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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:傅琳 学 号: 0312207 设计(论文)题目: 正装下顶出落料模 起 迄 日 期: 2006年 3月10 日 5 月 10 日 指 导 教 师: 原红玲 发任务书日期: 2006 年 3 月 10 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:模具毕业设计是一个重要的专业教学环节,这个数学环节的目的: (1)帮助学生具体运用和巩固模具设计与制造课程及相关的理论知识,了解设计冲压模的一般程序。 (2)是使学生能够熟练地运用有关技术资料,如冷冲模国家标准、模具设计与制造简明手册、冷冲压模具结构图册及其它有关规范等。 (3)训练学生初步设计冷冲压模具的能力,为以后的工作打下初步的基础。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):冲压模课程设计按以下内容进行。 (1)拟定冲压工序安排方案、画出冲压工序图、画出待设计模具的排样图(2)计算冲裁力、确定模具压力中心、计算凹模周界、确定待设计模具的有关结构要素、选用模具典型组合等,初选压力机吨位; (3)确定压力机吨位; (4)设计及绘制模具装配图; (5)设计及绘制模具零件图; (6)按规定格式编制设计说明书; (7)课程设计面批后或答辩。 技术要求: 保证制件的孔心距820.2mm;凸凹模的双面间隙0.0180.024 工作要求: 见河南机电高等专科学校03级毕业设计要求所在专业审查意见:负责人: 年 月 日系部意见:系领导: 年 月 日绪 论模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备,属于高新技术产品。作为基础工业,模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用,在国际上称为“工业之母”。近十年来,随着国民经济的快速发展,作为工业品基础的模具行业,也得到了蓬勃发展,已成为国民经济建设中的重要产业。据统计,我国(未包括台湾、香港、澳门)现有模具厂已超过1700家,从业人员达60多万人。模具分为冲压模具、热锻模具、塑料模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等。其中,冷冲压模具历史悠久、用途广、技术成熟,在各种模具中所占比重最多。汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场,占整个市场的60%以上。例如,一种车型的轿车共需模具4000套,价值达2亿元到3亿元;单台电冰箱需要模具生产的零件约150个,共需模具约350套,价值约400万元;单台彩电大约有150个零件需用模具生产,共需具约140套,价值达700万元。其中所需模具大部分为冷冲压模具。冲压是在室温下。利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法。也叫冷冲压.在冲压过程中,将材料加工成零件的一种特殊工艺装配,称为冲压模具。冲模是在实现冲压加工中必不可少的工艺装配,与冲压件是“一模一样”的关系,若没有符合要求的冲模,就不能生产出合格的冲压件:没有先进的模具,先进的冲压成型工艺就无法实现。在冲压零件的生产中,合理的成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是比不可少的三要素。与切削加工相比,冷冲压靠模具和设备完成加工过程,所以具有生产效率高、加工成本低、材料利用率高 、产品一致性好、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点。一台普通冲压设备每分钟可生产零件好几十件 ,而高速冲床的生产率可大每分钟数百件甚至上千件。因此,大批量生产的机械、电子、轻工等产品,都大量使用冷冲压零件。在国防方面,飞机、导弹、各种枪支与炮弹等产品中,冷冲压加工的零件比例也是相当大的。随着汽车和家用电器等行业的飞速发展,在工业发达的国家,对发展冷冲压生产给予了高度重视。据近年来的统计,美、日等发达国家的模具工业年产值已经超过机床工业产值的6%12%。由于 冷冲压不需要加热,也不想切削加工那样,将大量的金属切成碎屑而消耗大量能量,所以它是一种节能的加工方法;冲压制品所用的原材料是冶金厂大量生产的廉价的钢板和钢带,在冲压加工中材料表面质量不受破坏,故冲压件的表面质量好,着是任何其他加工方法所不能竞争的。冲压模具作为制造产品(或半产品)的一种工具,其作用是完成某种工艺。模具设计必须满足工艺要求,最终满足产品的形状、尺寸和精度的要求。因此冲压设计师必须掌握冲压工艺,包括冲压工艺的分类、各种工艺计算、工艺制订等基础知识,而后才可以选择模具的类型,进行模具设计,使模具的类型、结构及尺寸等满足工艺及产品的要求。冷冲压工艺大致分两类:分离工序和成型工序。分离工序的目的是在冲压过程中将冲压件与板料按一定的轮廓线进行分离:分离工序又可分为落料、冲孔和剪切等。成型工序的目的是使冲压毛胚在不破坏其完整性的条件下产生塑性变形,并转化成产品所需要的形状:成形工序又分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀形、扩孔、缩孔和旋压等。冷冲压模具是冲压生产的主要工艺设备。冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等,与模具结构及设计是否合理关系极大。