和先进的表面处理技术; 冲压课程设计说明书第 3 页6)模具的精度将越来越高; 7)模具研磨抛光将自动化、智能化; 8)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程; 9)开发新的成形工艺和模具。1.2国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备,在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中,6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性,是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年,全球模具市场呈现供不应求的局面,世界模具市场年交易总额为 600650 亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到 50%以上;国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。2004 年中国模协在德国访问时,从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会(VDMA)工模具协会了解到,德国有模具企业约 5000 家。2003 年德国模具产值达 48 亿欧元。其中(VDMA)会员模具企业有 90 家,这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%,可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展,国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才,他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 万美元左右,而国外模具工业发达国家大多 1520 万美元,有的达到 2530 万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上,而我国才达到 45冲压课程设计说明书第 4 页目 录绪论11.1 国内模具的现状和发展趋势11.1.1 国内模具的现状1.1.2国内模具的发展趋势1.2国外模具的现状和发展趋势3第一章制件的工艺性分析42.1 分析零件的冲压工艺性42.2 制件的外形分析 5 第二章工艺方案的确定5第三章主要工艺参数计算 3.1 排样的设计与计算 53.2 冲压力的计算并初步选取压力机的吨位63.3 冲裁力的计算63.4 冲压设备的确定83.5 压力中心的确定及相关计算83.6 工作零件忍口尺寸计算9 第四章模具总体设计14 4.1 模具的类型选择144.2 主要零部件的设计144.3 模柄的设计214.4 固定板的设计224.5 垫板的设计224.6 卸料板的设计234.7 螺钉或销钉的设计244.8 模架及其他零部件的设计24 冲压课程设计说明书第 5 页第五章.模具总装图及工作原理26第六章模具总装与调试27 第七章结束语28致谢 28参考文献 29 冲压课程设计说明书第 6 页第一章制件的工艺性分析1.1分析零件的冲压工艺性零件图(1)材料: 黄铜板,具有良好的冲压性能。(2)工件结构:该零件的形状相对比较简单,为避免工件变形和保证模具强度,孔边距不能过小,其最小许可值当取:C0.8 t 根据已知工件的尺寸可得:C1=2.8 t=3 所以工件的尺寸符合上述要求。冲孔时因受凸模强度限制孔的尺寸不应太小,否则凸模易折断或压弯,查模具制造手册而知 2.7.2 表制件上孔的直径当大于或等于 0.35 倍的料厚,即d0.35t,由任务书零件图易于看出工件尺寸符合要求(3)尺寸精度:冲裁件上的未注公差等级定为 IT14 级,冲裁件的断面粗糙度值与材料塑性、厚度,冲裁间隙,刃口锐钝及冲模结构相关,工件厚度为 3mm,其断面粗糙冲压课程设计说明书第 7 页度值为 12.5m(4)结论:可以冲裁。2.2 制件的外形分析(1)冲裁件的外形转角:冲裁件的外形无尖锐角,均圆弧过渡,查模具制造手册 2.7.1 知此圆角过度有利于模具加工,不会引起热处理开裂和冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损的现象。(2)在冲裁件的形状和尺寸方面:此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为黄铜板 9,厚度 3mm,适合冲裁。