冲压模具课程设计锥型件落料冲孔级进模设计.doc
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1、实训冲压模具设计题 目: 落料冲孔级进模设计 院 (系): 应用科技学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 学生姓名: 学 号: 指导教师: 职 称: 高级工程师 题目类型: 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2011年 07 月01 日目 录目 录- 1 -1 绪 论- 1 -2. 确定零件的基本冲压工序- 2 -3.拟定冲压工艺方案- 3 -4.毛坯排样- 4 -5冲压力的计算- 6 -冲裁力- 6 -卸料力- 7 -推料力- 7 -顶件力- 7 -总压力- 7 -冲裁间隙的计算- 7 -刃口尺寸的计算- 8 -凹模的设计- 9 -冲孔凸模的设计- 10 -凸凹模的设计-
2、 11 -凸模固定板的尺寸- 12 -卸料板的尺寸- 13 -6.模具主要零部件的设计- 14 -模架的结构设计- 14 -下模座的选择设计- 15 -上模座的选择设计- 16 -导柱和导套的选择设计- 16 -模柄的选择设计- 17 -压力机的选择- 17 -7.绘制模具总装配图- 18 -8. 冲压模具装配工艺- 18 -9.心得与体会- 19 -参考文献- 19 -全套图纸,加1538937061 .绪 论 冲裁工艺在工业生产中应用广泛。冲压模具设计与制造技术是一项技术性和经验性都很强的工作。本次毕业设计根据大业机械制造提供的零件图纸和加工要求进行了设计。根据分析结果选择合理的冲压工艺和
3、合理的模具结构,在此基础上优化零件结构和选择合适的零件材料。经过查阅资料,首先要对零件进行工艺分析,经过工艺分析和对比,采用冲孔落料工序,通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算,确定压力机的型号。再分析对冲压件加工所需的模具类型,选择所需设计的模具类型。本文首先叙述了冲压模具的发展状况,模具在现代工业中的作用,和在整个国民经济中的地位。说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义,接着是简单说明了模具设计的基本概念和模具设计的一般步骤、模具的分类、模具零件的分类、模具的结构形式、冲压的基本概念、冲压工艺基础理论、塑性力学基础理论。然后对冲压件进行工艺分析,完成了工艺方案的确定,对零件排样图的设计,完成了材
4、料利用率的计算。再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算,为选择冲压设备提供依据。其次对主要零部件的设计和标准件的选择,为本次模具零件图的绘制和模具的成形提供依据,以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。再次根据模具的使用要求和具体加工条件设计了模具零件的加工工艺。模具是制造业的一种基本工艺装备,它的作用是控制和限制材料(固态或液态)的流动,使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高,产品质量好,材料消耗低,生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要
5、标志,它在很大程度上决定着产品的质量,效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业,正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中,将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分,又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械,电子,轻工,汽车,纺织,航空,航天等工业领域里,日益成为使用最广泛的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中6090的产品的零件,组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上,仅以汽车,摩托车行业的模具市场为例。汽车,摩托车行业是模具最大的市场,在工业发达的国家,这一市场占整个模具市场一半左右
6、。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一,汽车工业重点是发展零部件,经济型轿车和重型汽车,汽车模具作为发展重点,已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加,2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元。为了适应市场的需求,汽车将不断换型,汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一,据统计,中国摩托车共有14种排量80多个车型,1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种,共计5000多个,其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具,总价值为1000多万元。其他行业,如电子及通讯,家电,建筑等,也存在巨大的模具市场。目前
