课程设计李路

华中科技大学材料学院材控专业课程设计1课程设计报告学院：材料科学与工程学院专业：材料成型及控制工程题目：山字形铁心片冲孔落料复合模设计班级：CK0902学号：U200911123姓名：李路平华中科技大学材料学院材控专业课程设计2目录1、零件工艺性分析…………………………………………………..32、冲裁工艺方案的确定………………………………………..........33、工艺计算…………………………………………………………..43.1凸、凹刃口尺寸的计算……………………………………..43.2排样与毛坯计算……………………………………………..93.3冲压力的计算………………………………………………..93.4压力中心的计算…………………………………………….114、冲压设备的选用………………………………………………….135.倒装式落料冲孔模主要零部件设计计算………………………....155.1凹模的设计计算…………………………………………….155.2打孔凸模的设计…………………………………………….165.3固定板的设计计算………………………………………….175.4卸料板的设计计算………………………………………….205.5弹性元件的设计计算……………………………………….205.6凸凹模的设计……………………………………………….215.7冲孔落料模其他零件的设计和选用……………………….225.8模具闭合高度的计算……………………………………….276.山字形铁心片冲孔落料模装配图的设计绘制………...................287.山字形铁心片冲孔落料模爆炸视图………………………………308.结束语…………………………………………………………...319.参考文献………………………………………………………...31华中科技大学材料学院材控专业课程设计31、零件工艺性分析工件为图1所示的落料冲孔件，材料为硅钢片，材料厚度0.35mm，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下：图.1山字形片零件图1.1材料性能分析硅钢片有良好的塑性和适当的强度，工艺性能较好，冲裁加工比较容易。1.2结构分析零件结构相对简单，角部为圆角，对冲裁加工较为有利。零件内部有两个圆形孔，孔的直径为3.2mm，满足冲裁最小孔径mind≥1.0*t=0.35mm的要求。另外，经计算孔距零件外形之间的最小孔边距约为4.0mm，满足冲裁件最小孔边距minl≥1.5t=0.53mm的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求，可以利用冲裁加工的方式得到此零件。1.3精度分析零件对于精度的要求不高，按IT14级计算，综合考虑，采用普通冲裁工艺。2、冲裁工艺方案的确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，零件精度较华中科技大学材料学院材控专业课程设计4差，在生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，比较三个方案欲采用方案二生产。该零件生产批量大，采用倒装式复合模形式，选用硬质合金制作凹模和凸凹模，可获得很高的模具寿命。3、工艺计算3.1凸、凹刃口尺寸的计算1）凸、凹模刃口尺寸的计算原则①设计基准：落料以凹模为设计基准，间隙取在凸模上；冲孔以凸模为设计基准，间隙取在凹模上。②设计时间隙一律采用最小合理间隙值Zmin。③刃口尺寸的制造偏差方向：单向注入实体内部。即磨损后，凸、凹模刃口尺寸变大的取+&；磨损后凸、凹模刃口尺寸变小的取—&。④刃口尺寸制造偏差的大小：简单形状，按IT6~IT7取值；复杂形状，取1/4Δ；磨损后尺寸无变化，取1/8Δ。⑤加工方法：简单形状，分别加工；复杂形状，配合加工。2）凸、凹模刃口尺寸计算a、落料件刃口尺寸计算落料件尺寸计算选择凸模作基准件。工件图中未标注公差尺寸精度定为IT14级，查表3-1，尺寸偏差数尺如下：华中科技大学材料学院材控专业课程设计5表3-1未注公差尺寸的极限偏差（GB/T1804-1997）60mm————mm为磨损后增大尺寸28mm————mm为磨损后增大尺寸14mm————mm为磨损后增大尺寸10mm————mm为磨损后增大尺寸16mm————16mm为磨损后不变尺寸根据表3-2，IT14级精度时，磨损系数x=0.5表3-2磨损系数冲件精度IT10IT11~13IT14磨损系数x10.750.5取δ=1/4Δ其计算公式为：d0max)(XΔDDd0minmax0mindppp)()(ZXΔDZDD查表3-3，大于至H12H13H14H15H16H17H18h12h13h14h15-3+0.100+0.140+0.250+0.400+0.600+1.000+1.400-0.100-0.140-0.250-0.4036+0.120+0.180+0.300+0.480+0.750+1.20+1.800-0.120-0.180-0.300-0.48610+0.150+0.220+0.360+0.580+0.900+1.50+2.200-0.150-0.220-0.360-0.581018+0.180+0.270+0.430+0.700+1.100+1.80+2.700-0.180-0.270-0.430-0.701830+0.210+0.330+0.520+0.840+1.300+2.10+3.300-0.210-0.330-0.520-0.843050+0.250+0.390+0.620+1.00+1.600+2.50+3.900-0.250-0.390-0.620-1.005080+0.300+0.