冲压模具设计指导bkla.docx





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1、冲压模具具设计指指导模具课程程设计是是一个重重要的专专业教学学环节,这这个数学学环节的的目的:(1)帮帮助学生生具体运运用和巩巩固模模具设计计与制造造课程程及相关关的理论论知识,了了解设计计冲压模模的一般般程序。(2)是是使学生生能够熟熟练地运运用有关关技术资资料,如如冷冲冲模国家家标准、模模具设计计与制造造简明手手册、冷冷冲压模模具结构构图册及及其它有有关规范范等。(3)训训练学生生初步设设计冷冲冲压模具具的能力力,为以以后的工工作打下下初步的的基础。1 冲压压模设计计的准备备工作根据课程程设计目目的,设设计课题题由指导导教师用用“设计任任务书”的形式式下达,课课题难度度以轻度度复杂如如冲孔
2、落落料复合合模为为宜。设设计工作作量根据据课程设设计时间间安排情情况,由由指导教教师酌定定。1.1 研究设设计任务务学生应充充分研究究设计任任务书,了了解产品品用途,并并进行冲冲压件的的工艺性性及尺寸寸公差等等级分析析,对于于一些冲冲压件结结构不合合理或工工艺性不不好的,必必须征询询指导教教师的意意见后进进行改进进。在初初步明确确设计要要求的基基础上,可可按以下下步骤进进行冲压压总体方方案的论论证。第一步,酝酝酿冲压压工序安安排的初初步方案案,并画画出各步步的冲压压工序草草图;第二步,通通过工序序安排计计算及冷冷冲压模模具结构构图册等等技术资资料,验验证各步步的冲压压成型方方案是否否可行,构构
3、画该道道工序的的模具结结构草图图。第三步,构构画其它它模具的的结构草草图,进进一步推推敲上述述冲压工工序安排排方案是是否合理理可行。第四步,冲冲压工序序安排方方案经指指导教师师过目后后,即可可正式绘绘制各步步的冲压压工序图图,并着着手按照照“设计任任务书”上的要要求进行行课程设设计。1.2 资料及及工具准准备课程设计计开始前前必须预预先准备备好冷冷冲模国国家标准准、模模具设计计与制造造简明手手册、冷冷冲压模模具结构构图册等等技术资资料,及及图板、图图纸、绘绘图仪器器等工具具。也可可将课程程设计全全部或部部分工作作安排在在计算机机上用AAutooCADD等软件件来完成成,相应应地需事事前调试试设
4、备及及软件、准准备好打打印用纸纸及墨盒盒等材料料。1.3 设计步步骤冲压模课课程设计计按以下下几个步步骤进行行。(1)拟拟定冲压压工序安安排方案案、画出出冲压工工序图、画画出待设设计模具具的排样样图(阶阶段考核核比例为为15%)(2)计计算冲裁裁力、确确定模具具压力中中心、计计算凹模模周界、确确定待设设计模具具的有关关结构要要素、选选用模具具典型组组合等,初初选压力力机吨位位(255%);(3)确确定压力力机吨位位(5%);(4)设设计及绘绘制模具具装配图图(255%);(5)设设计及绘绘制模具具零件图图(255%);(6)按按规定格格式编制制设计说说明书(55%);(7)课课程设计计面批后后
5、或答辩辩(建议议对总成成绩在110%的的范围内内适度调调整)。1.4 明确考考核要求求根据以上上6个阶阶段应该该形成的的阶段设设计成果果实施各各阶段的的质量及及考核,从从而形成成各阶段段的考核核成绩。其其中课程程设计面面批或答答辩不仅仅有助与与当面指指出学生生的各类类设计错错例,也也是课程程设计考考核的重重要手段段。最终终的考核核成绩在在6个阶阶段考核核成绩的的基础上上,由指指导教师师结合考考勤记录录及面批批或答辩辩记录对对总成绩绩在100%左右右的范围围内适度度调整。2 冲裁裁模结构构设计示示范2.1 排样论论证的基基本思路路排样论证证的目的的是为了了画出正正确的模模具排样样图。一一个较佳佳
6、的排样样方案必必须兼顾顾冲压件件的公差差等级、冲冲压件的的生产批批量、模模具结构构和材料料利用率率等方面面的因素素。1. 保保证冲压压件的尺尺寸精度度图1所示示冲压件件,材料料为100钢板,料料厚1mmm,其其未注公公差尺寸寸精度等等级为IIT122,属一一般冲裁裁模能达达到的公公差等级级,不需需采用精精冲或整整修等特特殊冲裁裁方式。从从该冲压压件的形形状来看看,完全全可以实实现少、无无废料排排样法。但但该冲压压件的尺尺度精度度等级决决定了应应采用有有废料排排样法。图1 冲压件件及排样样图2. 考考虑冲压压件的生生产批量量该冲压件件的月生生产批量量为30000件件,属于于中等批批量的生生产类型