由零件图可以知道:零件的结构简单。这样可以使的排样废料最少。外形/内孔避免了尖锐的清角, 。最小孔径适宜,孔边距未超过极限值。冲压课程设计说明书第 8 页第二章冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序,可以有三种工艺方案:方案一:先落料,后冲孔。采用单工序模生产。方案二:落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三:落料-冲孔级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单,但需两道工序两副模具,成本高而生产效率低,难以满足该零件的年产量需求,当然更难以满足顾客的要求。方案二只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证,工件的精度及生产效率都较高,但模具强度不足,无法冲出合格工件,模具易损坏,并且冲压后成品留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作不方便。 方案三也只需一副模具,可以减少模具和设备的数量,提高生产率。并且操作安全,便于实现冲压生产自动化,在大批量生产中效果显著,工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较,该工件的冲压生产采用方案三为佳。冲压课程设计说明书第 9 页第三章主要工艺参数计算3.1 排样的设计与计算A 排样图的确定:合理的排样是提高材料利用率、降低成本,保证冲件质量及模具寿命的有效措施。设计级进模,首先要设计排样图。由于零件的外形,参考冲压手册表 2-16 确定其排样方式为直对排或者是直排。其排样图如图所示: A 排样方案图B 搭边值的确定:搭边值对冲裁过程及冲裁件质量有很大的影响,因此一定要合理确定搭边数值。查表 2-18 得:最小工艺搭边值 a(沿边)=2.2mm a 1(工件间)= 2.5 mmC 冲压材料规格的确定:查 P506 表 8-12,宜选用 390mm600mm 的黄铜板。D 材料利用率的确定:冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料利用率。如上图所确定的排样方案,该方案条料宽度为 39mm,步距为 30mm。每张钢板可裁 10 张条料,一个步距的材料利用率分别为 68。每张条料可冲 20 个工件,冲压课程设计说明书第 10 页每张钢板总的材料利用率为 70。3.2 冲压力的计算并初步选取压力机吨位(1)冲裁力的计算冲裁力的大小随凸模进入材料的深度(凸模行程)而变化,本模具采用普通平刃口模具冲裁,其冲裁力 F 按下式计算:F= KLt b该模具采用级进模,冲裁好的工件由落料孔落下,所以采用下出件。冲压力的相关计算见下表 1。根据结果冲压设备拟选用 J23-10。表 1 条料及冲压力的相关计算项目 公式 结果冲裁件的面积 AA=62-3.22+76+414+72-1/221 2+424-522265.476mm2条料宽度 BB=34.1+22.2+0.5 39mm步距 S S=13+2 15mm排样一个步距的材料利用率= %10BSnA68%查表 2.5.2,最小搭边值 a=1.5mm,a1=1.2mm;采用无侧压装置冲压力冲裁力F=KLt b=1.36003200468000N冲压课程设计说明书第 11 页(2)冲压设备的确定通过校核,选择开式双柱可倾压力机 J23-50 能满足使用要求。其主要技术参数如下表。公称压力/KN 500发生公称压力时滑块离下极点距离/mm 4滑块固定行程/mm 60滑块调节行程/mm 60/8标准行程次数(不小于)(次/min) 135(快速型)发生公称压力时滑块离下极点距离/mm 1.5(快速型)滑块行程/mm 30(快速型)行程次数(不小于)(次/min) 300(最大闭合高度)固定台和可倾/mm 180闭合高度调节量/mm 50(标准型)滑块中心到机身距离(吼深)/mm 130(标准型)工作台尺寸(左右前后)/mm 360240(标准型)工作台孔尺寸(左右前后)/mm 18090(标准型)工作台孔尺寸(直径)/mm 130(标准型)立柱间距离(不小于)/mm 180模柄孔尺寸(直径深度)/mm 3484工作台板厚度/mm 50倾斜角(不小于)() 303.3 压力中心的确定及相关计算为保证压力机和模具正常工作,必须使冲模的压力中心与压力机的滑块中心相重合。