垫圈冲压工艺及倒装复合模具设计 菱形垫片冲压模【含CAD图纸、说明书】
冷冲压工艺规程卡片产品名称 工件名称 垫圈 产量 第 页南昌航空大学科技学院飞行器制造工程专业 产品图号 工件图号 A006 大批量共 页材料牌号及技术规格08 钢 毛料形状及尺寸 选用板料 纵裁成10001611.5 16001611.5工序号工序名称工 序 草 图 工装名称 设备 检验要求工种 备注0 下料 10001611.5 剪床1 落料冲孔 落料冲孔复合模 J23-63双柱可倾压力机按草图检验2 去毛刺 锉刀3 检验 按冲压件图检验更改标记 编制 校对 核对原底图总号日期文件号 签名签名 日期 底图总号签字 日期1XXXX 大学科技学院课程设计说明书系 部: 指导老师:专 业:飞行器制造工程专业 班 级:小 组 号: 组 长:同 组 人:日 期: 年 月 日2目 录摘 要 31、引 言 41.1.模具行业的发展现状及市场前景 41.2.题目研究方法 52、冲裁件的工艺性分析 62.1.冲裁件的结构工艺性 62.1.1.冲裁件的形状 .62.1.2.冲裁件的尺寸精度 .73、制件冲压工艺方案的确定 83.1.冲压工序的组合 83.2.冲压顺序的安排 84、制件排样图的设计及材料利用率的计算 94.1.制件排样图的设计 94.1.1.搭边与料宽 .94.2.材料利用率的计算 105、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 125.1.冲压力 125.1.1.冲裁力的计算 .125.1.2.卸料力、推件力及顶件力的计算 .125.2.压力中心的计算 135.3.压力机的选用 146、凸、凹模刃口尺寸计算 156.1.凸、凹模刃口尺寸计算原则 156.2.凸、凹模刃口尺寸计算方法 166.2.1.凸模和凹模分开加工 .166.2.2.凸模和凹模配合加工 .167、模具整体结构形式设计 188、模具零件的结构设计 198.1.凸凹模的设计 198.2.落料凹模的设计 198.3.选择标准模架 208.4.卸料、压边弹性元件的确定 219、模具总体结构设计 229.1.模具类形的选择 229.2.定位方式的选择 229.3.卸料、出件方式的选择 229.4.导柱、导套位置的确定 2210、模具的动作原理 23设计小结 24参考文献 253摘 要随着模具制造的技能化逐步向科学化发展,逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。课程设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验,是学习过程中的一次实战演习。其目的是,综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容,掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能,如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料,绘图及编写设计技术文件等。本次设计是在指导老师认真、耐心的指导下,对模具的经济性、模具的寿命、生产周期、及生产成本等指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此,我表示衷心的感谢他们对我的教诲。冲模是模具设计与制造专业的主要专业课程之一。它具有很强的实践性和综合性,通过学习这门课程,使我对冲压模具有了新的认识,从中也学到了不少知识,激发了我对冲压模具的爱好。关键词:工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料,绘图及编写设计技术文件等。41、引 言1.1.模具行业的发展现状及市场前景现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求,市场需求量维持在 700 亿至 850 亿美元,同时,我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年,我国模具产业总产值保持 15%的年增长率(据不完全统计,2005 年国内模具进口总值达到 700 多亿,同时,有近 250 个亿的出口),到 2007 年模具产值预计为 700 亿元,模具及模具标准件出口将从现在的每年9000 多万美元增长到 2006 年的 2 亿美元左右。单就汽车产业而言,一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元,而当汽车更换车型时约有 80%的模具需要更换。2005 年我国汽车产销量均突破 550 万辆,预计 2007 年产销量各突破 700 万辆,轿车产量将达到 300 万辆。另外,电子和通讯产品对模具的需求也非常大,在发达国家往往占到模具市场总量的 20%之多。目前,中国 17000多个模具生产厂点,从业人数约 50 多万。1999 年中国模具工业总产值已达 245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中,冲压模具约占 50%,塑料模具约占 33%,压铸模具约占 6%,其它各类模具约占 11%。冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件,所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料,而且也可以加工非金属板料。冲压加工时,板料在模具的作用下,于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时,板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形,从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。因此,冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中,冲压生产占有重要的地位。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点,在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器,以及日5常生活用品等行业应用非常广泛,占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高,冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。可以说,模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。当今,随着科学技术的发展,冲压工艺技术也在不断革新和发展,这些革新和发展主要表现在以下几个方面:(1)工艺分析计算方法的现代化(2)模具设计及制造技术的现代化(3)冲压生产的机械化和自动化(4)新的成型工艺以及技术的出现(5)不断改进板料的性能,以提高其成型能力和使用效果。1.2.题目研究方法本论文主要通过具体例子的方式对冲压模具的生产流程进行介绍、分析、研究。