圆垫片落料冲孔复合模设计

沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算模具CAD/CAM课程设计说明书垫片34复合模CAD设计院系专业班号学号姓名指导教师沈阳航空航天大学2010年11月沈阳航空航天大学沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算摘要本次课程设计的内容为垫片34复合模，完成冲孔、落料两道工序。模具为倒装结构，由打杆顶出制件，橡胶垫驱动的卸料板卸除条料。排样方式为单排，由弹性挡料销和导料销定位、导料。模架为中间导柱圆形模架，压入式模柄。使用CATIA生成零件实体并完成装配，进而生成装配工程图和相关的零件刚才图。关键词：冲孔落料倒装单排CATIA沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算目录第1章CAD/CAM概述……………………………………………………………11.1CAD/CAM的意义……………………………………………………………11.2模具CAD/CAM常用软件及其特点…………………………………………11.3CAD/CAM技术在现代模具技术中的应用…………………………………1第2章工艺分析及模具结构设计……………………………………………22.1制件的工艺性分析及工艺计算……………………………………………22.1.1工艺分析………………………………………………………………22.1.2排样及工艺计算………………………………………………………32.2冲压力及压力中心的计算…………………………………………………42.3凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算…………………………………52.3.1计算模具刃口尺寸………………………………………………………52.3.2落料凹模结构尺寸计算………………………………………………92.3.3冲孔凸模与凸凹模结构尺寸确定……………………………………102.4模具总体结构设计…………………………………………………………132.4.1送料定位机构设计……………………………………………………132.4.2卸料机构设计…………………………………………………………132.4.3出件机构设计………………………………………………………132.5其他零件尺寸的确定……………………………………………………132.6压力机的确定……………………………………………………………16第3章零件建模装配体及工程图…………………………………………173.1设计构思…………………………………………………………………173.2零件建模……………………………………………………………………173.3装配设计…………………………………………………………………183.3.1销钉螺钉的安装……………………………………………………183.3.2干涉检验………………………………………………………………183.4工程图……………………………………………………………………193.5辅助设计……………………………………………………………223.5.1模拟视图及爆炸视图………………………………………………22结束语……………………………………………………………………………24沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算参考文献…………………………………………………………………………25沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算第1章CAD/CAM概述1.1CAD/CAM的意义随着计算机计算有关技术的不断发展和计算机技术应用领域的日益扩大，涌现出许多以计算机技术为基础的新兴科学。CAD/CAM技术便是其中之一。CAD/CAM，即计算机辅助制造技术与计算机辅助制造，是一门基于计算机技术而发展起来的、与机械设计和制造技术相互渗透、型号结合的、多学科综合性的技术。它随着计算机技术的迅速辅助、数控机床的广泛应用及CAD/CAM软件的日益完善，在电子、机械、航空航天、轻工等领域得到了广泛的意义。模具CAD/CAM是在人的参与下，以计算机为中心的一整套系统。其中，模具CAD完成对采用工艺、模具结构的最优化设计；模具CAM完成对零件的加工制造，并在加工制造工程中实施实时监督、控制、测试和管理。CAM的输出信息直接来自于CAD的输出信息，二者是有机结合的整体。1.2模具CAD/CAM常用软件及其特点CAD/CAM系统有硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括计算机和外部设备，软件系统有系统软件、应用软件和专业软件组成。CAD/CAM系统的功能不仅与组成改系统的硬件功能和软件功能有关，而且与它们的匹配和组织有关。在建立CAD/CAM系统时，视线应根据输生产任务的需要，选定最合适的功能软件，然后再根据软件系统选择与之相匹配的硬件系统。1.3CAD/CAM技术在现代模具技术中的应用在当今模具设计与制造领域中如何借助CAD/CAM软件在电脑上完成,提高加工模具的精度和生产效率一直是我们急需寻找的途径。AutoCAD、PRO/E、MasterCAM软件都是目前世界最为优秀和应用最为广泛CAD/CAM的软件代表。采用CAD/CAE/CAM技术可提高模具产品的设计质量、缩短模具设计与制造周期、降低产品成本。沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算第2章工艺分析及模具结构设计2.1制件的工艺性分析及工艺计算2.1.1工艺分析由图可知，产品为圆片落料、圆片冲孔。产品形状结构简单对称，无狭槽、尖角；孔与孔之间、孔与零件之间的最小距离满足c1.5t要求。（5.175.224080c1.5t=1.5）（1）尺寸精度任务书对冲件的尺寸精度要求为IT12级，查参考文献[2]知，普通冲裁时对于该冲件的精度要求为IT12～IT11级，所以尺寸精度满足要求。