冲压模具毕业设计说明书.docx
- 文档编号:13584842
- 上传时间:2023-06-15
- 格式:DOCX
- 页数:45
- 大小:861.74KB
冲压模具毕业设计说明书.docx
《冲压模具毕业设计说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《冲压模具毕业设计说明书.docx(45页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
冲压模具毕业设计说明书
机电工程学院
毕业设计说明书设计题目:
石英表垫片支架冲压工艺分析及级进模设
********
学号:
************
专业班级:
机械设计与制造及自动化机制升1002班
********
年月日
绪论(1
1、冲压件成型工艺性分析(2
1.1、零件的结构分析(3
1.2、工件的尺寸精度(3
2、冲裁方案分析(3
3、确定模具总体结构方案(5
3.1、模具类型(5
3.2、操作与定位方式(5
3.3、卸料和出件方式(5
3.4、模架类型及精度(5
4、工艺与设计计算(6
4.1、排样与设计计算(6
4.2、冲压力的计算(8
4.3、压力中心的计算(11
4.4、冲裁间隙(14
4.5、计算凸凹模刃口尺寸及公差(14
4.5.1、落料凹模刃口尺寸按磨损情况分类计算(15
4.5.2、冲孔凸模刃口尺寸的确定(16
4.5.3、侧刃孔尺寸可按公式(16
5、设计选用模具零、部件(18
5.1、凹模的设计(18
5.2、凸模的设计(19
5.2.1、凸模最小直径的校核(强度校核。
(20
5.2.2、凸模最大自由长度的校核(刚度校核。
(20
5.2.3、凸模的长度。
(20
5.3、侧刃的设计(23
5.4、导尺的设计(24
5.5、卸料板的设计(25
5.6、凸模固定板的设计(26
5.7、垫板的设计(27
5.8、弹性形橡胶板的设计(28
6、模架及其他零部件的设计(30
7、模具总装图(32
8、模具的装配(33
9、制定模具零件加工工艺过程(35
毕业设计总结(39
致谢(41
参考文献(42
绪论
模具分为冲压模具、热锻模具、塑料模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等。
其中,冷冲压模具历史悠久、用途广、技术成熟,在各种模具中所占比重最多。
汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场,占整个市场的60%以上。
冲压是在室温下。
利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法。
也叫冷冲压.
在冲压过程中,将材料加工成零件的一种特殊工艺装配,称为冲压模具。
冲模是在实现冲压加工中必不可少的工艺装配,与冲压件是“一模一样”的关系,若没有符合要求的冲模,就不能生产出合格的冲压件:
没有先进的模具,先进的冲压成型工艺就无法实现。
在冲压零件的生产中,合理的成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。
冲压模具作为制造产品(或半产品的一种工具,其作用是完成某种工艺。
模具设计必须满足工艺要求,最终满足产品的形状、尺寸和精度的要求。
因此冲压设计师必须掌握冲压工艺,包括冲压工艺的分类、各种工艺计算、工艺制订等基础知识,而后才可以选择模具的类型,进行模具设计,使模具的类型、结构及尺寸等满足工艺及产品的要求。
冷冲压工艺大致分两类:
分离工序和成型工序。
分离工序的目的是在冲压过程中将冲压件与板料按一定的轮廓线进行分离:
分离工序又可分为落料、冲孔和剪切等。
成型工序的目的是使冲压毛胚在不破坏其完整性的条件下产生塑性变形,并转化成产品所需要的形状:
成形工序又分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀形、扩孔、缩孔和旋压等。
冷冲压模具是冲压生产的主要工艺设备。
冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等,与模具结构及设计是否合理关系极大。
1、冲压件成型工艺性分析
零件名称:
石英表垫片支架
材料:
软黄铜H62
料厚:
1mm
成批生产
零件如下图1.1
图1.1、零件图
材料为H62软黄铜,较软,抗剪强度255Mpa,断后伸长率35%,此材料具有较高的弹性和良好的塑性,其冲裁加工性较好。
1.1、零件的结构分析
此冲裁件结构对称,没有过大的悬臂和窄槽。
悬臂宽度15大于1.5t,臂长8.65小于5倍的臂宽。
最小冲孔直径10.4大于0.9t,孔至边缘距离7.4大于1.5t,边与边缘的距离b=4>t=1适合冲裁。
圆角半径R=4最小壁厚也满足要求。
1.2、工件的尺寸精度
工件的尺寸公差除直径为10.4的公差为IT12级,其他都用IT14级,尺寸精度不高。
普通冲裁完全能满足要求。
2、冲裁方案分析
①方案一:
用单工序模冲孔,落料
②方案二:
落料同时冲孔的复合模
③方案三:
级进模先冲孔再落料
三种方案的比较:
方案一:
优点:
较易实现操作化,通用性好,适合中小批量生产,冲模结构简单,重量较轻,尺寸较小,制造周期短,价格低,成本低廉.