通过对模具设计的说明,详细地阐述了冲压模具生产的一般流程。对零件加工工艺性分析、零件的加工方式、冲压模具的结构组成等进行介绍并对冲压模具生产中常常出现的缺陷进行分析研究。步骤如下:(1)零件成型方案确定;(2)零件零件形状分析,根据模拟结果进一步提出工艺改良方案;(3)使用 CAD 等软件对零件进行分析,设计模具装配图和零件图;(4)完成冲压零件设计的文字说明。62、冲裁件的工艺性分析冲压主要是按工艺分类,可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁,其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离,同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形,制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中,常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法,在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此,冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求,对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。2.1.冲裁件的结构工艺性2.1.1.冲裁件的形状图 1.零件及尺寸此制件的形状较简单,产品四周圆角过渡,这样设计模具时,凹模热处理后加工时不容易开裂,便于模具的加工和减少冲压时在尖角处开裂的现象,同时也可以防止尖角部位刃口的过快磨损。7产品材料为 08 钢,厚度 T=1.5,此材料属于优质碳素结构钢,其抗剪强度260-360Mpa,抗拉强度 330-450Mpa,屈服极限 200Mpa,具有良好的冲裁性。2.1.2.冲裁件的尺寸精度冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量,根据零件图上的尺寸标注及公差,可以判断属于尺寸精度为IT12IT14 的经济级普通冲裁。83、制件冲压工艺方案的确定3.1.冲压工序的组合冲裁工序可以分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。冲裁方式根据下列因素确定:(1) 根据生产批量来确定 对于年产量需求 100 万件的该产品来说采用复合模或连续模较合适。(2) 根据冲裁件尺寸和精度等级来确定 复合冲裁所得到的冲裁件尺寸精度等级高,而连续冲裁比复合冲裁的冲裁件尺寸精度等级低。根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定 产品的尺寸较小,考虑到单工序送料不方便和生产效率低,因此常采用复合冲裁或连续冲裁。连续冲裁又可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件。根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定, 对复杂形状的冲裁件来说,采用复合冲裁比采用连续冲裁较为适宜,因为模具制造安装调整较容易,且成本较低。根据操作是否方便与安全来确定 复合冲裁其出件或清除废料较困难,工作安全性较差,连续冲裁较安全。综上所述分析,在满足冲裁件质量与生产率的要求下,选择倒装复合冲裁方式,其模具寿命较长,生产率高,操作较方便和工作安全性高。3.2.冲压顺序的安排倒装式落料冲孔复合模,下模采用弹压卸料装置,上模采用打料装置脱出产品。94、制件排样图的设计及材料利用率的计算4.1.制件排样图的设计排样时需考虑如下原则:提高材料利用率(不影响冲件使用性能前提下,还可适当改变冲件的形状)合理排样方法使操作方便,劳动强度低且安全。模具结构简单、寿命长。保证冲件的质量和冲件对板料纤维方向的要求。4.1.1.搭边与料宽 1搭边 排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用是补偿补偿定位误差,保持条料有一定的刚度,以保证零件质量和送料方便。搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。搭边值一般由经验确定,根据所给材料厚度 =1.5mm,确定搭边工作间 a1 为 2.0mm, a 为 2.0mm。具体排样有两个方法,一是直接直排,二是斜排。2送料步距和条料宽度的确定送料步距 条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。每次只冲一个零件的步距 S 的计算公式为S=D+a1 对于直排的方案,S=70+2.0=72mm,对于斜排的方案,S=70+2.0=72mm,式中 D平行于送料方向的冲裁宽度;a1冲裁之间的搭边值。条料宽度 条料宽度的确定原则:最小条料宽度要保证冲裁时零件周边有足够的搭边值,最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进,并与导料板之间有一定的间隙。当用孔定距时,可按下式计算10条料宽度 B-=(Dmax+2a)- 对于直排的方案,B=90+15.5+15.5+2+2=125mm斜排的方案,B=112.1+2+2=116.1mm式中 B条料的宽度(mm);Dmax冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸(mm);a侧搭边值;条料宽度的单向(负向)公差;所以条料宽度为 116。4.2.材料利用率的计算一个步距内的材料利用率 为=nF/Bs100% 对于直排的方案,=15733.58/72125100%=63.71%对于斜排的方案,=15733.58/72116100%=68.65%式中 F一个步距内冲裁件面积(包括冲出的小孔在内);n一个步距内冲裁件数目;B条料宽度(mm);s步距; 根据以上计算,选择斜排的方案,具体排样图如下:11125、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心5.1.冲压力 冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。5.1.1.冲裁力的计算平刃口冲裁力可按下式计算落料力计算F=KL F=1.3294.571.5360=206788.14N=206.79KN式中 F冲裁力(N);L冲裁件周边长度(mm);电脑计算为 294.57材料抗剪强度(MPa);260-360MP材料厚度;(mm);1.5K系数,通常 K=1.3; 冲大圆孔力计算F1=nKL F1=11.33.14501.5360=110214N=110.214KN冲小圆孔力计算F2=nKL F2=21.33.14111.5360=48494.16N=48.49KN5.1.2.