冲压复合模设计(12页).doc

-冲压复合模设计-第 12 页【摘要】毕业设计是专业课程的理论学习和实践之后的最后一个教学环节。其主要目的：1、综合运用所学专业课程的理论和生产实践知识，进行冷冲模设计的实际训练，从而培养和提高学生独立工作的能力。2、巩固与扩充“冲压模工艺与设计”课程内容，掌握其设计的方法和步骤。3、掌握冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册。熟悉模具标准及其它有关的标准和规范，并在模具设计中加以贯彻。冲裁是利用模具使板料产生相互分离的冲压工序，它包括的有切断、落料、冲孔、切边、切口等。一般来说冲裁主要是指落料和冲孔。冲裁工序是利用凸模与凹模组成上、下刃口，将材料置于凹模上，凸模下降使材料变形，直至全部分离，因凸模与凹模之间存在间隙，故凸模与凹模作用于材料的力量不均匀分布，主要集中在凸、凹模刃口。通过了解冲裁机理以及工作原理，确定合理的冲压方案，设计出结构合理、经济实用的冲裁模。【关键字】结构设计 计算 落料 引 言模具是现代加工行业中的基本工艺装备。日常生产和生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。随着现代工业和科学技术的发展，模具的应用越来越广泛，其适应性也越来越强。以成为工业国家制造工艺水平的标志和独立的基础工业体系。 世界上一些工业发达国家，模具工业的发展是很迅速的。根据有关资料介绍，某些国家的模具总产值已超过了机床工业的总产值，其发展速度超过了机床、汽车、电子等工业。模具工业在这些国家已摆脱了从属地位而发展为独立的行业，是国民经济的基础工业之一。模具技术，特别是制造精密、复杂、长寿命模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。为了适应工业生产对模具的要求，在模具生产中采用了许多新工艺和先进加工设备，不仅改善了模具加工质量，也提高了模具制造的机械化、自动化程度。电子计算机应用给模具设计和制造开辟了新的前景。预计工业发达国家的模具工业还将有新的发展。金属板料冲压是模具在工业生产中应用广泛的加工形式之一，随着市场竞争日趋加剧，产品质量不断提高，对生产的安全性，操作方便性等要求也日益提高。模具作为冲压生产的基本要素，其设计制造技术受到普遍重视。因此学习模具课程，进行模具设计也是适应现代化工业要求的。 现代工业需要先进的模具设备和高技术人才。目前国内模具技术人员短缺，要解决这样的问题，关键在于职业培训。我们做为踏入社会的当代学生，就应该掌握扎实的专业知识，学好理论基础。本设计能体现出在学校所学，所涉及到的知识包括冲压成型基本原理、冲压工艺方案的确定、冲压工艺规程编制、模具结构设计、模具材料的选择、压力机的选择、模具制造方法。希望通过这次设计，能掌握模具设计的基本方法和基本理论。 由于这次设计时间短，设计者知识水平有限，加上技术资料不全，在设计过程中难免有一些不足之处，请老师和读者加以批评和指正。导板式简单冲裁模一、 设计课题零件名称：接触片材料：H62料厚：2 mm产品零件图： 毛刺不大于0.12 mm 接触片二、 冲压件的工艺分析1.零件结构的工艺性分析：该零件形状简单，结构符合冲裁工艺性要求，只需要一次落料即可。 2.冲压件的材料分析：材料H62的抗剪强度=360MPa ，抗拉强度 =330MPa ，伸长率=49% ，此种材料有足够的强度，适合于冲压生产。三、 确定冲压工艺方案从产品零件图要求得知，该零件属IT10级精度，对冲件毛刺的要求较高。由于其形状比较简单，可以采用导板式简单冲裁模，模具的制造精度为IT7级。导板模比无导向的简单模精度高、寿命长，使用安装容易、操作安全。一般适用于板料厚度t>0.5mm的单工序冲裁、单工序冲孔或多工序跳步冲孔、冲裁，跳步拉深等工序。导板式简单冲裁模的结构形式与无导向简单冲裁模基本相似。上部分主要由模柄、上模板、凸模、凸模固定板、凸模垫板等组成。下模部分由下模板、凹模、固定挡料销、导料板和导板所组成。导板兼起卸料的作用。导板与凸模之间的配合为H7/h6。由于导板导向的精度直接影响着导板模的精度和寿命，所以导板模在工作时，凸模应始终都不脱离导板。否则当凸模离开导板再进入导板时，凸模的锐利刃边易被碰损，同时也会啃坏导板上的导向孔，以致影响到凸模的寿命或使得凸模与导板之间的导向变的不良。一般在凸模刃磨时，也不应使其脱离导板。当冲压时，条料经导料板向前推进，至与挡料销相接触，使之准确定位，然后进行冲压。冲切分离的制件经凹模和下模板的漏料孔向下掉落在放置于台面下的集料箱内。而箍在凸模上的冲切废料则在凸模回程时由兼有卸料作用的导板直接卸下。