空调机垫片的冲压成形工艺及模具设计【落料冲孔复合模冲裁含22张CAD图+工艺工序卡片】
目 录 1 绪 论 1 2 设计依据 原始数 据 6 3 零件冲压加工工艺分 析 7 3 1 冲裁件结构工艺 性 7 3 2 冲裁件的精度和断面粗糙 度 8 4 确定零件冲压工艺方 案 9 4 1 方案比 较 9 4 2 确定方 案 9 5 排样设计 11 5 1 导正孔 11 5 2 确定条料的宽度 11 5 3 排样的方式 11 5 4 材料的经济利用 12 6 冲裁工艺力的计算 14 6 1 冲裁力 14 6 2 卸料力 推件力 和顶件力的计F卸 推 算 15 6 3 冲压设备的选择 16 6 4 模具压力中心的确定 18 7 零件冲压工艺计算 19 7 1 凸 凹模间隙值的确 定 19 7 2 凸 凹模刃口尺寸的确 定 19 结论 26 致谢 29 参考文献 31 摘要 设计着重介绍了制件的成型工艺 及模具结构设计 通过对制件的 工艺分析 确定了工艺方案 并设计了一套倒装复合模具 在设计同时利 用参考资料 确定了各工作零件的尺寸 并较多的考虑了模具结构的调整 性 易更换性及模具成本 同时在模具设计内容中融汇了冲压模具的不同 加工方法 加工工艺及装配工艺 对初学冲压模具模设计者有一定的参考 价值 本设计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 翻边模 复合模 Abstract The design introduced emphatically the workpiece takes shape the craft and mold structural design Through to the workpiece craft analysis has determined the craft plan And has designed set of true things compound molds Uses the reference during the design has determined each work components size And many considerations mold structure adjustment easy replacement and mold cost Meanwhile has blended together the ramming mold different processing method in the mold design content the processing craft and the assembly craft to begins studies the ramming mold mold designer to have the certain reference value This design designs from the mold 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 the turn down dims mold the compound mold 1 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 均年创造产值约合 1 万美元 国外模具工业发达国家大多是 15 20 万美元 有 的高达 25 30 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 在塑料模具中推广应用热流道技术 气辅注射成型和高压注射成型技术 5 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率 6 发展优质模具材料和先进的表面处理技术 7 模具的精度将越来越高 8 模具研磨抛光将自动化 智能化 9 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程 10 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 60 80 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 600 650 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 15 20 万美元 有的达到 25 30 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 2 设计依据 原始数据 图 1 1 空调机垫片零件图 空调机垫片 材料 45 号钢 厚度 3mm 生产批量为大批量生产 3 零件冲压加工工艺分析 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性 一般情况下 对冲裁件 工艺性影响最大的是几何形状 尺寸和精度要求 良好的冲裁工艺性应能满足 材料较省 工序较少 模具加工较易 寿命较高 操作方便及产品质量稳定等 要求 1 冲裁件结构工艺性 1 冲裁件孔的最小尺寸 模具凸模的强度受冲裁件上孔的尺寸的影响 所以冲裁件上的孔不能太小 查 冷冲压模具设计指导书 表 2 2 冲裁空调 机垫片时 冲孔的最小尺寸为 1 3t 0 39mm 该零件的孔远比 0 39mm 大 所以 凸模的强度不受冲裁件上孔的尺寸的影响 2 最小孔距 孔边距 冲裁件的孔与孔 孔与边缘之间的距离 a 见图 2 1 不能太小 否则模具强度不够或使冲裁件变形 一般 a 2t 但是不得小于 3 4mm 该零件最小孔边距 a 75 50mm 2t 6mm 因为模具强度足够 故不用分 开冲小孔 图 2 1 2 冲裁件的精度和断面粗糙度 1 精度 零件图 1 1 所示防尘垫圈零件其外形相对比较简单 形状规 则 适合冲裁加工 但零件尺寸公差要求较高 按 IT14 级选取 利用普通冲裁 方式可达到图样要求 查 冷冲压模具设计指导书 表 2 3 该冲裁件内形尺 75 0 寸公差为 0 20mm 外形尺寸公差为 0 40mm 表 2 4 孔中心距公差为 0 25 2 断面粗糙度 查 冷冲压模具设计指导书 表 2 5 材料厚度 t 3mm 得断面粗糙度 25 m aR 4 确定零件冲压工艺方案 该零件的外形简单 形状规则 材料为 45 钢板 厚度 t 3mm 600MPa 由于生产批量为大批量生产 而且成型工艺只有冲孔和落b 料两个工序 所以设计关键是设计模具工作零件的结构 保证模具使用寿命 1 方案比较 方案一 采用单工序模 对于该零件 冲模的结构简单 制造周期短 价 格低 而且通用性好 比较容易在实现自动化 但是压力机一次行程内只能完 成一个工序 生产效率不太高 方案二 采用复合模 压力机一次行程内可以完成两个或者两个以上工序 