卸料力、推件力及顶件力的计算生产中常用下列公式计算F 卸=K 卸 F 落 =0.045206.79=9.305KNF 退=K 退 F 冲 =0.05(110.214+48.49)=7.935KN 13式中 F冲裁力;F 卸、F 顶分别为卸料系数和顶件系数综上所述,总的冲裁力为F 总=F 落+F 冲+F 卸+F 顶=206.79+110.214+48.49+9.305+7.935=382.734KN5.2.压力中心的计算采用解析法求压力中心,求 XG,YG建立坐标系如下图: XYF1冲圆孔力 F1=Ltb , 得 F1=24.245KNF2冲圆孔力 F2=Ltb , 得 F2=110.214KNF3冲圆孔力 F3=Ltb , 得 F3=24.245KNF4落料力 F4=Ltb , 得 F4=206.79KNY1F1 到 X 轴的力臂 Y1=-19.5X1F1 到 Y 轴的力臂 X1=-40.555Y2F2 到 X 轴的力臂 Y2=0X2F2 到 Y 轴的力臂 X2=0Y3F3 到 X 轴的力臂 Y3=19.5X3F3 到 Y 轴的力臂 X3=40.555Y4F4 到 X 轴的力臂 Y4=014X4F4 到 Y 轴的力臂 X4=0根据合力距定理:YG=(Y1F1+Y2F2+Y3F3)/(F1+F2+F3)YGF 冲压力到 X 轴的力臂;YG=0XG=(X1F1+X2F2+X3F3)/(F1+F2+F3)XGF 冲压力到 Y 轴的力臂;XG=05.3.压力机的选用根据总压力的大小,模具外形大小及闭合高度,初步确定压力机的型号:F 公称F 总因此选择压力机的型号为:J2363 压力机 型号为 J2363 压力机的基本参数如:(表一)公称压力/KN 630 90滑块行程/mm 120垫板尺寸/mm直径 50滑块行程次数/(次/min)70 模柄孔尺寸/mm深度 70最大封闭高度/mm 360封闭高度调节量 90滑块中心线至床身距离/mm280 床身最大可倾角 25前后 480工作台尺寸/mm左右 710156、凸、凹模刃口尺寸计算6.1.凸、凹模刃口尺寸计算原则设计落料模先确定凹模刃口尺寸,以凹模为基准,间隙取在凸模上;设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸,以凸模为基准,间隙取在凹模上。间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中,凸模与被冲的孔之间,凹模与落料件之间的均有磨檫,而且间隙越小,磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制,凸模不可能绝对垂直于凹模平面,而且间隙也不会绝对均匀分布,合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小,并缓减间隙不均匀的不利影响,从而提高模具的使用寿命。根据冲模在使用过程中的磨损规律,设计落料模时,凹模基本尺寸应取接近或等于零件的最小极限尺寸;设计冲孔模时,凸模基本尺寸则取接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。按冲件精度和模具可能磨损程度,凸、凹模磨损留量在公差范围内的 0.5-1.0 之间。磨损量用 x 表示,其中 为冲件的公差值,x 为磨损系数,其值在 0.5-1.0 之间,与冲件制造精度有关,可按下列关系选取:零件精度 IT10 以上 X=1; 零件精度 IT11- IT13 X=0.75; 零件精度 IT14 X=0.5。不管落料还是冲孔,冲裁间隙一律采用最小合理间隙值(Zmin)。选择模具制造公差时,一般冲模精度较零件高 3-4 级。对于形状简单的圆形、方形刃口,其制造偏差值可按 IT6- IT7 级选取;对于形状复杂的刃口尺寸制造偏差可按零件相应部位公差值的 1/4 来选取;对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取冲件相应部位公差值的 1/8 并冠以();若零件没有标注公差,则可按 IT14 级取值。零件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差应按“入体”原则标注单向公差,即:落料件上偏差为零,只标注下偏差;冲孔件下偏差为零,只标注上偏差。如果零件公差是依双向偏差标注的,则应换算成单向标注。磨损后无变化的尺寸除外。166.2.凸、凹模刃口尺寸计算方法6.2.1.凸模和凹模分开加工 这种方法主要适用于圆形或简单刃口。设计时,需在图样上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保证冲模的制造公差与冲裁间隙之间满足:d+pZmax-Zmin 6.2.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法,就是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一个,然后依此为基准再按最小合理间隙配做另一件。采用这种方法不仅容易保证冲裁间隙,而且还可以放大基准件的公差,不必检验 d+pZmax-Zmin 。同时还能大大简化设计模具的绘图工作。目前,工厂对单件生产的模具或冲制复杂形状的模具,广泛采用配合加工的方法来设计制造。本设计中根据产品材料厚度 1.5毫米,确定冲裁间隙为 Z=0.08-0.15,所以选择 2Z=0.12。冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算:冲孔时 dp=(dmin+X)- p 落料时 Dp=(Dmax-X-Zmin)- p 孔心距 Lp=Lp 式中 Dp dp分别为落料和冲孔凸模的刃口尺寸(mm);Dmax 为落料件的最大极限尺寸(mm);dmin为冲孔件的最小极限尺寸(mm);工件公差;p凸模制造公差,通常取 p=/4;p刃口中心距对称偏差,通常取 p=/8;Lp凸模中心距尺寸(mm);L冲件中心距基本尺寸(mm);Zmin最小冲裁间隙(mm);落料凹模尺寸:Aj1=(Amax-X)+ /4=15.5-0.50.04=15.48+0.02;Aj2=(Amax-X)+ /417=35-0.50.04=34.98+0.02;落料凸模尺寸:Ah1=(Aj1-Z)+ /4=15.5-0.06=15.44+0.02;Ah2=(Aj2-Z)+ /4=35-0.06=34.94+0.02;冲孔凸模尺寸:Bj1=(Amin1+X)- /4=11+0.50.04=11.02-0.02Bj2=(Amin2+X)- /4=50+0.50.04=50.02-0.02冲孔凹模尺寸:Bh1=(Bj1+2Z)- /4=11+20.06=11.12-0.02Bh2=(Bj2+2Z)- /4=50+20.06=50.12-0.02两孔中心距离 90 保持不变,公差为0.01。187、模具整体结构形式设计落料冲孔模结构形式:上模采用打料装置、下模采用弹压卸料装置,整个模具结构紧凑,简单,容易加工和装配,调试也方便。198、模具零件的结构设计8.1.凸凹模的设计材料:Cr12Mov,硬度:5862HRC(如图),与卸料板间隙配合,与下模板采用 2-M5 螺钉固定,与固定板过盈配合,过盈量 0.02-0.03。8.2.落料凹模的设计因制件形状简单,总体尺寸不大,选用整体式方形凹模较为合理。选用Cr12MoV 为凹模材料。