四、 工艺计算1. 冲裁搭边与排样该模具采用刚性卸料。两冲件之间的搭边值a =1.6 mm;冲件与侧边之间的搭边a=2.2 mm 条料宽度计算：模具为无侧压装置。此时的条料宽度为B =( D + 2a+ 2)式中 条料剪切机下料时的下偏差，其值为=0.5 mm;B =（ 20 + 2 2.2 + 2 ）mm = mm2. 冲裁力的计算 L =2（2022）+ 2（1622）+ 2 2=68.56（mm） =360 MPa ,t=2 mm冲裁力F=KLt=1.3 68.56 2 360 64200 N推件力F=KFn= 0.06 64200 5 19300 N冲压力总和 = F + F= 64200 + 19300 = 83500 N3. 压力中心计算按比例画出制件的形状，并且选定坐标系XOY，如图所示。X=lXrX+lXrX+lXrX+lXrX/lr+lr+lr+lr =12×0+16×10+19+12×20+19+16×10+/12+16 +12+16+ =10 mmY=lYrY+lYrY+lYrY+lYrY/lr+lr+lr+lr =12×8+15+16×16+15+12×8+16×0+/12+16 +12+16+ =8 mm4. 冲裁间隙的确定按照冲裁间隙选取的原则，该零件的尺寸精度和切口表面质量都有一定的要求，毛刺的大小也有一定的限制，为此，选取中等间隙（C类间隙）。同时，此时所采用的材料为H62，为第类材料。这样，其冲裁间隙为C，属第5种冲裁间隙，查表得：厚度为2mm时，其单面最小间隙值C=。5. 模具工作部分的尺寸计算该零件为冲裁件。应以凹模作为设计基准，冲裁间隙取在凸模上。将凹模的工作部分尺寸接近于冲件的最小极限尺寸作为计算工作部分尺寸的基础，即 D=（D）按题意： L=20mm; B=16mm; R=2mm 经查表，初步选定凸模与凹模的制造公差分别为-0.01mm和 +0.02mm ，即 = 和 = 这时，凹模的工作部分尺寸为 D=（D）=（20×0.084）mm =mm D=（D）×0.07）mm =mm 而凸模工作部分的尺寸则为 D=（D-2C）×0.085）mm =mm D=(D-2C)×0.85)mm =mm 由此计算结果所制得的模具最大间隙C为 C=1/2（D- D）=1/2（19.96-19.76）mm= 五、 主要零件设计1. 凹模的结构尺寸（1） 凹模的孔口形式凹模的孔口采用柱形孔口，这种形式的刃口比较坚固，刃口经多次刃磨后，孔口的尺寸不会改变。但在孔口内要积存有冲裁件，致使推荐力增加，造成孔壁磨损。并且，模具孔壁的磨损会形成孔口倒锥形状，使冲成的零件从孔口反跳到凹模表面上，造成操作上的困难。柱形孔口直壁部分的高度一般按材料的厚度t来选取，当t=0.55mm时，其孔口直壁部分的高度取h=510mm,为使刃口能多次修磨，此处选取 h = 10 mm 下端漏料处同样做成柱形，其尺寸比上口部每边大0.5mm。（2） 凹模厚度和外形尺寸的计算凹模设计时应考虑到凹模的强度，制造方法及其加工精度等。凹模的厚度和外形尺寸，对于其承受的冲裁力，必须具有不引起破损和变形的足够强度。通常一般都是根据重裁件的轮廓尺寸和板料厚度、冲裁力的大小等来进行概略的估算及经验修正 H= kk121mm 考虑到模具的刃磨，最后选定，凹模的厚度为 H= 25mm 2. 导板由于导板的导向精度直接影响着导板模的精度和寿命，所以导板模在冲压工作时始终都不能脱离导板。尤其是多凸模或小凸模离开导板再进入导板时，凸模的锐利刃边易被碰损，同时也会啃坏导板上的导向孔，以致影响到凸模的寿命或使得凸模与导板之间的导向板之间的导向变得不良。一般在凸模刃磨时，也不应使其脱离导板。此时，对于凸模的长度和导板的厚度应适当加大，而对于冲床的选择，则以滑块行程较小的曲拐式冲床为宜。冲床的行程则必须不大于导板的厚度。在采用导板模结构形式时，对于形状复杂的冲件来说，导板的加工及热处理都比较困难。导板导向孔的尺寸与凸模工作部分尺寸之间的配合必须有严格的要求。通常都采用H7/h6(或H7/h7)间隙配合。导板导向孔的表面粗糙度值R为m。由于受冲床闭合高度的限制，导板的厚度一般不可能做的太大。否则，凸模在导板内导向的稳定性就显得较差。这对于冲压件的精度来说，往往就会受到影响。但为了得到可靠的导向作用，导板又必须有足够的厚度。通常，其厚度为 H=（0.81.0）H式中 H导板厚度（mm） H凹模厚度（mm）导板的厚度选定为 H= H=25mm导板的平面尺寸取与凹模的平面尺寸相同，其他尺寸则按标准选定。3. 导料板与挡料销为了便于材料的送进与导向，在导板与凹模之间有两个导料板。两导料板之间的距离即等于条料的宽度加上0.21mm的间隙。