7、世界模具市场供不应求,模具的主要出口国是美国,日本,法国,瑞士等国家。中国模具出口数量极少,但中国模具钳工技术水平高,劳动成本低,只要配备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期,沟通外贸渠道,模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术,提高模具技术水平,对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。2. 确定零件的基本冲压工序零件为落料冲孔件,其冲压工序主要包括:毛坯冲孔落料。图1 零件图零件的工艺性:相对壁厚比b/s=3.8/8=0.470.6(合适)。该零件为落料冲孔件,有以下三种冲裁方案可供选择:方案一:先冲孔,后落料。单工序模生产。方案二:冲孔落料复合冲压。复合模生产。方案
8、三:冲孔落料级进冲压。级进模生产。表1-1为各类模具结构及特点比较模具种类比较项目单工序模级进模复合模无导向有导向零件公差等级低一般可达IT13IT10级可达IT10IT8级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚6mm可加工复杂零件,如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制,尺寸可以较大,厚度可达3mm零件平面度低一般中小型件不平直,高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平,制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料,可以自动排除制件,生产效率高冲件被顶到模具工作表面上,必须手动或机械排除,生产效率较低安全性不安全,需采取安全措施比较安全不安全,需采取
9、安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时,比复合模低冲裁较复杂零件时,比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产形状复杂,精度要求较高,平直度要求高的中小型制件的大批量生产结合表1-1分析知:方案一模具结构简单,制造周期短,制造简单,但需要两副模具,成本高而生产效率低,难以满足大批量生产的要求。方案三只需一副模具,生产效率高,操作方便,精度也能满足要求,但模具轮廓尺寸较大,制造复杂,成本较高。方案二也只需一副模具,制件精度和生产效率都较高,且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高,板料的定位
10、精度比方案三低,模具轮廓尺寸较小,制造比方案三简单。通过对上述三种方案的分析比较,该工件的冲压生产采用方案二为佳。 排样图在模具设计中有重要的作用,它具体反映了零件在整个冲压成形过程中,毛坯外形在条料上的截取方式和与相邻毛坯的关系,而且对材料的利用率、冲压加工的工艺性以及模具的结构和寿命等有着显著地影响。 排样方式的选择:方案一:有废料排样 沿冲件外形冲裁,在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证,因此冲件精度高,模具寿命高,但材料利用率低。方案二:少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响,冲件质量差,模具寿命较方案一低,但材料利用率稍高,冲模结构简单。方案三:无废料排样 冲件的质量和模
11、具寿命更低一些,但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较,由于该零件形状对称,综合考虑模具寿命和冲件质量,该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。设计级进模,先要设计条料排样图。工件图可视为一菱形中间四个孔,直排材料利用率最高。搭边的作用是补偿定位误差,保持条料有一定的刚度,以保证零件质量和送料方便。搭边过大,浪费材料。搭边过小,冲裁时容易翘曲或被拉断,不仅会增大冲件毛刺,有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口,降低模具寿命或影响送料工作。 根据零件形状,材料的厚度为8mm,查参考文献1表工件之间搭边值a1=0.6t=mm, 工件与侧边之间搭
12、边值a=0.7t=mm, 条料是有板料裁剪下料而得,为保证送料顺利,规定其上偏差为零,小偏差为负值B=(Dmax2a)-0式中 Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸;a 冲裁件之间的搭边值; 板料剪裁下的偏差(其值查表4-3);B=(452)=0-0.1(mm)所以条料宽度在65mm (表1-2搭边值和侧边值的数值)材料厚度t圆件及r2t圆角矩形边长l50矩形边长l50或圆角 r2 工件间a1侧边a 工件间a侧边a1工件间a1侧边a (表1-3剪裁下的下偏差(mm)条料厚度(mm)条料宽度(mm)505010010020020034确定步距A: 送料步距A:条料在模具上每次送进的距离称为送料步
13、距,每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关,是决定挡料销位置的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。 进距确定的原则是,最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值;最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料,并有一定的间隙。送料步距A 58+=mm毛坯排样的如下图2所示:图2 排样图5冲压力的计算冲裁力由F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7组成。其中F1,F2为冲2-14孔的力且F1=F2;F3,F4为侧刃切边力且F3=F4,F5=F6为冲2-8孔的力且F5=F6,F7为切边落料力。零件材料为304不锈钢,零件的总周长L约为140mm。F1=F2=ktl 查表 k=1.3
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