生产效率高 适合大批量零件生产 冲件精度较高 不受送料误差影响 内外 形相对位置一致性好 适宜冲薄料 但是很难实现自动化 只能实现部分自动 化 而且制造复杂性和价格都比单工序模高 方案三 采用级进模 压力机一次行程内可以完成多个工序 生产效率高 冲件精度高 适合中小型零件的大批量零件生产 容易实现自动化 较难保证 内外形相对位置一致性 模具强度高 耐磨性能要好 级进模制造复杂性和价 格要比复合模低 2 确定方案 比较以上方案 决定采用复合模冲裁该零件 由于生产批量为大批量生产 而且具有操作方便 安全制造方便 维修容易等特点 模具强度较高 寿命较 长 采用侧刃定距保证定位 该零件属于小型零件 而且产量是大批量生产 从 模具的制造复杂性和价格还有生产效率等方面考虑 所以决定采用复合模冲裁 该零件 5 排样设计 1 导正孔 利用中间的孔作为导正孔 2 确定条料的宽度 条料宽度的确定原则是 最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够 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 因此 在确定条料宽度时必须考虑到模具的结构中是否采 用侧压装置和侧刃 根据不同结构分别进行计算 因为此级进模考虑采用的是自动送料方式 所以设计时采用侧刃装置 和 采用侧压装置 所以计算条料宽度时 无按以下式计算 B D 2 nb mm a0 式中 B 为条料宽度的基本尺寸 D 为条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸 mm 条料下料剪切公差 mm 查 冲压工艺与模具设计 表 2 5 3 得 0 9mm 0 5mm c B 114 2x2 5 1 mm 120 mm 09 09 3 排样的方式 根据以上分析 排样图见图 4 4 所示 图 4 4 4 材料的经济利用 冲压件大批量生产成本中 毛坯材料费用占 60 以上 排样的目的就在于 合理利用原材料 衡量排样经济性 合理性的指标是材料的利用率 其计算公 式如下 一个进距内的材料利用率 X100 X100 式中 F 为工件的实际面积 为所用材料面积 包括工件面积与废料面积 A 为送料进距 B 条料宽度 得 X100 46 3 36520479 所以一个进距内的材料利用率为 46 3 6 冲裁工艺力的计算 1 冲裁力 计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设计模具 压力机的吨位必 须大于所计算的冲裁力 以适应冲裁的要求 冲裁力的大小主要与材料力学性能 厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关 平刃口模具冲裁时 冲裁力 F N 可按下式进行计算FKLt 式中 L 冲裁件周边长度 mm t 材料厚度 mm 材料抗剪强度 M Pa K 系数 考虑到模具刃口的磨损 模具间隙的波动 材料力学 性能的变化及材料厚度偏差等因素 一般取 K 1 3 一般情况下 材料的 为计算方便 也可用下式计算冲裁力 F N 1 3b FLt 式中 材料的抗拉强度 MPa b 此制件所需的冲裁力 由冲孔力 落料力两部分组成 冲 查 冲压工艺与模具设计 表 8 1 得 600 M Pab F bL321 2mm 600MPa 357 96mm 329 07mm 517 47mm 216 81kN 所以此制件所需的冲裁力 216 81kN F 2 卸料力 推件力 和顶件力的计算卸 推 当上模完成一次冲裁后 冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模 内 模面上的材料因弹性收缩而会紧箍在凸模上 为了使冲裁工作连续 操作 方便 必须将套在凸模上的材料刮下 将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出 或向上顶出 从凸模上刮下材料所需的力 称为卸料力 从凹模内向下推出制 件或废料所需的力 称为推料力 从凹模内向上顶出制件所需的力 称顶件力 如图 4 5 所示 图 4 5 工艺力示意图 是由压力机和模具的卸料 推料 顶件装置获得的 影响这F卸 推 顶 些力的因素主要有材料的力学性能 材料厚度 模具间隙 凸 凹模表面粗糙 度 零件形状和尺寸以及润滑情况等 要准确计算这些力是困难的 实际生产 中常用下列经验公式计算 卸F冲卸K 推 冲推n 顶 冲顶 式中 冲裁力 k N 冲F 系数 查 冷冲压模具设计指导书 表 2 20 得 K卸 推 卸料力 推件力和顶件力系数 0 035 0 040 K卸 推 梗塞在凹模直壁内的制件或废料数量 n h t 查表 2 22 取n h 9 得 3 0 035 216 81kN 7 59kN卸F冲卸K 3 0 040 216 81kN 3 22kN推 冲推n 所以此制件所需的卸料力 推件力和顶件力分别为 7 59 k N 3 22kN 3 冲压设备的选择 1 压力机的吨位应当等于或大于冲裁时的总力 压F总 式中 为所选压力机的吨位 压 为冲裁时的总力 总 冲压力 的计算F总 总 冲 卸F推 216 81kN 7 59kN 3 22kN 227 62kN 查 冷冲压模具设计指导书 表 8 10 得 完成该制件所需的冲压力为 250kN 2 初步选择压力机 由 冷冲压模具设计指导书 表 8 10 查得 选压力机为开式双柱可倾压 力机 型号为 J23 25 其参数如表 1 1 所示 表 1 1 型号 J23 25 公称压力 kN 250 滑块行程 65 滑块行程次数 次 min 55 最大封闭高度 270 封闭高度调节量 55 滑块中心线至床身距离 200 床身两立柱间距离 270 前后 370工作台尺寸 左右 560 工作台孔尺寸 前后 200 左右 290 直径 260 厚度 50垫板尺寸 直径 直径 40模柄孔尺寸 深度 60 前后滑块底面尺寸 左右 最大倾斜角度 30 4 模具压力中心的确定 冲裁力合力的作用点称为冲模压力中心 为了保证压力机和冲模正常平稳的 工作 必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合 该零件压力中心分析图 如图 4 6 所示 图 4 6 压力中心分析图 按下列公式求压力中心的坐标值 xoy0Lxno 21yno21 得 73 462 519806 2914 75 96 21 7 0325 6 37 xo 取整数为 437 yo 7 零件冲压工艺计算 1 凸 凹模间隙值的确定 凸 凹模间隙对冲裁件断面质量 尺寸精度 模具寿命以及冲裁力 卸料 力 推件力等有较大影响 所以必须选择合理的间隙 冲裁间隙数值主要按制 件质量要求 根据经验数值来选用 查 冷冲压模具设计指导书 表 2 9 该 冲裁件为 45 钢板 板料厚度为 