圆孔垫圈课程设计任务书演示教学.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。圆孔垫圈课程设计任务书-荆楚理工学院课程设计任务书设计题目：圆垫圈冲压模具设计学生姓名2010403020225李强课程名称冲压工艺与模具设计专业班级材料成型与控制工程10级2班地点A1301起止时间2013.6102013.6.28设计内容及要求材料：Q235板厚t=1.51、设计计算说明书：1）制件工艺分析；2）冲压方案的确定；3）模具工艺零件结构设计、工作部位尺寸计算；4）受力件强度、刚度校核，材料选择等内容。2、完整的模具装配图1张和主要成型零件的零件图24张，用计算机按机械制图国家标准绘图并打

2、印。进度要求讲授设计程序，布置设计任务0.5天思考设计方案，选择成型设备1天确定工艺方案及模具结构1天绘制模具结构草图3天进行模具设计和计算3天绘制模具装配图4天绘制模具非标准件图（A3）4天参考资料冲压工艺与模具设计、模具设计手册其它说明1本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份，教研室审批后交学院院备案，一份由负责教师留用。2若填写内容较多可另纸附后。3一题多名学生共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。教研室主任：指导教师：叶晓苇2012年6月6日附件3：-机械工程学院课程设计答辩记录单班级学号姓名指导教师设计题目荆楚理工学院课程设计成果学院：机械工程学院班级：10级材料二班学生

3、姓名：李强学号：2010403020225设计地点（单位）：A1301设计题目：圆垫圈冲压模具设计完成日期：2013年06月25日指导教师评语：_成绩（五级记分制）：教师签名：目录1.零件的工艺性分析.11.1结构工艺性.11.2精度.11.3原材料.12. 工艺方案确定.23. 模具总体设计.23.1模具类型的确定.23.2模具零件结构形式确定.23.2.1送料及定位方式.23.2.2卸料与出件方式.23.2.3模架的选用.24. 工艺计算.24.1排样设计.24.2冲裁工艺力计算.34.2.1落料力、冲孔力及冲裁力的计算.34.2.2卸载力、推件力和顶件力的计算.34.3压力中心的计算.4

4、5.模具零件详细设计.45.1工作零件设计.45.1.1模具间隙.45.1.2落料刃口尺寸及公差计算.45.1.3冲孔刃口尺寸及公差计算.45.1.4冲孔凸模的设计.55.1.5落料凹模的设计.65.1.6凸凹模的设计.65.2其他板类零件的设计.75.3导柱、导套的选用.85.4模柄的选用.85.5推件块的设计.85.6螺钉、销钉的选用.96.设备选择及校核.96.1设备选择.96.2设备验收.97.总装图.10参考文献.111.零件的工艺性分析1.1结构工艺性图1-1工件简图材料：Q235板厚t=1.5由图1-1可知，该零件结构简单，形状对称，无悬臂，凹槽宽度、孔径、孔边距均大于1.5倍料

5、厚，可以直接冲出，因此比较适合冲裁。1.2精度该零件的所有尺寸都未标注公差，按ST5级确定零件的公差，一般的冲压均能满足零件的精度要求。由表3-11【1】可得冲裁件尺寸公差：22，101.3原材料Q235是常用冲压材料，具有良好的塑形（=26%），屈服极限为235MPa，适合冲裁加工。综上所述，该零件具有良好的冲裁工艺性，适合冲裁加工。2.工艺方案确定该零件需要落料和冲孔两道工序完成，可采用的方案有三种：方案一：单工序冲裁，先落料再冲孔。方案二：复合冲裁，落料冲孔同时完成。方案三：级进冲裁，先冲孔再落料。比较三种方案：方案一模具结构简单，制造方便，但需要两副模具，成本相对较高，生产效率低，且工

6、件的精度较差。而方案二具有较高的生产效率，工件的精度也较高，只需一副模具，模具的加工成本较低，能保证外孔和内孔的同轴度要求。方案三只需一副模具，生产效率较高，操作方便安全，但模具制造复杂，成本较高。综上所述，本套模具采用方案二，即采用复合加工。3.模具总体设计3.1模具类型的确定由表3-17【1】正、倒装复合冲裁模的特点比较，考虑操作方便与安全性，选用倒装复合模。3.2模具零件结构形式确定3.2.1送料及定位方式。采用手工送料，因为该模具采用的是条料，在与送料方向垂直方向（即左右方向）上定位，以保证条料沿正确的方向送进，常用导料销；在送料前方定位，以控制条料的送进步距，常用挡料销。3.2.2卸

7、料与出件方式。采用弹性卸料装置卸料，刚性推件装置推件。3.2.3模架的选用。选用中间导柱导向的滑动导向模架。4.工艺计算4.1排样设计根据工件形状，可以采用单排、交叉双排或多排；如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用单排结构。查表3-3【1】得a1=1.5mm，侧搭边a=2mm，则条料宽度B=22mm+22mm=26mm，进距S=22mm+1.5mm=23.5mm。查表3-4【1】得裁板误差=0.5mm，于是得到图4-1所示的排样图。根据GB/T708-2006可知，这里选用的钢板规格为1300mm1200mm，采用横裁法，则可裁得宽度为

