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冲压模设计说明说
冲压模具设计
毕业设计(论文)共页
图纸共张
完成日期
答辩日期
摘要
以下是我们在学习模具设计与制造后对一商品标志模具的设计.它主要包括我们设计模具的整个过程.通过上网,阅读书籍,询问老师等方法对产品进行研究,对模具进行设计文章涉及到冲压的工艺规程、冲裁模设计、凸凹模尺寸的计算设计等内容。
关键词:
料带;排样图;工艺卡凸模;凹模;冲头;模具;尺寸;间隙;配合
沖材;落料;折弯;拉伸……
目录
前言1
1工艺设计2
1.1任务描述与分解2
2模具设计7
2.1凸模与凹模刃口尺寸的确定7
2.1.1凸、凹模刃口尺寸计算原则7
2.2凸、凹模刃口尺寸的计算方法8
2.2.1工加方法:
8
3模具设计10
3.1.1主要零部件设计10
1.凸模10
细小凸模应实施保护、易拆装10
常见的小凸模及其装配形式10
带顶出销的凸模结构10
成型磨削凸模的6种形式10
异形凸模一般采用直通结构,用螺钉吊装固定10
凸模常用的固定方法10
3.1.2模架及组成零件11
3.2连接与固定零件12
3.2.112
总结13
致谢14
附录15
参考文献16
前言
现在的生产对产品的质量要求越越高,有时订单量又非常大,为了能够在一定的时间内迅速的完成生产,学要一种工具.此时模具就起到了作用.模具的出现很大的一高了生产效率,为企业带来了更多的经济利润。
所以模具行业在市场上具有很大的空间。
然而,模具的设计与制造早中国并不是那么的成熟,还需要更多的学习研究。
通过我们对模具设计与制造的学习,我们对产品特步的标志进行了冲压模具的设计与制造.通过通过上网,查书我们对产品的材料、料带、排样图、模板、冲头……进行研究,设计。
其中包括模具的种类,我们选择模具的依据,模具各个尺寸大小计算,图纸的绘制,尺寸的标注,以及模具间的配合间隙……
它详细说明了我们设计模具的整个过程,以及模具的设计原则、选择基准、以及尺寸的计算过程。
同时,也记录着我们在设计时遇到的问题和问题的解决方法。
它也记着我们在设计时的感悟与想法。
1工艺设计
1.1任务描述与分解
1.工作任务书
产品号
产品名称
特步标志
模具号
模具名称
模具零件号
模具零件名称
工作任务
成形工艺编制
模具设计
已知信息
如图1所示零件:
特步标志
生产批量:
大批量
材料:
08钢t=1.5mm
设计该零件的冲压工艺与模具
工作要求
1.编制冲压工艺方案
2.设计模具装配图和零件图
3.编写模具装配工艺和模具零件加工工艺
4.编写设计说明书
1.2计划与实施
(1)冲裁件工艺分析
1.材料:
08刚板是优质碳素结构钢,具有良好的可冲压性能。
2.工件结构形状:
冲裁件内,外形应尽量避免有尖锐的清角,为提高模具寿命,建议将所有的90度,清角改成为R1的圆角。
3.尺寸精度:
零件图上所有尺寸均未标出公差,属于自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸。
经差公差表,各尺寸公差为:
20-0.116-0.4411-0.434.5-0.34-0.33-0.25
2.8-0.252-0.25φ6+0.3
结论:
可以冲裁
冲裁:
利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。
基本工序:
落料和冲孔。
冲裁模:
冲裁所使用的模具叫冲裁模,它是冲裁过程必不可少的工艺装备。
凸、凹模刃口锋利,间隙小。
分类:
普通冲裁、精密冲裁
(二)冲裁变形过程
如右图所示,冲裁时,被加工板料置于凹模表面上,凸模向下,作用在板料上,板料在凸模、凹模的共同作用下,板料受到凸模、凹模的垂直作用力F,侧压力N,摩擦力μN,μF。
板料在此四对力的作用下发生长度方向拉伸(伸长)、厚度方向压缩,由于凸模与凹模之间冲裁间隙的存在,即一对F未作用在同一直线下,致使板料还受到弯矩,从而产生弯曲并从模具表面上翘起。
间隙正常、刃口锋利情况下,冲裁变形过程可分为三个阶段(如下图):