3mm 故冲裁模初始双边间隙 0 27mm 0 33mm minzmaxz 2 凸 凹模刃口尺寸的确定 1 确定凸 凹模刃口尺寸的原则 a 落料模先确定凹模刃口尺寸 其标称尺寸应取接近或等于制件的最小极 限尺寸 以保证凹模磨损到一定尺寸范围内 也能冲出合格制件 凸模刃口的 标称尺寸应比凹模小一个最小合理间隙 b 冲孔模先确定凸模刃口尺寸 其标称尺寸应取接近或等于制件的最大极 限尺寸 以保证凸模磨损到一定尺寸范围内 也能冲出合格的孔 凹模刃口的 标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙 c 选择模具刃口制造公差时 要考虑工件精度与模具精度的关系 既要保证 工件的精度要求 又要保证有合理的间隙值 一般冲模精度较工件精度高 2 3 级 工件尺寸公差应按 入体 原则标注为单向公差 所谓 入体 原则是指 标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注 即 落料件上偏差为零 下 偏差为负 冲孔件上偏差为零 下偏差为负 2 凸 凹模配合加工时的工作部分尺寸 对于冲裁复杂形状冲件的模具或薄板零件的模具 为了保证冲裁凸 凹模 间有一定的间隙值 其凸 凹模常采用配合加工方法 凸 凹模工作部分尺寸 计算 其落料件按凹模磨损后尺寸增大 减小和不变的规律三种 冲孔件按凸 模磨损后尺寸增大 减小和不变的规律三种 计算公式见 冷冲压模具设计指 导书 表 2 14 第一类尺寸 落料凹模或冲孔凸模磨损后尺寸将会增大 计算公式为 x Ajmax 25 0 第二类尺寸 落料凹模或冲孔凸模磨损后尺寸将会减小 计算公式为 x Bjmin025 第三类尺寸 凹模或凸模磨损后尺寸基本不变 计算公式为 0 5 Cjin1 式中 为零件的公差 mm 因冲裁件尺寸公差要求较高 精度按 IT11 选取 X 为磨损系数 其值在 0 5 1 之间 按表 2 13 选取 该零件精度为 IT11 故 x 0 75 1 设计凸模 凹模的刃口尺寸 冲裁该空调机垫片零件用级进模来完成 工序分为三步 所以有三对凸 凹模 三对凸 凹模都采用配合加工的方法来制造 第一对凸 凹模的图形如图 4 1 所示 空调机垫片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸 图 4 1 第一步工序为冲孔 选凸模为设计基准件 只需计算凸模刃口尺寸及制造 公差 凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配做 由 冷冲压模具设计指导书 表 2 8 查得 冲裁模初始双边间隙 0 270mm 0 330mm 由表 2 12 查得 尺寸为 60mm 时 0 020mm minzmaxz p 尺寸为 13 1mm 时 0 020mm 由表 2 13 查得 X 0 75 p 根据第二类尺寸 x 又工件的公差 0 1 故冲孔凸模Bjmin025 的基本尺寸计算如下 1 60 0 75x0 1 mm 60 08 mma0 025 b1 13 1 0 75x0 1 mm 13 18 mm25 冲孔凸 凹模的尺寸如图 4 2 所示 冲孔凹模的尺寸 按凹模实际尺寸配做 冲孔凸模的尺寸 保证双面间隙值为 0 270 0 330mm 图 4 2 第二对凸 凹模的图形如图 4 3 所示 空调机垫片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸 图 4 3 第二步工序为冲孔 选凸模为设计基准件 只需计算凸模刃口尺寸及制造 公差 凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配做 其计算同上 A2 B1 2 b1 a 2 计算凹模外形尺寸 凹模厚度 按公式 H Kb 15mm 凹模壁厚 按公式 C 1 5 2 H 30mm 式中 b 为冲裁件的最大外形尺寸 b 114mm K 为系数 考虑板料厚度的影响 查表 2 24 得 K 0 24 则 H Kb 0 24 114 27 36mm 但考虑到要增加凹模强度来提高模具寿命 所以凹模的厚度要适当增加 故取 30mm C 1 5 2 H 45 60mm 根据零件尺寸即可以估算凹模的外形尺寸 长度 X 宽度为 500mmX315mm 3 凸模固定板的厚度 厚度一般取凹模厚度的 0 6 0 8 倍 H1 0 8H 0 8X30mm 24mm 4 卸料板的厚度 厚度一般取凹模厚度的 0 8 1 0 倍 H2 0 8H 0 8X30mm 24mm 5 凸模垫板的采用和厚度 是否采用垫板 以凸模的承压面进行计算 按以下公式计算 AF 式中 F 为冲裁力 A 为凸模的承压面 按最小的凸模的承压面计算 则 100 6MPa 215680N 查 冷冲压模具设计指导书 表 2 39 得铸铁模板的 为 90 140MPa p 在 之间 为了安全起见 因此须采用垫板 垫板厚度取 8mm p 6 橡胶弹性体自由高度 根据零件材料厚度为 3mm 冲裁时凸模进入 凹模深度取 1mm 弹簧的自由高度 60mm h自 由 7 计算凸模外形尺寸 凸模形长度 L 24 21 24 1 68mm 考虑模具维修时刃磨留量 2mm 三个凸 模的长度一样都为取 70mm 凸模长度确定后一般不需要作强度核算 8 模具总体设计 有了上述各步计算所得的数据及确定方案便可以对模具进行总体设计并画 出草图 如 图 4 6 所示 从结构图初算出闭合高度 60 8 70 30 75 1 242mmH模 根据凹模的外形尺寸 确定下模板的外形尺寸为 500mmX315mm 9 模具的主要零部件的设计 本模具是采用自动送料的级进模 三个凸模用固定板固定 凹模可直接用 螺钉与圆柱销固定而且在横向的定位上增设一个定位销 卸料装置采用弹性的 导向装置采用导柱导套 定位零件用侧刃定位和自动送料 用始用挡料销作首 次定位条料 模柄用浮动模柄 10 选定设备 此模具的总冲压力 227 62kNF总 闭合高度 242mmH模 外廓尺寸 500mmX315mm 选 J23 25 压力机 根据所要的总冲压力 227 62kN总F 来看 要用 250kN 的压力机 此压力机的主要技术参数规格为 最大冲压力 250kN 滑块行程 65mm 连杆调节量 55mm 最大装模高度 270mm 工作台尺寸 370mmX560mm 因此根据冲压力 闭合高度 外廓尺寸等数据 所以选择 J23 25 压力机是合适 的 结论 毕业设计作为三年大学学习中极为重要的一部分 是衡量一个学生专业课 水平的重要标志 毕业设计是我们所学课程的一次系统而深入的综合性的总复 习 是一次理论联系实践的训练 也是我们步入工作前的一次检验 就我个人而言 通过这次毕业设计 使我学习到了许多知识 对模具的设 计与制造有了极为深刻的认识 是一次由理论向实践的飞跃 回顾一个多月的 