2022年机械设计制造及其自动化大学设计第一章设计任务与分析 .pdf

题目第 1 章 设计任务与分析1.1 设计任务零件简图：如图1.1 所示生产批量：大批量材料： Q235 材料厚度： 5mm 图 1.1 零件简图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页1.2 零件工艺性分析该零件形状简单，有直线和圆弧组成。查冲裁件内、外形所能达到的经济精度表，零件所能达到的精度等级为IT14，将查到的精度与零件图上所标注的尺寸公差相比较，可以认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其他尺寸标注、生产批量等情况，也符合冲裁工艺的要求，故决定采用冲孔落料倒装复合模，进行加工，且一次冲压成形。第 2 章 零件工艺计算2.1 排样计算采用如图 2.1 所示的排样方案图 2.1 排样图查表得：最小搭边值a=5 a1=4 计算零件的毛坯面积22222895120 3260 52(209)2(5 5)6428444Ammmm条料宽度：130bmm进距：128hmm一个进距的材料利用率2 6428130 128100%100%77.3%nAbh精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 13 页2.2 冲压力计算（1）冲孔力311(409 )5400227310bFL tN3228540050.24 10bFL tN312323.24 10FFFN冲（2）冲孔推件力FnKF推推冲（查表计算n=1,K推=0.045,F冲=323.24310 N）331 0.45 323.24 1014.55 10FN推(3) 落料力333349.935400699.85 10bFL tN（4）落料时的卸料力533699.85 100.0321 10FK FN卸卸冲床总压力F总冲落卸推F F F FFN3总1058.64102.3 确定模具压力中心按比例画零件形状，选定坐标系xOy。这里我们把外形和内孔的压力中分开计算。如图 2-2 外形压力中心，及图2-3 零件压力中心精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 13 页图 2-2 外形压力中心71iLLLLLLLL外外1外2外3外4外5外6外 712032557.85476084405.85查表计算圆弧处的中心坐标为（33.82，58.18）所以零件外形的中心坐标为1234567171iL x L xL x L x L x L xL xLX外外2外3外4外5外6外7外外X外=34.1 1234567171iLy LyLyLyLy LyLyLY外外2外3外4外5外6外7外外Y外=67.68 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 13 页零件总体压力中心图 2-3 总体压力中心18l116x128y2409l244x285y3409l374x385y4405.85lL外434.1x467.68y411illlll2348(409 )2405.85527.491123441il xl xl xl xlx234总总 =42.27 1123441il yl yl yl ylx234总总 =75.41 所以模具的压力中心为（42.27， 75.41）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 13 页2.4 冲压设备的选择选用闭式单点压力机 J23-125 工作台尺寸（前后左右）： 710mm1080mm 公称压力： 1250KN 垫板尺寸： 100mm250mm 滑块行程： 145mm 模板尺寸：60mm30mm 最大闭和高度：480mm 最大倾斜角：25o连杆调节量： 110mm 2.5 凸凹模刃口尺寸的计算2.5.1 冲孔部分查表得间隙值min0.65Zmax0.75Z查表得尺寸公差外形 0.5 ，内孔 0.25 （1）对冲孔8 采用凸凹模分开加工的方法查表得凸凹模的制造公差为：0.02p0.02d校核minmax0.1ZZ0.04pd满足minmaxpdZZ查表得因数：0.75x凸模尺寸：000max0.020.02()(80.75 0.25)8.19ppddx凹模尺寸：0.020.02max000()(8.190.65)8.84pdpddZ(2)对其他两冲孔部位也采用凸凹模分开加工的方法0.02p0.025d0.0450.1pdmm故能满足minmaxpdZZ的要求1尺寸000min0.0200.02()(201 