山字形铁芯片硬质合金复合模冲压设计说明书

-1-专业课程设计说明书题目：山字形铁芯片硬质合金复合模设计人：王志君学号：学院：机械工程学院专业：材料及控制工程班级：材料指导教师：李一楠日期：年月日-2-目录前言…………………………………………………………………4摘要…………………………………………………………………5设计题目及零件图…………………………………………………61冲压工艺性分析及工艺方案的确定……………………………71.1工艺分析………………………………………………………………………71.2工艺方案的确定………………………………………………………………71.3模具结构形式的确定…………………………………………………………82冲压工艺计算及设计……………………………………………92.1冲裁排样设计………………………………………………………………92.2计算材料利用率η……………………………………………………………92.3计算冲压力……………………………………………………………………102.4设备类型的选择………………………………………………………………112.5计算压力中心…………………………………………………………………112.6计算凸凹模刃口尺寸…………………………………………………………133冲模结构设计………………………………………………………153.1凹模设计………………………………………………………………………153.2冲孔凸模设计…………………………………………………………………163.3凹凸模设计……………………………………………………………………173.4模具总体设计…………………………………………………………………183.5选择模架及确定其他零件尺寸………………………………………………193.6校核压力机安装尺寸…………………………………………………………204冲模零件加工工艺设计……………………………………………224.1冲孔凹模的加工工艺路线及过程……………………………………………22-3-4.2凹模的加工工艺路线及过程…………………………………………………224.3凸凹模的加工工艺路线及工程……………………………………………235模具专配及试模…………………………………………………255.1模具的装配………………………………………………………………255.2模具的调试…………………………………………………………………25结论…………………………………………………………………28致谢……………………………………………………………………30参考资料………………………………………………………………31-4-前言冲压技术广泛应用于航空、汽车、电机、家电、通信等行业的零部件的成形的加工。据国际生产技术协会预测，到本世纪中，机械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要有模具来完成加工。因此，冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。本次设计是参考了众多参考文献及专业资料的规范要求编写而成。本设计主要介绍山字形铁芯片倒装冲压复合模。本设计共分5章，主要包括材料工艺分析和成形性能、冲压工序特点和工艺计算、模具总体结构设计、模具主要零件结构设计及工艺性分析等。另外，还附有毕业设计任务书、部分模具零件冲压工艺过程、装配图、零件图。导师李一楠在编写及内容安排提出不少有益的意见。在此，谨向尊敬的导师表示真诚的感谢和崇高的敬意！由于本人知识水平和能力的有限，在设计的过程中难免存在很多的纰漏和不足之处，恳请个各位老师的批评与指正。5摘要本设计主要是山字形铁芯片落料冲孔倒装复合模具的设计。通过对工件进行工艺的分析及其结构的分析，从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具成型部分的结构、压力的选择及有关参数的校核都有详细的设计。介绍了落料冲孔倒装复合模具结构组成及工作原理。该模具结构简单，采用整体式凸凹模，成本低廉，运行可靠。通过模具设计表明该模具能达到山字形铁芯片零件的质量和加工工艺要求。关键词：山字形铁芯片冲压工艺倒装复合模凸凹模6设计题目：山字形铁芯片硬质合金复合模冲压件如图材料：硅钢片生产批量：大批量料厚：0.35mm71冲压工艺分析及工艺方案的确定1.1工艺分析该制件形状简单，尺寸较小，厚度适中，大批量，属普通冲压件，制件未注尺寸精度为IT14级。由制件图分析可知：（1）该零件孔边距远大于凸、凹模所允许的最小壁厚。（2）零件外形有R1的倒圆角，容易加工。（3）该零件选用的材料为硅钢片，具有优良的冲裁性能。（4）大批量生产，应保证一定的模具寿命。结论：可以冲裁。1.2工艺方案的确定根据制件工艺性分析，其基本工序有落料，冲孔两种。按其先后顺序组合，可得如下三种方案：先落料后冲孔，采用单工序模生产。落料-冲孔复合冲裁，采用复合模生产。冲孔-落料连续冲裁，采用级进模生产。方案（1）模具结构简单，但需要两道工序、两幅模具，生产率较低，难以满足该零件的生产要求。方案（2）属于复合式冲压，只需一副模具，冲压件的形位精度容易保证，且生产率也高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不难。方案（3）也只需一副模具，生产率也很高，但零件的冲压精度稍差。若要保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。81.3模具结构形式的确定因制件材料较薄，为保证制件平整，采用弹性卸料装置，上出件。它还可对冲孔小凸模起导向作用和保护作用。为方便操作和取件，选用开式压力机纵向送料。