设计生活 让我感慨颇深 主要体会有以下几点 1 扎实的基础课 专业课是模具设计的基础 由于以前所学的课程难免有些理解不深 遗忘等 而本次设计又或多或少的 用到了这些知识 从而迫使我认真扎实的学习了以前的课程 并加深了对这些 课程的理解 真正有一种温故而知新的感觉 如机械制图中的各种线型的特点 应用 材料力学中的应力校核 热处理中各种材料与热处理性能 公差配合与 测量技术中公差的正确选用 模具的加工与制造技术 塑料模具的设计与制造 步骤 模具材料的正确选用等 2 理论与实践相结合的重要性 以前的学习中 基本上是纯理论的学习 虽然有金工实习 毕业实习等实 践的体味 但却停留在表面上 没有进行过真正的设计 从而使理论与实践严 重脱节 而现在我们是在经历了金工实习 毕业实习后的一次真正的练兵 我 认真回顾了以前所见所学的塑料模知识 在脑海里反复了思考了塑料模的步骤 然后开始到图书馆查资料作设计 在作设计的过程中 我才真正感觉到眼高手 低的含义 同时也 窥一斑而知全豹 自己的学习中的不足和薄弱环节暴露无 遗 但是在老师们的帮助下以及自己的努力下 我终于克服了重重困难 使设 计得以顺利的进行 通过向老师们请教 我了解到设计要面向企业 面向市场 的原则 毕业设计正是对实践能力的一次强有力的训练 是我们独立工作的前 凑 将对我们以后的工作产生深远的影响 3 对模具设计中的安全性 经济性加深了认识 在设计工作中 要不断对安全性进行分析 从操作者的角度进行设计 在 设计中 需要考虑到模具的成本问题 经济效益是工业生产的前提 成本的高 直接决定了产品的竞争力 故在设计中尽可能的选用标准件 4 电脑成为设计中重要的辅助工具 由于工件形状复杂 在设计中计算塑件的体积出现了很大的难度 后经苏 老师指点迷津 通过 Pro E 绘图和计算才得以解决 另外在绘零件和装配图时 采用电脑也更方便快捷 采用电脑处理 精度高 方便快捷 在本次设计时 要求机械绘图 电子文档文本 从而对 AUTOCAD 的学习有了很大的进展 对 WORD WPS 等各种文字处理工具有了更为熟练的操作 而模具 CAD 技术已成为 该行业的发展趋势 电脑终将成为设计的必备工具 这对提高学生的综合素质 着极为重要的现在意义 5 设计态度直接决定着设计质量 毕业设计一般时间都足够 但足够的时间不一定都能设计出优秀的模具 这就除了能力水平的问题外 极为重要的一点便是态度问题 作为学生必须要 态度谦虚 工作认真 勤学好问 实事求是 才能正确对待设计 才有可能取 得设计的圆满成功 总之 通过毕业设计使我对模具的设计与制造有了更深的认识 得到了许 多有益的启示 这对毕业后的过渡转变有极重要的影响 在以后的工作中 我 将继续保持谦虚谨慎的工作作风 扬长避短 多与人交流 提高自己的个人素 质和技能积累经验 诚实守信 争取在事业上更上一层楼 芝麻开花 节节高 致谢 时光如电 岁月如梭 三年的大学生活即将结束 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 院校的学生 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总演练 毕业设计不但把我以前学的专业知识系统的连贯 起来 也使我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 由于本人资质有限 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 在有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有很大的帮助 而且也锻 炼我的吃苦耐劳的精神 让我在这个竞争的社 8 参考文献 1 冷冲压模具设计指导书 王芳 主编 机械工业出版社 1999 2 冲压工艺与模具设计 原红玲主编 高等教育出版社 2008 3 冲压模具图册 杨占尧主编 高等教育出版社 2008 端盖冲压成形工艺及模具设计 摘要 设计着重介绍了制件的成型工艺 及模具结构设计 通过对制件的 工艺分析 确定了工艺方案 并设计了一套倒装复合模具 在设计同时利 用参考资料 确定了各工作零件的尺寸 并较多的考虑了模具结构的调整 性 易更换性及模具成本 同时在模具设计内容中融汇了冲压模具的不同 加工方法 加工工艺及装配工艺 对初学冲压模具模设计者有一定的参考 价值 本设计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 翻边模 复合模 Lamp screen pressing formed technology and mold design Abstract The design introduced emphatically the workpiece takes shape the craft and mold structural design Through to the workpiece craft analysis has determined the craft plan And has designed set of true things compound molds Uses the reference during the design has determined each work components size And many considerations mold structure adjustment easy replacement and mold cost Meanwhile has blended together the ramming mold different processing method in the mold design content the processing craft and the assembly craft to begins studies the ramming mold mold designer to have the certain reference value This design designs from the mold 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 the turn down dims mold the compound mold 机 械 加 工 工 序 卡 工序名称 粗铣 工序号 02 零件名称 卸料板 零件号 00 10 零件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 号 重 量 45 钢 设 备 名 称 型 号 夹 具 名 称 辅 助 工 具 铣床 虎钳 游标卡尺 安 装 工 步 安装及工步说明 刀 具 量 具 走 刀长 度 走 刀次 数 切 削 深 度 进给量 