电扇电机后盖单工序冲孔模设计说明书

广西科技大学（筹）《冲压工艺与模具设计》课程设计说明书设计题目电扇电机后盖冲孔模具设计系别机械工程系专业班级学生姓名学号xxxxxxxxxxx指导老师日期2012年6月24-2-目录一、设计任务书及要求………………………………………………………………………3二、零件工艺分析…………………………………………………………………………5三、确定模具总体…………………………………………………………………………5四、冲压力、推件力、卸料力的计算过程及选用压力机类型和规格的依据……………………………………………………………………………………………6五、凸模、凹模、工作刃口尺寸计算及设计过程…………………………………………8六、冲模主要零件的结构形状、材料、公差的选择及技术要求的说明…………………11七、小凸模强度、刚度校核过程…………………………………………………………14八、该设计的优缺点级改造措施………………………………………………………14九、最后得出的装配图………………………………………………………………………15十、感想………………………………………………………………………………………17十一、致谢……………………………………………………………………………………18十二、设计所使用的参考文献……………………………………………………………19-3-一、设计任务书及要求如图所示是风扇电机后盖的零件图，材料为冷板B-1/08F-Ⅱ-Z，材料厚度1mm，大批量生产。其工艺过程大致为：落料、拉深、胀形（底部），切边，冲底孔、冲凸缘孔、切舌，整形8道。要求设计该零件的冲孔工序的模具。课程设计任务书如下：《冲压成型工艺及模具设计》课程设计任务书姓名班级学号xxxxxxxx-4-技术要求：1.未注尺寸公差按GB/T15055的m级，未注圆角R0.52.毛刺小于0.153.制件要求平整，不允许有拉裂、起皱等现象4.表面DZn15DC名称：电扇电机后盖材料：冷板B-1/08F-Ⅱ-Z生产批量：大批量设计任务：设计该零件的冲孔单工序模具二、零件工艺性分析1.材料分析风扇电机后盖的材料为冷板B-1/08F-Ⅱ-Z，该材料属于较高级精度的精整表面、最深拉深级的08碳素结构钢，具有良好的拉深成形性能。2.结构分析零件的拉深工艺是拉深出具有凸缘的圆筒形件，结构简单，底部圆角半径为R5，满足圆筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的结构工艺性。3.精度分析零件上的尺寸要求较高，零件的加工的尺寸公差为Δ=0.159mm，高度方向公差为ΔH=0.2mm，因此需要较高精度的拉深工艺，并且拉深后需进行整形才能满足要求。4.工艺方案的确定由于零件的某些工序较复杂，用复合工序会使得模具较复杂，为节约模具制造成本，拉深工序选择用单工序模，可减少模具设计与制造的周期和成本。三、确定模具总体结构1、导向方式为了提高模具精度，寿命以及工件的质量，大批量生产都使用导向装置。导向方式主要有滑动式和滚动式导柱导套结构。该零件承受侧向压力不大，为了加工装配方便，易于标准化，决定使用滑动式导柱导套结构。而且采用导柱设计在底座上的方式。2、滑动式模架选择-5-由于=受力不大，精度要求也不高，属于小型模具，所以选择后侧导柱模架。此模架可以三方面送料，操作方便。3、压料方式的确定在选用压料、卸料装置的形式时，应考虑操作方式，即板料送进和定位是手动操作还是自动化操作（要求学生设计手动操作）；还需考虑出料方式是上出料，还是下出料。压料、卸料装置根据冲件平整度要求或料的厚薄来确定，对于冲件平整度要求高，且料薄的宜用弹压卸料板。这样既可压料又可卸料，且卸料板随上模上下运动，直观性强，操作方便，是生产中常用的一种卸料方式。当板料较厚时，用弹压卸料板难以卸料时，选用固定卸料装置卸料，一般在零件形状简单、要求不高时，采用固定卸料方式，它可简化模具结构，但是因为工作部位封闭，送料只能靠手感，操作不便，安全性差。由于零件很小，厚度只有1mm，一般采用弹性卸料方式顺便压料，以简化模具结构，降低成本。