缺点:
冲压生产效率较低,工人的劳动强度大,冲载件的累计误差大,精度较低,因模具数量多,所需的冲压设备也多,压力机一次行程内只能完成一个工序.模具的寿命低,操作不够安全.
方案二:
优点:
使用复合模进行落料,然后在冲孔切边,压力机一次行程内可完成多个工序,生产效率较高,冲载件的精度也较高,不受送料误差影响,内外形相对位置一致性好,冲件表面较为平整,适宜冲薄料,也适宜冲脆
性或软质材料,可充分利用短料和边角条料,冲模的面积小.
缺点:
复合模难以实现操作机械化和自动化,工人的劳动强度较单工序低,制件和废料排除较复杂,冲件不能自动漏下,存在出件问题,可实现部分机械化,但通用性较差,仅适用于大批量生产,且模具制造较复杂,价格较高.
方案三:
优点:
多工位级进模在压力机的一次行程内能完成多个工序(包括冲孔,落料,所以生产效率高,并容易容易实现操作机械化和自动化,尤其适用于单机上实现现代化,可采用高速压力机生产,操作安全,工人的劳动强度低,模具强度较高,寿命较长.
缺点:
通用性较差,仅适用于中小型零件的大批量生产,模具制造与价格都较高,要求冲床的运动精度高,刚度好,振动小,对冲压的运动精度高,板料的要求高,模具结构复杂,制造精度高,调试,维修困难,价格昂贵.
由于该零件属于大批量生产,又尺寸不大,因此采用单工序冲裁效率太低,且不便于操作。
若采用复合模冲裁,虽然冲出的零件精度和平直度较好,生产效率也较高,但因零件的孔边距较小,磨具强度不能保证。
采用级进模冲裁时,生产效率高,操作方便,通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。
根据以上分析,该零件采用级进冲裁方案。
3、确定模具总体结构方案
3.1、模具类型根据零件的冲裁工艺方案,采用级进冲裁模。
3.2、操作与定位方式虽然零件的生产批量较大,但合理安排生产可用手工送料方式能够达到批量要求,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式,考虑零件尺寸较小,送料厚度较薄,为了便于操作和保证零件的精度,宜采用导料板导向侧刃定距的定位方式。
为减少料头和料尾的材料消耗和提高定距的可靠性,采用双侧刃单侧对头方式布置。
3.3、卸料和出件方式考虑零件厚度较薄,采用弹性卸料方式。
为了便于操作、提高生产率,冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推件的下出件方式。
3.4、模架类型及精度由于零件厚度薄,冲裁间隙很小,又是级进模,因此采用导向平稳的对角导柱模架。
考虑零件精度要求不高,但冲裁间隙较小因此采用1级模架精度。
4、工艺与设计计算
4.1、排样与设计计算
排样方式一、
支架的形状具有一头大、一头小的特点,直排时材料的利用率低,应采用直对排,如图4.1所示排样可显著的减少废料。
图4.1、排样图(1
排样的相关计算
查《冲压模具设计与制造》主编徐政坤表3—8~表3—21,取a=3mma1=3mm△=0.6mm
Z=0.5b1=1.3y=0.1a′=0
条料宽度为:
0
B-∆=(maxD+2a+2a′+nb10-∆
=(52.8+2⨯3+2⨯0+2⨯1.30
-∆
=
(mm冲裁后废料宽度为:
1B=maxD+2a+2a′
=52.8+2⨯3+2⨯0
=58.8(mm
进距为:
S=2⨯(18+12.8+3=67.6(mm
导料板间距为:
B′=B+Z=61.4+0.5=61.9(mm
1B′=58.8+0.1=58.9(mm
经计算冲裁零件的面积为:
A=898.3213(2mm