凹模周界 由冷冲压工艺与模具设计得出凹模周界的计算公式 厚度 H=Kb(15mm)式中:b冲裁件的最大外形尺寸,b=121K系数,查表得 K=0.32则 H=0.32121=38.72mm凹模壁厚 c=(1.01.5)H(3040mm)=38.7258.08mm本设计中取 c=45-50mm由模具设计指导表 5-43 圆形凹模标准可查到较为靠近的凹模周界尺寸为 200170。硬度:5862HRC,(如图)20确定其他零件的尺寸参数由模具设计指导表 5-4,可得复合模的典型组合尺寸 200170(单位为 mm)(JB/T8066.11995)。而由此典型组合标准,即可方便的确定其他冲模零件的数量、尺寸及主要参数。其零件参数如下表所示:配用模架闭合高度 H 孔距尺寸凹模周界 凸凹模长度最小 最大 S S1S2S3200170 86 210 247零件名称及标准编号垫板 凸模固定板 凹模 卸料板 垫板200170102001701820017035 20017018 20017010螺钉 圆柱销 卸料螺钉 树脂 螺钉 圆柱销 圆柱销M1090 1090 M860 M860 860 10608.3.选择标准模架由凹模周界尺寸及模架闭合高度在 210247mm 之间,查模具设计指导21表 5-7 选用标准模架:24 号后侧导柱标准模架。8.4.卸料、压边弹性元件的确定冲压工艺中常用的弹性元件有弹簧和橡胶,但是由于这副模具所需的卸料力较大,如果选用弹簧,即使使用 10 个弹簧,每个弹簧所承担的负荷也将达到F 预=F 卸/n=9305/10N=930.5N。同时由于这是一落料模,产品材料厚度较大,模具的行程较大,也给弹簧的选用带来困难。即使试用了弹簧,也势必造成为了安装弹簧而选用较大的模架。因此我们选用橡胶作为卸料的弹性元件。1、确定卸料橡胶(1)确定橡胶的自由高度 H 自,由模具设计指导表 3-9 得:H 自=L 工/0.250.30+h 修模L 工冲模的的工作行程(mm).对冲裁模而言,L 工=t+1h 修模预留的修模量式中,L 工为模具的工作行程再加 13mm。本模具的工作行程为产品的厚度加 1.5mm。故 L 工=2.5mm,h 修模的取值范围为 46mm,在这取值 4mm。H 自=(2.5/0.25+4)mm=14mm(2)确定 L 预和 H 装。由表 3-9 可得如下计算公式:L 预橡胶的预压缩量H 装冲模装配好以后橡胶的高度L 预=(0.10.15)H 自=0.114mm=1.4mm2mmH 装=H 自-L 预=(14-2)mm=12mm(3)确定橡胶横截面积 A(mm)A=F/qF所需的弹压力q橡胶在与压缩状态下的单位压力F 由前可知为 F=9305N,q=0.260.70Mpa。在这里由于根据模具的行程,取q=0.7Mpa,则 A=9305/0.7mm2=13292.86mm。核算橡胶的安装空间:可以安装橡胶的空间可按凹模外形表面积与凸凹模地步面积之差的估算。经计算 A=200170-5733.58=28266.42mm,大于所需橡胶面积,因此足以安装橡胶的需要。229、模具总体结构设计9.1.模具类形的选择由冲压工艺分析和设计目的、要求以及从经济方面考虑,本套模具倒装落料冲孔复合模。工序简单,模具结构也不复杂,到模具计算尺寸复杂。9.2.定位方式的选择该模具活动部件采用导柱导套定位,固定部件采用销钉定位。9.3.卸料、出件方式的选择根据模具冲压的运动特点以及推件力的大小,该模具采用弹压卸料方式比较方便,因为工件料厚为 1.5mm。利用弹性卸料装置顶出模具零件,从而把产品顶出,即安全又可靠。9.4.导柱、导套位置的确定为了提高模具的寿命和工件质量,方便安装、调整、维修模具,该简单模采用后侧导柱模架。其导柱和导套则根据所选定的模架按标准选取。2310、模具的动作原理本模具(装配图如图所示)在一次行程过程中完成制件的落料,冲孔两道工序的全部工作:在压力机滑块下行前,卸料板需要用高出凸模 1-2 毫米。当压力滑块下行时,毛坯料被压在凹模与卸料板之间,继续下行,毛坯料被凸模和凹模,冲头和凸模之间的小间隙冲压成出产品。完全将产品切开后,冲床滑块到最低点,压力滑块上行,卸料板将废料顶出,产品在凹模,上模滑到最高点时,冲床打料将产品打下。完成一次冲压工序。本次设计的落料冲孔模,在压力机的一次行程中,经一次送料定位,在模具的同一部位同时完成两道工序,其冲裁件的相互位置精度高,对条料的定位精度也比较高,因为需要用导料板对条料宽度进行导向。冲压件精度高, 可以很好的保证工件的形状和尺寸精度,模具结构较一般,制造精度要求比较高,制造周期短,价格相对较低,节约了成本。工序较集中排除了半成品搬运时间,提高了生产效率。这种模具适用于生产批量大,精度要求高,内外形尺寸差较大的冲裁件。这样操作方便,生产效率提高很多。所选的模架螺钉等零件都是从标准件中选取,这样可有效的降低成本。24设计小结通过本次课程设计,在理论知识的指导下,结合认识实习和生产实习中所获得的实践经验,在老师和同学的帮助下,认真独立地完成了本次课程设计。在本次设计的过程中,通过自己实际的操作计算,我对以前所学过的专业知识有了更进一步、更深刻的认识,能够把自己所学的知识比较系统的联系起来。同时也认识到了自己的不足之处。到此时才深刻体会到,以前所学的专业知识还是有用的,而且都是模具设计与制造最基础、最根本的知识。总之,通过本次课程设计的锻炼,使我对模具设计与模具制造的整个过程都有了比较深刻的认识和全面的掌握。使我接受了一个模具专业的课程生应该有的锻炼和考查。我很感谢学校和各位老师给我这次锻炼机会。我是认认真真的做完这次课程设计的,也应该认认真真的完成我大学三年里最后也是最重要的一次设计。但是由于水平有限,错误和不足之处再所难免,恳请各位指导老师批评指正,不胜感激。25参考文献1朱光力主编. 模具设计与制造实训.第 1 版. 北京:高等教育出版社. 2002. 1341562吴诗 主编. 冲压工艺及模具设计 . 第 1 版. 西安:西北工业大学出版社. 2001. 40453温松明主编. 互换性与测量技术基础. 第 2 版. 长沙:湖南大学出版社. 1998. 454冯炳尧 韩泰荣 殷振海 蒋文森编. 模具设计与制造简明手册. 第 1 版.上海:上海科学技术出版社. 1985. 1 805刘朝儒 彭福荫 高政一主编. 机械制图. 第 3 版. 北京:高等教育出版社.20016施平主编. 机械工程专业英语. 第 5 版.哈尔滨:哈尔滨工业大学.2003 .3443457张代东主编. 机械工程材料应用基础. 第 1 版.北京:机械工业出版社.2001.851038王卫卫主编. 材料成型设备. 第 1 版.北京:机械工业出版.2004. 47489傅建军主编. 模具制造工艺. 第 1 版.北京:机械工业出版社.2005. 242510王新华主编. 冲模设计与制造实用计算手册. 北京:机械工业出版社.2004 年 8 月第 1 版. 2 1511王新华 袁联富主编.冲模结构图册. 第 1 版. 北京:机械工业出版社. 2003. 12 王卫卫. 弯曲与塑料成型设备M. 北京:机械工业出版社,2004.13 冯开平,左宗义主编.画法几何与机械制图.