否则在冲压时会使冲模与压力机的滑块歪斜,引起凸、凹模间隙不均匀和导向零件加速磨损,造成刃口和其他零件的损坏,甚至会引起压力机导轨的磨损。影响压力机的精度,对于形状简单而对称的工件如矩形、圆形、正多边形,其冲裁的压力中心与工件的几何中心重合。结合零件图,该零件图上部是圆其压力中心位于其圆心,下部是直线段其压力中心位于直线段的中线,冲裁件的压力中心即为工件的几何中心。该工件的冲裁力不大,为便于模具的加工和装配,模具中心选在工件的几何中心。若选用 J23-50,工件的几冲压课程设计说明书第 12 页何中心仍在压力机模柄孔投影面积范围内,满足要求。3.4 工作刃口的计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前,首先要考虑工作零件的加工方法及模具的装配方法。结合该模具的特点,工作零件的形状相对简单,适宜采用线切割机床分别加工冲孔凸模、凸凹模、凸模固定板以及卸料板,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算,具体计算见下表 2。表 2 工作零件刃口尺寸计算尺寸及分类 尺寸转换 计算公式 计算结果 备注DT= 0.241812 0.621DA= 0.3696 0.62 DA= 0.154 0.42 DA= 0.1536914 0.341 DA= 0.8519 0.429 DA= 0.157924 0.34 DA= 0.342落料2DT=minmaxZDA=max磨损系数 X=0.5,模具按 IT8 级制造。校核满足 T+ A (Z max-Zmin)冲压课程设计说明书第 13 页0.42 DA= 0.157928 0.369 DA= 0.928冲孔 LA=7 0.0775DT=mindDA= iZ凹磨损系数为 X=0.75DT= 0.246DA= +0.367孔心距7 0.317LA= 8LA=7 0.0755该零件在弯曲前属于无特殊要求的一般冲孔落料件,外形尺寸由落料 获得,而中间的小孔尺寸则是由冲孔得到。查表 2.3.3 而知:Zmin = 0.210mm Zmax = 0.270mmZmax Zmin = 0.114mm设凸、凹模分别按 IT9、 IT10 级精度制造,分别计算 Dt. DA如下(1)冲 6.4mm 的小孔maxin0.4TZmaxin0.6AZd = 0i+T= 0.246.751= 0.249d =A0minATZ= .3606.1冲压课程设计说明书第 14 页= 0.367校核:|T|+|A| Zmax-Zmin0.024+0.0360.270-0.210 0.06 =0.06 满足公差间隙条件(2)冲孔距尺寸Ld=L11/8=70.125 20.31=70.0755(3)落料计算:冲压课程设计说明书第 15 页工件尺寸图落料时采用凸模与凹模配做法,以落料凹模为基准件以下尺寸属于 A 类尺寸。L = A0maxAD= .03612.54= 0.3678D =A/40maxX= .85.2= 0.8537E =A/40max.62.0.6F =A/40maxDX.72.580.76G =A/40max冲压课程设计说明书第 16 页0.924.5360.98H =A/40maxDX.151.20.15879J =A/40max.085.30.751落料时采用凸模与凹模配做法,以落料凹模为基准件以下尺寸属于 B 类尺寸。0/4maxACD0.52.20.5冲压课程设计说明书第 17 页第四章模具总体设计4.1 模具的类型选择(1)由冲压工艺分析可知,采用级进模,所以模具类型为级进模。定位方法的选择(2)因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料销,导料板。控制条料的送进步距采用挡料销定距,因为零件的尺寸精度的要求不是很严格,此定位方法完全可以满足要求。卸料、出件方式的选择(3)因为工件的厚度为 3mm,相对较薄,卸料力也不是很大 ,可采用卸料板卸料,又因为是级进模生产,所以采用下出件的方式比较便于操作与生产率的提高。导向方式的选择(4)为提高模具寿命和工件质量,方便安装调整及送料的方便,该模具采用后侧导柱的导向方式。4.2 主要零部件设计(1)工作零件的结构设计 落料凸模冲压课程设计说明书第 18 页落料凸模草图结合工件外形并考虑加工,将落料凸模设计成台阶式,采用线切割机床加工,4个 M12 的螺钉固定在垫板上,其与凸模固定板的配合为 ,其总长为 60 mm,经56mH校核计算凸模的强度足够。 