半个进距内的坯料面积为:
B⨯S/2=61.4⨯67.6/2=2075.32(2mm
故材料利用率为:
2
100%ABSη=⨯==898.3213⨯2/61.4⨯6.6=43.3%
排样方式二、采用顺头排样的方式如图4.2所示:
图4.2、排样图(2
查《冲压模具设计与制造》主编徐政坤表3—8~表3—21,取a=3mma1=3mm△=0.6mmZ=0.5b1=1.3y=0.1a′=0
B-∆=(maxD+2a+2a′+nb10-∆=(52.8+2⨯3+2X0+2⨯1.30
-∆
=
(mm冲裁后废料宽度为:
1B=maxD+2a+2a′
=52.8+2⨯3+2X0
=58.8(mm
进距为:
S=18+18+3=39(mm
导料板间距为:
B′=B+Z=61.4+0.5=61.9(mm
1B′=58.8+0.1=58.9(mm
经计算冲裁零件的面积为:
A=898.3213(2mm
一个进距内的坯料面积为:
B⨯S=61.4⨯67.6=4150.64(2mm故材料利用率为:
100%ABS
η=⨯=898.3213/61.4⨯39⨯100%=37.5%根据以上计算利用第一种排样方式。
4.2、冲压力的计算
该模具采用级进模,拟选择弹性卸料、下出件。
其相关计算如下:
经计算零件内外周边之和为1L=310.2482,侧刃冲切长度为2L=67.6
总冲切长度为:
L=1L+22L=310.2482+2⨯67.6=445.4482(mm
又255baMPτ=t=1mm查《冲压模具设计与制造》主编朱江峰表得k=1.3
则冲裁力F=bkLtτ=1.3445.44821255147666.1(
N⨯⨯⨯≈卸料力:
查《冲压模具设计与制造》主编徐政坤表3—22取0.06XK=则XXFKF=⨯=0.06⨯147666.1=8859.966(N
推件力:
取凹模刃口直壁高度h=8mm故n=ht=81=8
查《冲压模具设计与制造》主编徐政坤表3—22取0.06TK=则TF=TnKF=8⨯0.06⨯147666.1=70879.78(N
总冲压力:
XTFFFF∑=++=147666.1+8859.966+70879.78=227.41(KN列表如下表4.1:
表4.1、冲压力的计算
查《冲压模具设计与制造》主编朱江峰表1—5应选取压力机公称压力为aP≥(1.1~1.3F∑=(1.1~1.3⨯227.41≈250.151~295.633(KN因此选压力机型号为:
JH23—40此压力机的参数如下表4.2:
表4.2、压力机的参数
4.3、压力中心的计算
单个落料凹模压力中心的计算:
其型口图如下图4.3、,在图中将xoy坐标系建立在图示的左下角,将冲裁轮廓线分解成112~LL共12组基本线段,用解析法求得该模具的压力中心
C
点的坐标(18,22.112有关计算见下表:
图4.3、落料凹模型口
多线段345789LLLLLL、、、、、的压力中心为(18,23.52看成一个线段
13L=35.2323,圆弧6L=60.0573压力中心为(43.28,18。
其余列表如下:
表4.3、落料凹模各线段压力中心计算总压力中心:
将表中数据代入查《冲压模具设计与制造》主编朱江峰式(3—31和式(3—32得:
.0573********
16+6+60.0573+6+16+36+35.2528
x⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=
=18
0168+616+60.057343.28+61616836035.252835.52y=
16+6+60.0573+6+16+36+35.2528
⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯
22.112≈
计算整个模具的压力中心
整个凹模型口如下图4.4、,将xoy坐标原点建立在左边第二个落料凹模压力中心上,将冲裁轮廓线分解成110~LL共10组基本线段,用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标(46.775,-4.31有关计算见下表,将左边第一个落料凸模看成一个线段7L,7L=175.3101,其压力中心为(-33.8,-8.576,将左边第二个落料凸模看成一个线段1L,
1L=175.3101,其压力中心为(0,0即坐标原点。
图4.4、凹模型口
其各线段的长度及压力中心的坐标如下表4.4:
表4.4、凹模板各线段压力中心
计算总压力中心:
将表中数据代入查《冲压模具设计与制造》主编朱江峰式(3—31和式(3—32得:
0175.3101045.1267.657.12135.232.656135.267.6114.367.6114.3
175.310145.1257.1232.65667.6175.3101
175.310133.845.1233.832.656101.457.12101.4
67.6175.310167.645.1232.65657.12
x⨯+⨯+⨯++⨯+⨯=
+++++-⨯+⨯+⨯+⨯+++++≈46.775
0175.3101045.121.28857.1214.112-32.65617.888+67.628.112
175.3101+45.12+57.12+32.656+67.6+67.6
67.636.888175.31018.57645.127.288+32.6569.31257.1222.688
175.3101+45.12+32.656+57.12
4.31y⨯-⨯+⨯⨯⨯=
-⨯-⨯-⨯⨯-⨯≈-
4.4、冲裁间隙
冲裁间隙的选取对工件质量、冲裁力的大小、模具的寿命都有显著的影响。
冲裁间隙大时。
会出现废料穿过板料而随凸模上升的现象,也会使脆性材料从凹模孔中高速穿出,以致危机操作者的安全。
由《冲模设计应用实例》实用技术编委会编表2—10选择间隙,厚1mm的软铜片选0.045mm。
4.5、计算凸凹模刃口尺寸及公差
由于材料薄模具间隙小,故凸凹模采用配做加工为宜。
又根据排样图可知凹模的加工较凸模困难,且级进模所有凹模型孔均在同一凹模板上,因此,选用凹模为制造基准件。
故不论冲孔落料,只计算凹模刃口
尺寸及公差,并将计算值标注在凹模图样上。
各凸模仅按凹模各对应尺寸标注其基本尺寸,并注明按凹模实际刃口尺寸配双面间隙0.045mm,(查《冲压模具设计与制造》主编徐政坤表3—11、表3—12,按第二类间隙。
侧刃按侧刃孔配单面间隙0.022mm。
零件按IT14级制造,经查表其公差标注如下图4.5:
图4.5、零件各线段尺寸公差4.5.1、落料凹模刃口尺寸按磨损情况分类计算
凹模磨损后增大的尺寸,按公式dA=(maxA-x∆/4
0+∆计算
00.6236-1dA=(maxA-x∆/40
+∆=(36-0.5⨯0.620.62/40+=35.60.155
09+100.436-2dA=(maxA-x∆/40
+∆=(16-0.5⨯0.40.43/40+=15.780.107505+25.00.626-3dA=(maxA-x∆/40
+∆=(25.6-0.5⨯0.620.62/40+=25.20.15509+