导料板的外形尺寸和凹模的外形相当。当板料厚度t=2mm时，在采用固定挡料销时，选定其厚度为H=68mm。导料板采用的是分离式的。为使所送进的条料能平稳地被托住，在导料板的送入端处，设置一支承板。挡料销的结构形式采用钩形挡料销。这时，销孔的位置可离凹模洞口较远些，这样，凹模的强度比台肩式的有所改善。 导料板 支承板 挡料销4. 下模板5. 凸模通常，凸模的长度一般不宜过长。在采用固定卸料板这种结构形式时，其长度按结构形式的要求进行计算即得，但作为导板模这种结构形式而言，在冲压工作中，凸模应始终不能离开导板，也就是说，当冲模处于冲床上止点位置时，凸模还必须在导板之内。为此，就需要考虑到压力机的滑块行程。6. 凸模固定板和凸模垫板凸模固定板和冲裁凸模相连接的连接部分形状应尽量简单。其厚度以确保冲压受力时能够稳定为原则。按实践经验，此处的厚度取H=1216 mm。凸模固定板的外形尺寸与凹模的外形尺寸相同，材料为Q235。凸模垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低对模座的单位压力，防止模座被压出陷痕而损坏。当凸模固定端面对模座的单位压力超过许用值，即 = P/A =【】时，就必须在凸模与模座之间加一淬硬、磨平的垫板。式中 P冲裁力（N） A凸模固定端面的面积（mm） 【】模座材料的许用应力（MPa）凸模垫板的厚度一般取612mm，视淬火变形情况来具体选定；其外形尺寸则与凸模固定板相同。材料选用45钢或T7等。 凸模固定板 凸模垫板7. 上模板与模柄的结构尺寸模柄的作用是把上模部分与压力机的滑块相连接，并将作用力由压力机传给模具。在进行一般冲压时，常采用带凸缘式、压入式或旋入式的圆柱形模柄。此时，与上模座相固定连接时，往往采用销钉或止转螺钉来防止转动。与滑块相连接的部分采用d11配合。由于压力机滑块和导轨之间有间隙存在，同时也使得压力机的导轨受到磨损，模具的寿命也有所降低。当采用压入式模柄时，上模板与模柄之间的配合为H7/m6。 模柄 上模板六、 冲床选用所选压力机的标称压力应大于冲压力的总和。由于拟采用导板式冲模，为此应选择小行程的压力机，初步选择冲床为J23-10快速型开式机械压力机（10t开式冲床）。公称压力F，其装模高度为180mm，而模具的闭合高度为157mm，当冲床滑块至上止点位置时，其滑块行程为30mm,此时的凸模仍未脱离导板，因此符合使用要求。公称压力：100 KN；滑块行程：30 mm；闭合高度：157 mm；装模高度：180 mm；冲床工作台面尺寸：360 mm × 240 mm；冲床工作台孔尺寸：180 mm × 90 mm，台孔直径130 mm；模柄孔尺寸30 mm × 50 mm 七、 模具总装图序号代号名称数量材料热处理1RM02-01模柄1Q2352圆柱销8×4023圆柱头内六角螺钉M86044圆柱销8×4045RM02-02凹模1Cr12MoV6062HRC6 RM02-03钩形挡料销145钢4345HRC7RM02-04导板1Cr12MoV5860HRC8RM02-05下模板1Q2359GB/T5782-2000六角头螺栓M812210RM02-06支承板1Q23511RM02-07导料板245钢3236HRC12圆柱销8×40413圆柱头内六角螺钉M860414RM02-08凸模1Cr12MoV5860HRC15RM02-09凸模固定板1Q23516RM02-10凸模垫板145钢4348HRC17RM02-11上模板1Q23518圆柱头内六角螺钉M8604模具零件明细表 致 谢本次的模具设计，可以说是我们对所学知识的一个验收，同时在这个过程中也提高了我们对问题的处理能力。从接到毕业设计任务到毕业论文最后的叙写，能感觉到的是一份成就感。我们把以前学过的课程又重新回顾了一次，这是对我们所学知识的应用及对我们所学知识进一步的加深和拓宽的过程。通过这次设计，使我对模具有了更深的了解。对于我们这些初出茅庐的学生而言，设计模具是一项艰难的工作，在设计过程中也遇到了许多的困难。最终都能一一化解，这与老师们的耐心指导是分不开的。因设计水平有限，本次设计中存在许多不足之处，希望老师在审阅时予以指正，帮助我们更好的进步。衷心感谢老师对我们这次设计课题的细心指导和帮助。 参考文献1.冲压模具设计入门 邓家贤 主编 机械工业出版社2.冷冲压工艺与模具设计 汤习成 主编 中国劳动社会保障出版社3.机械工程材料 余建宏 主编 中国电力出本社4冲压工艺模具设计 钟毓斌 主编 机械工业出版社5.冲压工艺与模具设计 姜奎华 主编 机械工业出版社6.模具设计与制造实训 朱光力 主编 高等教育出版社