1.弹性变形阶段
变形区内部材料应力小于屈服应力。
2.塑性变形阶段
变形区内部材料应力大于屈服应力。
凸、凹模间隙存在,变形复杂,并非纯塑性剪切变形,还伴随有弯曲、径向拉伸、厚向压缩等变形。
3.断裂分离阶段
变形区内部材料应力大于强度极限。
裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面凸模刃口附近的侧面上、下裂纹扩展相遇材料分离
(三)冲裁件质量及其影响因素
冲裁件质量:
指断面状况、尺寸精度和形状误差
断面状况:
垂直、光洁、毛刺小
尺寸精度:
图纸规定的公差范围内
形状误差:
外形满足图纸要求;表面平直,即拱弯小
Ⅰ、断面状况及其影响因素
1、冲裁件断面质量
冲裁件的断面特征如右图所示:
圆角带a:
刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。
光亮带b:
塑性剪切变形。
质量最好的区域。
断裂带c:
裂纹形成及扩展。
毛刺区d:
间隙存在,裂纹产生不在刃尖,毛刺不可避免。
此外,间隙不正常、刃口不锋利,还会加大毛刺。
2、冲裁件断面质量影响因素
(1)材料性能的影响
塑性好的材料:
a、b、d大,c(断)小
(2)模具间隙的影响(如下图)
间隙小,出现二次剪裂,产生第二光亮带
间隙大,出现二次拉裂,产生二个斜度
(3)模具刃口状态的影响
当凸模刃口磨钝时,则落料件上端的毛刺加重;
当凹模刃口磨钝时,则冲孔件的孔口下端的毛刺加重;
当凸、凹模刃口同时磨钝时,则冲裁件上、下端的毛刺都将加重。
Ⅱ、尺寸精度及其影响因素
1、冲裁件的尺寸精度
冲裁件的尺寸精度:
指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。
该差值包括两方面的偏差:
一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差;
二是模具本身的制造偏差。
2、冲裁件尺寸精度的影响因素:
(1)冲模的制造精度(零件加工和装配)
(2)材料的性质
(3)冲裁间隙
Ⅲ、冲裁件形状误差及其影响因素
冲裁件的形状误差:
指冲裁件产生翘曲、扭曲、变形等缺陷。
翘曲:
冲裁件呈曲面不平现象。
它是由于间隙过大、弯矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的,另外材料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。
扭曲:
冲裁件呈扭歪现象。
它是由于材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。
变形:
由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因,因胀形而产生的。
(四)确定工艺方案及模具结构形式
经分析,工件尺寸精度要求不高,形状不大,但工件产量较大,根据材料较厚(1.5mm)的特点,为保证孔位的精度,冲模有较高的生产率,决定实行工序集中的工艺方案,采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的级进冲裁模结构形式。
(五)模具设计计算
1.排样计算料带宽度及确定步距
首先查有关表确定搭边值。
根据零件形状,两工件间按矩形取搭边值b=1.5mm,侧边按矩形取搭边值a=2mm。
级进模进料步距为21.5mm。
图2排样图
料带的宽度按相应的公式计算:
B=(D+2a)-δ查表=0.5
B=(36+2×2)-0.5
=40-0.5
2模具设计
2.1凸模与凹模刃口尺寸的确定
2.1.1凸、凹模刃口尺寸计算原则
生产实践发现的规律:
1.冲裁件断面都带有锥度。
光亮带是测量和使用部位,落料件的光亮带处于大端尺寸,冲孔件的光亮带处于小端尺寸;且落料件的大端(光面)尺寸等于凹模尺寸,冲孔件的小端(光面)尺寸等于凸模尺寸。
2.根据冲模在使用过程中的磨损规律,设计落料模时,凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸;