b、凹模磨损后不变的尺寸按公式dC=(min0.5/8C+∆±∆计算320.62±1dC=(min0.5/8C+∆±∆=(31.38+0.5⨯1.240.62/8±=32±0.0775
15.4±0.432dC=(min0.5/8C+∆±∆=(14.97+0.5⨯0.86±0.43/8=15.4±0.053754.5.2、冲孔凸模刃口尺寸的确定
按公式dd=(mind+x∆+
min
z/40+∆
0.3608+1dd=(mind+x∆+minz/40+∆=(8+0.5⨯0.36+0.0450.36/4
0+
=8.220.0905+
0.43016+2dd=(mind+x∆+minz/40+∆=(16+0.5⨯0.43+0.0450.43/40
=16.20.107506+
10.4300+3dd=(mind+x∆+minz/40+∆=(10+0.5⨯0.43+0.0450.43/40
=10.20.107506+
10.0.01504+4dd=(mind+x∆+minz/40+∆=(10.4+0.5⨯0.015+0.0450.015140+
=10.0.0037504+
4.5.3、侧刃孔尺寸可按公式
dA=(A+0.5minZ0d
δ+计算取dδ=0.012(查《冲压模具设计师手册》
王鹏驹成虹主编表6—10
则dA=(A+0.5minZ0dδ+=(67.6+0.5⨯0.0450.0120+=67.6220.012
05+
所计算尺寸列表如下:
表4.5各型口尺寸公差
5、设计选用模具零、部件
5.1、凹模的设计
凹模采用矩形板状结构和直接通过螺钉、销钉与下模座固定的固定方式。
因冲件的批量较大,考虑凹模的磨损和保证冲件的质量,凹模刃口采用直刃壁结构,刃壁高度取8mm,漏料部分延刃口轮廓适当扩大(为便于加工,落料凹模漏料孔可设计成近似刃口轮廓的简化形状。
凹模轮廓尺寸计算如下。
延送料方向的凹模型孔壁间最大距离为:
l=18+67.6+33.8+67.6=187(mm
垂直于送料方向的凹模型孔壁间的最大距离为:
b=52.8+2⨯3+2⨯6=70.8(mm(取侧刃厚度为6mm
延送料方向的凹模长度为:
L=l+2C=187+2⨯30=147(mm(查《冲压模具设计与制造》主编徐政坤表3—20,取C=30mm
垂直于送料方向的凹模宽度为:
B=b+2C=70.8+2⨯30=130.8(mm
凹模厚度为:
H=kb(k查《冲压模具设计与制造》主编朱江峰表2—15得k=0.4
则:
H=kb=0.4⨯70.8=28.32mm取H=40mm
根据算得的凹模轮廓尺寸选取与计算值想接近的标准凹模板轮廓尺寸为:
L⨯B⨯H=250⨯160⨯40
凹模材料选用MnCrWv,工作部分热处理淬硬60~64HRC(材料及热处理
选用参考表8—3。
凹模的形状如下图5.1:
图5.1、凹模
5.2、凸模的设计
落料凸模刃口部分为非圆型,为便于凸模和固定板的加工,可设计
成阶梯形结构,通过铆接方式与固定板固定。
凸模的尺寸根据刃口尺寸、卸料装置和安装固定要求确定。
凸模的材料也选用CrWMn工作部分热处理淬硬58~62HRC。
冲孔凸模的设计与落料凸模基本相同,因刃口部分为圆形或长圆形,其
结构更简单。
考虑冲孔凸模直径很小,故需对最小凸模(0.43010.4φ+冲孔凸
模进行强度和刚度校核。
5.2.1、凸模最小直径的校核(强度校核。
因孔径虽小,但远大于材料厚度,估计凸模的强度和刚度是够的。
为使弹压卸料板加工方便,取凸模与卸料板的双面间隙为0.4(不起导向作用。
根据《冲压模具设计与制造》主编徐政坤表3—26,凸模的最小直径应满足:
d≥5.2tbτ/σ⎡⎤⎣⎦压=5.2⨯1⨯255/1200=1.105(mm(取σ⎡⎤⎣⎦压=1200aMP
