保温瓶内胆底冲压工艺模具设计【工艺过程卡】
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凸模固定板制造工艺过程卡冲压模具课程设计模具零部件制造工艺卡产品型号零件图号共9页产品名称零件名称凸模固定板第 1页零件件号材料牌号Cr12毛坯种类单件重量净量数控程序名每台件数规格尺寸20224毛重工序号工序名称工步号工序工步内容设备与程序号工艺装备工艺简图工艺图1工艺图2工艺图3夹具刀具与刀号量具1下料圆钢下料20224锯床钢尺2粗车车外圆、两端面至20023车床卡盘尖刀T22游标卡尺3粗磨粗磨上下两面至20021.5磨床磁铁砂轮游标卡尺4钻孔钻孔9, 4.5钻床钻头9,4.5游标卡尺5铣床铣孔86.8,深5铣床铣刀10游标卡尺6热处理淬火58-62HRC热处理炉7精磨精磨上下两面至20020磨床磁铁砂轮千分尺8线切割线切割加工80.8,8线切割钼丝游标卡尺9清理清理加工杂质10检验送检,按图纸要求检测凹模板制造工艺过程卡冲压模具课程设计模具零部件制造工艺卡产品型号零件图号共9页产品名称零件名称凹模第 2页零件件号材料牌号Cr12MoV毛坯种类单件重量净量数控程序名每台件数规格尺寸20268毛重工序号工序名称工步号工序工步内容设备与程序号工艺装备工艺简图工艺图1工艺图2工艺图3工艺图4夹具刀具与刀号量具1下料圆钢下料20268锯床钢尺2车车外圆、两端面至20067车床卡盘尖刀T22游标卡尺3粗磨粗磨上下两面至20066磨床磁铁砂轮游标卡尺4钻孔1钻孔6.8, 4.5钻床台虎钳钻头6.84.5游标卡尺攻丝2攻丝M8钳工台丝锥M85铣床铣孔148,深55铣床铣刀10游标卡尺6热处理淬火58-62HRC热处理炉7精磨精磨上下两面至20065磨床磁铁砂轮千分尺8线切割线切割加工137.26,8线切割钼丝游标卡尺9清理清理加工杂质10检验送检,按图纸要求检测卸料板制造工艺过程卡冲压模具课程设计模具零部件制造工艺卡产品型号零件图号共9页产品名称零件名称卸料板第 3页零件件号材料牌号Cr12毛坯种类单件重量净量数控程序名每台件数规格尺寸20218毛重工序号工序名称工步号工序工步内容设备与程序号工艺装备工艺简图工艺图1工艺图1工艺图3工艺图4夹具刀具与刀号量具1下料圆钢下料20218锯床钢尺2车车外圆、两端面至20017车床卡盘尖刀T22游标卡尺3粗磨粗磨上下两面至20016磨床磁铁砂轮游标卡尺4钻孔1钻孔6.8, 4.5钻床台虎钳钻头6.8,4.5游标卡尺攻丝2攻丝M8钳工台丝锥M85铣床铣孔10,深5铣床铣刀10游标卡尺6热处理淬火58-62HRC热处理炉7精磨精磨上下两面至20015磨床磁铁砂轮千分尺8线切割线切割加工137.26线切割钼丝游标卡尺9清理清理加工杂质10检验送检,按图纸要求检测凸凹模固定板制造工艺过程卡冲压模具课程设计模具零部件制造工艺卡产品型号零件图号共9页产品名称零件名称凸凹模固定板第 4页零件件号材料牌号Cr12毛坯种类单件重量净量数控程序名每台件数规格尺寸20228毛重工序号工序名称工步号工序工步内容设备与程序号工艺装备工艺简图工艺图1工艺图2工艺图3工艺图4夹具刀具与刀号量具1下料圆钢下料20228锯床钢尺2车车外圆、两端面至20027车床卡盘尖刀T22游标卡尺3粗磨粗磨上下两面至20026磨床磁铁砂轮游标卡尺4钻孔1钻孔6.8, 4.5,20钻床台虎钳钻头6.8,4.5,20游标卡尺攻丝2攻丝M8钳工台丝锥M85铣床铣孔143.26,深5铣床铣刀10游标卡尺6热处理淬火58-62HRC热处理炉7精磨精磨上下两面至20025磨床磁铁砂轮千分尺8线切割线切割加工137.26,8线切割钼丝游标卡尺9清理清理加工杂质10检验送检,按图纸要求检测上垫板制造工艺过程卡冲压模具课程设计模具零部件制造工艺卡产品型号零件图号共9页产品名称零件名称上垫板第 5页零件件号材料牌号Cr12毛坯种类单件重量净量数控程序名每台件数规格尺寸20218毛重工序号工序名称工步号工序工步内容设备与程序号工艺装备工艺简图工艺图1工艺图1工艺图3夹具刀具与刀号量具1下料圆钢下料20218锯床钢尺2车车外圆、两端面至20017车床卡盘尖刀T22游标卡尺3粗磨粗磨上下两面至20016磨床磁铁砂轮游标卡尺4钻孔钻孔9, 