四、冲压力、推件力、卸料力的计算过程及选用压力机类型和规格的依据1、冲裁力bLtF查表，取材料08钢的抗拉强度b=365MPaL=6πd=6×3.14×5.5=103.67mmbLtF=103.67×1×365=37839.4(N)≈37.8(KN)2、推件力FnKFTT查《冲压工艺及冲模设计》表3-11得TK=0.055取n=3/4△-min△(）xBBd=3×0.055×37.8=6.2（KN）3、卸料力FKFXX查《冲压工艺及冲模设计》表3-11得XK=0.05FKFXX=0.05×37.8=1.89（KN）4、由于采用弹性卸料装置和下出料的冲裁模，所以有冲压工艺总力TXZFFFF=37.8+1.89+6.2=45.89（KN）-6-以上公式中：F——冲裁力；L——冲裁周边长度；t——材料厚度；b——材料抗拉强度；K——系数。5、选压力机在冷冲压生产中，冲压设备的选择是一项非常重要的工作，它直接关系到设备的安全和合理使用，同时也关系到冲压工艺是否能顺利进行和模具的寿命、产品的质量、生产效率以及成本的高低等一系列问题。开式曲柄压力机虽然刚度差，但它成本低，且有三个方向可以操作的优点，故广泛应用于中小型冲裁件、弯曲件、拉深件的生产中。闭式曲柄压力机刚度好、精度高，只能靠两个方向操作，适用于大中型件的生产。双动曲柄压力机有两个滑块，压边可靠易调，适用于较复杂的大中型拉深件的生产。根据冲压力的计算，综合考虑，初步选用型号为JA23-16F开式双柱可倾压力机。该型号压力机适合产品的落料冲孔工序。通过后面的校核，选择开式双柱可倾压力机J23-16F能满足要求。其主要参数如下：公称压力：160kN滑块行程：70mm最大闭合高度：220mm最大装模高度：205mm工作台尺寸（前后x左右）：300x450mm模柄孔尺寸：40x60mm最大倾斜角度：35度-7-五、凸模、凹模、工作刃口尺寸计算及设计过程一．选择计算方法：首先查《冲压工艺及冲模设计》表3-3得冲裁双面间隙Zmax=0.100mm,Zmin=0.140mm；假如用分别加工法，则很难保证加工精度，增加加工成本。而且分别加工法目前还主要用于圆形或者方形、矩形的工件。所以决定采用配合加工法。2、计算过程列表如下：查表，m级公差尺寸为：Φ5.5±0.30。冲孔模刃口尺寸以凸模为基准配作凹模。6×Φ5.5尺寸为凸模磨损后变小的尺寸，查表3-5取系数x=0.5有公式：/4△-min△(）xBBd=0.075-0.075-5.650.50.35.5）（凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙值Zmin~Zmax=0.100~0.1403、落料凹模及其轮廓尺寸计算采用整体凹模，轮廓全部采用数控线切割机一次成形，安排凹模在模架上的位置时，将计算得的压力中心与模柄中心重合即可。其轮廓尺寸计算如下：凹模厚度，差《模具设计简明手册》取k=0.35H=KB=0.35×5.5=1.9mm（应该取H≥15mm）H=0.35×15=5.25mm根据H不小于10，取H=20mm-8-凹模壁厚C=（1.5—2）H=15-20mm考虑到零件比较小，适宜取较大值，所以实际取凹模厚度H=20mm凹模壁厚C=30mm凹模宽度B=b+2C=88+2×30=148mm-9--10-4、冲孔凸模冲孔凸模所冲的六个孔均为圆形，冲孔凸模采用台阶式，便于装配与更换。根据《冲压工艺及冲模设计》公式（3-37）：h1=(0.6~08)H凹=12~16mm取h1=15mmh2=10～20mm取h1=18mmh3=25mmh=7（安全距离与修模量）L=h1+h2+h3+h=15+18+25+7mm=75mm查标准取L=60mm如下图为冲孔凸模：-11-六、冲模主要零件的结构形状、材料、公差的选择及技术要求的说明1、卸料板的设计卸料板的周边尺寸与凹模的周边尺寸相同，厚度为18mm。卸料板148mm×148mm×18mm采用Q235制造。卸料板上设置4个卸料螺钉M8×45JB/T7650.6,卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间，以保证卸料的正常运动。