0.25)20.25ppdd0.0250.025max000()(20.250.80)21.05pdpddZ20 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 13 页尺寸000min0.0200.02()(91 0.25)9.25ppdd0.020.02max000()(9.250.80)10.05pdpddZC尺寸中心距尺寸110.25300.0375alcmm尺寸220.25280.0375alcmm尺寸320.25250.0375alcmm尺寸420.25920.0375alcmm2.5 2 落料部分（如图 2-4）图 2-4 落料部分尺寸0.030p0.02d0.050.1pdmm X=0.75 00.12553.825pd00.1250max00.1254()(31.630.8)30.83pdddZ同理：尺寸930 28 25 92 L1=32 L5=60 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 13 页0.03059.63dd00.0258.83pd尺寸0.035083.83dd00.02582.83pd尺寸0.0350119.63dd00.025118.83pd尺寸 L2 、L3 、L4 均为磨损后不边的尺寸属于同类尺寸尺寸20.25550.0625CC2L 凹尺寸20.2550.0625CC3L 凹尺寸20.25470.0625CC4L 凹第 3 章 凸模、凹模及凸凹模结构设计3.1 凸模、凹模及凸凹模结构设计冲8mm孔的圆形凸模及另一凸模，由于模具需要在凸模外面装推件块，因此设计成直柱如图3-1、3-2 所示。L6=84 L7=120 L2=55 L3=R5 L4=47 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 13 页图 3-1 大凸模图 3-2 小凸模凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量为大批量，所以采用刃口强度较高的凹模如图 3-3 所示凹模厚度：10.48433.6Hkbmm取 H=34 凹模壁厚：1.51.5 3451CHmm垂直送料方向凹模宽度：1(2.5 4)186BbHmm送料方向凹模长度：112230ALlmm图 3-3 凹模本模具为复合冲裁模，因此除冲孔凸模和落料凹模外，必然还有一个凸凹模。凸凹模的结构简图如图3-4 所示精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 13 页图 3-4 凸凹模第 4 章 模具总体设计及部分零件设计本设计使用复合冲模将凹模及凸模固定在上模上，是典型的倒装结构。两个导料销控制条料送进的导向，固定卸料板控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板、卸料板螺钉和弹簧组成。冲制的工件有推杆和推件块组成的刚性推件装置推出。冲孔的废料可通过凸凹模的内孔从压力机台面孔漏下。模架选用中等精度，中、小尺寸的后侧导柱模架，从右向左送料，操作方便。上模座：/315 250 50L mm B mm H mm下模座：/315 250 60L mm B mm H mm导柱：/30200d mm L mm精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 13 页导套：/30 55 60d mm L mm D mm垫板厚度： 10mm 凸模固定板厚度取： 18mm 凹模厚度取： 34mm 卸料板厚度取： 16mm 模具闭高度：501018346960H模（）=241mm第 5 章 冲压生产的安全防护我国是社会主义国家，对工人在生产过程的人身安全，应予足够的重视。冲压生产是较容易发生工伤的一种作业，为防患未然，必须从各个方面采取有效的措施。除了制订和贯彻合理的安全操作规程、加强安全技术教育以外，在有条件的情况下，应尽可能组织机械化与生产自动化生产，这是防止工伤事故极其有效的措施，也是提高劳动生产率、减轻劳动强度的重要途径。从大量事故实况统计来看，送料、取件和清除废料的操作，由于操作者的手、臂、头等进入危险区，致使事故发生率高，应首先解决好这方面的安全问题，务必设法防止操作时将手伸进冲模危险区域内。这里着重介绍在压力机和模具上的安全技术措施。