垫板冲压模具设计bzak.docx
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1、泸 州 职 业业 技 术 学学 院机械电力力工程系系毕业设设计报告告题目: 冲压模模具设计计学生姓名名秦红梅所在系部部机械电力力工程系系年 级063模模具3班班专 业模具设计计与制造造指导教师师张化锦老老师成 绩20088 年 111 月 288 日指导教师师评阅书书指导教师师评语:建议成绩绩:优良中及格不及格格(在所所选等级级前的内画“”)指导教师师:(签签名)单单位:(盖盖章)年月日评阅教师师评阅书书评阅教师师评语:建议成绩绩:优良中及格不及格格(在所选选等级前前的内画“”)评阅教师师:(签签名)单单位:(盖盖章)年月日教研室(或或答辩小小组)及及教学系系意见教研室(或或答辩小小组)评评语
2、:评定成绩绩:优良中及格不及格格(在所所选等级级前的内画“”)教研室主主任(或或答辩小小组组长长):(签签名)年 月 日教学系意意见: 系主主任:(签签名)年月日4 目录第一章概概论51.1模模具工业业的发展展与现状状51.1.1模具具工业发发展状况况51.1.2模具具工业未未来前景景51.2 CADD在模具具设计中中的应用用61.3 Proo/e在在模具设设计中的的应用77第二章工工艺分析析与模具具结构形形式设计计72.1 工艺分分析72.1.1冲裁裁件的形形状与尺尺寸要求求72.2 制定工工艺方案案82.2.1零件件工艺要要求82.2.2工序序顺序的的编排与与工序组组合8第三章工工艺计算算
3、93.1 毛坯展展开计算算93.2 排样优优化设计计103.2.1搭边边103.2.2 排排样方案案设计1103.2.3 排排样方案案比较1113.2.4 排排样方案案选择1123.3 冲压力力的计算算123.3.1冲裁裁力的计计算1223.3.2退料料力、顶顶出力的的计算1123.3.3降低低冲裁力力的方法法133.4计计算压力力中心113第四章冲冲压设备备选择154.1典典型冲压压设备概概述(曲曲柄压力力机)154.2冲冲压设备备选择原原则1554.2.1冲压压设备类类型的选选择1554.2.2冲压压设备规规格的确确定件1154.3选选择冲压压设备115第五章模模具结构构设计1175.1
4、模具总总体结构构设计1175.1.1方案案分析1175.2模模具闭合合高度分分析1775.2.1闭合合高度概概述1775.2.2估算算模具闭闭合高度度17第六章模模具主要要零部件件设计1186.1 凸、凹凹模设计计186.1.1计算算冲裁间间隙1886.1.2凸、凹凹模刃口口尺寸计计算1886.1.3凸模模结构设设计1996.1.4凹模模结构设设计2006.2 卸料装装置设计计216.3 弹性元元件的选选择2226.3.1 橡橡胶的选选择原则则226.3.2 卸卸料装置置橡胶的的选择2226.4螺螺钉和销销钉的选选择2336.4.1 螺螺钉的选选择2336.4.1 销销钉的选选择2336.5定
5、定位方式式设计2236.6导导向零件件选择2246.6.1 分分析2446.6.2 导导柱、导导套选择择246.7支支撑零件件选择(上上、下模模座)2246.7.1上、下下模座选选择原则则246.7.2上、下下模座的的选择2256.8模模架的选选择255第七章模模具总图图绘制2257.1绘绘制二维维工程图图257.2 三维建建模266第八章模模具主要要零部件件制造工工艺的编编制2778.1上上模板2278.2下下模板2278.3凸凸模2778.4凹凹模2888.5退退料板2298.6导导柱2998.7导导套300第九章总总结300结束语331致谢322参考文献献33第一章 概概论1.1模模具工
6、业业的发展展与现状状1.1.1模具具工业发发展状况况据有关方方面预测测,模具具市场的的总体趋趋热是平平稳向上上的,在在未来的的模具市市场中,冲压模具的发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。随着冲压工业的不断发展,对冲压模具提出越来越高的要求是正常的,因此,精密、大型、复杂、长寿命冲压模具的发展将高于总量发展速度。同时,由于近年来进口模具中,精密、大型、复杂、长寿命模具占多数,所以,从减少进口、提高国产化率角度出发,这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展,使各种异型材挤出模具、PVC冲压管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点,高速公路的迅速发展,对汽车轮胎也提