广州:华南理工大学出版社,2001.9.14 R. A. Harris, H. A. Newlyn, R. J. M. Hague and P. M. Dickens, The future direction of stamping dies , Volume 43, Issue 9, July 2003, Pages 879-887冷冲压工艺规程卡片产品名称 工件名称 垫圈 产量 第 页南昌航空大学科技学院飞行器制造工程专业 产品图号 工件图号 A006 大批量共 页材料牌号及技术规格08 钢 毛料形状及尺寸 选用板料 纵裁成10001611.5 16001611.5工序号工序名称工 序 草 图 工装名称 设备 检验要求工种 备注0 下料 10001611.5 剪床1 落料冲孔 落料冲孔复合模 J23-63双柱可倾压力机按草图检验2 去毛刺 锉刀3 检验 按冲压件图检验更改标记 编制 校对 核对原底图总号日期文件号 签名签名 日期 底图总号签字 日期1XXXX 大学科技学院课程设计说明书系 部: 指导老师:专 业:飞行器制造工程专业 班 级:小 组 号: 组 长:同 组 人:日 期: 年 月 日2目 录摘 要 31、引 言 41.1.模具行业的发展现状及市场前景 41.2.题目研究方法 52、冲裁件的工艺性分析 62.1.冲裁件的结构工艺性 62.1.1.冲裁件的形状 .62.1.2.冲裁件的尺寸精度 .73、制件冲压工艺方案的确定 83.1.冲压工序的组合 83.2.冲压顺序的安排 84、制件排样图的设计及材料利用率的计算 94.1.制件排样图的设计 94.1.1.搭边与料宽 .94.2.材料利用率的计算 105、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 125.1.冲压力 125.1.1.冲裁力的计算 .125.1.2.卸料力、推件力及顶件力的计算 .125.2.压力中心的计算 135.3.压力机的选用 146、凸、凹模刃口尺寸计算 156.1.凸、凹模刃口尺寸计算原则 156.2.凸、凹模刃口尺寸计算方法 166.2.1.凸模和凹模分开加工 .166.2.2.凸模和凹模配合加工 .167、模具整体结构形式设计 188、模具零件的结构设计 198.1.凸凹模的设计 198.2.落料凹模的设计 198.3.选择标准模架 208.4.卸料、压边弹性元件的确定 219、模具总体结构设计 229.1.模具类形的选择 229.2.定位方式的选择 229.3.卸料、出件方式的选择 229.4.导柱、导套位置的确定 2210、模具的动作原理 23设计小结 24参考文献 253摘 要随着模具制造的技能化逐步向科学化发展,逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。课程设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验,是学习过程中的一次实战演习。其目的是,综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容,掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能,如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料,绘图及编写设计技术文件等。本次设计是在指导老师认真、耐心的指导下,对模具的经济性、模具的寿命、生产周期、及生产成本等指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此,我表示衷心的感谢他们对我的教诲。冲模是模具设计与制造专业的主要专业课程之一。它具有很强的实践性和综合性,通过学习这门课程,使我对冲压模具有了新的认识,从中也学到了不少知识,激发了我对冲压模具的爱好。关键词:工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料,绘图及编写设计技术文件等。41、引 言1.1.模具行业的发展现状及市场前景现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求,市场需求量维持在 700 亿至 850 亿美元,同时,我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年,我国模具产业总产值保持 15%的年增长率(据不完全统计,2005 年国内模具进口总值达到 700 多亿,同时,有近 250 个亿的出口),到 2007 年模具产值预计为 700 亿元,模具及模具标准件出口将从现在的每年9000 多万美元增长到 2006 年的 2 亿美元左右。单就汽车产业而言,一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元,而当汽车更换车型时约有 80%的模具需要更换。2005 年我国汽车产销量均突破 550 万辆,预计 2007 年产销量各突破 700 万辆,轿车产量将达到 300 万辆。另外,电子和通讯产品对模具的需求也非常大,在发达国家往往占到模具市场总量的 20%之多。目前,中国 17000多个模具生产厂点,从业人数约 50 多万。1999 年中国模具工业总产值已达 245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中,冲压模具约占 50%,塑料模具约占 33%,压铸模具约占 6%,其它各类模具约占 11%。冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件,所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料,而且也可以加工非金属板料。冲压加工时,板料在模具的作用下,于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时,板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形,从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。因此,冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中,冲压生产占有重要的地位。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点,在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器,以及日5常生活用品等行业应用非常广泛,占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高,冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。可以说,模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。当今,随着科学技术的发展,冲压工艺技术也在不断革新和发展,这些革新和发展主要表现在以下几个方面:(1)工艺分析计算方法的现代化(2)模具设计及制造技术的现代化(3)冲压生产的机械化和自动化(4)新的成型工艺以及技术的出现(5)不断改进板料的性能,以提高其成型能力和使用效果。1.2.