冲孔凸模因为所冲的孔为圆形,而且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,另一方面由便于装配与更换。其中 6.4mm,可选用标准件 A 型式(尺寸为 6.484mm) 。冲 6.4mm 孔的凸模结构可参考零件图。冲压课程设计说明书第 19 页冲孔凸模草图凸模长度的校核计算:F= F=1.3tL=468000N经校核计算凸模的强度足够。 凹模的设计在本模具中采用螺钉和销钉将凹模直接固定在下模座上,凹模刃口为直壁式 ,凹模采用销钉和螺钉固定时要保证螺钉(或沉孔)间、螺孔与销孔间及螺孔与凹模刃壁间的距离不能太近,否则会影响模具的寿命。壁厚 40 查表 2.9.4 确定凹模厚度为40 mm凹模采用整体式结构,各冲裁的凹模孔均采用电火花线切割加工,安排凹模在模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式 2.9.3、2.9.4 计算:凹模厚度 H=kb=0.3534=22mm凹模壁厚 c=(1.52)H=3344mm冲压课程设计说明书第 20 页取凹模厚度 H=28mm 凹模壁厚度 c=40mm凹模宽度 B=170 mm凹模长度 L 取 200(送料方向) 凹模轮廓尺寸为 200170 mm40mm,草图如下:凹模草图(2)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位置。在本模具中采用的是条料,所以选用导料板和固定挡料销来实现对冲裁条料的定位。导料销一般设两个,并位于条料的同一侧。从左向右送料时,导料销装在右侧,从前先后送料时导料销装在左侧。导料销在本模具中直接 安装在凹模板上。在装配图中很容易看到。固定挡料销同样起定位的作用,用它挡住搭边或冲件轮廓,以限定条料的送进距离。在本模具中试用固定挡料销,其结构简单、制造容易,在模具中广泛应用作定距;但冲压课程设计说明书第 21 页其存在着缺点:销孔距离凹模刃壁较近,削弱了凹模的强度。固定挡料销草图在首件冲裁之前,用手将始用挡料块压入以限定条料的位置,在以后各次冲裁中,放开始用挡料块,始用挡料块被弹簧弹出,不再起挡料作用,而靠固定挡料销对条料定位。冲压课程设计说明书第 22 页始用挡料块草图落料凸模下部设置 1 个导正销,使用挡料销可以消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差,冲裁中,导正销先进入冲孔中,导正条料位置,保证孔与外形相对位置公差的要求,次导正销借用工件上 6.4mm 的孔作导正孔。导正应在卸料板压紧板料之前完成导正,考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面 1mm,所以导正销直线部分的长度为 1.8mm。导正销采用 安装在落料凸模端面,导正销导正部分与导67rH正孔采用 配合。其中此零件可以采用标准件 A 型(具体结构及尺寸可查表67hH2.9.7) 。 冲压课程设计说明书第 23 页导正销草图(3)导料板的设计冲压课程设计说明书第 24 页导料板草图导料板的内侧与条料接触,外侧与凹模齐平,导料板与条料之间的间隙取 1mm,这样就可确定了导料板的宽度,导料板的厚度按表 2.9.7 选择。导料板采用 45 钢制作,热处理硬度为 4045HRC,用螺钉和销钉固定在凹模上。导料板的进料端安装有承料板。4.3 模柄的设计 冲压课程设计说明书第 25 页模柄草图本模具采用模柄将上模固定在压力机的滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是:一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合,安装可靠;二要与上模正确而可靠的连接。在本模具中选用压入式模柄,通过螺纹与上模座连接并加螺丝防止转动。这种模柄可较好的保证轴线与上模座轴线垂直。模柄材料通常采用 Q235 或 Q275 钢,在此选用 Q235 钢.其支撑面应垂直于模柄的轴线(垂直度不应超过 0.02:100)。模柄在本模具选用标准尺寸,并根据前文压力机的参数确定模柄的直径和长度。现制草图如下并标明其具体尺寸:4.4 固定板的设计 将凸模或凹模按一定相对的位置压入固定后,作为一个整体安装在上模座上。在本模具中只有凸模需要由固定板来固定。冲压课程设计说明书第 26 页固定板的厚度一般取凹模厚度的 0.60.8 倍,其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同,需考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸凹模安装孔与凸凹模采用过渡配合H7/m6、H7/n6,压装后将凸凹模端面和固定板一起磨平。