1、冲孔落料模具设计概要课程设计姓名:邓敏班级:材控092学号:200906104214指导教师:杨俊杰日期:2011-10 - 8江汉大学目录第一章前言第二章设计任务书第三章制件的工艺性分析第四章零件工艺计算4.1 刃口尺寸计算4.2 排样计算4.3 冲压力计算第五章压力中心计算 (08第六章冲压设备的选用 (09第七章模具零部件结构的确定7.1 凸凹模零件的设计7.2 标准模架的选用7.3 卸料装置中弹性元件的计算7.4 . 其他零部件结构参考文献第一章前言在现代工业生产中,模具时重要的工艺装备之一,它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型,模具车成型由于具有优质高产省料和低成本等特点现已在
2、国民经济各个部门得到了广泛的应用。模具产业是高新技术产业的一个组成部分,目前我国模具企业就达到3万多家,电子产品、航天航空领域都离不开精密模具。许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。模具课程设计是一个很专业的训练环节,学生通过对金属制件的冲孔和落料,成型工艺和模具的综合分析设计,训练,要求达到如下目的:1通过课程设计,帮助学生具体运用和巩固模具设计课程及相关课程的理论知识,了解冷冲模的一般设计的方法和程序。2训练学生查询相关资料,如:冲压模具简明设计手册,冲压模具设计和加工计算速查手册,使学生能熟练地运用有关资料,熟悉有关国家标准,规范,使用经验数据,进行估算等方面的全面的训练。3掌握模
3、具的基本设计方法和程序,综合运用相关专业的理论知识,并按照有关的设计技术规范,进行冲压模具设计的基本技能训练,为今后在实际的工程设计中打好必要的基础。第三章制件的工艺性分析工件为图1所示的落料冲孔件,材料为08钢,材料厚度2mm,生产批量为大批量。工艺性分析内容如下: 1.材料分析08钢为极软的碳素钢,强度、硬度很低,而韧性和塑性极高,具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性,淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形,强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接件。 。2. 结构分析零件结构简单对称,无尖角,对冲裁加工较为有利。零件中部有
4、一异形孔,孔的最小尺寸为12mm ,满足冲裁最小孔径min d mm 20.1=t 的要求。另外,经计算异形孔距零件外形之间的最小孔边距满足冲裁件最小孔边距min l mm 35.1=t 的要求。所以,该零件的结构满足冲裁的要求。 3. 精度分析:零件上的尺寸均未标注尺寸偏差,为自由尺寸,按IT14级精度补标工件尺寸公差。第四章 冲压工艺方案的制定零件为一落料冲孔件,可提出的加工方案如下: 方案一:先落料,后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二:落料冲孔复合冲压,采用复合模生产。 方案三:冲孔落料连续冲压,采用级进模生产。方案一模具结构简单,但需两道工序、两副模具,生产效率低,零件精度较差,在生
5、产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度易保证,且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状较简单,模具制造并不困难。方案三也只需一副模具,生产效率也很高,但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度,需在模具上设置导正销导正,模具制造、装配较复合模略复杂。所以,比较三个方案采用方案二生产。第四章 零件工艺计算1.刃口尺寸计算根据零件形状特点,刃口尺寸计算采用分开制造法。 (1落料件尺寸的基本计算公式为A0max A (+-=X D Dmin max 0min A T T T (-=-=Z X D Z D D基本尺寸30,查得凸、凹模最
6、小间隙Z min =0.246mm ,最大间隙Z max =0.360mm ,X=0.5查得凸模制造公差7mm 0.0T =,凹模制造公差5mm 0.0A = 有A T +min max Z Z -=0.114即 005.00min A T 49.29(T-=-=Z D D07.000max A 74.29(A +=-=X D D(2落料件尺寸的基本计算公式为A0max A (+-=X D D 0min max 0min A T T T (-=-=Z X D Z D D基本尺寸40,查得凸、凹模最小间隙Z min =0.246mm ,最大间隙Z max =0.360mm ,X=0.5有A T
7、+min max Z Z -所以 005.00min A T 39.44(T-=-=Z D D 07.000max A 39.69(A+=-=X D D (3冲孔基本公式为min T T (-+=X d dA 0min min A (+=Z X d d 尺寸12查得凸、凹模最小间隙Z min =0.246mm ,最大间隙Z max =0.360mm ,X=0.5有A T +min max Z Z -所以 005.00min T 11.79(T-=+=X d d07.000min min A 12.03(A+=+=Z X d d (4落料件尺寸的基本计算公式为A0max A (+-=X D D0