4.5,11,12,16钻床台虎钳钻头9,4.5,11,12,16游标卡尺5热处理淬火58-62HRC热处理炉6精磨精磨上下两面至20015磨床磁铁砂轮千分尺7线切割线切割加工8线切割钼丝游标卡尺8清理清理加工杂质9检验送检,按图纸要求检测凸模制造工艺过程卡冲压模具课程设计模具零部件制造工艺卡产品型号零件图号共9页产品名称零件名称凸模第6页零件件号材料牌号Cr12MoV毛坯种类单件重量净量数控程序名每台件数规格尺寸8888毛重工序号工序名称工步号工序工步内容设备与程序号工艺装备工艺简图工艺图1工艺图2工艺图3夹具刀具与刀号量具1下料圆钢下料8888锯床钢尺2粗车车外圆、端面84.580.5圆柱车床卡盘尖刀T22游标卡尺3粗车掉头粗车外圆,端面856车床卡盘尖刀T22游标卡尺4热处理淬火58-62HRC热处理炉游标卡尺5精磨按照图纸尺寸外形加工精密磨床卡盘砂轮千分尺6清理清理加工杂质7检验送检,按图纸要求检测推件块制造工艺过程卡冲压模具课程设计模具零部件制造工艺卡产品型号零件图号共9页产品名称零件名称推件块第7页零件件号材料牌号Cr12毛坯种类单件重量净量数控程序名每台件数规格尺寸8864毛重工序号工序名称工步号工序工步内容设备与程序号工艺装备工艺简图工艺图1工艺图3夹具刀具与刀号量具1下料圆钢下料8888锯床钢尺2粗车1车外圆、端面,对刀车床卡盘尖刀T22游标卡尺2以右端为基准点,车外圆83.5563粗车1掉头车外圆、端面,对刀车床卡盘尖刀T22游标卡尺2粗车外圆,端面86.574精车精车外圆,端面855车床卡盘尖刀T22游标卡尺5精车掉头精车外圆,端面8255车床卡盘尖刀T22千分尺6清理清理加工杂质7检验送检,按图纸要求检测凸凹模制造工艺过程卡冲压模具课程设计模具零部件制造工艺卡产品型号零件图号共9页产品名称零件名称凸凹模第8页零件件号材料牌号Cr12MoV毛坯种类单件重量净量数控程序名每台件数规格尺寸145114毛重工序号工序名称工步号工序工步内容设备与程序号工艺装备工艺简图工艺图1工艺图2工艺图3夹具刀具与刀号量具1下料圆钢下料145114锯床钢尺2粗车1试车端面和外圆,对刀车床卡盘尖刀T22游标卡尺2手动钻孔183粗车内孔至83.5563粗车粗车外圆至139106车床卡盘尖刀T22游标卡尺4粗车1掉头装夹,试车外圆,端面对刀热处理炉卡盘尖刀T22游标卡尺2粗车內圆89583粗车外圆1435热处理淬火58-62HRC热处理炉6精磨按照图纸尺寸外形加工精密磨床卡盘砂轮千分尺7清理清理加工杂质8检验送检,按图纸要求检测压边圈模制造工艺过程卡冲压模具课程设计模具零部件制造工艺卡产品型号零件图号共9页产品名称零件名称压边圈第9页零件件号材料牌号Cr12毛坯种类单件重量净量数控程序名每台件数规格尺寸148毛重工序号工序名称工步号工序工步内容设备与程序号工艺装备工艺简图工艺图1工艺图2夹具刀具与刀号量具1下料圆钢下料148锯床钢尺2粗车1试车端面和外圆,对刀,右端为基准点车床卡盘尖刀T22游标卡尺2手动钻孔18203粗车内孔至85.5203粗车1粗车外圆至146.520车床卡盘尖刀T22游标卡尺2粗车外圆至138.5113切断长194热处理热处理58-62HRC热处理炉5精磨按照图纸尺寸外形加工精密磨床卡盘砂轮千分尺6清理清理加工杂质7检验送检,按图纸要求检测 大学课程设计任务书 题目名称 保温瓶内胆低冲压工艺及模具设计 姓 名 学 号 一、课程设计的内容根据给定的冲压零件图进行产品的冲压工艺分析和比较,制定合理的冲压工艺方案,进行有关工艺计算,确定冲压模具的类型和结构,选择冲压设备,绘制模具的装配图及零件图,编制冲压工艺卡,并撰写设计说明书。二、课程设计的要求与数据1. 课程设计时间共2周,按时独立完成课程设计任务,符合学校对课程设计的规范化要求;2. 绘制所设计模具的装配图和非标件零件图:图纸整洁,布局合理,图样和标注符合国家标准;3. 编制冲压工艺卡,撰写设计计算说明书(约20页):要求公式使用准确,计算正确,语言流畅,书写工整,插图清晰整齐;4. 设计说明书与图纸按学校规定装订成册。三、课程设计应完成的工作1. 冲压工艺设计:包括分析零件的冲压工艺性,拟订冲压件的工艺方案,确定合理的排样形式、裁板方法,并计算材料的利用率;确定模具结构及尺寸等;2. 根据总冲压力及考虑模具的结构尺寸选择成形设备的型号;3. 模具结构及其零部件设计:设计一道工序的冲模,绘制冲模总装配图及主要零件图;4. 冲压工艺过程卡片;5. 设计计算说明书。