7、型,因此此不考虑虑多排、或或一模多多件的方方案(该该方案较较适宜大大批量生生产,约约几十万万件以上上);也也不考虑虑采用简简易冲裁裁模常用用的单、直直排方案案,根据据成批生生产的特特点,再再结合该该冲压的的形状特特点,以以单斜排排、一模模一件、级级进排样样方案为为宜。3. 提提高原材材料利用用率在绘制排排样图的的过程中中,应注注意提高高冲压原原材料的的利用率率。但提提高原材材料的利利用率,不不能以大大幅提高高冲裁模模结构的的复杂程程度为代代价。图图2所示示是垫圈圈冲压件件及其冲冲裁排样样图。如如果单纯纯为了提提高原材材料的利利用率而而采用三三排或三三排以上上、一模模多件的的冲载方方案,虽虽然确
8、实实有助于于提高原原材料的的利用率率,但模模具制造造成本却却随之大大幅提高高,其结结果往往往得不偿偿失。排样图上上搭边值值设计是是否合理理,直接接影响到到原材料料的利用用率和模模具制造造的难易易程度。总总是采用用最小许许用搭边边值aaminn、a1mmin往往人人为地提提高了模模具的制制造难度度,而在在通常情情况下却却并不能能提高原原材料的的利用率率。以一一条长110000mm的的料条为为例,若若对图22所示的的垫圈冲冲压件以以ammin=0.8mmm进行排排样,可可排(110000-0.8)/(344+0.8)=28.7个,实实际为228个;若以aa=1.5mmm进行排排样,则则可排(110
9、000-1.5)/(344+1.5)=28.1个。可可见每个个步距上上省下00.7mmm长的的料,最最终整张张条料上上并不能能多排一一个工件件,两者者的利用用率是完完全相同同的。除除使用卷卷料进行行冲压外外,一般般搭边值值均应在在ammin的基础础上圆整整(料宽宽尺寸也也须圆整整),以以降低模模具制造造难度。图2 垫圈冲冲压件及及冲裁排排样图4. 模模具结构构论证在保证产产品尺寸寸公差等等级的前前提下,应应尽量简简化模具具结构复复杂程度度,降低低模具制制造费用用,这是是设计模模具的铁铁则。图图2所示示的垫圈圈冲压件件,因外外形比较较简单,且且壁厚较较大,所所以采用用复合模模冲裁排排样方案案就比
10、采采用级进进模冲裁裁的方案案好。倒装复合合模的结结构比顺顺装复合合模简单单,所以以应优先先考虑采采用倒装装复合模模。最终终能否采采用复合合模冲裁裁方案以以及采用用何种复复合模结结构的关关键是验验算冲压压件的最最小壁厚厚。经验验算垫圈圈冲压件件的最小小壁厚,可可用倒装装复合模模冲裁方方案。2.2 选择压压力机及及确定压压力中心心示范根据图22复合模模冲裁排排样图,经经计算模模具工艺艺总力PP=100.322(tff),可可初步选选择J223-116F压压力机。记记录有关关技术参参数供今今后校核核用。最最大封闭闭高度:2055mm;封闭高高度调节节量:445mmm;工作作台尺寸寸前后:3000mm
11、、左左右:4450mmm;垫垫板尺寸寸厚度:40mmm;孔孔径:2100mm;模柄孔孔尺寸直直径:40mmm;模模柄孔深深度:660mmm。计算压力力中心的的方法教教材上已已有详尽尽的介绍绍。要计计算出压压力中心心的精确确位置既既繁锁又又无必要要。除了了少数几几种情况况,例如如:精密密冲裁模模具、多多工位自自动级进进模和一一些造价价昂贵的的模具为为保险起起见需要要精确计计算外,一一般情况况下,可可以根据据对称原原理把压压力中心心大致定定在条料料宽向的的中心线线和送料料方向上上最远的的两个凸凸模(有有侧刃时时,侧刃刃也算作作凸模)距距离的中中线的交交合点”OO”上,只只要这个个0点与与实际压压力