（2）冲裁件断面质量因为一般用普通冲裁方式冲1mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达12.5～3.2m，毛刺允许高度为0.05～0.1mm；本产品在断面粗糙度上没有太严格的要求，单要求孔及轮廓边缘无毛刺，所以只要模具精度达到一定要求，在冲裁后加修整工序，冲裁件断面的质量就可以保证。（3）产品材料分析对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料为08钢，属优质碳素结构钢，其力学性能沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算是强度、硬度低而塑性较好，非常适合冲裁加工。另外产品对于厚度与表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。2.1.2排样及工艺计算2.1.2.1排样零件外形为圆形，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件为中等批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用单排结构。如图所示。图2.1排样图2.1.2.2搭边查参考文献[1]，确定搭边值a，b。当t=1时，a=2，b=1.52.1.2.3条料宽度B=D+2a=80+2*2=84mm2.1.2.4材料利用率ηnASB式中n—一个歩距内冲裁件数目；A——冲裁件面积（包括内形结构废料）；S——歩距长度；B——板料宽度；取：n=1;A=π*40²=5026.55；S=81.5；B=84η=5026.55／81.5*84=73.4沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算72.2冲压力及压力中心的计算2.2.1计算冲压力2.2.1.1冲裁力冲裁力公式为落孔PPP式中P—冲裁力；孔P—冲孔冲裁力；落P—落料冲裁力。2.2.1.2冲孔冲裁力孔PtnKLP孔孔式中K—系数（取K=1.3）；n—孔的个数，n=3。孔L—冲孔周长，66.125401dL孔mm7.1552dL孔mmt—材料厚度，mm1t—材料抗剪强度，查参考文献[2]知LY12，280～320MPa，取300MPa。30017.153.12300166.1253.121PPP孔=61253.4=61.25KN2.2.1.3落料冲裁力落P。tKLP落落3.325180DL落mm所以98.02KN.7N9801830013.32513.1落P2.2.1.4卸料力卸P。沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算8卸卸卸PKP式中卸K—卸料系数，查参考文献[1]知01.0卸K～0.05，取03.0卸K。所以4.922.09803.0卸PKN2.2.1.5推料力推P推推推PnKP式中推K—推料系数，查参考文献[1]取055.0卸K。n—同时卡在凹模洞孔内的件数，3n。所以1.1025.6155.003推PKN2.2.1.6顶件力顶P）（落孔顶顶PPKP式中顶K—顶件系数，查参考文献[1]取06.0顶K。所以56.92.09825.6106.0顶PKN2.2.1.7总冲压力总P冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，总的冲压力为56.91.1094.202.9825.61推卸落孔推卸总PPPPPPPP=181.87KN初选压力机：Jc23-35。2.2.2计算模具压力中心由于该零件完全对称于相互垂直大大两条多层次线，所以模具的压力中心在几何图形的狭槽点上。2.3凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算2.3.1计算模具刃口尺寸模具采用复合模结构，计算刃口尺寸时宜采用尺寸转换法计算。零件上包含三个尺寸：落料尺寸074.080A；沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算8冲孔尺寸62.00140B,3.0025B；位置尺寸105.030H。查得冲裁模刃口双间隙24.0minZmm，36.0maxZmm。1）落料刃口尺寸计算：074.080的凸凹模的制造公差由表查得mm030.0凹，mm020.0凸。由于minmax05.0ZZ凸凹，故采用凸模与凹模分开加工方法，由表查得X=0.5，则：mmXDD03.0003.00063.7974.05.080）（）（凹凹mmZDD002.0002.00min51.79)24.05.063.79()(凸凹凸其工作部分结构尺寸如图所示：2）冲40mm孔刃口尺寸计算：62.0040的凸凹模的制造公差由表查得mm030.0凹，mm020.0凸.由于minmax050.0ZZ凸凹,故采用凸模与凹模分别加工方法，由表查得X=0.5，则：沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算8mmXdd002.0002.0031.4062.05.040）（）（凸凸mmZdd03.0003.000min55.40)24.031.40()(凹凸凹,其工作部分结构尺寸如图所示：3）冲5mm孔刃口尺寸计算：3.005的凸凹模的制造公差由表查得mm020.0凹，mm020.0凸.由于minmax040.0ZZ凸凹,故采用凸模与凹模分别加工方法，由表查得X=0.5，则：mmXdd002.0002.0015.53.05.05）（）（凸凸mmZdd02.0002.000min39.5)24.015.5()(凹凸凹其工作部分结构尺寸如图所示：沈阳航空学院课程设计说明书4工艺计算8沈阳航空学院课程设计说明书6其他零件的设计142.3.2落料凹模结构尺寸计算落料凹模尺寸如图5.1所示。图5.1落料凹模尺寸2.3.2.1厚度dHhHHd理式中理H—凹模的理论厚度。96.287.9801833.25125.025.06262落落理PLHmm进一位取整数取29理Hmm查参考文献[4]知刃磨余量为6h。所以凹模厚度为29+6=35mm。因为落料冲裁力KNKNP15002.98落，所以凹模厚度应小于25mm。所以将凹模做成一块凹模板和一块夹板相拼的结构。综合模具结构设计，取凹模厚度23