综上所述，选用弹性卸料纵向送料组合结构形式，滚珠导向中间导柱模架和浮动模柄结构。92冲压工艺计算及设计2.1冲裁排样设计根据排样的原则零件的结构及生产条件，模具采用有废料的排样。根据工件的特点，采用如图所示的排样:排样图搭边值取a1=1.8mm和a=2mm，无侧压装置时条料宽度BB=（Dmax+2a）0-δ=（60+2×2)0-0.5=640-0.5步距A为29.8mm。2.2计算材料利用率=BSAx100%式中A——一个步矩内冲裁件的实际面积；10B——条料宽度；S——步矩；A=60x28-2x13x16=1264所以一个步距内冲裁件的利用率为：=66%2.3计算冲压力完成本制件所需的冲压力由冲裁力，卸料力，顶件力组成（1）冲裁力F冲（N）的计算公式F冲=KLt。或F冲=Ltb（2-2）式中K——系数，K=1.3；L——冲裁周边长度（mm）；。——材料的抗剪强度（MPa）；b——材料的抗拉强度（MPa）；t——材料厚度（mm）；由表得。=560MPaF冲=1.3ｘ560ｘ0.35x6πx3.2=15.361kNF落=1.3ｘ（60ｘ2+28ｘ2+16ｘ4）ｘ0.35ｘ560=61.152KN（2）卸料力F卸和推件力F推11由计算公式F卸=K卸F落F推=K推F冲式中K卸，K推——系数。查表卸料力，顶件力的系数得K卸=0.09K推=0.1；F卸=0.09x61.152kN=5.504kNF推=0.1x15.361kN=1.5361kN所以总的冲裁力为：F=F冲+F落+F卸+F推=15.361+61.125+5.504+1.5361=83.55KN2.4设备类型的选择设备类型的主要依据是所完成的冲压工序性质，生产批量，冲压件的尺寸及精度要求，现有设备条件等。中小型冲压件主要选用开式单柱（或双柱）的机械压力机；大中型冲压件多选用双柱闭式机械压力机。根据冲压工序可分别选用通用压力机，专用压力机（挤压压力机，精压机，双动拉深压力机）。大批量生产时，可选用高速压力机或多工位自动压力机；小批量生产尤其大型厚板零件的成型时，可采用液压机。摩擦压力机结构简单，造价低，在冲压时不会因为板料厚度波动等原因而引起设备或模具的损坏，因而在小批量生产中常用于弯曲，成型，校平，整形等工序。对板料冲裁，精密冲裁，应注意选择刚度和精度高的压力机；对于挤压，整形等工序应选择刚度好的压力机以提高冲压件尺寸精度。压力机技术参数选择主要依据冲压件尺寸，变形力大小及模具尺寸，并进行必要的校核。对于该制件查参考文献选160KN开式压力机。2.5计算压力中心该制件的图形规则，两件对排，左右对称，故采用解析法求压力中心较为方便，如图2-2所示。12图2-2压力中心因为左右对称所以XG=0只需求YGL1=60y1=0;l2=28y2=14;l3=10y3=28L4=16y4=20;l5=13y5=12;l6=16y6=20L7=14y7=28;l8=16y8=20;l9=13y9=12L10=16y10=20;l11=10y11=28;l12=28y12=14L13=3.2πy13=6;l14=3.2πy14=6;l15=3.2πy15=6L16=3.2πy16=24;l17=3.2πy17=24;l18=3.2πy18=24根据合力矩定理有Y=112233445566778899101011111212131314141515161617171818123456789101112131415161718+YlYlYlYlYlYlYlYlYlYlYlYlYlYlYlYlYlYlllllllllllllllllll13=π）π（2.3614213416102282602462.3321213420162810214283xxxxxxxxxxxxxx=14.09所以该模具的压力中心为（0,14.09）。2.6计算凸、凹模刃口尺寸本制件形状简单，可按配做加工法计算刃口尺寸，选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配做。查表，材料抗剪强度与间隙值的关系和规则形状（圆形，方形）冲裁凸，凹模的制造公差Zmin=0.025Zmax=0.030由公差表查得工件各尺寸的公差等级，然后确定x对于尺寸3.2，选x=1，其余尺寸均选x=0.5（1）冲孔Ф3.2刃口尺寸查表3-19得δT=0.020δA=0.020因为Zmax-Zmin=0.030-0.025=0.005δA+δT=0.040δA+δTZmax-Zmin（2-4）所以得调整：δA0.6（Zmax-Zmin）=0.003δT0.4（Zmax-Zmin）=0.002以凸模为基准：dT=（3.2+1x0.05）0A=3.250002.0dA=（3.25+0.025）A0=3.275003.0014中心距Ld1=3281x0.2=320.025Ld2=1881x0.2=180.025（2）落料刃口尺寸落料凹模的基本尺寸计算如下：第一类尺寸：磨损后增大的尺寸aA=(60-0.5x0.74)74.0410x=59.63185.00bA=(28-0.5x0.52)52.0410x=27.7413.00cA=(10-0.5x0.36)36.0410x=9.8209.00dA=(14-0.5x0.43)43.0410x=13.7911.00eA=（4-1x0.1）1.0410x=3.9025.00第二类尺寸：磨损后减小的尺寸第三类尺寸：磨损后不变的尺寸fA=(16-21x0.43)81x0.43=15.790.054落料凸模的基本尺寸与凹模的相同，分别是59.63,27.74,9.82,13.79,3.9，15.79，不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值Zmin=0.025。153冲模结构设计3.1凹模设计因制件形状简单，选用整体式矩形凹模较为合