题目研究方法本论文主要通过具体例子的方式对冲压模具的生产流程进行介绍、分析、研究。通过对模具设计的说明,详细地阐述了冲压模具生产的一般流程。对零件加工工艺性分析、零件的加工方式、冲压模具的结构组成等进行介绍并对冲压模具生产中常常出现的缺陷进行分析研究。步骤如下:(1)零件成型方案确定;(2)零件零件形状分析,根据模拟结果进一步提出工艺改良方案;(3)使用 CAD 等软件对零件进行分析,设计模具装配图和零件图;(4)完成冲压零件设计的文字说明。62、冲裁件的工艺性分析冲压主要是按工艺分类,可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁,其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离,同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形,制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中,常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法,在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此,冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求,对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。2.1.冲裁件的结构工艺性2.1.1.冲裁件的形状图 1.零件及尺寸此制件的形状较简单,产品四周圆角过渡,这样设计模具时,凹模热处理后加工时不容易开裂,便于模具的加工和减少冲压时在尖角处开裂的现象,同时也可以防止尖角部位刃口的过快磨损。7产品材料为 08 钢,厚度 T=1.5,此材料属于优质碳素结构钢,其抗剪强度260-360Mpa,抗拉强度 330-450Mpa,屈服极限 200Mpa,具有良好的冲裁性。2.1.2.冲裁件的尺寸精度冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量,根据零件图上的尺寸标注及公差,可以判断属于尺寸精度为IT12IT14 的经济级普通冲裁。83、制件冲压工艺方案的确定3.1.冲压工序的组合冲裁工序可以分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。冲裁方式根据下列因素确定:(1) 根据生产批量来确定 对于年产量需求 100 万件的该产品来说采用复合模或连续模较合适。(2) 根据冲裁件尺寸和精度等级来确定 复合冲裁所得到的冲裁件尺寸精度等级高,而连续冲裁比复合冲裁的冲裁件尺寸精度等级低。根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定 产品的尺寸较小,考虑到单工序送料不方便和生产效率低,因此常采用复合冲裁或连续冲裁。连续冲裁又可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件。根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定, 对复杂形状的冲裁件来说,采用复合冲裁比采用连续冲裁较为适宜,因为模具制造安装调整较容易,且成本较低。根据操作是否方便与安全来确定 复合冲裁其出件或清除废料较困难,工作安全性较差,连续冲裁较安全。综上所述分析,在满足冲裁件质量与生产率的要求下,选择倒装复合冲裁方式,其模具寿命较长,生产率高,操作较方便和工作安全性高。3.2.冲压顺序的安排倒装式落料冲孔复合模,下模采用弹压卸料装置,上模采用打料装置脱出产品。94、制件排样图的设计及材料利用率的计算4.1.制件排样图的设计排样时需考虑如下原则:提高材料利用率(不影响冲件使用性能前提下,还可适当改变冲件的形状)合理排样方法使操作方便,劳动强度低且安全。模具结构简单、寿命长。保证冲件的质量和冲件对板料纤维方向的要求。4.1.1.搭边与料宽 1搭边 排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用是补偿补偿定位误差,保持条料有一定的刚度,以保证零件质量和送料方便。搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。搭边值一般由经验确定,根据所给材料厚度 =1.5mm,确定搭边工作间 a1 为 2.0mm, a 为 2.0mm。具体排样有两个方法,一是直接直排,二是斜排。2送料步距和条料宽度的确定送料步距 条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。每次只冲一个零件的步距 S 的计算公式为S=D+a1 对于直排的方案,S=70+2.0=72mm,对于斜排的方案,S=70+2.0=72mm,式中 D平行于送料方向的冲裁宽度;a1冲裁之间的搭边值。条料宽度 条料宽度的确定原则:最小条料宽度要保证冲裁时零件周边有足够的搭边值,最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进,并与导料板之间有一定的间隙。当用孔定距时,可按下式计算10条料宽度 B-=(Dmax+2a)- 对于直排的方案,B=90+15.5+15.5+2+2=125mm斜排的方案,B=112.1+2+2=116.1mm式中 B条料的宽度(mm);Dmax冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸(mm);a侧搭边值;条料宽度的单向(负向)公差;所以条料宽度为 116。4.2.材料利用率的计算一个步距内的材料利用率 为=nF/Bs100% 对于直排的方案,=15733.58/72125100%=63.71%对于斜排的方案,=15733.58/72116100%=68.65%式中 F一个步距内冲裁件面积(包括冲出的小孔在内);n一个步距内冲裁件数目;B条料宽度(mm);s步距; 根据以上计算,选择斜排的方案,具体排样图如下:11125、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心5.1.冲压力 冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。5.1.1.冲裁力的计算平刃口冲裁力可按下式计算落料力计算F=KL F=1.3294.571.5360=206788.14N=206.79KN式中 F冲裁力(N);L冲裁件周边长度(mm);电脑计算为 294.57材料抗剪强度(MPa);260-360MP材料厚度;(mm);1.5K系数,通常 K=1.3; 冲大圆孔力计算F1=nKL F1=11.33.14501.5360=110214N=110.214KN冲小圆孔力计算F2=nKL F2=21.33.14111.5360=48494.16N=48.49KN5.1.2.