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1布置题目,工艺分析与工艺计算教1-2116.246.252工艺方案比较与模具结构草图教1-2116.266.273绘制模具总装配图教1-2116.284绘制零件图,编冲压工艺卡教1-2117.017.055编写设计说明书教1-2117.067.076答辩,提交所有资料教1-2117.08五、应收集的资料及主要参考文献1 自编. 冲模设计课程设计指导书M. 广东工业大学,2011.2 自编. 冲模图册M. 广东工业大学,2011.3 姜奎华主编. 冲压工艺与模具设计M. 北京: 机械工业出版社, 1999.4 李志刚主编. 中国模具设计大典M. 南昌: 江西科学技术出版社, 2003.5 罗益旋主编. 最新冲压新工艺新技术及模具设计实用手册M. 长春: 吉林出版发行集团, 2004.6 肖景容, 姜奎华主编. 冲压工艺学M. 北京: 机械工业出版社, 2000.7 郝滨海编著. 冲压模具简明设计手册(第二版)M. 北京:化工工业出版社, 2009.发出任务书日期: 2011 年 6 月 10 日 指导教师签名:计划完成日期: 2011 年 7 月 8 日 基层教学单位责任人签章:主管院长签章:目录课程设计任务书 1引言 4工艺分析 5工艺方案的确定 9必要的尺寸计算9主要零部件设计16其他零件结构尺寸计算18冲压设备的选用20模具零件的加工21模具的装配22结束语22参考文献23附录1:工艺卡附录2:产品图附录3:装配图附录4:零件图项目设计及计算过程计算结果 一、引言二、零件的冲压工艺分析三、工艺方案的确定四、必要的尺寸计算五、落料冲孔复合模主要零部件设计六、落料拉深复合模的其他零件结构尺寸设计计算七、落料拉深工序模具整体结构的说明和确定八、设备的选用九、模具零件的加工十、模具的装配十一、结束语十二、参考文献1引言从课题所给定的零件图,结合其外形结构和尺寸,首先分析工件的工艺类型,根据工件的尺寸,分析并选择适合的设计方案;其次,进行模具的棑样设计,查阅相关的资料,计算工件的坯料尺寸,合理选择排样的搭边值;最后,计算模具的压力中心和冲压力,选择相对应的压力机;最后选择模具常用标准件,绘制模具总装图及零件图并编写设计说明书。除此之外,结合工件的结构,从生产的角度出发,为了节约模具制造成本,提高产品生产效率,保证工件的生产精度,该工件的冲裁模具设计方案采用了复合模具冲裁。在模具设计前主要查找工件图纸中未标注公差的尺寸公差,根据尺寸公差来确定模具制造的精度,开始进行模具的结构设计。设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图入手,分析零件图包括技术和经济两个方面:(1) 冲压加工方法的经济性分析冲压是一种高生产效率、低材料消耗的加工方法。冲压工艺适用于较大批量零件制品的生产,便于实现机械化与自动化,有较高的生产效率,同时,冲压生产不仅能努力做到少废料和无废料生产,而且即使在某些情况下有边角余料,也可以充分利用。操作工艺方便,不需要操作者有较高水平的技艺。冲压出的零件一般不需要再进行机械加工,具有较高的尺寸精度。冲压件有较好的互换性。冲压加工稳定性较好,同一批冲压件可相互交换使用,不影响装配和产品性能。由于冲压件用板材作材料,它的表面质量较好,为后续表面处理工序(如电镀、喷漆)提供了方便条件。冲压加工能获得强度高、刚度大而重量轻的零件。用模具批量生产的冲压件成本低廉。冲压能制造出其它金属加工方法难加工出的形状复杂的零件。(2) 冲压件的工艺性分析在室温下,通过力的作用将材料发生变形或分离从而得到一定形状和尺寸的一种特殊的设备称为冷冲压模具,多为安装在压力机上的工作,冲压模具是一种特殊的工艺装备,所生产的冲压件具有“一模一样”的关系,且没有通用性,是冲压生产必不可少的工艺装备。冷冲压模具生产的制件所表现出来的高精度、高复制程度、高一致性、高生产率低消耗,所生产加工的工件不再需要进一步加工,可以直接与其他的零部件装配,且同一副模具生产的工件具有互换性。2 本设计的工件为规则旋转拉深体的工件,尤其材料比较薄,外形落料及冲孔工序所能达到精度为IT14,工件无尖角,工件要求表面无毛刺、划痕、压印、起皱、撕裂等不良缺陷。工件信息如下: 图1.1 工件图工件简图:如图1.1所示名称:保温瓶内胆底生产批量:大批量材料:SUS304钢要求设计此工件的模具。 2.1 零件材料的分析 冷冲压模具包括冲裁、弯曲、拉深、成形等各种单工序模和由这些基本工序组成的复合模、级进模等各种模具。