主 轴转 速 切 削速 度 基 本工 时 一次 1 铣上平面 75 面铣刀 游标卡尺 0 5 2 1 200 min 800r min 一次 1 铣下平面 75 面铣刀 游标卡尺 0 5 2 1 200 min 800r min 一次 2 铣两端面 20 立铣刀 游标卡尺 0 5 1 1 60 min1 300r mi 一次 2 铣两端面 20 立铣刀 游标卡尺 0 5 1 1 60 300r mi min1 设 计 者 张海时 指 导 教 师 苏光 共 页 第 页 零件号 零 件 名 称 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 00 11 凸凹模 工序号 工 序 名 称 工序内容 车间 设备 量 具 工 时 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 备料 热处理 刨 热处理 磨平面 钳工划线 加工螺钉孔 安装孔 加工中心 热处理 磨平面 钳工精修 锯床下料 120 150 退火 刨六面 互为直角 留单边余量 0 5 调质 磨 6 面 互为垂直 留单边余量 0 1 划出个孔的位置线 安划线位置加工螺钉孔和销孔 并攻螺纹 按编制程序铣削主要成型部位 包括冲裁 凸模 落料凹模 按热处理工艺 淬火回火达到 58 62HRC 按图纸要求 钳工精修抛 全面达到设计 下料车间 热处理车间 模具车间 热处理车间 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 硬度测量仪 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 硬度测量仪 0 5 2 10 5 2 2 5 12 2 2 2 编制 张海时 校对 苏光 审核 批准 目 录 1 绪 论 1 2 设计依据 原始数 据 6 3 零件冲压加工工艺分 析 7 3 1 冲裁件结构工艺 性 7 3 2 冲裁件的精度和断面粗糙 度 8 4 确定零件冲压工艺方 案 9 4 1 方案比 较 9 4 2 确定方 案 9 5 排样设计 11 5 1 导正孔 11 5 2 确定条料的宽度 11 5 3 排样的方式 11 5 4 材料的经济利用 12 6 冲裁工艺力的计算 14 6 1 冲裁力 14 6 2 卸料力 推件力 和顶件力的计F卸 推 算 15 6 3 冲压设备的选择 16 6 4 模具压力中心的确定 18 7 零件冲压工艺计算 19 7 1 凸 凹模间隙值的确 定 19 7 2 凸 凹模刃口尺寸的确 定 19 结论 26 致谢 29 参考文献 31 1 摘要 设计着重介绍了制件的成型工艺 及模具结构设计 通过对制 件的工艺分析 确定了工艺方案 并设计了一套倒装复合模具 在设计 同时利用参考资料 确定了各工作零件的尺寸 并较多的考虑了模具结 构的调整性 易更换性及模具成本 同时在模具设计内容中融汇了冲压 模具的不同加工方法 加工工艺及装配工艺 对初学冲压模具模设计者 有一定的参考价值 本设计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 翻边模 复合模 2 Abstract The design introduced emphatically the workpiece takes shape the craft and mold structural design Through to the workpiece craft analysis has determined the craft plan And has designed set of true things compound molds Uses the reference during the design has determined each work components size And many considerations mold structure adjustment easy replacement and mold cost Meanwhile has blended together the ramming mold different processing method in the mold design content the processing craft and the assembly craft to begins studies the ramming mold mold designer to have the certain reference value This design designs from the mold 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 the turn down dims mold the compound mold 3 1 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 4 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约合 1 万美元 国外模具工业发达国家大多是 15 20 万美元 有的高达 25 30 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 5 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 6 4 在塑料模具中推广应用热流道技术 气辅注射成型和高压注射成型 技术 5 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率 6 发展优质模具材料和先进的表面处理技术 7 模具的精度将越来越高 8 模具研磨抛光将自动化 智能化 9 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程 10 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 60 80 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 600 650 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 7 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 15 20 万美元 有的达 到 25 30 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 8 2 设计依据 原始数据 图 1 1 空调机垫片零件图 空调机垫片 