卸料力、推件力及顶件力的计算生产中常用下列公式计算F 卸=K 卸 F 落 =0.045206.79=9.305KNF 退=K 退 F 冲 =0.05(110.214+48.49)=7.935KN 13式中 F冲裁力;F 卸、F 顶分别为卸料系数和顶件系数综上所述,总的冲裁力为F 总=F 落+F 冲+F 卸+F 顶=206.79+110.214+48.49+9.305+7.935=382.734KN5.2.压力中心的计算采用解析法求压力中心,求 XG,YG建立坐标系如下图: XYF1冲圆孔力 F1=Ltb , 得 F1=24.245KNF2冲圆孔力 F2=Ltb , 得 F2=110.214KNF3冲圆孔力 F3=Ltb , 得 F3=24.245KNF4落料力 F4=Ltb , 得 F4=206.79KNY1F1 到 X 轴的力臂 Y1=-19.5X1F1 到 Y 轴的力臂 X1=-40.555Y2F2 到 X 轴的力臂 Y2=0X2F2 到 Y 轴的力臂 X2=0Y3F3 到 X 轴的力臂 Y3=19.5X3F3 到 Y 轴的力臂 X3=40.555Y4F4 到 X 轴的力臂 Y4=014X4F4 到 Y 轴的力臂 X4=0根据合力距定理:YG=(Y1F1+Y2F2+Y3F3)/(F1+F2+F3)YGF 冲压力到 X 轴的力臂;YG=0XG=(X1F1+X2F2+X3F3)/(F1+F2+F3)XGF 冲压力到 Y 轴的力臂;XG=05.3.压力机的选用根据总压力的大小,模具外形大小及闭合高度,初步确定压力机的型号:F 公称F 总因此选择压力机的型号为:J2363 压力机 型号为 J2363 压力机的基本参数如:(表一)公称压力/KN 630 90滑块行程/mm 120垫板尺寸/mm直径 50滑块行程次数/(次/min)70 模柄孔尺寸/mm深度 70最大封闭高度/mm 360封闭高度调节量 90滑块中心线至床身距离/mm280 床身最大可倾角 25前后 480工作台尺寸/mm左右 710156、凸、凹模刃口尺寸计算6.1.凸、凹模刃口尺寸计算原则设计落料模先确定凹模刃口尺寸,以凹模为基准,间隙取在凸模上;设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸,以凸模为基准,间隙取在凹模上。间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中,凸模与被冲的孔之间,凹模与落料件之间的均有磨檫,而且间隙越小,磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制,凸模不可能绝对垂直于凹模平面,而且间隙也不会绝对均匀分布,合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小,并缓减间隙不均匀的不利影响,从而提高模具的使用寿命。根据冲模在使用过程中的磨损规律,设计落料模时,凹模基本尺寸应取接近或等于零件的最小极限尺寸;设计冲孔模时,凸模基本尺寸则取接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。按冲件精度和模具可能磨损程度,凸、凹模磨损留量在公差范围内的 0.5-1.0 之间。磨损量用 x 表示,其中 为冲件的公差值,x 为磨损系数,其值在 0.5-1.0 之间,与冲件制造精度有关,可按下列关系选取:零件精度 IT10 以上 X=1; 零件精度 IT11- IT13 X=0.75; 零件精度 IT14 X=0.5。不管落料还是冲孔,冲裁间隙一律采用最小合理间隙值(Zmin)。选择模具制造公差时,一般冲模精度较零件高 3-4 级。对于形状简单的圆形、方形刃口,其制造偏差值可按 IT6- IT7 级选取;对于形状复杂的刃口尺寸制造偏差可按零件相应部位公差值的 1/4 来选取;对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取冲件相应部位公差值的 1/8 并冠以();若零件没有标注公差,则可按 IT14 级取值。零件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差应按“入体”原则标注单向公差,即:落料件上偏差为零,只标注下偏差;冲孔件下偏差为零,只标注上偏差。如果零件公差是依双向偏差标注的,则应换算成单向标注。磨损后无变化的尺寸除外。166.2.凸、凹模刃口尺寸计算方法6.2.1.凸模和凹模分开加工 这种方法主要适用于圆形或简单刃口。设计时,需在图样上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保证冲模的制造公差与冲裁间隙之间满足:d+pZmax-Zmin 6.2.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法,就是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一个,然后依此为基准再按最小合理间隙配做另一件。采用这种方法不仅容易保证冲裁间隙,而且还可以放大基准件的公差,不必检验 d+pZmax-Zmin 。同时还能大大简化设计模具的绘图工作。目前,工厂对单件生产的模具或冲制复杂形状的模具,广泛采用配合加工的方法来设计制造。本设计中根据产品材料厚度 1.5毫米,确定冲裁间隙为 Z=0.08-0.15,所以选择 2Z=0.12。冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算:冲孔时 dp=(dmin+X)- p 落料时 Dp=(Dmax-X-Zmin)- p 孔心距 Lp=Lp 式中 Dp dp分别为落料和冲孔凸模的刃口尺寸(mm);Dmax 为落料件的最大极限尺寸(mm);dmin为冲孔件的最小极限尺寸(mm);工件公差;p凸模制造公差,通常取 p=/4;p刃口中心距对称偏差,通常取 p=/8;Lp凸模中心距尺寸(mm);L冲件中心距基本尺寸(mm);Zmin最小冲裁间隙(mm);落料凹模尺寸:Aj1=(Amax-X)+ /4=15.5-0.50.04=15.48+0.02;Aj2=(Amax-X)+ /417=35-0.50.04=34.98+0.02;落料凸模尺寸:Ah1=(Aj1-Z)+ /4=15.5-0.06=15.44+0.02;Ah2=(Aj2-Z)+ /4=35-0.06=34.94+0.02;冲孔凸模尺寸:Bj1=(Amin1+X)- /4=11+0.50.04=11.02-0.02Bj2=(Amin2+X)- /4=50+0.50.04=50.02-0.02冲孔凹模尺寸:Bh1=(Bj1+2Z)- /4=11+20.06=11.12-0.02Bh2=(Bj2+2Z)- /4=50+20.06=50.12-0.02两孔中心距离 90 保持不变,公差为0.01。187、模具整体结构形式设计落料冲孔模结构形式:上模采用打料装置、下模采用弹压卸料装置,整个模具结构紧凑,简单,容易加工和装配,调试也方便。198、模具零件的结构设计8.1.凸凹模的设计材料:Cr12Mov,硬度:5862HRC(如图),与卸料板间隙配合,与下模板采用 2-M5 螺钉固定,与固定板过盈配合,过盈量 0.02-0.03。8.2.落料凹模的设计因制件形状简单,总体尺寸不大,选用整体式方形凹模较为合理。选用Cr12MoV 为凹模材料。