现选用标准凸模固定板尺寸为:200mm170mm20mm固定板草图4.5 垫板的设计垫板的作用是直接承受凸模的压力,以降低模座承受的单位压力,防止模座被局部压陷,影响凸模的正常工作。垫板的外形尺寸和模板相同,厚度取 8mm冲压课程设计说明书第 27 页垫板草图4.6 卸料板的设计卸料板用在卡在凸模上的冲裁件或废料,卸料板的周界尺寸与凸凹模的周界尺寸相同,厚度为 16mm。卸料板采用 45 钢制造,淬火硬度为 2328HRC。冲压课程设计说明书第 28 页卸料板草图4.7 螺钉或销钉的设计螺钉和销钉都是标准件,设计模具时按标准选用即可。螺钉用于固定模具零件,一般选用内六角螺钉,销钉起定位作用。螺钉、销钉规格应根据冲压力大小、凹模厚度等确定。4.8 模架及其他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,以凸凹模周界尺寸为依据,选择模架规格。导柱 d/mmL/mm 分别为 25180,32160;导套 d/mmL/mmD/mm 分别为 255020,326024。冲压课程设计说明书第 29 页模架草图上模座的厚度 H 上模 取 20mm,上模座垫板的厚度 H 垫 取 6mm,固定板的厚度取10mm,下模座的厚度 H 下模 取 25mm,那么,该模具的闭合高度:H 闭 =H 上模 +H 垫 +H 下模 +H+L-h2=(20+6+25+25-2+55)=129mm式中:L-冲孔凸模长度,L=55mm;H-凹模厚度,H=25mm;h2-凸模冲裁进入凹模的深度,h 2=2mm。可见该模具闭合厚度小于所选压力机 J23-10 的最大装模高度(250mm) ,可以使用。10.模具强度校核 冲孔凸模查表 2.9.2 可得强度校核公式 L270 ;压应力的校核公式 d 。其Fd2 凹t4中 d=6.4mm,t=3mm,F=468000N,=200Mpa, 压 =700Mpa。将上述数据带入上面公式可得以下结论:该冲孔模具的强度以及压应力均符合要求。 落料凹模对于其结构及尺寸的设计,均按生产经验公式设计。这样就可以完全落料凹模符合强度的要求。冲压课程设计说明书第 30 页 落料凸模由于采用级进模,为避免冲孔废料的积聚。所以,对于凹模采用锥形刃口。这样可以保证模具的壁厚符合最小壁厚(0.7mm)的要求。而对于其尺寸的设计确定,则参考了冲孔凸模的设计。查表 2.9.2 的强度校核公式 L1180 ,d 。FJ凹其中 F=468000N, 压 =700Mpa,J=7mm 4。将上述数据带入上面公式可得以下结论:该凸凹模的强度以及压应力均符合要求。11.模具总装图及工作原理通过以上设计,可得到这套模具的总装图。模具的上模部分主要有上模板、垫板、落料凸模、冲孔凸模、凸模固定板等组成。下部分由下模座、凹模、凹模固定板、卸料板等组成。卸料方式采用固定卸料,以橡胶为弹性元件。冲孔废件从漏料孔中漏出,工件从凹模中落下。模具总装图工作原理:条料送进时采用固定挡料销进行定位,而有导料销和导料板保证送料沿正确的方向送进。当条料送到指定位置时,上模在压力机的作用下进行冲压。冲压课程设计说明书第 31 页当冲压完成时,上模上行回程,卡在落料凸模上的废料由弹性卸料板卸下,工件从凹模中落下。然后,再开始下一个行程。12.模具的总装与试冲模具装配,就是把组成模具的零部件按照图纸的要求连接或固定起来,使之成为满足一定成形工艺要求的专用工艺装备。模具装配图及验收技术条件是模具 装配的依据,构成模具的所有零件,包括标准件、通用件及成形零件等符合技术要求是模具装配的基础,但是,并不是有了合格的零件,就一定能装配出符合设计要求的模具,合理的装配工艺及装配经验也很重要。模具装配过程是模具制造工艺全过程的关键环节,包括装配、调整、检验和试模。在装配时,零件或相邻装配单元的配合和连接均需按装配工艺确定的装配基准进行定位与固定,以保证它们之间的配合精度和位置精度,从而保证模具凸模与凹模精密均匀的配合、模具开合运动及其他辅助机构(如卸料、送料等)运动的精确性,进而保证制件的精度和质量,保证模具的使用性能和寿命。模具的装配精度一般由设计人员根据产品零件的技术要求、生产批量等因素确定。对于冲模而言,主要有凸凹模间隙,上下模座底面的平行度,导柱导套配合精度等。总装时,根据模具装配图的技术要求,完成模具的模架、凹模部分、凸模部分等分装之后,即可进行总装配。