设计这些模具时,首先要了解被加工材料的力学性能。材料的力学性能是进行模具设计时各种计算的主要依据。故在分析零件冲压成形工艺,设计冲压模具前,必须要了解和掌握材料的一些力学性能,以便设计。现将弹簧片工件材料为锡磷青铜的力学性能主要参数及其概念叙述如下: (1)屈服点:材料开始产生塑性变形时的应力值,单位N/。弯曲、拉深、成形等工序中,材料都是在达到屈服强度时进行塑性变形而完成该工序的成形的。经查表取 = 200MPa。 (3)抗拉强度。材料受到拉深作用,开始产生断裂时的应力值,单位是MPa。=540-700MPa。 (4)抗剪强度b。材料受到剪切作用,开始产生断裂时的应力值,单位是MPa。取b = 430-550MPa。 (5)弹性模量E。材料在弹性范围内,表示受力与变形的指标,弹性模量大,表示材料受力后变形较小,或者说,产生一定的变形需要较大的力。E = 200 x MPa。(6)屈服比/=0.37,是材料的屈服强度与抗拉强度之比,其值越小,表示材料允许的塑性变形区越大,在拉深工序中,材料的屈服比较小时,所需的压边力和所需克服的摩擦力相应的减小,有利于提高成形极限。 (7)伸长率。在材料性能实验时,试件由拉伸试验机拉断后,对接起来测量长度,其伸长量与原长度之比称为伸长率,其数值用“”表示,其数值越大表示材料的塑性越好。经查表可得,材料为SUS304不秀钢的伸长率= 40。 综上所述,对SUS304不锈钢的力学性能分析,主要是为了便于模具设计中各参数的计算,故在后序的模具设计中各参数的计算均以上面所取的数值进行计算。同时由于材料强度低,塑性好,适用于制造受力不大的冲压件和拉深件,并有利于冲压成形和制件质量的提高,还具有良好的冲压成形性能,即有良好的抗破裂性,良好的贴模和定形性,所以具有良好的冲压性能。22工件冲压工艺性的分析冲压工艺分析是指冲压件在冲压过程中的难易程度。虽然冲压过程包括准备-冲压工艺-必要的辅助工艺,质量检查,和包装的整个过程,但分析过程中的重点在冲压过程的过程。冲压过程是一个很大的过程,这个过程是不一样的。即使相同的零件,由于生产条件的生产单位,工艺设备和传统的海关和其他不同的生产,这个过程的意义是不完全一样的。在这里,我们专注于结构的过程中的部分。该部件是一个保温瓶内胆底零件,其结构简单。零件结构具备对称的形状,属于经典的规则直筒旋转体拉深工件。零件的形状没有公差要求。零件形状简单,体积小。其生产的初步测定流程:图纸、落料、拉深。模具设计前首先进行拉深系数和拉深次数的计算。1、拉深工艺计算(1)拉深件坯料尺寸计算。 拉深件的坯料尺寸计算可分为公式计算法和体积计算法。公式计算法:式中D-胚料直径(mm)d-拉深直径(mm)H-拉深高度(mm)r-拉深半径(mm)体积计算法 因拉深件的底部为两不同半径的相切过渡,利用公式计算法计算拉深工件的坯料尺寸难度很大,为了节约计算时间,提高设计的效率,采用体积计算法计算拉深件坯料尺寸。在工件体积计算时,因工件结构复杂,为了避免计算中产生错误,根据工件尺寸利用计算机三维制图软件计算工件的体积,进一步计算出工件的坯料尺寸。在的拉深工序中,拉深前后,工件材料厚度不变的情况下称为不变薄的拉深,然而在拉深工序中,坯料在拉伸前后体积不变,所以拉深件的坯料尺寸可按照拉伸前后体积不变的原则拉计算拉深前的坯料尺寸。在不规则的拉深工件中,利用三维软件检测出工件的体积8874.264mm,根据工件的体积计算工件的表面积14790.11mm,从而可计算出拉深件拉深前的坯料尺寸137.26mm。(2)拉深次数与拉深系数的计算。拉深系数是以拉深后的直径与拉深前的坯料(工序件)直径之比表示:第一次拉深系数 第二次拉深系数 . . . .第n次拉深系数 式中:D-坯料直径 -各次拉深后的直径。当总拉深系数大于最小拉深系数时,拉深件可一次拉深完成,否则需要多次拉深,其拉深次数的确定有以下的几种方法:(1) 查表法(2) 推算法(3) 计算法采用推算法计算拉深系数,根据各次极限拉深系数计算每一次拉伸的直径推算,直到第n次拉深的直径小于等于工件的直径,则n的值就是工件需要拉深的次数。计算拉深件的坯料相对厚度0.44,根据坯料的相对厚度查表3-1的工件的个次拉深系数分别为0.55,0.78,0.80,.,根据拉深系数公式计算的各次拉伸的直径为75.49mm,58.88mm,47.11mm因工件拉深直径为84mm大于75.49mm,所以需一次拉升即可。