13说明书

武汉科技大学毕业设计-1-1绪论1.1模具概述伴随着现代工业的发展,模具产业发展迅速。现代模具产业已向大型化、多功能、高精度的方向发展,模具技术含量不断提高,多功能复合模得到进一步的发展,热流道技术和模具标准件日益得到广泛的应用,同时塑料模比例不断提高,快速经济型模具前景十分广阔.我国模具产业也得到了较快的发展,九五期间年平均增速度约13%,至2000年,我国模具总产值预计为260～270亿元,模具行业结构也有了较大的改善,模具商业化程度提高了近10%,中高档模具占模具总量的比例有了明显提高。当今世界,工业正日益朝着批量化的方向发展。这样对冲压生产提出了自动化,智能化的要求;从而使模具向简单化、调试方便快速性方向发展,对生产人员要求的普遍性提高。同时伴随生产还有许多的问题,比如噪音问题,生产的安全性问题,所有这些问题要获得真正有效的解决都离不开冲压生产设备,生产工艺方案的制订,生产人员的状况,生产现场的管理等;而最为重要的是模具设计与制造的能力的提高。展望未来,冲压生产还有许多可提高之处。1.2冲模发展状况目前,我国的模具工业已初具规模,但与先进工业国家相比仍有较大差距.近年来对模具技术的探索和研究主要取得了以下成果:（1）研究了几十种模具新钢种及硬质合金,钢结硬质合金等新型材料,并采用了一些热处理新工艺,模具寿命有所提高。（2）发展了一些多任务位级进模,硬质合金模和简单经济模具等新产品。（3）研究和应用了一些新技术和新工艺。（4）模具加工设备的生产已具有一定的基础。目前已能小批量生产精密的坐标磨床,计算器数控仿形铣床,电火花线切割机床,高精度的电火花机床等。（5）模具计算器辅助设计与制造已有多家单位正在研究开发,有些已经投入使用。随着工业的发展,国内模具需求量都在激增,其中高精度,高效率,高寿命模具的武汉科技大学毕业设计-2-应用也正日趋广泛.为了满足这种需要,模具技术主要朝着如下几个方面发展:(1)发展高精度,高效率,高寿命的模具,例如高速冲床所用的模具,多任务位级进模,少无废料级进模等先进,经济的模具。(2)发展各种简易模具,如低熔点合金模,超塑性模,锌基合金模等。(3)实现模具标准化,进行模具专业化生产。(4)发展各种高效,精密,自动化的模具加工设备。如模具毛坯下料用的高速锯床,阳极切割机床,砂线切割机床,激光切割机床等高级设备。粗加工用的高速铣床,高速磨床等.精加工用的数控电气仿形床,数控连续轨迹坐标铣床。CNC低速走丝精密线切割机床,各种高精度电火花机床,精密电解成形机,三坐标测量机等精密加工设备和加工中心,并逐步实现模具自动加工系统。(5)开发和应用模具CAD/CAM技术,提高模具设计质量和效率,提高制造精度,缩短制造周期。(6)研究模具新材料,一方面研究高强度,高耐磨及有些特殊性能的合金模具钢;另一方面研究简易模具的材料。2设计任务书（JR）2.1零件方案零件的名称：L形局部弯曲件（如下图所示）；生产批量：大批量，年产量6万件；材料：Q235，厚度为2.0毫米；图2-1工件图武汉科技大学毕业设计-3-2.2冲压件工艺的分析工件如上图所示，我开始考虑用级进模，因为级进冲模在设计上比较灵活，但后来想这种形状较为简单，由于产品批量较大，精度比较要求一般，我采用复合模，一套模具完成此工件的加工。产品工艺分析包括技术和经济两方面的内容。在技术方面,根据产品图纸,主要分析冲压件的形状特点,尺寸大小,精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求;在经济方面,主要根据冲压件的生产批量,分析产品成本,阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。因此,中压件的工艺分析,主要讨论在不影响零件使用的前提下,能否以最简单最经济的方法冲压出来,能够做到的,表示该冲压件的工艺性好,反之，工艺性差。