5.1 压力机的安全技术措施根据压力机的种类和作业方法的不同，应采取与其相适应的安全装置。安全装置应安装调整方便，维护管理简单，工作可靠，不受外界环境（光、噪声、震动等）干扰，不影响操作者视线，不防碍作业效率。本套模具采用：光电保护装置。在操作者与危险区（上下模具的空间）之间用光屏截住，一旦操作者的手或肢躯进入危险区遮住光屏时，则光信号转换为电信号，电信号放大或，使继电器动作，控制压力机的启动控制线路，压力机便立即停车或不能动。该装置适用范围较广，具有摩擦离合器的大、中、小型压力机均可应用。除了在压力机上合理采用上述安全装置，从模具上解决好安全问题亦是很必要的。因此，在模具设计时，应周密地从各个不同角度考虑必要的安全措精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页施。模具外部不能有突出部分或尖角部分，凡与机能无关的一切锐角都要倒棱，以免割伤皮肤；将模具上模座的正面做成斜面，以增加安全操作空间；在复合模中，减少可能的危险面积在卸料板与凹模之，做成凹槽或斜面，并减少卸料板前后的宽度；为了避免压手，导板或刚性卸料板与凸模固定板之间应保持足够的间隙，一般不小于1520 毫 M ；在需要用镊子将工件放入定位板时，应在凹模和弹性卸料板上各切去一凹槽，以便装卸工作。采用弹性刮料板和自动接件装置，以代替用手去卸工件。弹性刮料板一般适用于工件料厚1.5 毫 M的情况；为防止冲压时，操作者的手指误入冲模危险区，可以在模具周围安装防护罩或安全栅栏。设置防护罩或安全栅栏时，应保证操作者有足够的可见度；单面冲裁时，尽量将凸模的突起部分和平衡挡块安排在模具的后面；在拉伸模与弯曲模中，压料板与下模座的空间必需用导板或角钢封闭起来；使用各种专用的送料装置外，为了送进单个毛坯也可以采用溜槽，滑板等多种形式代替手工操作；在带刚性卸料板的连续模中，临时挡料销的操作端应加长，并引到模座的外廓尺寸之处，以免手接近危险区；一般在压力机上使用的模具，从下模座上平面至上模座下平面或压力机滑块平面的最小间距不得小于50 毫 M ；在可动部分等危险处所，操作者容易因不慎而触手、或夹住某部分、或因弹簧一类飞散出来的危险部分，都应保护起来，加上防护罩；容易产生夹手的危险的可能部分应留出空刀槽，或加上防护罩；笨重的模具必须重装起重螺钉，以利搬运和安装；为了防止顶件器因损坏而下落，应制成阶梯式结构，当由螺钉、铆接等方法制成时，应采用防松螺母等防落措施。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 13 页参考文献1 冯炳尧主编 . 模具设计与制造简明手册 . 上海：上海科学技术出版社，1985.6 2 李天佑主编 . 冲模图册 . 北京：机械工业出版社，1988.7 3 丁松聚主编 . 冷冲模设计 . 北京：机械工业出版社， 2005.1 4 王孝培主编 . 冲压设计资料 . 北京：机械工业出版社， 1982.2 5 张玉等主编 . 几何量公差与测量技术 . 辽宁：东北大学出版社 ,2003.10 6 姜奎华主编 . 冲压工艺与模具设计 . 北京: 机械工业出版社 ,1995.12 7 陈锡栋主编 . 实用模具技术手册 . 北京：机械工业出版社 ,1987 8 刘靖岩主编 . 冷冲压工艺与模具设计 . 北京：中国轻工业出版社,2006.5 9 何忠保主编 . 典型零件模具图册 . 北京：机械工业出版社 ,2001 10 王 秀凤 主编 . 冷 冲压模 具 设计与 制造 . 北 京： 北京航空航天大 学出版社,2005.11 11 严寿康主编 . 冲压工艺及冲模设计 . 北京：国防工业出版社 ,1993.7 12 谢昱北主编 . 模具设计与制造 . 北京：北京大学出版社 ,2005.4 13 孟繁杰 , 彭其凤著 . 模具材料 . 北京：机械工业出版社 ,1989 14 (加)H. 瑞斯著. 模具工程 . 北京：化学工业出版社 ,2005 15 机械电子工业部编 . 模具公差与检测 . 北京：机械工业出版社 ,1993.10 16 Riedel, H.Plansee AG, Plansee Proceedings. New York：Fraunhofer Institut fur Werkstoffmechanik, May 1997 17 张晓华 朱祖昌著 .H13 钢压铸模具的表面改性 . 深圳：模具制造 , 1998年第 4 期精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 13 页