表3-1圆形筒件的极限拉深系数(带压料圈)极限拉深系数坯料相对厚度(t/D)1002.01.51.51.01.00.60.60.30.30.150.150.08m10.480.500.500.530.530.550.550.580.580.500.600.63m20.730.750.750.760.760.780.780.790.790.800.800.82m30.760.780.780.790.790.800.800.810.810.820.820.84m40.780.800.800.810.810.820.820.830.830.850.850.86m50.800.820.820.840.850.860.850.860.860.870.870.8831选择基本工序由零件图分析可得,基本工序包括落料(外轮廓)、拉深。3.2确定冲压顺序冲裁工艺及设计方案的选择决定了后期模具生产的结构和使用性能和使用寿命,冲裁工艺和方案通常分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种。(1)单工序冲裁是在压力机(冲床)一次运动周期内只完成一个冲压工序的冲裁。单工序模具适用于结构简单,生产批量小,精度等级较低的生产。单工序模具本身结构简单,设计、制造的周期短;(2)复合冲裁是在压力机(冲床)一次运行周期同时完成两个或者两个以上的工序,复合模具适用于结构简单,生产批量度,精度等级较高的工件;(3)级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序经过有规律的排列放在一副模具中来生产,级进模具适用于结构复杂,生产批量和件数大,精度要求非常高的工件,级进模具容易实现自动送料及生产。课题中所规定和要求的精度等级IT14为较低的公差等级,工件的工序比较少且产量很低,所以采用复合模具冲裁则可达到要求。3.3排样设计与计算(1)排样方法的确定冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。排样的意义在于减小材料消耗、提高生产率和延长模具寿命,排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命。排样的方法有:直排、斜排、对直排、混合排 ,根据设计模具制件的形状、厚度、材料等方面全面考虑。因此考虑以下三种方案:方案一:有废料排样 沿冲件外形冲裁,在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证,因此冲件精度高,模具寿命高,但材料利用率低。方案二:少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响,冲件质量差,模具寿命较方案一低,但材料利用率稍高,冲模结构简单。方案三:无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些,但材料利用率最高。为了综合考虑排样条料的强度,决定采用有废料的排样方案。图4-1 排样示意图(2)搭边值与条料宽度的确定查冲压工艺与模具设计表34和35可取条料宽度的单向偏差0.6,条料与导板之间的间隙0.7。通过查最小搭边值的工件间搭边值a为1.0mm,侧面搭边值1.2mm则板料的宽度为:故按公式5-1计算: B=(Dmax+2a1+C) =(137.26+21.2+0.7)-00.6 mm=140.36-00.6 mm 为了方便模具设计和条料的采购,条料宽度尽量取整数值,所以最终条料宽度取141mm。(3)材料利用计算=A/BS100% 式中, A-一个步距内冲裁件的实际面;B-条料宽度; S-步距。A= 14797.14mm2 =A/BS100% =14797.14(139141)100%75.5%落料拉伸复合模的相关计算3)、计算冲压力 (1)落料力SUS304不锈钢的抗剪强度为550MPaF落=KtL =1.30.6431.2550 =185KN(2)卸料力、推件力和顶件力查冲压工艺与模具设计表38得,,K卸=0.05,K推=0.055,K顶=0.06夹在凹模刃口的冲孔废料块数n=4。顶件力:F2=K顶F1= 0.06185=11.1KN卸料力:F3=K卸F1=0.05185=9.25KN推件力:F4=K推F1= 0.055185=10.17KN(3) 计算拉深力按照公式计算需要拉深力为:=1253.840.6700 =106.6KN(4)计算压边力在生产中,一次拉伸时的压边力可按拉伸力的1/4选取。 