首先应根据主要零件的相互依赖关系,以及装配方便和易于保证装配精度要求来确定装配基准件,例如复合模一般以凸凹模作为装配基准件,级进模以凹模作为装配基准件;其次,应确定装配顺序,根据各个零件与装配基准件的依赖关系和远近程度确定装配顺序。装配结束后,要进行试冲,通过试冲发现问题,并及时调整和修理直至模具冲出合格零件为止。1.通读设计图样,了解级进模的结构特点。本模具的装配工艺要点是:在一付模具中有规律的安排 2 个工序进行连续冲压,同时保证落料和冲孔用凸、凹模间隙的均匀;导正销工作可靠,且卸料板能及时卸下工件2. 查对各零件已完成装配前的加工工序,并经检验合格。3.确定装配方法和装配顺序。经查对认定模具零件已加工完成,可采用直接装配方法。结合模具结构特点,对凹模、凸模先进行分组装配,再进行总装配。选用以凹模为基准件,先装配上模,再装配下模及辅助零件,步骤如下:(1) 模架的装配模架的装配主要是指导柱和导套的装配,导柱与导套之间采用过盈配合,导柱压入下模座,导套压入上模座,装配后的模架,上模座沿导柱上、下移动应平稳,无阻碍现象。冲压课程设计说明书第 32 页压入上、下模座的导套、导柱,离其安装面应有 1-2mm 的距离,压入后应牢固,不可松动。(2) 下模的装配凹模装在下模座上,对正中心。(3) 上模装配以凹模为基准,按冲裁间隙,均匀找正凸模位置,将凸模与固定板、垫板装合,保证,间隙均匀。(4)装卸料板、承料板和条料导向、定位销等。试冲模具装配以后,必须在生产条件下进行试冲。通过试冲可以发现模具设计和制造的不足,并找出原因,对模具进行适当的调整和修理,知道模具正常工作冲出合格制件为止。冲裁模具经试冲合格后,应在模具模板正面打刻编号、冲模图号、制件号、使用压力机型号、装配钳工工号、制造日期等,并涂油防锈后经检验合格入库。13.设计总结通过冲压课程设计,我进一步巩固了冲裁理论知识。并且也加深了相关理论知识的认识。同时熟练掌握了专业工具书的使用方法。在整个过程中,增强了自己的动手能力及独立思考解决问题的能力。当然,由于本人水平有限及缺乏生产实际经验,该设计难免存在不足之处。希望老师对此提出批评意见,在此表示万分的感谢。冲压课程设计说明书第 33 页致谢感谢我的指导老师于老师,她对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。于智宏老师渊博的知识,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。毕业设计是我们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。它在我们的学习中占有重要的地位。通过这次毕业设计使我在温习学过的知识的同时又学习了许多新知识,对一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。在学校中,我们主要学的是理论性的知识,而实践性很欠缺,而毕业设计就相当于实战前的一次演练。通过毕业设计可是把我们以前学的专业知识系统的连贯起来,使我们在温习旧知识的同时也可以学习到很多新的知识;这不但提高了我们解决问题的能力,开阔了我们的视野,在一定程度上弥补我们实践经验的不足,为以后的工作打下坚实的基础。通过对焊片冷冲模的设计,我对冲裁模有了更为深刻的认识,特别是这种冲孔落料模具的设计。在模具的设计过程中也遇到了一些难以处理的问题,虽然设计中对它们做出了解决 ,但还是感觉这些方案中还是不能尽如人意,如压力计算时的公式的选用、凸、凹模间隙的计算、卸件机构选用、工作零件距离的调整,都可以进行进一步的完善,使生产效率提高。历经近二个月的毕业设计即将结束,敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。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,请教各位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。冲压课程设计说明书第 34 页从陌生到开始接触,从了解到熟悉,这是每个人学习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,为将来的事业奠定坚实的基础。在这次设计过程中得到了老师以及许多同学的帮助,我受益匪浅。在此,再次感谢各位老师特别是我的指导老师于智宏老师在这一段时间给予无私的帮助和指导,并向他们致于深深的敬意,对关心和指导过我各位老师表示衷心的感谢!冲压课程设计说明书第 35 页参考文献1陈锡栋、周小玉主编.实用模具技术手册 M.北京:机械工业出版社,20012李绍林、马长福主编.