未来冲压模具制造技术发展趋势:模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项:(1) 全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步,普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟,各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度;进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能,实现技术资源的重新整合,使虚拟制造成为可能。(2) 高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工,大幅度提高了加工效率,并可获得极高的表面光洁度。另外,还可加工高硬度模块,还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展,对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3) 模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能,大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统,可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上,实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据,用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、(4) 电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术,这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术,它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样),因此不再需要制造复杂的成型电极,这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5) 提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高,估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。(6) 优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。(7) 模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作,以提高模具表面质量是重要的发展趋势。(8) 模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合;配有随行定位夹具或定位盘;有完整的机具、刀具数控库;有完整的数控柔性同步系统;有质量监测控制系统。作为一名未来的模具设计工程师,这次冲压模具的设计,就是我工作前进行模具设计的一次练习,是我对自己三年所学知识的一次综合性运用;使我将所学的知识系统的连贯起来。在老师的指导下,进一步认识到自己的不足,进而加以提高。这次设计使我对冲压模具的设计规程有了更加深入的了解,认识到了冲压模具在社会生产领域中的重要性,这让我对自己所从事的工作充满了自豪感,对自己的以后的工作充满了希望和信心。我以后一定会尽自己最大的努力,在模具制造和设计的这一行业中做出最大的贡献,为我国的模具事业发展奉献自己微薄的力量。由于资料收集不足,文字水平有限,在设计中难免有许多不尽人意之处,还恳请老师给予引导指正。目录绪论插图清单表格清单第1章 设计内容及要求.11.1 制件图、材料及要求.1第2章 冲裁工艺的分析2第3章 主要设计计算33.1 排样方式的确定.33.2 毛胚的确定.33.3 冲裁力的计算 33.3.1 冲裁力 33.3.2 压力中心的确定及相关尺寸的计算4 3.4 工作零件刃口尺寸的计算 5-6第4章 模具总体设计及主要零部件设计 74.1 模具结构的选择 74.2 卸料弹簧的设计与计算 74.3 冲压设备的选择 84.4 模具总体的设计 8 4.4.1 模具类型的选择 8 4.4.2 定位方式的选择 .8 4.4.3 导向方式的选择.8 4.5 主要零部件的设计.8 4.5.1 工作零件的结构设计8 4.5.2 落料凸模的设计.9 4.5.3 落料凹模的设计 9 4.5.4 定位零件的设计.9 4.6 卸料部件的设计10 4.6.1 卸料板的设计11 4.6.2 卸料螺钉的选用11 4.6.3 顶件装置11 4.7 模具总装图.11 4.8 模具工作零件的加工工艺.11第5章 模具的装配与调整.125.1 主要配件的装配.125.1.1 模柄的装配.125.1.2 凸模的装配125.1.3 弹压卸料板的装配.125.2 总装图 135.3 冲裁模试冲的缺陷和调整.13-14第6章 结论.15致谢 16参考文献17附录18 正装下顶出单工序落料模 摘要冲压模具作为制造产品(或半产品)的一种工具,其作用是完成某种工艺。模具设计必须满足工艺要求,最终满足产品的形状、尺寸和精度的要求。因此冲压设计师必须掌握冲压工艺,包括冲压工艺的分类、各种工艺计算、工艺制订等基础知识,而后才可以选择模具的类型,进行模具设计,使模具的类型表面质量、尺寸精度结构及尺寸等满足工艺及产品的要求。冷冲压工艺大致分两类:分离工序和成型工序。分离工序的目的是在冲压过程中将冲压件与板料按一定的轮廓线进行分离:分离工序又可分为落料、冲孔和剪切等。成型工序的目的是使冲压毛胚在不破坏其完整性的条件下产生塑性变形,并转化成产品所需要的形状:成形工序又分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀形、扩孔等。冷冲压模具是冲压生产的主要工艺设备。冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等,与模具结构及设计是否合理关系极大。