材料 45 号钢 厚度 3mm 生产批量为大批量生产 9 3 零件冲压加工工艺分析 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性 一般情况下 对冲 裁件工艺性影响最大的是几何形状 尺寸和精度要求 良好的冲裁工艺性 应能满足材料较省 工序较少 模具加工较易 寿命较高 操作方便及产 品质量稳定等要求 1 冲裁件结构工艺性 1 冲裁件孔的最小尺寸 模具凸模的强度受冲裁件上孔的尺寸的 影响 所以冲裁件上的孔不能太小 查 冷冲压模具设计指导书 表 2 2 冲裁空调机垫片时 冲孔的最小尺寸为 1 3t 0 39mm 该零件的孔远比 0 39mm 大 所以凸模的强度不受冲裁件上孔的尺寸的影响 2 最小孔距 孔边距 冲裁件的孔与孔 孔与边缘之间的距离 a 见图 2 1 不能太小 否则模具强度不够或使冲裁件变形 一般 a 2t 但是不得 小于 3 4mm 该零件最小孔边距 a 75 50mm 2t 6mm 因为模具强度足够 故不用分开冲小孔 75 0 10 图 2 1 2 冲裁件的精度和断面粗糙度 1 精度 零件图 1 1 所示防尘垫圈零件其外形相对比较简单 形 状规则 适合冲裁加工 但零件尺寸公差要求较高 按 IT14 级选取 利用 普通冲裁方式可达到图样要求 查 冷冲压模具设计指导书 表 2 3 该冲 裁件内形尺寸公差为 0 20mm 外形尺寸公差为 0 40mm 表 2 4 孔中心距 公差为 0 25 2 断面粗糙度 查 冷冲压模具设计指导书 表 2 5 材料厚度 t 3mm 得断面粗糙度 25 m aR 11 4 确定零件冲压工艺方案 该零件的外形简单 形状规则 材料为 45 钢板 厚度 t 3mm 600MPa 由于生产批量为大批量生产 而且成型工艺只有冲孔b 和落料两个工序 所以设计关键是设计模具工作零件的结构 保证模具使 用寿命 1 方案比较 方案一 采用单工序模 对于该零件 冲模的结构简单 制造周期短 价格低 而且通用性好 比较容易在实现自动化 但是压力机一次行程内 只能完成一个工序 生产效率不太高 方案二 采用复合模 压力机一次行程内可以完成两个或者两个以上 工序 生产效率高 适合大批量零件生产 冲件精度较高 不受送料误差 影响 内外形相对位置一致性好 适宜冲薄料 但是很难实现自动化 只 能实现部分自动化 而且制造复杂性和价格都比单工序模高 方案三 采用级进模 压力机一次行程内可以完成多个工序 生产效 率高 冲件精度高 适合中小型零件的大批量零件生产 容易实现自动化 较难保证内外形相对位置一致性 模具强度高 耐磨性能要好 级进模制 造复杂性和价格要比复合模低 2 确定方案 比较以上方案 决定采用复合模冲裁该零件 由于生产批量为大批量 12 生产 而且具有操作方便 安全制造方便 维修容易等特点 模具强度较 高 寿命较长 采用侧刃定距保证定位 该零件属于小型零件 而且产量是 大批量生产 从模具的制造复杂性和价格还有生产效率等方面考虑 所以 决定采用复合模冲裁该零件 13 5 排样设计 1 导正孔 利用中间的孔作为导正孔 2 确定条料的宽度 条料宽度的确定原则是 最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够 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 因此 在确定条料宽度时必须考虑到模具的结构 中是否采用侧压装置和侧刃 根据不同结构分别进行计算 因为此级进模考虑采用的是自动送料方式 所以设计时采用侧刃装置 和采用侧压装置 所以计算条料宽度时 无按以下式计算 B D 2 nb mm a0 式中 B 为条料宽度的基本尺寸 D 为条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸 mm 条料下料剪切公差 mm 查 冲压工艺与模具设计 表 2 5 3 得 0 9mm 0 5mm c B 114 2x2 5 1 mm 120 mm 09 09 3 排样的方式 根据以上分析 排样图见图 4 4 所示 14 图 4 4 4 材料的经济利用 冲压件大批量生产成本中 毛坯材料费用占 60 以上 排样的目的就在 于合理利用原材料 衡量排样经济性 合理性的指标是材料的利用率 其 计算公式如下 一个进距内的材料利用率 X100 X100 15 式中 F 为工件的实际面积 为所用材料面积 包括工件面积与废料面积 A 为送料进距 B 条料宽度 得 X100 46 3 36520479 所以一个进距内的材料利用率为 46 3 16 6 冲裁工艺力的计算 1 冲裁力 计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设计模具 压力机的吨 位必须大于所计算的冲裁力 以适应冲裁的要求 冲裁力的大小主要与材料力学性能 厚度及冲裁件分离的轮廓长度有 关 平刃口模具冲裁时 冲裁力 F N 可按下式进行计算FKLt 式中 L 冲裁件周边长度 mm t 材料厚度 mm 材料抗剪强度 M Pa K 系数 考虑到模具刃口的磨损 模具间隙的波动 材料 力学性能的变化及材料厚度偏差等因素 一般取 K 1 3 一般情况下 材料的 为计算方便 也可用下式计算冲裁力1 3b F N bLt 式中 材料的抗拉强度 MPa b 此制件所需的冲裁力 由冲孔力 落料力两部分组成 冲 查 冲压工艺与模具设计 表 8 1 得 600 M Pab F bL321 2mm 600MPa 357 96mm 329 07mm 517 47mm 216 81kN 所以此制件所需的冲裁力 216 81kN F 17 2 卸料力 推件力 和顶件力的计算F卸 推 当上模完成一次冲裁后 冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在 凹模内 模面上的材料因弹性收缩而会紧箍在凸模上 为了使冲裁工作连 续 操作方便 必须将套在凸模上的材料刮下 将梗塞在凹模内的制件或 废料向下推出或向上顶出 从凸模上刮下材料所需的力 称为卸料力 从 凹模内向下推出制件或废料所需的力 称为推料力 从凹模内向上顶出制 件所需的力 称顶件力 如图 4 5 所示 图 4 5 工艺力示意图 是由压力机和模具的卸料 推料 顶件装置获得的 影F卸 推 顶 响这些力的因素主要有材料的力学性能 材料厚度 模具间隙 凸 凹模 表面粗糙度 零件形状和尺寸以及润滑情况等 要准确计算这些力是困难 的 实际生产中常用下列经验公式计算 卸F冲卸K 推 冲推n 顶 冲顶 式中 冲裁力 k N 冲F 系数 查 冷冲压模具设计指导书 表 2 20 得 K卸 推 18 卸料力 推件力和顶件力系数 0 035 0 040 K卸 推 梗塞在凹模直壁内的制件或废料数量 n h t 查表 2 22 取n h 9 得 3 0 035 216 81kN 7 