12、中心心之间的的偏距小小于模柄柄半径(已已知模柄柄直径为为400mm),就就能达到到模具平平稳工作作要求;而一旦旦0点与与实际压压力中心心之间的的偏距超超出模柄柄半径的的范围,就就要调整整各凹模模洞口在在凹模板板上的位位置,使使实际压压力中心心进入模模柄半径径范围内内。2.3 冷冲模模国家标标准的使使用 根据图22复合模模冲裁排排样图,结结合模具具制造工工艺,圆圆形模板板比矩形形模板加加工简便便,因此此本模具具就采用用圆形模模板。首首先要计计算圆形形凹模板板的轮廓廓尺寸:厚度HH=Kb1=0.4338=115.22mm;直径DD=L11+2l1=344+222=78mmm。查查阅GBB28558
13、.44-811,根据据”就近近就高”的的原则初初定凹模模周界:HDD=166880。1. 确确定模具具的主要要结构要要素根据垫圈圈产品图图排样方方案论证证结果,已已确定本本模具采采用倒装装式复合合模结构构。在此此基础上上,尚须须确定如如下结构构要素。(1) 确定送送料方式式模具相对对于模架架是采用用从前往往后的纵纵向送料料方式,还还是采用用从右往往左的横横向送料料方式,这这主要取取决于凹凹模的周周界尺寸寸。如LL(送料料方向的的凹模长长度)B(垂垂直于送送料方向向的凹模模宽度)时时,采用用纵向送送料方式式;LB时,则则采用横横向送料料方式;L=BB时,纵纵向或横横向均可可。就本本例的圆圆形凹模
14、模板而言言,其送送料方式式应采用用纵向送送料。另另外采用用何种送送料方式式,还得得考虑压压力机本本身是开开式还是是闭式而而定。(2) 确定卸卸料形式式模具是采采用弹压压卸料板板,还是是采用固固定卸料料板,取取决于卸卸料力的的大小,其其中材料料料厚是是主要考考虑因素素。由于于弹压卸卸料模具具操作时时比固定定卸料模模具方便便,操作作者可以以看见条条料在模模具中的的送进动动作,且且弹压卸卸料板卸卸料时对对条料施施加的是是柔性力力,不会会损伤工工件表面面,因此此实际设设计中尽尽量采弹弹压卸料料板,而而只有在在弹压卸卸料板卸卸料力不不足时,才才改用固固定卸料料板。随随着模具具用弹性性元件弹弹力的增增强(
15、如如采用矩矩形弹簧簧),弹弹压卸料料板的卸卸料力大大大增强强。根据据目前情情况,当当材料料料厚约在在2mmm以下时时采用弹弹压卸料料板,大大于2mmm时采采用固定定卸料板板较为贴贴近实际际。本模模具所冲冲材料的的料厚为为1mmm,因此此可采用用弹压卸卸料板。(3) 模架形形式如采用纵纵向送料料方式,适适宜采用用中间导导柱导套套模架(对对角导柱柱导套模模架也可可);横横向送料料适宜采采用对角角导柱导导套模架架:而后后侧导柱柱导套模模架有利利于送料料(纵横横向均可可且送料料较顺畅畅),但但工作时时受力均均衡性和和对称性性比中间间导柱导导套模架架及对角角导柱导导套模架架差一些些;四角角导柱导导套模架
16、架则常用用于大型型模具;而精密密模具还还须采用用滚珠导导柱导套套。本模模具采用用中间导导柱导套套模架,一一是对纵纵向送料料方式较较适宜,二二是中间间导柱导导套模架架工作时时受力比比较均衡衡、对称称。2. 典典型组合合选择示示范计算凹模模周界及及确定模模具的主主要结构构是为了了选用合合适的模模具结构构典型组组合。根根据本模模具采用用纵向送送料方式式、弹压压卸料板板、倒装装复合模模、中间间导柱导导套模架架及凹模模周界为为HDD=166880,可可从冷冷冲模国国家标准准查到到复合模模圆形厚厚凹模典典型组合合(GBB28773.33-811)。各各模具零零件的标标准外形形尺寸HHD如如下:(1)上上垫
17、板(GGB28858.6-881) 480 1块;(2)固固定板(GGB28858.5-881) 12800 1块;(3)凹凹模(GGB28858.4-881) (22280)调整至至18800 1块;(4)卸卸料板(GGB28858.5-881) 10800 1块;(5)固固定板(GGB28858.5-881) 14800 1块;(6)下下垫板(GGB28858.6-881) 4800 1块;本典型组组合推荐荐使用33只M88的紧固固螺钉、22只88的圆柱柱销、33只杆部部直径为为8的的台肩式式卸料螺螺钉、凸凸凹模的的推荐长长度为442mmm、配用用模架闭闭合高度度在14401165mmm之