关键词: 落料、塑性变形、工艺计算、工艺制订、表面质量、尺寸精度 Just pack a single work preface to fall to anticipate the mold AbstractHurtle a kind of tool of press the molding tool conduct and actions manufacturing product( or the half product), its function is to complete a certain craft. Therefore hurtling to press designer must control to hurtle to press the craft, the classification, various craft calculation, craft that includes to hurtle to press the craft establishes etc. the foundation knowledge, just can choose the type of the molding tool and then, carry on the molding tool design, make the type, structure and size etc. of the molding tool satisfy the request of the craft and product.Cold hurtle to press the craft to divide mostly two type: Separate the work preface and model the work preface. Purpose that separates the work preface is at hurtle to ran over the distance lieutenant general to hurtle to press the piece and planks to anticipate to press certain outline line to carry on the separation: Separating the work preface can is divided in to fall to anticipate again, blunt bore and shear to slice etc. The purpose that models the work preface is to make hurtle to press the hair , the creation transforms under the condition of not break its integrity, and convert the shape that product need: Take shape the work preface and is divided into the flection and pull deep, turn over the side, turn over the bore, bulge form and expand the bore, etc. Cold hurtle to press the molding tool is main craft equipments that hurtles to press to produce. Hurtle the surface quantity, size accuracy, rate of production and the economy performance etc. of press the piece, with the molding tool structure and designs whether the reasonable relation is biggest.Keyword: Fall to anticipate, plastic deformation, the craft calculation, craft establish, surface quantity, size accuracy机械加工工艺过程卡(模具专业冲压模具课题适用)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号02产品名称凹模零(部)件名称 凹模材料牌号 Cr12MoV毛坯种类棒料毛坯外型尺寸140备注凸模配制工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工 艺 装 备工时准终单件1下料140,长65mm金工普通锯床0.52锻造锻方形体,L210,B125 H65金工空气锤13退火消除锻造后的内应力,并改善其加工性能金工74刨(铣)刨成六面体,厚度留余量0.40.6mm金工25平磨磨上下两平面及相邻两侧面,对角尺达到Ra0.631.25金工16划线钳工按型孔及其他安装孔划线金工17钳工钻出穿丝孔金工0.58插(铣)金工9钳工加工螺孔金工210热处理淬火 回火 5862HRC金工711平磨磨上下两平面,表面粗糙度值应小于Ra0.8金工212电火花切割凹模按图样编制切割程序,并将程序打成纸带,将纸带输入计算机金工设计日期审核日期标准化日期会签日期13研光是工作表面光洁金工标记记数更改文件号签字日期标记处数更该文件号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廖传强学 号0312118指导教师原红玲选题情况课题名称正装下顶出落料模难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无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)开题报告学生姓名: 