影响冲压件工艺性的因素主要有零件的形状特点,尺寸大小,设计基准,公差等级和形状位置误差要求,材料的厚度及成形后允许的变薄量,材料的机械性能和冲压性能,在冲压过程中产生的回弹,翘曲的可能性,毛刺大小和方向要求等。这些因素对确定冲压工序的性质,数量和顺序,对模具的结构形式及制造精度要求等都有很大关系,因此,在制定冲压工艺过程中必须根据零件图认真加以分析,尤其应该注意分析零件在冲压加工中的难点所在.良好的冲压工艺性表现在材料消耗少,冲压成形时不必采用特殊的控制措施,工艺过程简单而且寿命长,产品质量稳定,操作方便等.如果发现零件的工艺性差,则应该在不影响使用要求的前提下,对零件的形状,尺寸及其它要求作必要的修改。此零件外形对称,无尖角,成品的精度要求不是很高,外形公差要求为±0.25mm,角度公差要求为±1.00°。考虑到装配的要求,抽孔必须保证抽起高度,孔距有位置要求,但孔径无公差配合.因为要和下盖接触,所以两侧的小孔位置也必须保证。由以上分析可知,该零件为板材冲压件,尺寸精度要求不高,工艺上虽有难度,但易于刻服,又属批量生产,因此可以用冲压方法生产。3设计计算说明书（SS）3.1确定冲压的基本工序如上图零件图所示，该零件行进冲压加工的基本工序为冲孔、落料。根据零件要求进行工艺武汉科技大学毕业设计-4-计算分析。3.2确定基本工序的尺寸公差零件图上的尺寸未标注公差，按照IT14级确定工件的公差。3.3排样及材料的利用率毛坯直径为42，考虑操作方便，采用单排排样。首先查表明确搭边值。根据零件形状，两零件之间按照圆形取搭边值a=1.2mm，侧边搭边值取a1=1.5。所以进料步距为S0=43.2mm。条料宽度的计算：B=（D+2a1）-Δ0查表2-12得Δ=0.5；所以B=（42+2X1.5）-0.50=45-0.50mm。3.4计算工序压力P0=P＋P推P冲=KL冲tτ=1.3×66.5×2×188÷1000=32.5KNP落=KLt08钢查表抗剪强度260～360MPa,取MPa320P落=KL落tτ=1.3×131.9×2×188÷1000=64.5KNP=P冲＋P落=32.5＋64.5=97KN计算推料力：P推=n×K2×P冲查表1-7得K2=0.050，取n=4，P推=4×0.055×32.5=7.15KN计算总的冲压力：P0=P+P推=97＋7.15=104.15KN。卸料力有两种即下模卸条料的力PS1和上模卸工件的力PS2：PS1=0.05×64.5=3.225KN；武汉科技大学毕业设计-5-PS2=0.05×（64.5＋32.5）=4.85KN。式中：P0——理论上总的冲压力；P—总的冲裁力；P推——总的推件力；P冲——冲孔时所用的冲裁力；P落——落料时所用的冲裁力；Τ—为材料的抗剪强度；L冲——为冲孔轮廓的周长；L落——为落料轮廓的周长；3.5冲压设备的的选择为使压力机能安全工作，取：压F≥（1.6-1.8）p.=177.055KN；公称压力：250KN；滑块块行程：100mm；最大封闭高度：270mm；连杆调节量：55mm；滑块底面尺寸：左右250；前后220；工作台尺寸：1345X950mm；模柄孔尺寸：40X60mm；工作台板厚度：50mm；最大大角度：30；电动机功率：2.2KW。3.6确定压力中心根据图形分析，因为工件图形对称，故落料和冲孔的中心都在工件的几何中心，根据力矩平衡原理得：P落X=(43.2-X)P冲武汉科技大学毕业设计-6-由此计算得X=14.474mm。3.7冲模刃口尺寸及公差的计算（1）冲孔凸模刃口尺寸计算：dp=（dmin+ΧΔ）-δp0内孔基本尺寸为20㎜的刃口尺寸dp1：因为d1min=20mm；查公差表得Δ=0.52，δp=0.25×Δ=0.13；查表2-21得Χ=0.5所以dp1=20.26-0.130mm内孔基本尺寸为22mm的刃口尺寸dp2：因为d2min=22mm，查公差表得Δ=0.52，δp=0.13；所以dp2=22.26-0.130mm内孔基本尺寸为4mm的刃口尺寸dp3：因为d3min=4mm；查公差表得Δ=0.3，δp=0.075；所以dp3=4.150-0.075mm（2）落料凹模刃口尺寸：压圈外圆基本尺寸为42mm，查公差表得Δ=0.62mmδd=0.155，因为Dmax=42mm，Dd=（Dmax-ΧΔ）0+δ=41.690+0.155mm。