8、26mm的条料50条，每条条料可冲出零件50个。由加工零件的尺寸可计算出该零件的面积为：A=379.94mm2，则材料利用率为：式中：N为一张板料（或带料、条料）上冲裁件的总数目，单位为个；A为一个冲裁件的实际面积，单位为mm2；L为板料的长度，单位为mm；B为板料的宽度，单位为mm。可计算出材料利用率=60.9%。图4-1排样图4.2冲裁工艺力计算4.2.1落料力、冲孔力及冲裁力的计算由于采用复合冲裁，则总的冲裁力F冲裁为落料力F落料和冲孔力F冲孔之和。其中：F=KLtb式中，L为剪切长度，单位为mm；t为板料厚度，单位为mm；b为板料的抗剪强度，单位为MPa。考虑到刃口的磨损、间隙的波动、

9、材料力学性能的变化、板料厚度的偏差等因素的影响，可取安全系数K=1.3。经计算，L落料=22=69.08mm；b=450MPa；t=1.5mm；L冲孔=10=31.4mm；b=450MPa；t=1.5mm；可得F落料=KL落料tb=1.3L落料tb=1.369.081.5450N=60.618kNF冲孔=KL冲孔tb=1.3L冲孔tb=1.331.41.5450N=27.554kN则F冲裁=F落料+F冲孔=60.618kN+27.554kN=88.172kN4.2.2卸载力、推件力和顶件力的计算F卸=K卸F落料F推=nK推F冲孔式中，F卸、F推分别为卸料力、推件力，单位为N；K卸、K推分别为卸

10、料力系数、推件力系数；由表3-8【1】查得K卸=0.045，K推=0.055。由表3-30【1】查得凹模刃口直臂高度h=6mm，则n=h/t=4。可计算出F卸=K卸F落料=0.04560.618kN=2.7kNF推=nK推F冲孔=40.05527.554kN=6.1kN4.3压力中心的计算由于落料外形和所冲孔都以x轴和y轴对称，因此其压力中心在零件的几何中心（即圆心）上。5.模具零件详细设计5.1工作零件设计工作零件包括凸模、凹模、凸凹模。由于零件外形规则，其模具采用分别加工法制造。5.1.1模具间隙查表3-19和表3-20【1】得C=(7%10%)t，即Cmin=7%t=0.071.5mm=

11、0.105mmCmax=10%t=0.11.5mm=0.15mm5.1.2落料刃口尺寸及公差计算落料，以凹模为基准，由于零件外形规则，采用分别加工法。查表3-25【1】得凸、凹模的制造偏差分别为：p=0.010mm，d=0.015mm查表3-24【1】摩损系数为：x=0.5由表3-23【1】所列公式计算得Dd=（D-x）=（22-0.50.2）mm=21.9mmDp=（Dd-2Cmin）=（21.9-20.105）mm=21.69mm由于p+d=0.010+0.015mm=0.025mm2（Cmax-Cmin）=2（0.15-0.105）=0.09mm即p+d2（Cmax-Ccmin）故模具精

12、度合适。5.1.3冲孔刃口尺寸及公差计算冲孔，以凸模为基准，由于零件外形规则，采用分别加工法进行加工。查表3-25【1】得p=0.008mm，d=0.012mm查表3-24【1】摩损系数为：=0.75由表3-23所列公式计算得dp=（d+x）=（10+0.750.14）mm=10.105mmdd=（dp+2Cmin）=（10.105+20.105）mm=10.315mm由于p+d=0.012+0.008mm=0.02mm2（Cmax-Cmin）=2（0.15-0.105）=0.09mm即p+d式中：P是橡胶压力，单位为N；A是橡胶横截面积，单位为；q是橡胶压缩的单位压力，单位为MP。经计算，橡

13、胶横截面积为14461=2729.1N，带入得橡胶单位压缩力为0.1887，查表8-13得压缩量为10%，单位压缩力为0.26的橡胶。根据模具的设计，选择橡胶的厚度为25mm。6.设备选择及校核6.1设备选择由前述计算出的冲裁工艺力，确定模具结构形式后，可得到总的冲压力F总为：F总=F冲裁+F卸+F推=88.172+2.7+6.1kN=96.972kN选择JB23-16压力机，主要参数如下：公称压力：160kN。最大闭合高度：220mm，闭合高度调节量：60mm。工作台尺寸：450mm300mm；工作台孔尺寸：220mm110mm。模柄孔尺寸：32mm。6.2设备验收主要验收平面尺寸和闭合高度

14、。由标记为“滑动导向下模座中间导柱10010040GB/T2855.2-2008”可知，长度方向单边小于压力机工作台面尺寸，下模座的平面尺寸单边大于压力机工作台孔尺寸，因此满足模具安装要求。模具的闭合高度为：30mm+10mm+6mm+25mm+31mm+53mm+40mm-(1.5+0.5)mm=193mm220mm，因此所选设备合适。7.总装图参考文献1柯旭贵，张荣清.冲压工艺与模具设计M.北京：机械工业出版社，20122付建军.模具制造工艺M.北京：机械工业出版社，20123王章忠.材料科学基础M.北京：机械工业出版社，20114毛准平.互换性与测量技术基础M.北京：机械工业出版社，20105王卫卫.材料成型设备M.北京：机械工业出版社，20126杨占尧.最新冲压模具标准及应用手册M.北京：化学工业出版社，20107王之栋，王大康.机械设计综合课程设计M北京：机械工业出版社，20118大连理工大学工程图学教研室.机械制图M北京：高等教育出版社，20109周本凯.冷冲压模具优化设计与典型案例M北京：机械工业出版社，2010