傅琳 学 号: 0312207 专 业: 模具设计与制造专业 设计(论文)题目: 正装下顶出落料模 空调垫片的冲裁 指导教师: 原红玲 2006年5月1日毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,撰写1500字左右(本科生2000字左右)的文献综述(包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发):毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,撰写1500字左右(本科生2000字左右)的文献综述(包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发):文 献 综 述模具毕业设计是一个重要的专业教学环节,这个教学环节的目的: (1)帮助学生具体运用和巩固模具设计与制造课程及相关的理论知识,了解设计冲压模的一般程序。 (2)是使学生能够熟练地运用有关技术资料,如冷冲模国家标准、模具设计与制造简明手册、冷冲压模具结构图册及其它有关规范等。 (3)训练学生初步设计冷冲压模具的能力,为以后的工作打下初步的基础。一、中国模具的发展现状 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。 随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一,模具制造技术现已成为衡量一国制造业水平的标准。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件,并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。二、中国模具行业发展前景巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。 1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元,今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。 汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。1999年,国内汽车年产量为183万辆,。保有量为1500万辆,预计到2005年汽车年产量将达300万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长,特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如,到2005年汽车行业将需要各种塑料件36万吨,而目前的生产能力仅为20多万吨,因此发展空间十分广阔。 家用电器,如彩电、冰箱、洗衣机、空调等,在国内的市场很大。目前,我国的彩电的年产量已超过3200万台,电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了1000万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。 其它发展较快的行业,如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求,都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用三、未来冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项:(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术(2)高速铣削加工(3)模具扫描及数字化系统(4)电火花铣削加工(5)提高模具标准化程度(6)优质材料及先进表面处理技术(7)模具研磨抛光将自动化、智能化(8)模具自动加工系统的发展 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告本课题的研究思路(包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段(途径)及进度安排等):一、设计过程具体步骤如下:1.审题目借阅参考书2.工艺分析及工艺方案确定包括对工件外形结构的分析,工件材料的分析及工艺方案的比较选定。3.工艺计算对垫片件的冲压力、卸料力、顶件力的计算。4.模具结构确定5.绘制草图6.模具工作部分尺寸计算主要是落料凹模、落料凸模的主要刃口尺寸的计算。7.拆画零件图除导柱、导套、螺钉、销钉等标准件之外,一切非标准标都需要拆画零件图。8. 绘制正式模具装配图9. 编制工作零件加工工艺10. 编写设计说明书11. 设计总结准备答辩二、实施方案及主要研究手段1. 审题及查阅文献资料;2. 主要结构计算;3. 模具结构设计;3. 利用AutoCAD制图;4. 撰写设计说明书;5. 校对改正准备答辩。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告指导教师意见:1对“文献综述”的评语:2对本课题的研究思路、深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测: 指导教师: 年 月 日所在专业审查意见: 负责人: 年 月 日插图清单1 工件图.12 排样图.23 零件轮廓分析图.44 凹模零件简图.6表格清单1 毛胚尺寸计算表32 工作零件凹模刃口尺寸计算表.53 弹簧数据表.74 冲裁模试冲的缺陷和调整表.13 河南机电高等专科学校毕业设计说明书/论文第1章、设计内容及要求1.1 制件图、材料及要求零件名称:空调垫片材料:30钢 厚度:0.3mm生产批量:大批量设计方案:单工序正装下顶出落料模冲压完成图纸要求:1、 一张装配图(计算机绘图)2、 零件图3、 说明书不少于10000字第2章、冲裁件的工艺分析分析该零件的尺寸精度,其两孔中心距的尺寸及公差820.2mm,按1表2.7.5查得,用一般精度的模具可达到的两孔中心距公差为0.15mm,即可满足零件的精度要求,从零件的形状.