设计冲孔模时,凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。
模具磨损预留量与工件制造精度有关。
3.设计落料模先确定凹模刃口尺寸。
以凹模为基准,间隙取在凸模上,即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。
设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。
以凸模为基准,间隙取在凹模上,冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。
4.根据冲模在使用过程中的磨损规律,设计落料模时,凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸;
设计冲孔模时,凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。
模具磨损预留量与工件制造精度有关。
5.冲裁(设计)间隙一般选用最小合理间隙值(Zmin)。
6.选择模具刃口制造公差时,要考虑工件精度与模具精度的关系,即要保证工件的精度要求,又要保证有合理的间隙值。
7.工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差。
但对于磨损后无变化的尺寸,一般标注双向偏差。
2.2凸、凹模刃口尺寸的计算方法
2.2.1工加方法:
1.分开加工
具有互换性、制造周期短,但Zmin不易保证,需提高加工精度,增加制造难度。
2.配合加工
Zmin易保证,无互换性、制造周期长。
3.按凸模与凹模图样分别加工法
(1)落料
(2)冲孔
(3)孔心距
=L±
3.凸模与凹模配作法
配作法就是先按设计尺寸制出一个基准件(凸模或凹模),然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。
特点:
模具的间隙由配制保证,工艺比较简单,不必校核≤的条件,并且还可放大基准件的制造公差,使制造容易.
(1)根据磨损后轮廓变化情况,正确判断出模具刃口尺寸类型:
磨损后变大,变小还是不变。
(2)根据尺寸类型,采用不同计算公式。
磨损后变大的尺寸,采用分开加工时的落料凹模尺寸计算公式。
磨损后变小的尺寸,采用分开加工时的冲孔凸模尺寸计算公式。
磨损后不变的尺寸,采用分开加工时的孔心距尺寸计算公式。
(3)刃口制造偏差可按工件相应部位公差值的1/4来选取。
对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的1/8并冠以(±)。
3模具设计
3.1.1主要零部件设计
1.凸模
细小凸模应实施保护、易拆装
常见的小凸模及其装配形式
带顶出销的凸模结构
成型磨削凸模的6种形式
异形凸模一般采用直通结构,用螺钉吊装固定
凸模常用的固定方法
2.凹模
结构常用的类型:
整体式、拼块式、嵌块式
(1)嵌块式凹模
嵌块布置,凹模嵌块结构
(2)拼块式凹模
磨削拼装组合凹模,拼块凹模的固定形式:
①平面固定式
、②嵌槽固定式、③框孔固定式
3.带料的导正定位
带料的导正定位方法:
常使用导正销与侧刃配合定位、侧刃作定距和初定位、正销作导为精定位
条料的定位与送料进距控制:
靠导料板、导正销和送料机构来实现。
工位的安排:
导正孔在第一工位冲出;导正销设在第二工位;检测条料送进步距的误差检测凸模可设在第三工位;
4.带料的导向和托料装置
设置原因:
由于带料经过冲裁,弯曲,拉深等变形后,在条料厚度方向上会有不同高度的弯曲和突起,为了顺利送进带料,必须将已被成形的带料托起,使突起和弯曲的部位离开凹模洞壁并略高于凹模工作表面。
①浮动托料装置
②浮动托料导向装置:
A、托料导向钉、B、浮动托料导轨导向装置
5.卸料装置的设计
作用:
压料、卸料、导向保护等。
结构:
分段拼装结构
安装形式:
卸料板采用卸料螺钉吊装在上模。