59kN卸F冲卸K 3 0 040 216 81kN 3 22kN推 冲推n 所以此制件所需的卸料力 推件力和顶件力分别为 7 59 k N 3 22kN 3 冲压设备的选择 1 压力机的吨位应当等于或大于冲裁时的总力 压F总 式中 为所选压力机的吨位 压 为冲裁时的总力 总 冲压力 的计算总 总F冲 卸 推F 216 81kN 7 59kN 3 22kN 227 62kN 查 冷冲压模具设计指导书 表 8 10 得 完成该制件所需的冲压力 为 250kN 2 初步选择压力机 由 冷冲压模具设计指导书 表 8 10 查得 选压力机为开式双柱可 倾压力机 型号为 J23 25 其参数如表 1 1 所示 19 表 1 1 型号 J23 25 公称压力 kN 250 滑块行程 65 滑块行程次数 次 min 55 最大封闭高度 270 封闭高度调节量 55 滑块中心线至床身距离 200 床身两立柱间距离 270 前后 370工作台尺寸 左右 560 前后 200 左右 290 工作台孔尺寸 直径 260 厚度 50垫板尺寸 直径 直径 40模柄孔尺寸 深度 60 前后滑块底面尺寸 左右 最大倾斜角度 30 20 4 模具压力中心的确定 冲裁力合力的作用点称为冲模压力中心 为了保证压力机和冲模正常平 稳的工作 必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合 该零件压力中 心分析图如图 4 6 所示 图 4 6 压力中心分析图 按下列公式求压力中心的坐标值 xoy0Lxno 21yno21 得 73 462 519806 2914 75 96 1 7 0325 6 37 xo 21 取整数为 437 0 yo 7 零件冲压工艺计算 1 凸 凹模间隙值的确定 凸 凹模间隙对冲裁件断面质量 尺寸精度 模具寿命以及冲裁力 卸料力 推件力等有较大影响 所以必须选择合理的间隙 冲裁间隙数值 主要按制件质量要求 根据经验数值来选用 查 冷冲压模具设计指导书 表 2 9 该冲裁件为 45 钢板 板料厚度为 3mm 故冲裁模初始双边间隙 0 27mm 0 33mm minzmaxz 2 凸 凹模刃口尺寸的确定 1 确定凸 凹模刃口尺寸的原则 a 落料模先确定凹模刃口尺寸 其标称尺寸应取接近或等于制件的最 小极限尺寸 以保证凹模磨损到一定尺寸范围内 也能冲出合格制件 凸 模刃口的标称尺寸应比凹模小一个最小合理间隙 b 冲孔模先确定凸模刃口尺寸 其标称尺寸应取接近或等于制件的最 大极限尺寸 以保证凸模磨损到一定尺寸范围内 也能冲出合格的孔 凹 模刃口的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙 c 选择模具刃口制造公差时 要考虑工件精度与模具精度的关系 既要 保证工件的精度要求 又要保证有合理的间隙值 一般冲模精度较工件精 度高 2 3 级 工件尺寸公差应按 入体 原则标注为单向公差 所谓 入 体 原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注 即 落料 22 件上偏差为零 下偏差为负 冲孔件上偏差为零 下偏差为负 2 凸 凹模配合加工时的工作部分尺寸 对于冲裁复杂形状冲件的模具或薄板零件的模具 为了保证冲裁凸 凹模间有一定的间隙值 其凸 凹模常采用配合加工方法 凸 凹模工作 部分尺寸计算 其落料件按凹模磨损后尺寸增大 减小和不变的规律三种 冲孔件按凸模磨损后尺寸增大 减小和不变的规律三种 计算公式见 冷 冲压模具设计指导书 表 2 14 第一类尺寸 落料凹模或冲孔凸模磨损后尺寸将会增大 计算公式为 x Ajmax 25 0 第二类尺寸 落料凹模或冲孔凸模磨损后尺寸将会减小 计算公式为 x Bjin025 第三类尺寸 凹模或凸模磨损后尺寸基本不变 计算公式为 0 5 Cjmin1 式中 为零件的公差 mm 因冲裁件尺寸公差要求较高 精度按 IT11 选取 X 为磨损系数 其值在 0 5 1 之间 按表 2 13 选取 该零件 精度为 IT11 故 x 0 75 1 设计凸模 凹模的刃口尺寸 冲裁该空调机垫片零件用级进模来完成 工序分为三步 所以有三对 凸 凹模 三对凸 凹模都采用配合加工的方法来制造 第一对凸 凹模的图形如图 4 1 所示 空调机垫片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸 图 4 1 23 第一步工序为冲孔 选凸模为设计基准件 只需计算凸模刃口尺寸及 制造公差 凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配做 由 冷冲压模具设计指导书 表 2 8 查得 冲裁模初始双边间隙 0 270mm 0 330mm 由表 2 12 查得 尺寸为 60mm 时 minzmaxz 0 020mm 尺寸为 13 1mm 时 0 020mm 由表 2 13 查得 p p X 0 75 根据第二类尺寸 x 又工件的公差 0 1 故冲孔Bjmin025 凸模的基本尺寸计算如下 1 60 0 75x0 1 mm 60 08 mma025 025 b1 13 1 0 75x0 1 mm 13 18 mm 冲孔凸 凹模的尺寸如图 4 2 所示 冲孔凹模的尺寸 按凹模实际尺寸配做 冲孔凸模的尺寸 24 保证双面间隙值为 0 270 0 330mm 图 4 2 第二对凸 凹模的图形如图 4 3 所示 空调机垫片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸 图 4 3 第二步工序为冲孔 选凸模为设计基准件 只需计算凸模刃口尺寸及 制造公差 凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配做 其计算同上 A2 B1 2 b1 a 2 计算凹模外形尺寸 凹模厚度 按公式 H Kb 15mm 凹模壁厚 按公式 C 1 5 2 H 30mm 式中 b 为冲裁件的最大外形尺寸 b 114mm K 为系数 考虑板料厚度的影响 查表 2 24 得 K 0 24 25 则 H Kb 0 24 114 27 36mm 但考虑到要增加凹模强度来提高模具寿命 所以凹模的厚度要适当增加 故取 30mm C 1 5 2 H 45 60mm 根据零件尺寸即可以估算凹模的外形尺寸 长度 X 宽度为 500mmX315mm 3 凸模固定板的厚度 厚度一般取凹模厚度的 0 6 0 8 倍 H1 0 8H 0 8X30mm 24mm 4 卸料板的厚度 厚度一般取凹模厚度的 0 8 1 0 倍 H2 0 8H 0 8X30mm 24mm 5 凸模垫板的采用和厚度 是否采用垫板 以凸模的承压面进行 计算 按以下公式计算 AF 式中 F 为冲裁力 A 为凸模的承压面 按最小的凸模的承压面计算 则 100 