尺寸标注及生产批量等情况看,也均符合冲裁的工艺要求,并且只需一次落料即可,图中的孔距远大于最小孔距a2t的要求工件其它尺寸的公差未标注,全部视为自由公差,为IT12的尺寸精度一般的普通冲裁能够满足工件的要求。冲压工艺方案的确定该工件包括落料,切边两个基本工序,可有以下三种工艺方案:方案一:落料。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:冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。方案一:模具结构简单,只需一副模具,生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求;方案二:模具制造的精度高,成本高,难以满足大批量生产要求。方案三也只需要一副模具,但要两道工序,模具制造的成本也高,加工复杂。通过对以上三种方案的分析比较,该件的冲压生产采用方案一为佳。但由任务书可知,对于这个工件要求采用单工序正装下顶出落料冲裁模进行冲裁。第3章、主要设计计算3.1 排样方式的确定根据零件的形状和复杂程度,我采用直排的方式排样。3.2 毛胚的确定计算冲裁件的面积SV=(126+82)22+222-21422-7mm=4566.02 mm,下面对毛胚的搭边值进行确定,各部分尺寸的确定由1P65表2.5.2查得侧面a=2mm,工作间a1=1.5mm由零件图和排样图可以计算条料的宽度B=130mm,一个步距的长度为s=35.5mm可得下表:项目公式结果备注冲裁件的面积AA=(126+82)22+22/2-21422- 774566.02查表2.5.2搭边值a=2.0a1=1.5采用侧压装置条料宽度BB=126+22130步距SS=34+1.535.53.3 冲裁力的计算 3.3.1 冲裁力 该模具采用单工序落料模,拟选择弹性卸料卸下工件,冲压力的计课本P65表2.5.2课本P65表2.5.2课本P65表2.5.2课本P65表2.5.2课本P65表2.5.2课本P65表2.5.2课本P65表2.5.2算如下,由1p69可得冲裁力课本P65表2.5.2课本P65表2.5.2 课本P65表2.5.2: F=KLtb式中:F冲裁力L是冲裁周边的长度,这里面为总长度=126mm+82mm+22mm +14mm+412mm=369.34mmt材料的厚度为0.3mmb材料的抗剪强度取500MPaK安全系数是考虑到实际生产中,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1.3。根据以上数据得计算可得F=N下面我们分别对卸料力、推件力和顶件力进行计算:卸料力Fx=KxF推件力Ft=nKtF顶件力Fd=KdF式中:F为冲裁力为72.02KNkx卸料力系数Kt推件力系数Kd顶件力系数有1得他们分别取0.05、0.63和0.08n同时卡在凹模内的冲裁件或废料的个数课本P65表2.5.2,取h=1.2mm 则n =h/t=1.2/0.3=4可得Fx=3.6KN Ft=181.49KN Fd=5.76KN因为采用的弹性卸料和上出料方式,由1P71(26.7)可知冲压的总工艺力为F总=Fx+ Fd +F=81.38KN3.3.2 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,为了尽可能保证模柄轴线、压力机滑块的中心和压力中心重合,依次防止偏载对模具和压力机带来的损害。按比例画出工件形状,将工件轮廓线分为L1,L2.L5的基本线段,并选定坐标系XOY,计算步骤如下:a 建立坐标系XOY如图所示,因工件左右对称,其压力中心一定在对称轴Y上,即X0=0b 确定各个凹模的压力中心在XOY坐标系中的坐标:L1=126-214=98(mm);Y1=0L2=6(34-22)=72(mm):Y2=1/2(34-22)=6(mm)L3=27=44(mm)Y3=26.4(mm)L4=222/2=69.08(mm)Y4=32.69(mm)L5=82(mm)Y5=34(mm)Y0=16.96(mm)3.4 工作零件刃口尺寸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装配方法。结合该模具的特点,工作零件的形状相对较简单,适宜采用线切割加工凸模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配合加工的方法来计算,具体计算见表如下 工作零件凹模刃口尺寸的计算尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注落料126 34 R22 126Ad=(A-X)126d=(126-0.50.87)=125.57(mm)34d=(34-0.50.62)=33.69(mm)22d=(22-0.50.43)=21.79(mm)125.57查1P55表2.3.2得间隙值Zmin=0.018,Zmax=0.024;查2P56表3-8得因子X=0.53433.692221.7914R1414Bd=( B-X)14d=(14+0.5 0.43)=14.22(mm)14.2214.22孔心距82820.2Cj= (Cj+0.5)82d=(81.8+0.50.4) 0.05=820.05(mm)820.05凸模的刃口尺寸按凹模的实际尺寸配制,并保证双面间隙为0.0180.024mm。凹模具的外形尺寸:参考2P97(4-7)和式(4-8),取凹模的厚度H=21mm,凹模壁厚C=35mm. 凹模具零件简图如下:第4章、模具总体设计及主要零部件设计4.1 模具结构的选择 由零件图分析该模具采用正装下顶出落料模。