8、min max 0min A T T T (-=-=Z X D Z D D基本尺寸2,查得凸、凹模最小间隙Z min =0.246mm ,最大间隙Z max =0.360mm ,X=0.5有A T +min max Z Z -所以 005.00min A T 1.63(T-=-=Z D D 07.000max A 1.875(A+=-=X D D 2.排样计算查表得,两工件之间的距离a1=1.8,沿边a2=2.2。调整为整数后,都为2mm,进料步距n=31.8mm.条料宽度B= 0(2a D -+ ,查表得=0.62 式中,B 为条料宽度;D 为工件直径;a 为沿边搭边值;为条料公差值条料宽度
9、B= 0(2a D -+=062.0-44.4 一个步距内的利用率=%100BSA =50.7% 3.冲压力计算可知冲裁力基本计算公式为LT F =计算零件的周长:L=3.14*20+24.14=86.94材料厚度2mm ,08钢钢的抗剪强度取400MPaF (落料=96144NF (冲孔=30144N模具采用弹性卸料装置和推件结构第五章 压力中心计算零件外形为对称件,所以该零件的压力中心就是零件外形中心线的交点。第六章模具零部件结构的确定1.凸、凹模零件设计(1首先计算凹模周界的大小。凹模高度和壁尺寸常用下列经验公式确定:凹模高度H=K8s,k=0.350.50,取0.5 所以H=20凹模壁
10、厚C=(1.52H C取值30mm对于形状复杂或尺寸较大的零件,凹模壁厚C取大值。所以,凹模的总长为L=s+2c=110mm,凹模的宽度为B=冲裁件宽度+2c=90mm最后依据设计尺寸,按冲压模具标准模架凹模周界尺寸系列,确定凹模外形尺寸为110mm90mm30mm 。(2凸模外形结构、尺寸确定。落料凸模截面形状与冲裁件一致,截面尺寸即刃口尺寸,前面一完成。长度L为固定板厚度、安全距离、修磨余量、凸模进入凹模的深度的总和。其中固定板厚度取13mm,凸模修磨量取15mm,凸模进入凹模深度取6mm,卸料板与固定板之间的安全距离取15,即L=13+15+6+15mm=49mm2.标准模架的选用标准模
11、架的选用依据为凹模的外形尺寸。模具采用后置导柱模架,根据以上计算结果,可查得模架规格为上模座123mm 88mm 21mm ,下模座123mm 88mm 32mm ,导柱20mm 107mm ,导套20mm 51mm 30mm 。3.卸料装置中弹性元件的计算模具采用弹性卸料装置,弹性元件选用橡胶,其尺寸计算如下:(1确定橡胶的自由高度0H工(H H 45.30=17.647(2确定橡胶的横截面积Ap F A /X =查得矩形橡胶在预压量为10%15%时的单位压力为0.6MPa ,所 以A=366N/0.6MPa=610.15mm2(3确定橡胶的平面尺寸根据零件的形状特点,橡胶垫的外形应为矩形,
12、中间开有矩形孔以避让凸模。结合零件的具体尺寸,橡胶垫中间的避让孔尺寸为25mm 25mm ,外形暂定一边长为35.29mm ,则另一边长b 为b*35.29-25*25=A;b=35mm;(4校核橡胶的自由高度0H为满足橡胶垫的高径比要求,将橡胶垫分割成四块装入模具中,其最大外形尺寸为45mm ,所以H0/D=17.647/35.29=0.5橡胶垫的高径比在0.51.5之间,所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的装模高度约为0.8517.647 mm =15mm。4.其他零部件结构凸模由凸模固定板固定,两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄,根据设备上模柄孔尺寸,选用规格A3050的模柄。第八章模
13、具装配图 结束语通过对这次冲孔的模具的设计,使我更深一次地了解冲裁模的设计流程,包括冲裁件的工艺分析,工艺方案的确定,模具结构形式的选择,必要的工艺计算,主要零部件的设计,压力机的型号的选择,总装配图和零件图的绘制。在设计过程中,一些数据,尺寸一点马虎不得,只要有一丝丝的错误,就得全部修改,使我养成了严谨的作风。三年的学习,我对模具设计和制造有了深刻的认识,此次单独设计一个模具,让我了解了更多这方面的知识。通过这次的设计,使我在今后的毕业设计乃至工作中的设计,养成了查手册的好习惯，勤思考，为以后的设计奠定了良好的基础。 另一方面， 我从理论和实践上又进一步的加深了模具结构设计的好坏 直接影响产品质量和经济，中国面临的世界挑战，在模具这一行业， 我希望以后能在模具这一行有所贡献。 感谢我的老师， 他严谨细致， 一丝不苟的作风一直是我学习的 榜样；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。总之 这次的课程设计让我获益匪浅。 参考文献 1、冲压手册。王孝培主编。 2、冲压课本。 3、零件手册、公差手册等。