卸料螺钉拧紧后，应使卸料螺板超出凹模端面1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。2、卸料橡胶的选用计算项目公式结果备注卸料板工作行程IhIh=1h+t2mm1h为凹凸模凹进卸料板的高度1mm橡胶工作行程IHIH=Ih+t+修h7mm修h为凹凸模修磨量，取5mm每个橡胶承受的载荷1F1F=2卸F945N选用2个圆筒形橡胶橡胶的直径Dπ14FD34.7mm校核橡胶自由高度自由H自由H=（3.5-4）IH28mm橡胶的安装高度安H安H=（0.85-0.9）自由H25mm比较自由HD287.341.241.5符合3、垫板尺寸的设计-12-垫板尺寸与凹模尺寸基本相同，厚度可取小些。垫板148mm×148mm×10mm。4、凸模固定板尺寸的设计凸模固定板外形尺寸与凹模外形尺寸可以一致或基本一致，厚度基本等于凹模的厚度，一般不小于15mm，可自行决定，本模具固定板厚度取15固定板148mm×148mm×15mm。5、模架及其他零部件设计该模具采用后侧导柱模架，导柱分别为28170,导套分别为2810038。上模座厚度取30mm，下模座厚度取35mm，模架尺寸L×B=200×160H180-220上模座200×160×40下模座200×160×45导柱Φ28×130导套Φ28×100×38那么该模具的闭合高度：闭H=hHHLHH4321=40+10+60+20+45-1=174mm式中：H1——上模座高度，40mmH2——垫板厚度，10mmH3——凹模长度，H=20mmH4——下模座高度，45mmh为凸模冲裁后进入凹模的深度，h=1mmL—冲孔凸模长度，L=60mm该模具闭合高度大于于所选压力机J23-10的最大装模高度（180mm），所以另选压力机J23-16F其主要参数如下：公称压力：160kN滑块行程：70mm-13-最大闭合高度：220mm最大装模高度：205mm工作台尺寸（前后x左右）：300x450mm模柄孔尺寸：A40x60mm最大倾斜角度：35度6、下模垫板的设计材料选用T10A钢，周界尺寸和凹模尺寸相同，垫板厚度取10mm，则外形尺寸为：148×148×10mm7、模柄、防转销采用旋入式模柄，材料Q235，加防转销，根据压力机J23-16F相关参数，采用A型模柄，有其尺寸为A40x60mm。为防止模柄转动，采用防转销，其尺寸为6×1.5mm8、模具材料的选用模具材料的选用，不仅关系到模具的使用寿命，而且也直接影响到模具的制造成本，因此是模具设计中的一项重要工作。所以根据模具种类及其工作条件，选用材料要满足使用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等；根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料；满足经济性要求。由于本设计为大批量的复合模生产，所以选材列表如下：名称选用材料牌号热处理导柱20渗碳HRC56-60导套20渗碳HRC58-62卸料螺钉45HRC40-45-14-0.52903651440压最小td凸模固定板45冲孔凸模Cr12渗碳HRC56-60上模座HT200凹模Cr12HRC58-62下模座HT200垫板T10A七、小凸模强度、刚度校核过程。为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用带台肩式固定，采用车模法加工。一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。其中冲6个5.5mm的圆形凸模，校核如下：圆形小凸模的刚度校核对于圆形凸模，凸模最小直径应满足：式中最小d：凸模最小直径t:材料厚度0：材料抗剪强度压：凸模材料的许用压力然而凸模直径最小ddp5.5，所以圆形小凸模的强度适合。八、该设计的优缺点级改造措施优点：1、尽量使用标准件，提高制造精度，降低成本。2、采用下出料的方式，提高了生产率缺点：生产零件比较小，不