7、出了更高要求,因此子午线橡胶轮胎模具,特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平;以塑代木,以塑代金属使冲压模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大;家用电器行业在“十五”期间将有较大发展,特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的冲压模需求很大;而电子及通讯产品方面,除了彩电等音像产品外,笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展,这些都是冲压模具市场的增长点。1.1.2模具具工业未未来前景景模具标准准件的应应用将日日渐广泛泛,模具具标准化化及模具具标准件件的应用用能极大大地影响响模具制制造周期期。使用用模具标标准件不不但能缩缩短模具具制造周周期,而而且能提提高模具具质量和和降低模模具制造造成本。同同时,快快
8、速经济济模具的的前景十十分广阔阔。由于于人们要要求模具具的生产产周期越越短越好好,因此此开发快快速经济济模具越越来越引引起人们们的重视视。例如如研制各各种超塑塑性材料料来制作作模具;用环氧氧、聚酯酯或在其其中填充充金属、玻玻璃等增增强物制制作简易易模具。这这类模具具制造工工艺简单单,精度度易控制制,收缩缩率较小小,价格格便宜,寿寿命较高高。还可可用水泥泥冲压制作作汽车覆覆盖件模模具。中中、低熔熔点合金金模具,喷喷涂成型型模具,电电铸模,精精铸模,层层叠模,陶陶瓷吸塑塑模及光光造型和和使用热热硬化橡橡胶快速速制造低低成本模模具等快快速经济济模具将将进一步步发展。快快换模架架、快换换冲头等等也将日
9、日益发展展。另外外采用计计算机控控制和机机械手操操作的快快速换模模装置、快快速试模模装置技技术也会会得到发发展和提提高。1.2 CADD在模具具设计中中的应用用一般说来来,模具具零件的的图形都都是由直直线、曲曲线等图图象对象象构成的的。AuutoCCAD完完全满足足模具制制图过程程中的各各种制图图要求。例例如,利利用AuutoCCAD可可以方便便地绘制制点、直直线、圆圆弧、圆圆等基本本图形对对象,还还可以对对基本图图形进行行编辑,以以构成复复杂的模模具图形形。与传传统的手手工绘图图相比,AAutooCADD具有无无法比拟拟的优点点。1 . 减少重重复性工工作 当当图纸上上有多个个相同图图形、或
10、或者所绘绘图形对对称于某某一轴线线时,可可利用复复制、镜镜像、阵阵列等功功能快速速地从已已有图形形得到其其他部分分。还可可以方便便的将已已有零件件图组装装模具装装配图,就就如实际际装配模模具零件件一样,从从而验证证零件尺尺寸是否否正确,以以及是否否会出现现零件之之间的干干涉问题题。同样样,利用用AuttoCAAD的 复制等等功能,可可以方面面的把模模具装配配图坼分分成所需需的模具具零件图图。当设设计系列列产品时时,可以以根据已已有图形形,通过过比例缩缩放功能能派生出出新的图图形出来来。2 . 便于建建立图形形库AutooCADD可以将将常用图图形,如如符合国国家标准准的轴承承、螺栓栓、螺母母和
11、垫圈圈等分别别建成图图形库,当当需要绘绘制这些些图形时时,可以以调用插插入即可可。3 . 易规范范标准国家机械械制图标标准对机机械制图图的线型型、线宽宽、尺寸寸标柱样样式、文文字样式式等均有有明确的的规定,利利用AuutoCCAD相相应的样样式设置置,可以以相应的的满足这这些标准准要求。4 . 便于图图形的保保存和打打印AutooCADD设计的的图形,可可直接通通过绘图图仪打印印到硫酸酸纸,不不再需要要描图员员描图,无无论绘制制的图形形有多大大量,均均可运用用磁盘、光光盘等储储存介质质进行保保存,图图纸保存存质量高高、寿命命长。基于上述述优点,利利用AuutoCCAD进进行模具具绘图时时,能大
12、大大提高高绘图效效率,减减轻设计计工作量量。虽然然用AuutoCCAD有有很多优优点,但但也有不不足之处处,如绘绘制零号号、一号号图幅的的图形时时,由于于计算机机屏幕的的限制,用用户不能能直观查查看整个个图形只只能通过过AuttoCAAD提供供的鸟瞰瞰试图、显显示缩放放、移动动等功能能了解全全图,这这对没多多少设计计经验的的用户来来说,会会影响设设计中的的直观判判断。1.3 Proo/e在在模具设设计中的的应用在这次设设计过程程中,采采用Prro/ee绘图的的次数并并不多,但但是在绘绘制三维维图时,全全部采用用Proo/e,在在导图时时也采用用了。第二章 工艺分分析与模模具结构构形式设设计2.