条料的送进,由两个导料销控制去其方向,由挡料销12控制其进距。卸料采用弹性卸料装置,将废料从凸模上卸下。同时由装在模座之下的顶出装置实现上出件,通过调整螺母19压缩橡胶17,可调整顶件力。由于该弹性顶出装置在冲裁时能压住工件,并及时地将工件从凹模内顶出,因此可使冲出的工件表面平整。适用于厚度较薄的中、小工件的冲裁。4.2 卸料弹簧的设计与计算根据模具结构初定6根弹簧,每根弹簧分担的卸料力为3601N/6=600N。根据预紧力Ppre(400N)和模具尺寸,由设计质料中选出序号5761的弹簧,其最大工作负荷Pmax为720N,大于600N。 校验是不是满足HmaxZmax.查质料中的弹簧规格及负荷曲线。并经过计算可得下列数据:由表4-6中数据可知,序号5961的弹簧均满足HmaxZtotal,根据模具结构确定使用59号弹簧。该弹簧规格为:外径:D=36mm,钢丝直径:d=5.0mm.自由高度:H0=80mm装配高度:H2=H0-Hpre=80-17=63mm弹簧数据表序号H0(mm)H1(mm)Hmax= H0- H1Hpre(Ppre=600N)Ztotal=Hpre+HW+Hrep574530.214.81017.3586040.219.81320.3598052.827.21724.36010065352330.36113083.846.23037.3 注:HW=t+1=0.3+1=1.3 mm, Hrep=6 mm模架选用后侧导拄标准模架:上模座:LBH=200mm200mm45mm下模座:LBH=200mm200mm50mm导拄:dL=32mm160mm,导套:dLD=32mm105mm43mm模架的闭合高度:170210mm; 垫板厚度:10 mm; 凸模固定板厚度:16 mm上模底板厚45 mm弹簧露出高度:33(为63-10-16-4)mm; 卸料板厚度:14 mm; 凹模厚度:21mm; 下模底板厚:50 mm模具的闭合高度:Hd=45+10+16+33+14+20+50+1.3=189.3mm4.3 冲压设备的选择选用开式双拄可倾压力机 J23-16公称压力:160KN; 滑块行程:55 mm; 闭合高度:220 mm;闭合高度调节量:45 mm 滑块中心线至床身距离:160 mm; 工作台高度尺寸:300 mm450 mm。底板厚度:40 mm; 模柄孔尺寸:40 mm60 mm。4.4 模具的总体设计4.4.1 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正装下顶出落料模。4.4.2 定位方式的选择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,无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距,由操作者利用导料销和挡料销实现精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定的余量,可以靠操作工来目测定。4.4.3 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整等因素该落料模采用后侧导柱的导向方式。4.5 主要零部件的设计4.5. 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:一张模具装配图4.5.2 落料凸模的设计根据制件的零件图可以知道落料凸模的结构,其总长L可根据具体设计按如下方式计算:L=H1+h2+t+h=16+14+0.3+33=63.3mm其中:H1为凸模固定板厚16mmh2为卸料板的厚度14mmt为料厚0.3mmh为附加长度取33mm,凸模材料:Cr12MoV 淬火 凸模(5660)HRC 凹模(5862)HRC4.5.3 落料凹模的设计结合工件外形并考虑加工,采用线切割机床加工凹模,6个M10的螺钉固定在模板上,具体尺寸如下:凹模的设计凹模采用整体凹模,各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模在模架的位置时,要根据压力中心的数据,将压力中心和模柄中心重合,下面对其轮廓尺寸进行计算:凹模的厚度 H=KB 根据1表4-34取K=0.16 由1P104表2.9.5 则H=0.16126=20.16mm b=126mm此为最小值圆整到21mm即H=21mm所以凹模的壁厚取35mm取凹模厚度为21mm凹模的宽度 C 取=34+235=104mm凹模的长度 L 取=35+35+126=196mm即凹模的轮廓尺寸为10419621结构详图如下所示:4.5.4 定位零件的设计 落料凹模的下部设置两个导料销,借助中间挡料销进行导正,导料销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凹模端面1.3mm,导料销露出凹模端面部分的长度为4mm。导料销采用H7/m6安装在落料凹模端面,导料销导正部分与导正孔采用H9/h9配合。挡料销采用H7/m6安装在落料凹模端面,与卸料板的配合为H9/h8,露出凹模端面高度为3 mm。起定距的挡料销选用标准件,规格为816mm 材料 45钢 (43-48)HRC。圆柱销(GB119-76)材料35钢 热处理 HRC28-384.6 卸料部件的设计4.6.1 卸料板的设计卸料板上设置4个卸料螺钉,选用标准件为M12100mm,螺纹部分为1612mm。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卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同,厚度为14mm。卸料板采用45钢制造,淬火硬度为4045HRC,尺寸如下图。4.6.2 卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉M12100mm,d为16mm,螺纹部分为1612 mm。