(3)凸凹模内部刃口尺寸根据凸模刃口实际尺寸配作保证双面间隙为0.25-0.36mm。凸凹模外部刃口尺寸根据凹模刃口实际尺寸配作保证双面间隙为0.25-0.36mm。3.8确定个主要零件的结构尺寸(1)凹模外形尺寸的确定凹模厚度H的确定：武汉科技大学毕业设计-7-H=（0.1×104150）1/3P0=104150N所以H=21.8mm查≤模具设计与制造实训≥表6-2取H=25mmC=34mm根据压力中心图可以得出凹模外径D=110（2）取凸凹模垫板的厚度为9mm，直径为110mm。（3）取凸凹模固定板的厚度为15mm，直径为110mm。（4）取回程卸料板的厚度为10mm，直径为110mm。（5）取凹模垫板的厚度为8mm，直径为110mm。（6）取凸模固定板的厚度为20mm，直径为110mm。（7）取凸模垫板的厚度为8mm，直径为110mm。（8）凸模长度的确定：L凸=h1+h2+h3=25＋8＋20=53mm其中h1为凹模厚度25mm，h2为凹模垫板厚度8mm，h3为凸模固定板厚度20mm。（9）模架的选用：选用125×125×160-190IGB/T285.3-90（滑动导向后侧导柱模架）。3.9工艺方案的确定在工艺分析的基础上,根据产品图纸进行必要的工艺计算,然后分析冲压件的冲压性质,冲压次数,冲压顺序和工序组合方式,提出各种可能的冲压工艺方案.通过对产品质量,生产效率,设备条件,模具制造和寿命,操作安全以及经济效益等方面的综合分析和比较,确定出一种适合于本单位生产的最佳工艺方案.确定工艺方案时应考虑到以下内容。3.9.1冲压性质剪裁,落料,冲孔,是常见的冲压工艺各冲压工序有其不同的性质,特点和用途.编制冲压工艺时,可以根据产品图和生产批量等要求,合理地选择这些工序。3.9.2冲压次数冲压次数是指同一性质的工序重复进行的次数.对于拉深件,可根据它的形状和尺寸,以及板料许可的变形程度,计算出拉深次数.弯曲件或冲裁件的冲压次数也是根据具体形状和尺寸及极限变形程度来决定。武汉科技大学毕业设计-8-3.9.3冲压顺序冲压件各工序的先后顺序,主要依据工序的变形特点和质量要求等安排的,一般按列原则进行:（1）对于带孔的或有缺口的冲裁件,如果选用简单模,一般先落料,再冲孔或切口.使用连续模时,则应先冲孔或切口,后落料。（2）对于带孔的弯曲件,孔边与弯曲线的间距较大时,可以先冲孔,后弯曲.如果孔边在弯曲线附近,必须在零件压弯后再冲也.孔与基准面的间距有严格要求时,也应先压弯后冲孔。（3）对于带孔的拉深件,一般来说,都是先拉深,后冲孔,但是孔的位置在零件底部,且孔径尺寸要求不高时,也可以先在毛坯上冲孔,后拉深。（4）多角弯曲件,应从材料变形和弯曲时材料流动两方面安排弯曲的先后顺序.一般情况下,先弯外角,再弯内角。（5）对于形状复杂的拉深件,为了便于材料变形和流动,应先成形内部形状,再拉深外部形状。（6）整形或校平工序,应在冲压件基本成形以后进行。该零件进行冲压加工的基本工序为冲孔、落料。其中，冲孔和落料属于简单分离。3.9.4组合方式工序的组合方式可以选用复合模和连续模,主要取决于冲压件的生产批量,尺寸大小和精度等因素.一般按下列原则进行:（1）对于多孔的冲裁件,当孔之间的间距,孔与材料边的距离大于允许值时,最好落料与冲孔在一道复合工序中完成。（2）当弯曲件的平直高度大于10mm时,弯曲工序一般与冲裁工序分开单独进行。对于形状复杂的弯曲件,为简化模具设计过程,降低模具制造成本,一般安排由两道划两道以上的工序来完成;而形状较简单的弯曲件(如V形,U形,Z形等),应尽量采用一道工序弯曲成形。3.10模具结构形式选择的基本原则（1）能冲出符合技术要求的工件。（2）能提高生产率。武汉科技大学毕业设计-9-（3）模具制造和修磨方便。（4）模具有足