18、间间。有了模具具结构的的典型图图,模具具设计就就大为简简化。只只要根据据排样图图中凸模模或凸凹凹模的位位置,分分别把各各个凸模模或凸凹凹模画入入典型组组合可,并并相应地地在凹模模板或凸凸凹模上上开制相相应的凹凹模洞口口及在其其它零件件上画出出漏料孔孔、打料料系统等等,就可可得到一一张完整整又正确确的装配配图。3. 非非标准模模具的对对照设计计有些矩形形凹模板板根据计计算结果果会很难难选到一一个合适适的标准准凹模板板。例如如某狭长长冲压件件,其凹凹模周界界的计算算值:HHLB=2206601125, 与之最最为接近近的标准准凹模板板尺寸为为:HLBB=20012251125,仍仍相差悬悬殊。解解
19、决的办办法是根根据HLBB=20012251125的的标准凹凹模板找找到模具具的典型型组合,同同样根据据该典型型组合构构画装配配图,只只是把模模具内的的所有模模板的LL尺寸全全部换成成非标准准尺寸660mmm,而尺尺寸H及及B保持持不变,进进行必要要的有限限非标准准设计。2.4 绘制模模具装配配图示范范有了模具具结构典典型组合合图,就就可以着着手绘制制模具装装配图。我我们一般般应根据据模具结结构典型型组合图图绘制模模具结构构草图,这这样无论论在布置置图面、还还是考虑虑结构细细节等问问题上都都将带来来许多便便利之处处。1. 图图面布置置规范为了绘制制一张美美观、正正确的模模具装配配图,必必须掌握
20、握模具装装配图面面的布置置规范。图图3所示示是模具具装配图图的图面面布置示示意图,可可参考使使用。图纸的左左上角11处是档档案编号号。如果果这份图图纸将来来要归档档,就在在该处编编上档案案号(且且档案号号是倒写写的),以以便存档档。不能能随意在在此处填填写其它它内容。图3 图面布布置示意意图1-档案案编号处处 22-布置置主视图图 33-布置置俯视图图 44-布置置产品图图 55-布置置排样图图6-技术术要求说说明处 7-明细表表 88标题题栏2处通常常布置模模具结构构主视图图。在画画主视图图前,应应先估算算整个主主视图大大致的长长与宽,然然后选用用合适的的比例作作图。主主视图画画好后其其四周
21、一一般与其其它图或或外框线线之间应应保持有有约500600mm的的空白,不不要画得得“顶天天立地”,也也不要画画得“缩缩成一团团”,这这就需要要选择一一合适的的比例。推推荐尽量量采用11:1的的比例,如如不合适适,再考考虑选用用其它机机械制图图国家标标准上上推荐的的比例。3处布置置模具结结构俯视视图。应应画拿走走上模部部分后的的结构形形状,其其重点是是为了反反映下模模部分所所安装的的工作零零件的情情况。俯俯视图与与边框、主主视图、标标题栏或或明细表表之间也也应保持持约500600mm的的空白。4处布置置冲压产产品图。并并在冲压压产品图图的右方方或下方方标注冲冲压件的的名称、材材料及料料厚等参参
22、数。对对于不能能在一道道工序内内完成的的产品,装装配图上上应将该该道工序序图画出出,并且且还要标标注本道道工序有有关的尺尺寸。5处布置置排样图图。排样样图上的的送料方方向与模模具结构构图上的的送料方方向必须须一致,以以使其他他读图人人员一目目了然。6处主要要技术要要求。如如模具的的闭合高高度、标标准模架架及代号号及装配配要求和和所用的的冲压设设备型号号等。7处布置置明细表表及标题题栏。结结合图44标题栏栏及明细细表填写写示例,应应注意的的要点如如下。(1)明明细表至至少应有有序号、图图号、零零件名称称、数量量、材料料、标准准代号和和备注等等栏目;(2)在在填写零零件名称称一栏时时,应使使名称的
23、的首尾两两字对齐齐,中间间的字则则均匀插插入;(3)在在填写图图号一栏栏时,应应给出所所有零件件图的图图号。数数字序号号一般应应与序号号一样以以主视图图画面为为中心依依顺时针针旋转的的方向为为序依次次编定。由由于模具具装配图图一般算算作图号号00,因因此明细细表中的的零件图图号应从从01开开始计数数。没有有零件图图的零件件则没有有图号。(4)备备注一栏栏主要标标标准件件规格、热热处理、外外购或外外加工等等说明。一一般不另另注其它它内容。图4 标题栏栏及明细细表填写写示例8处布置置标题栏栏。作为为课程设设计,标标题栏主主要填写写的内容容有模具具名称、作作图比例例及签名名等内容容。其余余内容可可不
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