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。4.6.3 顶件装置 顶件装置一 般是弹性的。其基本组成有顶杆,顶件块和装在下模底下的弹顶器,弹顶器可以做通用的,其弹性元件是弹簧或橡胶,如图所示。这种结构的顶件力容易调节,工作可靠,冲件平直度较高。推件块或顶件块在冲裁过程中是在凹模中运动的零件,它有如下要求:模具处于闭合状态时,其背后有一定的空间,以备修模和调整的需要;模具处于开启状态时,必须顺利复位,工作面高出凹模平面,以便继续冲裁;它与凹模和凸模的配合应顺利滑动,不发生干涉。为此,推件块和顶件块与凹模为间隙配合,其外形尺寸一般按公差与配合国家标准h8制造,也可以根据板料厚度取适当间隙。推件块和顶件块与凸模的配合一般呈较松的间隙配合,也可以板厚取较适当间隙。橡胶的选用原则 a 为保证橡胶正常工作,所选橡胶应满足预压力要求: F0 Fd式中 F0 -橡胶在预压缩状态下的压力(N) Fd -顶件力(N)b 为保证橡胶不过早失效,其应许最大压缩量不应超过其自由高度的45%,一般取 H2=(0.350.45)H0式中 H2 -橡胶应许的总压缩量(mm) H0 -橡胶的自由高度(mm) 橡胶的预压缩量一般取自由高度的10%15%即 H1=H2-H0=(0.10.15)H0式中 H0 为橡胶预压缩量(mm)故 H1=H1-H2=(0.250.35)H0 而 H1= H+ H 式中 H-顶件块的工作行程(mm),H=t+1,t为板料厚; H-凸模刃口修模量(mm)c 橡胶高度与直径之比应按下式校核: 0.51.54.7 模具总装图通过以上的设计,可得到如图 所示的模具总装图:模具上模部分主要由上模垫板、凸模、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用卸料螺钉弹性卸料。下模部分由下模座、凹模、顶件器等组成。成品件由顶件器顶出、落料废料由卸料板卸下。条料送进时采用活动挡料销和落料凹模上安装的两个导料销,利其进行导正,以此作为条料送进的精确定距。操作时完成第一步冲压后,把条料抬起向前移动,把落料孔套在在活动挡料销上,并向前推紧,冲压时再由凹模上的导料销和挡料销配合再作精确定距。活动挡料销位置的设定比理想的几何位置向前偏移,冲压过程中粗定位完成以后,当用导料销作为精确定位时,由导料销上圆锥形斜面再将条料向后拉回约0.2mm 而完成精确定距。用这种方式定距。精度可达到0.2mm 4.8 模具工作零件的加工工艺本副模具,模具零件加工的关键在工作零件、固定板以及卸料板,若采用线切割加工技术,这些零件的加工就变得相对简单。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:凸、凹模,卸料板等零件均是需要淬硬的零件,凸、凹模淬硬以前,在模架的上、下模板上进行装配,在凸、凹模板上划出各个孔的圆孔的线,并根据设计划出压力中心线,使压力中心线与上、下模座中心线对,钻、攻螺孔,将上、下模座、凸凹模进行校配,校正导料销间距后,钻、铰销钉孔。将凸、凹模、固定板和卸料板热处理淬硬(在淬硬以前要加工出穿丝孔)后,进行线切割加工,用平面磨床磨平后重新装配。 第5章 模具的装配和调整 要制造出一副合格的冷冲模,除了要保证模具零件的加工精度外,还必须做好装配工作。装配就是按照规定的技术要求把所有零件连接起来,使之成为合格的模具。装配是模具制造的过程的一个重要环节,装配质量的好坏直接影响冲件的质量和模具的使用寿命。例如,在加工凸模和凹模的尺寸已达到要求,但是,如果装配时调整不好,将造成间隙不均匀,甚至冲制出不合格的冲件。5.1 主要组件的装配:5.1.1 模柄的装配 因为这副模具的模柄是从上模座的下面向上压入的,所以在装凸模固定板和垫板之前,应装好模柄。模柄与上模座的配合要求是H7/m6。装配时,先在压力机上将模柄压入,再加工定位销钉孔或螺纹孔。然后,把模柄端面突出的部分磨平或锉平。安装好模柄后用角尺检查模柄与上模座上平面的垂直度。5.1.2 凸模的装配凸模与固定板的配合要求为H7/m6。装配时,先在压力机上将凸模压入固定板内,检查凸模的垂直度,然后将固定板的上平面与凸模尾部一齐磨平,为了保持凸模刃口锋利,还应将模的端面磨平。5.1.3 弹压卸料板的装配 弹压卸料板起压料和卸料作用。装配时,应保持它与凸模之间有适当的间隙,其装配方法是,将弹压卸料板套在已装入固定板的凸模内,在固定板与卸料板之间垫上平行垫片,并用平行夹板将它们夹紧,然后,按照卸料板上的螺纹孔在固定板上投影,拆开后钻固定板上的螺钉穿过孔。5.2 总装配根据装配要点,先装上模,再装下模,并调整间隙、试冲、返修。具体的装配如下:首先,凸、凹模的预装配,这个过程就是仔细检查一下各凸模形状及尺寸以及凹模形孔,是否符合图纸要求的尺寸精度、形状。并且将各凸模分别与相应的凹模孔相配合,检查其间隙是否加工均匀。不合适者应重新修磨或更换。这一步也是相当重要的,防止因为一些较小的错误而造成装配的不能顺利进行。凸模的装配,为了下一步装配的方便,因为落料模的凸模的部分比较复杂,所以要先装配凸模的部分,即将各个凸模插入到的相应孔内。然后,将凸模压入固定板凸模固定板的相应孔内,在垫板上钻孔,将外型凸模固定在垫板上,在与卸料板穿在一起。然后放在一边待用。其次,装配下模,在以装好的下模上放等高的垫铁,再在凹模中放入0.1mm的纸片。下面预装下模座,划出凹模板相应螺孔、销孔位置,并钻绞螺孔、销孔。用螺钉将固定板组与下模座连接在一起,但不要拧紧,然后,复查凸凹模间隙并调整合适后,紧固螺钉。切纸检查,合适后打入销钉。再次,上模的装配,装配的过程和前面加工过程一样,总结起来就是要先把要装配的各个部分定位划线,再淬火,线切割加工。具体为,将上模部分的所用部件固定在上模座上,根据设定的零部件的相对位置定位,并根据划出压力中心线,使压力中心线与上模座中心线对正、钻、攻螺孔,将下模座、凸凹模、进行校配,校正导尺间距后,钻、铰销钉孔。5.3 冲裁模试冲的缺陷和调整模具装配好后,必须在生产条件下进行试冲。