而4dp=4ddminZ-=10.4-0.045=10.355mm因4dp﹥1.105mm所以凸模强度足
够。
5.2.2、凸模最大自由长度的校核(刚度校核。
根据《冲压模具设计与制造》主编徐政坤表3-26,凸模最大自由长度L应满足
L≤902d/=90⨯10.3525/由此可知,小冲孔凸模工作长度不能超过93.33mm。
取小冲孔凸模长度为59.4mm,大冲孔凸模和落料凸模均为59.4mm。
5.2.3、凸模的长度。
凸模的长度一般是根据结构上的需要确定的。
其使用固定卸料板时的凸模长度的确定,可用下式计算:
L=123HHHY+++
式中1H—凸模固定板的厚度;
2H——卸料板的厚度;
3H——导料板的厚度;
Y——附加的长度,包括凸模刃口的修磨料、凸模进入凹模的深度(0.5~1mm、凸模固定板与卸料板的安全距离A等,其中A取15~20mm。
L=123HHHY++++A=30+20+10+28+1.4=89.4(mm
如下图:
图5.2、落料凸模
图5.3、冲孔凸模(1
图5.4、冲孔凸模(2
图5.5、冲孔凸模(3
5.3、侧刃的设计
在级进模中,常采用侧刃控制送料步距,从而达到准确定位的目的。
侧刃的实质是裁切边料凸模,通过侧刃的两侧刃口切去条料边缘部分材料,形成一台阶。
条料切去部分边料后,宽度才能够继续送入凹模,送进的距离为切去的长度(送料步距,当材料送到切料后形成的台阶时,侧刃挡块阻止了材料继续送进。
只有通过模具下一次的工作,新的送料步距有形成。
本模具采用矩形侧刃,结构简单制造方便。
侧刃送料方向的断面尺寸,一般应与步距相等。
侧刃在送料方向的断面尺寸公差,一般按基轴制h6制造,在精密级进模中,按h4制造;本模具按h6制造;侧刃孔按实际尺寸加单面间隙配置,材料选用与凸模相同。
在模具设计中,可根据材料的要求和价值,条料送进的定距、定位精度,可选用单侧刃或双侧刃。
本模具采用双侧刃。
单侧刃一般用于步数少、材料较硬或厚度较大的级进模中;双侧刃用于步数多、材料较薄的级进模中。
用双侧刃定距较单侧刃定距定位精度高,但材料利用率略用下降。
本模具的侧刃如下图:
保费收入认可率65%,只是会计重分类,对公司利润和价值均不影
响。
保监会对风险保费采用先拆分后测试的方法,即投连、万能产品一律不被认可为保费收入。
中国平安由于寿险业务中约46%均为投连、万能产品,总规模保费认可率仅为65%,大幅低于人寿和太保。
不过,我们认为保费拆分只是对非保险产品的会计入账方式做了调节,对于公司财务报表上的利润科目以及公司的内含价值而言没有任何变化。
内含价值属于监管体系,不受新准则影响。
我们在会计准则出台之前
就反复强烈新会计准则只是针对财务体系下的更变。
国际上内含价值的定义是可分配盈余(distributableearning的折现,该利润来源于监管准则。
因此,在监管准则不改变的前提下,公司内含价值计算基础不会发生改变。
另外,需要特别提示两点:
1税收时点不同可能会产生内含价值微小差异。
由于新会计准则下税收缴纳口径尚未确定,如果税收基础按照新会计准则下的利润缴纳,公司税收缴纳时间会发生变化,税收折现值会发生改变。
2监管准则可能会于12年发生变化导致内含价值体系变化。
国际上,欧洲与北美正在积极商讨国家会计准则2号(IFRS2的相关问题。
图表3:
平安万能、投连不被认可为保费收入
60,000
80,000
100,000120,000140,0001
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 冲压 模具 毕业设计 说明书