6.限位装置
作用:
便于模具安装、调试、存放和搬运
7.加工方向的转换机构
斜楔滑块机构、杠杆机构等。
3.1.2模架及组成零件
1.模架
类型:
导柱模模架:
上模座、下模座、导柱、导套
导板模模架:
弹压导板、下模座、导柱、导套
(1)导板模模架:
特点:
作为凸模导向用的弹压导板与下模座以导柱导套为导向构成整体结构;凸模与固定板是间隙配合,因而凸模在固定板中有一定的浮动量。
2.模座
必须十分重视上、下模座的强度和刚度
在选用和设计时应注意如下几点:
(1)尽量选用标准模架,而标准模架的型式和规格就决定了上、下模座的型式和规格。
圆形模座的直径:
比凹模板直径大30~70mm;
矩形模座的长度应比凹模板长度大40~70mm;
宽度可以略大或等于凹模板的宽度;
厚度为凹模板厚度的1.0~1.5倍。
(2)所选用或设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应,并进行必要的校核。
(3)模座材料:
HT200、HT250、Q235、Q255、ZG35、ZG45等
(4)模座的上、下表面的平行度公差一般为4级。
(5)上、下模座的导套、导柱安装孔中心距精度在±0.02mm以下;安装滑动式导柱和导套时,其轴线与模座的上、下平面垂直度公差为4级。
(6)模座的上、下表面粗糙度为Ra3.2~0.8μm。
3.导柱和导套零件导向装置
(1)导柱
(2)导套
导柱导套的配合间隙:
必须小于冲裁间隙、冲裁间隙小的一般应按H6/h5配合;间隙较大的按H7/h6配合。
导柱导套的长度:
据模具闭合高度,一般应符合图2.9.42要求。
导柱导套制造、安装要求:
采用H7/r6压入模座的安装孔;材料:
20钢、表面渗碳,淬火硬度58~62HRC
3.2连接与固定零件
3.2.1
1.模柄
基本要求:
①与压力机滑块上的模柄孔正确配合,安装可靠;②与上模正确而可靠连接。
2.固定板
作用:
固定小型的凸模和凹模
尺寸:
厚度一般取凹模厚度的0.6~0.8倍
安装:
与凸模过渡配合H7/m6、H7/n6,压装后磨平
3.垫板
是否需要用垫板,可按下式效核:
若凸模头部端面上的单位压力p大于模座材料的许用压应力时,就需要加垫板;反之则不需要加垫板。
4.螺钉与销钉
总结
这次模具设计是我们在老师的指导下完成的。
它充分检验了这三年我们在模具方面的学习。
检验了我们的手绘制图,软件制图,材料选择,金属的加工,模具设计知识。
。
。
。
。
设计模具要注重整体性,按照一定的步骤进行设计。
同时我也感受到模具设计靠自己是很难做的。
它需要团队合作。
其实模具设计业不是那么难,只要我们掌握设计的方法,步骤,对模具了解就可以做到。
以后要尽力使模具设计的更加合理优化。
致谢
能够完成这次任务我需要感谢许多人。
首先是这门课的老师,在他的指导下,我一步一步的完成了这次的这次设计,他为我们做引导,帮助我们解决问题,很是尽力。
同时谢谢我的同组人员。
他们为我们的设计做了很大的努力,没有他们的努力,我很难完成这次任务。
这里向他们说声谢谢!
附录
参考文献
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电子工业出版社,2007.
[2]陈志刚.塑料成型工艺及模具设计.北京:
机械工业出版社,2007.
[3]申开智.塑料成型模具.北京:
中国轻工业出版社,2005.
[4]邹继强.塑料制品及其成型模具设计.北京:
清华大学出版社,2005.
[5]洪慎章.实用注塑成型及模具设计.北京:
机械工业出版社,2006.
[6]宋玉恒.塑料注塑模具设计手册. 北京:
航空工业出版社,1994.
[7]王孝培.塑料成型工艺及模具简明手册.北京:
机械工业出版社,2000.
[8]高佩福.实用模具制造技术. 北京:
中国轻工业出版社,1999.
[9]王树勋.注塑模设计. 广州:
华南理工大学出版社,2005.
参考文献的正文是宋体五号
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