13、1 工艺分分析2.1.1冲裁裁件的形形状与尺尺寸要求求工件名称称: 垫垫板工件简图图: 如如图2.1.11所示生产批量量: 110万件件(大批批量)材料 : QSS n66.5-0.11 材材料厚度度t: 0.33mm (图22.1.1)冲裁件的的尺寸要要求: 零件件图上所所有没注注公差的的尺寸,属属自由尺尺寸,可可按ITT14级级确定工工件的尺尺寸的公公差,最最小孔边边距2.1mmm公差为为-0.111.属属11级级精度。查查公差表表可得歌歌尺寸公公差: 零零件外形形:255-00.552mm; 零零件内形形:400+0.33mm; 110+0.225mmm 孔孔心距: 55.50.33mm
14、2.2 制定工工艺方案案2.2.1零件件工艺要要求 此此工件只只有冲孔孔和落料料两个工工序。材材料为QQS nn6.55-0.1,具具有良好好的冲压压性能,适适合冲裁裁。工件件结构简简单,有有一个4mmm的椭圆圆孔和两两个1mmm的孔孔孔与孔、孔孔与边缘缘之间的的距离也也满足要要求,最最小壁厚厚为2.1mmm(椭圆圆与1、两两个1的孔孔之间、及及椭圆、1与外圆之间的厚度)。工件的尺寸全部为自由公差,可看着IT14级,尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。2.2.2工序序顺序的的编排与与工序组组合该工件包包括落料料、冲孔孔两个基基本工序序,可以以有以下下三种工工艺方案案:方案一:先落料料,后冲冲
15、孔。采采用单工工序模。方案二:落料冲孔孔复合冲冲压。采采用复合合模生产产。方案三:冲孔落料料级进冲冲压。采采用级进进模生产产。方案一模模具结构构简单,但但是需要要两道工工序两副副模具,成成本要求求高而且且生产效效率低,难难以满足足大批量量生产要要求。方方案二只只需一副副模具,工工件的精精度及生生产效率率都较高高,但工工件最小小壁厚22.1mmm小于于凸、凹凹模许用用的最小小壁厚尺尺寸3.2mmm,模具具强度较较差,制制造困难难大,并并且冲压压后成品品件留在在模具上上,在清清理模具具上的物物料时会会影响冲冲压速度度,操作作不方便便。方案案三也只只要一副副模具,生生产效率率高,操操作方便便,工件件
16、精度也也能满足足要求。通通过对上上述三种种方案的的比较分分析,该该件的冲冲压生产产采用方方案三为为佳。第三章 工艺计计算3.1 毛坯展展开计算算毛坯长LL毛坯宽BB=( Lmaax + 2aa + C ) = 25+21.55+ 00.5 = 228.55mm式中: L毛坯长长度; B毛坯宽宽度; D条料宽宽度方向向冲裁件件最大尺尺寸; A侧搭边边值,见见冲压压模具设设计与制制造表表2.55.2; C导料板板与最宽宽条料之之间的间间隙,其其最小值值见冲冲压模具具设计与与制造表表 2.5.5。3.2 排样优优化设计计3.2.1搭边边此工件中中的圆形形或圆角角r 2tt 。所所以工件件与侧面面的距
17、离离a取11.5mmm,工工件与工工件之间间取a11为1.22mm。式中:tt 为为材料厚厚度;3.2.2 排排样方案案设计排样方式式最主要要采用提提高材料料的利用用率,降降低成本本及保证证冲裁件件及模具具的使用用寿命为为前提。故故方案有有废料的的直排方方式,如如图3.2.22所示:(图3.2.22)方案二:有废料料直对排排: (图33.2.3)3.2.3 排排样方案案比较排样图方方案一 一一个步距距的材料料利用率率:= AA/Bss1000 A = 2220 - 22-(R+00.64)=1988.8mmm 工件件的步距距s为:B+ a = 122.2mmm= AA/Bss=1998.88/
18、288.512.21100=577.1方案二的的材料利利用率:= AA/Bss1000 s=B + aa =226.22mm= 1198.8114 26. 1100544.4查板材标标准选用用7000mm8000mm的的刚板,每每张刚板板可剪裁裁25张张条料(28mm800mm),每张条料可冲1625个工件,则:=nnA1LB1000 =1162551988.8770080001000% =522.4%故一张刚刚板的材材料利用用率为225.44%式中:一一个步距距的材料料利用率率; B 工件件宽度; A一个个步距内内冲裁件件的实际际面积; B条料宽宽度; s步距. 根据选择择的排样样方式冲冲裁
19、件的的冲裁步步骤: (11) 先先冲两个个1和椭椭圆 (22) 对对工件的的外形状状落料 3.2.4 排排样方案案选择方案一的的材料利利用率比比方案二二的高,方方案一在在冲裁过过程中工工件飞的的刚性、强强度都相相较方案案二好。在在满足材材料利用用率及工工件最后后的刚性性等条件件下,排排样方式式选择方方案一。3.3 冲压力力的计算算3.3.1冲裁裁力的计计算冲裁力是是冲裁过过程中凸凸模对板板料施加加的压力力,它是是随凸模模进入材材料的深深度(凸凸模行程程)而变变化的。通通常说的的冲裁力力是指冲冲裁力的的最大值值。工件的冲冲裁力为为:F = KLttb = 11.3680.333000=77956
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