凹模周界 由冷冲压工艺与模具设计得出凹模周界的计算公式 厚度 H=Kb(15mm)式中:b冲裁件的最大外形尺寸,b=121K系数,查表得 K=0.32则 H=0.32121=38.72mm凹模壁厚 c=(1.01.5)H(3040mm)=38.7258.08mm本设计中取 c=45-50mm由模具设计指导表 5-43 圆形凹模标准可查到较为靠近的凹模周界尺寸为 200170。硬度:5862HRC,(如图)20确定其他零件的尺寸参数由模具设计指导表 5-4,可得复合模的典型组合尺寸 200170(单位为 mm)(JB/T8066.11995)。而由此典型组合标准,即可方便的确定其他冲模零件的数量、尺寸及主要参数。其零件参数如下表所示:配用模架闭合高度 H 孔距尺寸凹模周界 凸凹模长度最小 最大 S S1S2S3200170 86 210 247零件名称及标准编号垫板 凸模固定板 凹模 卸料板 垫板200170102001701820017035 20017018 20017010螺钉 圆柱销 卸料螺钉 树脂 螺钉 圆柱销 圆柱销M1090 1090 M860 M860 860 10608.3.选择标准模架由凹模周界尺寸及模架闭合高度在 210247mm 之间,查模具设计指导21表 5-7 选用标准模架:24 号后侧导柱标准模架。8.4.卸料、压边弹性元件的确定冲压工艺中常用的弹性元件有弹簧和橡胶,但是由于这副模具所需的卸料力较大,如果选用弹簧,即使使用 10 个弹簧,每个弹簧所承担的负荷也将达到F 预=F 卸/n=9305/10N=930.5N。同时由于这是一落料模,产品材料厚度较大,模具的行程较大,也给弹簧的选用带来困难。即使试用了弹簧,也势必造成为了安装弹簧而选用较大的模架。因此我们选用橡胶作为卸料的弹性元件。1、确定卸料橡胶(1)确定橡胶的自由高度 H 自,由模具设计指导表 3-9 得:H 自=L 工/0.250.30+h 修模L 工冲模的的工作行程(mm).对冲裁模而言,L 工=t+1h 修模预留的修模量式中,L 工为模具的工作行程再加 13mm。本模具的工作行程为产品的厚度加 1.5mm。故 L 工=2.5mm,h 修模的取值范围为 46mm,在这取值 4mm。H 自=(2.5/0.25+4)mm=14mm(2)确定 L 预和 H 装。由表 3-9 可得如下计算公式:L 预橡胶的预压缩量H 装冲模装配好以后橡胶的高度L 预=(0.10.15)H 自=0.114mm=1.4mm2mmH 装=H 自-L 预=(14-2)mm=12mm(3)确定橡胶横截面积 A(mm)A=F/qF所需的弹压力q橡胶在与压缩状态下的单位压力F 由前可知为 F=9305N,q=0.260.70Mpa。在这里由于根据模具的行程,取q=0.7Mpa,则 A=9305/0.7mm2=13292.86mm。核算橡胶的安装空间:可以安装橡胶的空间可按凹模外形表面积与凸凹模地步面积之差的估算。经计算 A=200170-5733.58=28266.42mm,大于所需橡胶面积,因此足以安装橡胶的需要。229、模具总体结构设计9.1.模具类形的选择由冲压工艺分析和设计目的、要求以及从经济方面考虑,本套模具倒装落料冲孔复合模。工序简单,模具结构也不复杂,到模具计算尺寸复杂。9.2.定位方式的选择该模具活动部件采用导柱导套定位,固定部件采用销钉定位。9.3.卸料、出件方式的选择根据模具冲压的运动特点以及推件力的大小,该模具采用弹压卸料方式比较方便,因为工件料厚为 1.5mm。利用弹性卸料装置顶出模具零件,从而把产品顶出,即安全又可靠。9.4.导柱、导套位置的确定为了提高模具的寿命和工件质量,方便安装、调整、维修模具,该简单模采用后侧导柱模架。其导柱和导套则根据所选定的模架按标准选取。2310、模具的动作原理本模具(装配图如图所示)在一次行程过程中完成制件的落料,冲孔两道工序的全部工作:在压力机滑块下行前,卸料板需要用高出凸模 1-2 毫米。当压力滑块下行时,毛坯料被压在凹模与卸料板之间,继续下行,毛坯料被凸模和凹模,冲头和凸模之间的小间隙冲压成出产品。完全将产品切开后,冲床滑块到最低点,压力滑块上行,卸料板将废料顶出,产品在凹模,上模滑到最高点时,冲床打料将产品打下。完成一次冲压工序。本次设计的落料冲孔模,在压力机的一次行程中,经一次送料定位,在模具的同一部位同时完成两道工序,其冲裁件的相互位置精度高,对条料的定位精度也比较高,因为需要用导料板对条料宽度进行导向。冲压件精度高, 可以很好的保证工件的形状和尺寸精度,模具结构较一般,制造精度要求比较高,制造周期短,价格相对较低,节约了成本。工序较集中排除了半成品搬运时间,提高了生产效率。这种模具适用于生产批量大,精度要求高,内外形尺寸差较大的冲裁件。这样操作方便,生产效率提高很多。所选的模架螺钉等零件都是从标准件中选取,这样可有效的降低成本。24设计小结通过本次课程设计,在理论知识的指导下,结合认识实习和生产实习中所获得的实践经验,在老师和同学的帮助下,认真独立地完成了本次课程设计。在本次设计的过程中,通过自己实际的操作计算,我对以前所学过的专业知识有了更进一步、更深刻的认识,能够把自己所学的知识比较系统的联系起来。同时也认识到了自己的不足之处。到此时才深刻体会到,以前所学的专业知识还是有用的,而且都是模具设计与制造最基础、最根本的知识。总之,通过本次课程设计的锻炼,使我对模具设计与模具制造的整个过程都有了比较深刻的认识和全面的掌握。使我接受了一个模具专业的课程生应该有的锻炼和考查。我很感谢学校和各位老师给我这次锻炼机会。我是认认真真的做完这次课程设计的,也应该认认真真的完成我大学三年里最后也是最重要的一次设计。但是由于水平有限,错误和不足之处再所难免,恳请各位指导老师批评指正,不胜感激。25参考文献1朱光力主编. 模具设计与制造实训.第 1 版. 北京:高等教育出版社. 2002. 1341562吴诗 主编. 冲压工艺及模具设计 . 第 1 版. 西安:西北工业大学出版社. 2001. 40453温松明主编. 互换性与测量技术基础. 第 2 版. 长沙:湖南大学出版社. 1998. 454冯炳尧 韩泰荣 殷振海 蒋文森编. 模具设计与制造简明手册. 第 1 版.上海:上海科学技术出版社. 1985. 1 805刘朝儒 彭福荫 高政一主编. 机械制图. 第 3 版. 北京:高等教育出版社.20016施平主编. 机械工程专业英语. 第 5 版.哈尔滨:哈尔滨工业大学.2003 .3443457张代东主编. 机械工程材料应用基础. 第 1 版.北京:机械工业出版社.2001.851038王卫卫主编. 材料成型设备. 第 1 版.北京:机械工业出版.2004. 47489傅建军主编. 模具制造工艺. 第 1 版.北京:机械工业出版社.2005. 242510王新华主编. 冲模设计与制造实用计算手册. 北京:机械工业出版社.2004 年 8 月第 1 版. 2 1511王新华 袁联富主编.冲模结构图册. 第 1 版. 北京:机械工业出版社. 2003. 12 王卫卫. 弯曲与塑料成型设备M. 北京:机械工业出版社,2004.13 冯开平,左宗义主编.画法几何与机械制图.广州:华南理工大学出版社,2001.9.14 R. 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