460+0.740+1.200+1.900+3.00+4.600-0.300-0.460-0.740-1.20华中科技大学材料学院材控专业课程设计6表3-3机电行业用冲裁模初始双面间隙材料厚度T8，45Q235,硅碳钢08F,10，45，H62，T1，T2，T3ZminZmaxZminZmaxZminZmax0.350.030.050.020.050.010.030.50.040.080.030.070.020.040.80.090.120.060.10.040.0710.110.150.080.120.050.081.20.140.180.10.140.070.1厚度0.35mm硅钢片冲裁初始双面间隙为：=0.02mm，=0.05mm硬质合金模冲裁间隙应比钢模冲裁间隙大30%—50%，故实际选用间隙为=0.03mm，=0.07mm==mm尺寸=mm==mm=mm尺寸=mm==mm=mm尺寸=mm==mm=mm尺寸=16mm=Cmm=16mm=16mm落料凹模尺寸按上述凸模尺寸配作，保证双面间隙0.03—0.07mm。华中科技大学材料学院材控专业课程设计7现列出外形落料时的工件尺寸，凸模尺寸和凹模尺寸见下表：表3-4工件尺寸凸模尺寸凹模公称尺寸59.627.813.89.8161616b.冲孔尺寸计算，选择凹模作基准件。表3-5标准公差等级基本尺寸mmIT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT18大于至ummm－30.81.2234610142540600.10.140.250.40.611.43611.52.545812183048750.120.180.30.480.751.21.861011.52.546915223658900.150.220.360.580.91.52.210181.2235811182743701100.180.270.430.71.11.82.718301.52.546913213352841300.210.330.520.841.32.13.330501.52.54711162539621001600.250.390.6211.62.53.95080235813193046741201900.30.460.741.21.934.6mm为磨损后减小尺寸，查表3-5，为IT10级精度，查表3-2得x=1；mm为磨损后减小尺寸，查表3-5，为IT12级精度，查表3-2得x=0.75；（）mm为磨损后不变尺寸，查表3-5，为IT12级精度，查表3-2得x=0.75；（）mm为磨损后不变尺寸，查表3-5，为IT12级精度，查表3-2得x=0.75；尺寸=mm==mm=mm=mm华中科技大学材料学院材控专业课程设计8尺寸=mm=mm=mm=mm尺寸=18mm=Cmm=(18)mm=(18)mm尺寸=32mm=Cmm=(32)mm=(32)mm冲孔凸模尺寸按照上述凹模尺寸配作，保证双面间隙0.03—0.07mm。现列出冲孔时的工件尺寸，凸模尺寸和凹模尺寸见下表：表3-6工件尺寸凹模尺寸凸模公称尺寸418183232该模具应当先制作凸凹模，按上述计算结果，凸凹模刃口尺寸标注见下表：表3-7工件尺寸凸凹模刃口尺寸工件尺寸凸凹模刃口尺寸6028141810321616华中科技大学材料学院材控专业课程设计93.2排样与毛坯计算分析零件形状，应采用单直排的排样方式，采取如图所示的排样方法最为合理。t=0.35mm,取前后搭边为a=2.2mm，侧搭边为=2.5mm。毛坯材料利用率为η=S/X100%S为工件面积，为所用材料面积S=60X28-16X26-ΠxX6=1215.77=（60+2.5X2）X（28+2.2）=1963得η=1215.77/1963X100%=61.93%排样与毛坯计算结果如图3.1所示：图3.1零件排样视图3.3冲压力的计算（1）计算冲裁力P=KLtτ式中P—冲裁力，N；L—冲裁周边长度，mm；华中科技大学材料学院材控专业课程设计10t—冲裁件材料厚度，mm；τ—材料抗剪强度，MPa；查的硅钢片为190MPaK—系数，通常取1.3。查表3-8，得硅钢片为τ=190MPa（《冲模设计与制造使用计算手册》P243）表3-8钢铁的力学性能材料名称材料牌号材料壮态极限强度伸长率%屈服强度MPA弹性模量抗剪τ抗拉σ电工用工业纯铁c0.025DT1DT2DT3已退火18023026电工用硅钢DR530-50DR510-50DR450-50DR315-50DR290-50DR280-35DR255-35已退火19023026谱通碳素钢Q195Q215-AQ235-AQ255-AQ275未退火260-320320-40028-33270-340340-42026-31220310-380440-47021-25240340-420490-52019-23260400-500580-62015-19280冲裁周边长度L=60X2+28X2+16X4+ΠX3.2X6=300.29mmP=KLtτ=1.3X300.29X190X0.35KN=25.960KN（2）计算卸料力、推件力采用弹性卸料装置和推件机构，根据料厚查表3-9表3-9、、值料厚/mmKeKkKs钢≤0.10.10.140.065-0.0750.1-0.50.0630.080.045-0.0550.5-2.50.0550.060.04-0.052.5-6.50.0450.050.03-0.046.50.0250.030.02-0.03铝、铝合金0.03-0.070.025-0.08纯铜、黄铜0.03-0.090.02-0.06华中科技大学材料学院材控专业课程设计11得=0.05,=0.063，=0.08a、卸料力：=·F=0.05X25.96=1.298K