实用模具技术手册 M.上海科学技术出版社,19983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,20004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,20045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.19996翟德梅主编.模具制造技术 M.河南机电高等专科学校7王芳主编.冷冲压模具设计指导 M. 北京:机械工业出版社,19988任嘉卉主编.公差与配合手册 M. 北京:机械工业出版社,20009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,200310彭建声、秦晓刚编著.模具技术问答 M. 北京:机械工业出版社,199611 Williams. D.J. : Advanced tool materials in the drawing of metals. Shceet Metal.Ind. ,Nov. 1983 12Kondo K.Parametric and Interactive Geometric Modeler Formechanical.Computer-Aeded Design.1990(10)文献种类和格式说明:1 主 要 责 任 者 .文 献 题 目 M.出 版 地 :出 版 社 ,出 版 年 . 起 止 页 码 (任 选 ). ( 专 著 /书 M) 2 主 要 责 任 者 .文 献 题 目 D.出 版 地 :出 版 者 ,出 版 年 . 起 止 页 码 (任 选 ).( 学 位 论 文 D-dissertation) 3 主 要 责 任 者 .文 献 题 名 J.刊 名 ,年 ,卷 (期 ): 起 止 页 码 . ( 期 刊 /杂 志 J)4 标 准 编 号 ,标 准 名 称 S. ( 标 准 S-standard) 5 主 要 责 任 者 .电 子 文 献 题 名 电 子 文 献 / 载 体 类 型 标 识 .电 子 文 献 的 出 处或 可 获 得 地 址 ,发 表 或 更 新 日 期 /引 用 日 期 (任 选 ).冲压课程设计说明书第 36 页摘要与 Abstract 排版样式: (空 1 行)摘 要(约 300 字) (新起一页)(标题为小 4 号黑体,内容为小 4 号宋体,均不加黑,英文为Time New Roman,论文内容均为单倍行距)(空 1 行)(空 1 行)关键词:(关键词 3-5 个)(空 2 行)ABSTRACT(与中文摘要接排)(空 1 行)冲压课程设计说明书第 37 页(空 1 行)Key Words: 目录排版样式: (空 1 行)目 录(新起一页)(空 1 行)(一级标题为小 4 号黑体,二级标题为小 4 号宋体,均不加黑)摘要. .I绪论. 1第 1 章.21.1 31.2 .31.3.3第 2 章. .32.1 .32.2 .72.5.9冲压课程设计说明书第 38 页致谢.26参考文献.26附录. .28正文排版样式:(正文字体为小 4 号宋体,数字和英文为 Time New Roman) (空 1 行)(正文不少于 1 万字,此页起为论文第 1 页, 页码位于右下脚)绪论(各章均新起一页)第 1 章 (新起一页)(空 1 行)1.1 引言(空 1 行)冲压课程设计说明书第 39 页1.1.1(空 1 行)1.2 (空 1 行)1.2.1 (空 1 行)(空 1 行)1.2.2 (空 1 行)一.1.(1) (空 1 行)1.5 (空 1 行)冲压课程设计说明书第 40 页致谢(新起一页)(约 200 字)(空 1 行)(空 2 行)冲压课程设计说明书第 41 页参考文献(新起一页)(空 1 行,以下内容中文为五号宋体,英文和数字为 Times New Roman)1 武良臣,王裕清,赵俊伟.无心轴新型托辊的研制.煤矿机械, 1996(4):37-382冲压课程设计说明书第 42 页毕业设计(论文)的内容及装订程序毕业设计说明书(论文)的内容及装订程序依次为:1封面(含作者、论文题名、指导教师姓名、专业技术职务等)2摘要(含中、外文摘要及关键词)3目录4插图和附表清单(需要时)5符号、 标志、 缩略词、首字母、术语等汇集表(需要时)6正文(含引言或绪论)7结论8致谢9参考文献10附录(需要时)11结尾部分(需要时)
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