冲出的工件按冲压的零件产品图或试样进行检查验收。在检查验收过程中,如发现各种缺陷,则要仔细分析,找出原因,并对模具进行适当的调整和修整,然后再试冲,直到模具正常工作并得到合格的冲件为止。最后,装机试冲并根据试冲结果作相应的调整。直到试冲合格后,将模具连同合格制件一同归库。 冲裁模试冲时的缺陷产生的原因调整方法 送料不畅通或料被卡死(1) 凸模与卸料板之间的间隙过大,使搭边翻扭(2) 侧刃与侧刃挡块不密合形成方毛刺,使条料卡死根据情况锉修或重装导料板;减小凸模与导料板之间的间隙重装导料板修整侧刃挡块消除间隙刃口相咬(1) 上模座、下模座、固定板、凹模、垫板等零件安装面不平行(2) 凸模、导柱等零件安装不垂直(3) 导柱与导套配合间隙过使导向不准(4) 卸料板的孔位不正确或歪斜,使冲孔凸模位移修整有关零件,重装上模或下模重装凸模或导柱更换导柱或导套修整或更换卸料板 卸料不正常(1) 由于装配不正确,卸料机构不能动作。如卸料板与凸模配合过紧,或卸料板倾斜而卡紧(2) 弹簧或橡皮的弹力不足(3) 凹模有倒锥度造成工件堵塞修整卸料板、顶件器等零件更换弹簧或橡皮修整凹模冲件质量不好:(1) 有毛刺(2) 冲件不平(3) 落料外形和内孔位置不正,成偏位现象(1) 刃口不锋利或淬火硬度低(2) 配合间隙过大或过小(3) 间隙不均匀使冲件一边有显著带斜角毛刺合理调整凸模与凹模的间隙及修磨工作部分的刃口(1) 凹模有导锥度(2) 顶件块和工件接触面过小(3) 导正钉与预冲孔配合过紧,使冲件压出凹陷修整凹模更换顶件块修整导正销(1) 挡料销位置不正(2) 落料凸模上的导正销的尺寸过小修整挡料销更换导正销第6章 结论本课程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再复习老知识的同时学到了许多新知识,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手册、模具制造简明手册、模具标准应用手册等队要设计的问题进行查询,我了解了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。通过对正装下顶出落料模的设计,使我对落料模有了深刻的认识,特别是这种正装下顶出落料模具的设计。落料模的主要零件的加工一般比较简单,多采用线切割进行加工,设计中很多数值不容易从纯理论的角度精确的计算出来,多需要在试模后再进行调整。在模具的设计过程中也遇到了一些难以处理的问题,虽然对它们做出了解决 ,但是感觉这些方案还是不能尽如人意,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,都还可以进行进一步的调整,使生产效率提高。因为工件的形状较规对压力的计算可以用公式直接计算,卸件可以采用卸料板和顶件器弹出制件,减少了设计的工作量。由于能力有限,设计中难免有疏漏之处,恳请老师给予指正。致谢光阴似箭,岁月如梭,三年的大学生活一晃而过,而我也即将离开可敬的老师和熟悉的同学踏入不是很熟悉的社会中去。在这毕业之际,作为一名工科类学校的学生,做毕业设计是一件必不可少的事情。毕业设计是一项非常繁杂的工作,它涉及的知识非常广泛,很多都是书上没有的东西,这就要靠自己去图书馆查找自己所需要的资料;还有很多设计计算,这些都要靠自己运用自己的思维能力去解决,可以说,没有一定的毅力和耐心是很难完成这样复杂的工作。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。由于资质有限,很多知识掌握的不是很牢固,因此在设计中难免要遇到很多难题,由于有了课程设计的经验及老师的不时指导和同学的热心帮助下,克服了一个又一个的困难,使我的毕业设计日趋完善。毕业设计虽然很辛苦,但是在设计中不断思考问题,研究问题,咨询问题,一步步提高了自己,一步步完善了自己。同时也汲取了更完整的专业知识,锻炼了自己独立设计的能力,使我受益匪浅,我相信这些经验对我以后的工作一定大有益处。最后,再次感谢各位老师特别是我的指导老师原红铃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,以后到社会上我一定努力工作,不辜负他们给予我的知识和对我们寄予的厚望!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. 20042. 吴泊杰 主编 冲压工艺与模具 电子工业出版社.20043. 王孝培 主编 冲 压 手 册 机械工业出版社.20024.冲模设计手册编写组 冲模设计手册 机械工业出版社.19995.许发樾 主编 使用模具设计与制造 机械工业出版社.20026.彭建声 主编 简明模具工实用技术手册 机械工业出版社.1993 7.黄毅宏 主编 模具制造工艺 机械工业出版社.19998王树勋 主编 模具实用技术设计综合手册 华南理工大学出版社.19979.陈锡栋 周小玉主编 实用模具技术手册 机械工业出版社.2002 10薛严成 主编 公差配合与技术测量 机械工业出版社.200411.模具实用技术丛书编委会编 冲模设计应用实例 机械工业出版社.2000 12. 模具标准应用手册附录主要零件的标准号及选用材料零件名称 标准号 选用材料 热处理HRC 上托、底座GB2855.581Q235 导柱A32h5X160 GB2861.181T10A渗碳5862 导套A32H6X105X43T10A渗碳5864 顶杆GB2867.381454348 弹簧GB20898065Mn4348 卸料螺钉GB2867.681453540 螺栓A34348 螺母A3Q235 螺钉GB7080454348 模柄A30X70 GB2862.181Q235 挡料销GB2866.1181454348 导料销GB2866.1181454348 销钉GB11985A34348 圆柱销GB119-7635283819
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