6MPa 215680N 查 冷冲压模具设计指导书 表 2 39 得铸铁模板的 为 90 140MPa p 在 之间 为了安全起见 因此须采用垫板 垫板厚度取 8mm p 6 橡胶弹性体自由高度 根据零件材料厚度为 3mm 冲裁时凸模 进入凹模深度取 1mm 弹簧的自由高度 60mm h自 由 7 计算凸模外形尺寸 26 凸模形长度 L 24 21 24 1 68mm 考虑模具维修时刃磨留量 2mm 三 个凸模的长度一样都为取 70mm 凸模长度确定后一般不需要作强度核算 8 模具总体设计 有了上述各步计算所得的数据及确定方案便可以对模具进行总体设计 并画出草图 如 图 4 6 所示 从结构图初算出闭合高度 60 8 70 30 75 1 242mmH模 根据凹模的外形尺寸 确定下模板的外形尺寸为 500mmX315mm 9 模具的主要零部件的设计 本模具是采用自动送料的级进模 三个凸模用固定板固定 凹模可直 接用螺钉与圆柱销固定而且在横向的定位上增设一个定位销 卸料装置采 用弹性的 导向装置采用导柱导套 定位零件用侧刃定位和自动送料 用 始用挡料销作首次定位条料 模柄用浮动模柄 10 选定设备 此模具的总冲压力 227 62kNF总 闭合高度 242mmH模 外廓尺寸 500mmX315mm 选 J23 25 压力机 根据所要的总冲压力 227 62kN总F 来看 要用 250kN 的压力机 此压力机的主要技术参数规格为 最大冲压力 250kN 滑块行程 65mm 连杆调节量 55mm 最大装模高度 270mm 27 工作台尺寸 370mmX560mm 因此根据冲压力 闭合高度 外廓尺寸等数据 所以选择 J23 25 压力机是 合适的 结论 毕业设计作为三年大学学习中极为重要的一部分 是衡量一个学生专 业课水平的重要标志 毕业设计是我们所学课程的一次系统而深入的综合 性的总复习 是一次理论联系实践的训练 也是我们步入工作前的一次检 验 就我个人而言 通过这次毕业设计 使我学习到了许多知识 对模具 的设计与制造有了极为深刻的认识 是一次由理论向实践的飞跃 回顾一 个多月的设计生活 让我感慨颇深 主要体会有以下几点 28 1 扎实的基础课 专业课是模具设计的基础 由于以前所学的课程难免有些理解不深 遗忘等 而本次设计又或多或 少的用到了这些知识 从而迫使我认真扎实的学习了以前的课程 并加深 了对这些课程的理解 真正有一种温故而知新的感觉 如机械制图中的各 种线型的特点应用 材料力学中的应力校核 热处理中各种材料与热处理 性能 公差配合与测量技术中公差的正确选用 模具的加工与制造技术 塑料模具的设计与制造步骤 模具材料的正确选用等 2 理论与实践相结合的重要性 以前的学习中 基本上是纯理论的学习 虽然有金工实习 毕业实习 等实践的体味 但却停留在表面上 没有进行过真正的设计 从而使理论 与实践严重脱节 而现在我们是在经历了金工实习 毕业实习后的一次真 正的练兵 我认真回顾了以前所见所学的塑料模知识 在脑海里反复了思 考了塑料模的步骤 然后开始到图书馆查资料作设计 在作设计的过程中 我才真正感觉到眼高手低的含义 同时也 窥一斑而知全豹 自己的学习 中的不足和薄弱环节暴露无遗 但是在老师们的帮助下以及自己的努力下 我终于克服了重重困难 使设计得以顺利的进行 通过向老师们请教 我 了解到设计要面向企业 面向市场的原则 毕业设计正是对实践能力的一 次强有力的训练 是我们独立工作的前凑 将对我们以后的工作产生深远 的影响 3 对模具设计中的安全性 经济性加深了认识 29 在设计工作中 要不断对安全性进行分析 从操作者的角度进行设计 在设计中 需要考虑到模具的成本问题 经济效益是工业生产的前提 成 本的高直接决定了产品的竞争力 故在设计中尽可能的选用标准件 4 电脑成为设计中重要的辅助工具 由于工件形状复杂 在设计中计算塑件的体积出现了很大的难度 后 经苏老师指点迷津 通过 Pro E 绘图和计算才得以解决 另外在绘零件和 装配图时采用电脑也更方便快捷 采用电脑处理 精度高 方便快捷 在 本次设计时 要求机械绘图 电子文档文本 从而对 AUTOCAD 的学习有了 很大的进展 对 WORD WPS 等各种文字处理工具有了更为熟练的操作 而 模具 CAD 技术已成为该行业的发展趋势 电脑终将成为设计的必备工具 这对提高学生的综合素质着极为重要的现在意义 5 设计态度直接决定着设计质量 毕业设计一般时间都足够 但足够的时间不一定都能设计出优秀的模 具 这就除了能力水平的问题外 极为重要的一点便是态度问题 作为学 生必须要态度谦虚 工作认真 勤学好问 实事求是 才能正确对待设计 才有可能取得设计的圆满成功 总之 通过毕业设计使我对模具的设计与制造有了更深的认识 得到 了许多有益的启示 这对毕业后的过渡转变有极重要的影响 在以后的工 作中 我将继续保持谦虚谨慎的工作作风 扬长避短 多与人交流 提高 自己的个人素质和技能积累经验 诚实守信 争取在事业上更上一层楼 30 芝麻开花 节节高 致谢 时光如电 岁月如梭 三年的大学生活即将结束 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 一名工科院校的学生 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 31 在学校中 我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总演练 毕业设计不但把我以前学的专业知识系 统的连贯起来 也使我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 由于本人资质有限 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 在有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 定有很大的帮助 而且也锻炼我的吃苦耐劳的精神 让我在这个竞争的社 32 8 参考文献 1 冷冲压模具设计指导书 王芳 主编 机械工业出版社 1999 2 冲压工艺与模具设计 原红玲主编 高等教育出版社 2008 3 冲压模具图册 杨占尧主编 高等教育出版社 2008
收藏
编号:9062701
类型:共享资源
大小:1.67MB
格式:ZIP
上传时间:2020-04-02
40
积分
- 关 键 词:
-
落料冲孔复合模冲裁含22张CAD图+工艺工序卡片
空调机
垫片
冲压
成形
工艺
模具设计
冲孔
复合
模冲裁含
22
cad
工序
卡片
- 资源描述:
-
展开阅读全文
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
装配图网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。