F落=106.6/4=26.7KN(5)计算总冲压力F= F落+F卸+F推+F顶+F拉+F压 =185+11.1+9.25+10.17+106.6+26.7 =348.82KN4)、确定模具的压力中心模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作,应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则,会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨间产生过大的磨损,模具导向零件加速磨损,降低模具和压力机的使用寿命。 冲模的压力中心,可按下述原则来确定: 对称形状的单个冲裁件,冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。工件形状相同且分布位置对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 形状复杂的零件、多孔冲模、 级进模的 压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。解析法的计算依据是:各分力对某坐标轴的力矩之代数和 等于诸力的 合力对该轴的力矩。求出合力作用点的 座标 位置 O0(x0,y),即为所求模具的压力中心。计算公式为:因冲裁力与冲裁周边长度成正比, 所以式中的各冲裁力 P、Pn,可分别用各冲裁周边长度 L、Ln代替,即:由于设计的为对称形状的单个圆形冲裁件,所以冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。5)、冲模刃口尺寸及公差的计算 (1)加工方法的确定模具制造有凸模和凹模分开加工和凸模和凹模配合加工两种方法,凸模和凹模分开加工是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸,此种方法适用于圆形和简单的工件;凸模和凹模配合加工可使凸模和凹模具有互换性,便于模具成批制造,但需要较高的公差等级才能保证合理间隙,模具制造困难,加工成本高。所以此方法是与加工形状复杂或薄板制件的模具。结合模具制造及工件的形状特点,选用凸模和凹模分开加工的方法。 (2)落料部分 由冲压工艺与模具设计表325查得凸、凹模的制造公差查冲压工艺与模具设计表324得磨损系数x=0.5,查冲压工艺与模具设计表320,取C=(7%10%),Cmin=7%t0=0.042;Cmax=10%t0=0.06,则可计算刃口尺寸。 =(137.26-0.50.74)0+0.02=136.890+0.02mm=(137.26-0.50.74-0.018)0-0.02=136.8720-0.02mm保证双边间隙值2Cmin 2Cmax: 0.0840.12mm. (3)拉深部分 该工件要求外形尺寸,因此拉深时以凸模为基准,间隙取在凹模上。查冲压工艺与模具设计表325取凸凹模的制造公差为:。凹模尺寸按相关公式得 =(84-0.50.74)0+0.01 =83.630+0.01mm 凸模尺寸按公式得 =(84-0.50.74-1.3)0-0.02=82.33 圆角处的尺寸经分析,其以凸模成形,则以凸模为基准,间隙取在凹模上。5、有关模具的设计计算(1)确定落料外形尺寸: 凹模厚度:H=Kb=0.2137.26=27.45mm,因模具设计为落料拉深,结合工件的拉深高度,凹模厚度取65mm。C剪切轮廓线到凹模外形最近边缘的尺寸 C=(1.5-2.0)H ,C(30-40),取,30mm。凹模直径:302+137.26=197.26200mm。 图 5.1落料凹模尺寸(2)确定拉深凸模与凹模的外形尺寸拉深凸模结合工件外形并考虑加工,将凸凹模设计成带肩台阶式凸凹模,一方面加工简单,另一方面又便于装配与更换,与凸凹模固定板的配合按H7/m6。凸凹模长度Lp=110mm图5.2凸凹模外形尺寸凸模采用台阶式,与凸模固定板的配合按H7/m6的配合。 凸模长度L=83.4 mm图5.3凸模外形尺寸 6、有关模具的设计计算1、选择模架、上模版和下模版及模柄 采用GB2851.681的后侧导柱圆形模架。根据规格标准GB2855.1181确定上模座厚度为40mm,根据GB2855.1281确定下模座厚度为45mm,根据GB2862.181确定模柄 B50X 95。2、导柱、导套按GB2861.181选d=28mm,其中导柱长度为200mm。按GB2861.681选d=28mm的导套为100mm。3、垫板查表按相关规格,直径200mm,厚度15mm。4、刚性卸料板查表按相关规格,直径200mm,厚度15mm。5、凸凹模固定板根据凸凹模的结构和相关规格,直径200mm,厚度25mm。6、凹模根据模具结构,直径200mm,厚度65mm。7、凸模固定板根据相关规格和模具结构,直径200mm,厚度20mm。8、闭合高度这里模具的闭合高度为上模座、下模座、凹模、上下垫板和固定板等的厚度总和,即H=40+15+25+20+15+65+20+45=245mm所选压力机的闭合高度Hmin=180mm,Hmax=360mm。满足Hmin+10mmH模具Hmax-5mm9、冲压模具零件的精度与配合导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时,导柱上端面与上模座顶面的距离不小于10-15mm,而下模座底面与导柱底面的距离应为0.5-1mm。导柱与导套之间的配合为H7/h6,导套与上模座之间的配合为H7/r6,导柱与下模座之间的配合为H7/r6。挡料销与凹模之间的配合为H7/n6,凸模与凸模固定板之间的配合为H7/m6, 凸凹模与凸凹模固定板之间的配合为H7/m6,圆柱销与凸模固定板、上下模座等H7/n6,7.2 定位方式的选择 因为该模具采用的是条料,控制条料的送进步距和导向采用活动挡料销实现。活动挡料销d=8mm。7.3 卸料、出件方式的选择 根据模具冲裁的运动特点以及考虑材料的厚度,该模具采用弹压式卸料。7.6 凸模的固定拉深凸模采用凸台式凸模,凸台镶嵌在凸模固定板上,而凸模固定板用螺钉紧固在下模座上。7.7 落料凹模的固定凹模、凸模固定板以及下模座用螺钉紧固。7.8 凸凹模的紧固因为凸凹模两端都设计成台阶式固定于凹凸模固定板上。可查冷冲压模具设计指导表8-8和8-9:8 落料拉深复合模设备的选用:为保证工作的正常安全使用选择以下公称压力较大的J23-40开式压力机,该压力机参数见表9.1.1:公称压力(KN)400 发生公称压力时滑块离下极点距离/mm7滑块行程/mm100标准行程次数(不小于)/(次/min)80最大闭合高度/mm固定台和可倾/mm300活动台位置最低/mm400最高/mm200闭合高度调节量/mm80滑块中心到机身距离/mm220工作台尺寸/mm左右630直径420工作台孔尺寸/mm左右300前后150直径200立柱间距离(不小于)/mm300模柄孔尺寸(直径深度)/mm5070工作台板厚度/mm70表8.1.1 J23-40 开式压力机参数模具的闭合高度H模具应介于压力机的最大装模高度Hmax与最小装模高度Hmin之间,否则就不能保证下常的安装与工作。其关系为:Hmin+10mmH模具Hmax-5mm若模具的闭合高度H模具Hmax,则该压力机不能用,若H模具 Hmin,则可以加垫板。实际由以上已经算得H模具=245mm则满足Hmin+10mmH模具Hmax-5mm的要求。 9模具零件的加工普通零件的加工是按产品零件图要求全部加工完毕,再进行总装。而模具零件的加工有些是不能按模具零件图全部加工完毕的,要待部件组装或整模组装时修配或配钻,所以模具零件图上的形状和尺寸是否全部加工出来,还要根据模具加工的装配方法而定。若以凸模凹模为基准装配时,零件图上的导柱孔在零件加工时就不加工,若以四导柱导套作型腔,凸模相对位置控制基准时,则凹模及凸模固定板的导柱孔应与凹模或凸模固定板的型孔在各板之上同时加工出来。使用铣床加工一个零件时,必须先把零件的相关尺寸、材料、使用刀具、加工参数确定下来,保证加工能顺利完成,同时,设计方面也要考虑到加工的难易程度,以减少加工的困难,在加工模具零件之前要慎重考虑各种细节。在买回来的模板里,要确定模板的加工基准,哪些面是基准面,这一般在订购模板时会标明哪几个面是经过打磨,之后就是把加工基准定下来,当然事前必须准备好零件图,根据零件图来定位加工方案,如果要用到数控编程,就必须把加工原点定出来。定好加工方案后,就可以开始加工,先把工件装夹到虎口钳上,使用铜锤敲击以使工件被夹紧,然后打表,在打表时要非常小心,当表很靠近工件时,不能使用加速进给,否则很容易碰坏仪器,在校平行度时,最好先来回走几遍,观察大概偏向,然后要小心敲击工件,使其保持在很小的偏差范围就行了,把两个基准方向的平行度定好后,就要用分中器确定原点坐标,在设置坐标时要将分中器的半径算进去,这样才能使主轴对应工件原点,x-y平面的坐标定下来后,就要把刀具装到铣床上,使用半径范围内的夹具把刀具夹紧,装上道具后就是确定z方向上的原点,一般选择工件表面为0以方便编程。之后就是加工,如果是选用数控加工,必须使程序和当前铣床的刀具起点相一致,否则加工位置就会错误,同时还要察看刀具路线是否会超出铣床的工作行程,防止出事故。如果程序没错,就可以传到数控铣床运行。不同刀具要使用不同转速,钻孔要比铣槽的转速慢,进给速度要根据观察来手动调试,加工时要时刻观察走刀情况,同时适当加冷却液及扫除铁屑,若发生事故,必须马上停止。当程序完成后,刀具就会回原点,继续做下一工序。10 模具的装配根据简单模的工作特点,先装上模,再装下模较为合理,并调整间隙,试冲,返修.具体过程如下:1、 上模装配仔细检查各将要装配零件是否符合图纸要求,形状并作好划线,定位等准备工作.先将凸模与凸模固定板装配,再与凹模板装配,并调整间隙.把已装配好的凸模及凹模与上模座,并在次检查间隙是否合理后,打入销钉及拧入螺丝.2、下模装配仔细检查各将要装配零件是否符合图纸要求,形状并作好划线,定位等准备工作.先将凸凹模放在下模座上,再装入凸凹模固定板并调整间隙,以免发生干涉及工件损坏.接着依次按顺序装入销钉,活动挡料销,弹顶橡胶块及卸料板,检查间隙等合理后拧入卸料螺钉,再拧入紧固螺钉,并再次检查调整.将经调整后的上下模按导柱,导套配合进行组装,检查间隙及其它装配合理后装机进行试冲并根据试冲结果作出相应调整,直到生产出合格制件.11结束语通过冲裁模课程设计,让我初步掌握冲压模具工艺设计和模具结构设计的方法和步骤。把已学的各门专业课程基础理论综合的应用在模具的计算过程中去。培养了我们分析问题、解决问题的能力、实践动手能力。在这次课程设计的过程中,我们按照实际生产需求,生产批量是怎么样的,零件的形状是怎么样的,要选用那一种模具形式是最经济的,从各个方面去考虑自己的零件要怎么去加工,从而设计出不同的模具。这对我们将来的工作来说打下了一个很好的基础,而不是说到了企业再去适应他们的要求。刚开始知道我要对那个制件进行模具设计后,我一眼看上去,好像很简单,就用落料、拉深和冲孔、翻边四道工序就可以完成,用单工序模可以,用复合模和级进模都可以,当时还想找别的换一副难一点的制件图来设计,可是,当我进行计算后发现,事实并不是我想象的那样,每一副模具都需要仔细计算,做起来并不容易,尤其是对于我们这种初学者来说。同时,这次课程设计也加强了自己用电脑绘图的能力。在这次设计的过程中我也遇到了许许多多的问题,但在廖老师和章老师的指导下这些问题都迎刃而解。通过这次的课程设计让我学到了很多东西,也坚信自己要走的道路。感谢课程设计中两位老师的悉心指导和同学的帮助,没有你们,我不会有如此多的收获,我的课程设计也不会这么顺利地完成。祝您:身体健康!万事胜意!1. 冲压工艺与模具设计/姜奎华主编。北京:机械工业出版社,1998.5(2006.9重印);2.画法几何与机械制图/冯开平,左宗义主编。广州:华南理工大学大学出版社,2001.9(2004.7重印)3冲压工艺及模具设计课程设计指导书/肖小亭 廖毅娟 邝卫华 章争荣;4冲模设计图册。5.王昆,何小柏,汪信远。机械设计、机械设计基础课程设计/王昆等主编.-北京:高等教育出版社,1996(2006重印)6冲压手册/王孝培主编。1990年11月北京第2版1994年1月北京7冲压模具设计基础/二代龙震工作室,北京:电子工业出版社,205.11(模具设计培训教程系列)8冲压模具设计制造难点与窍门/薛啟翔等编著,北京:机械工业出版社,2003.79冲压工艺与模具设计/牟林,胡建华主编,北京:中国林业出版社:北京大学出版社,2006.824冷冲压工艺卡冷冲压工艺卡片产品型号零(部)件名称共 页产品名称保温胆底零(部)件型号第 页材料牌号及规格材料技术要求毛坯尺寸每毛坯可制件数毛坯质量辅助材料SUS304良好工序号工序名称工艺内容加工简图设备工艺装备工时1下料毛坯Q11-312002落料拉深落料拉深J23-403检验检验入库编制(日期)审核(日期)会签(日期)
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