5王-课程设计说明书

目录引言………………………………………………………………………………11零件简介……………………………………………………………………22冲裁件的工艺分析…………………………………………………………33确定冲裁工艺方案……………………………………………………………44模具结构形式的选择…………………………………………………………54.1模具的类型的选择………………………………………………………54.2送料与定位方式…………………………………………………………54.3卸料与出件装置…………………………………………………………54.4.模架类型及精度………………………………………………………65冲压工艺计算：………………………………………………………………75.1．排样设计及计算………………………………………………………75.2．冲压力计算和初选压力机……………………………………………75.3．压力中心的计算……………………………………………………85.4．计算凸凹模刃口尺寸…………………………………………………86主要零部件设计……………………………………………………………106.1．凹模的设计…………………………………………………………106.2．卸料装置的设计………………………………………………………106.3．凸模固定板的设计…………………………………………………116.4．垫板设计……………………………………………………………126.5．凸模的设计…………………………………………………………126.6．凸凹模设计…………………………………………………………137模架以及其他零部件的选用………………………………………………148校核模具闭合高度及压力机有关参数……………………………………169模具总装图…………………………………………………………………18心得体会…………………………………………………………………………19参考文献…………………………………………………………………………20冲压工艺过程卡…………………………………………………………………21止动垫片及其冲压模具设计1引言模具是大批生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坏料，且在生产中不需加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产率和质量。一般压力机加工，一台普通压力机设备每分钟可生产零件几件到几十件，高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表等产品，有６０％左右的零件是用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工产品，有９０％左右的零件是用模具加工出来的；至于日用五金、餐具等物品的大批量生产基本上完全靠模具来进行。显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。鉴于这种情况，本次课程设计将设计一副倒装复合冲压模，由于实践经验的欠缺和知识的极限性，该模具的实际工作情况及可用性还有待于实践的检验。止动垫片及其冲压模具设计21零件简介零件名称：止动垫片零件简图：如图1.1所示成产批量：10万件材料：10力学性能：σs=206Mpa，σb=420Mpa材料厚度：2mm要求：表面平整，不能有锈斑，零件冲裁面粗糙度不高于Ra6.3,零件毛刺不高于0.2mm图1.1止动垫片止动垫片及其冲压模具设计32冲压件的工艺分析2.1结构分析该零件形状简单、对称，有利于模具设计，冲裁凸出的部分B=4mm≥1.5t=3mm(t为材料厚度)。2.2材料分析材料为10号钢，其主要性能为：σs=206Mpa，σb=420Mpa，延伸率δ=29%，塑性良好，适合于进行冲压2.3精度分析由表[1]2.3查出，用一般精度的模具时，冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11，由表[2]9.1差查得，冲裁件孔尺寸偏差为0.13mm，外形尺寸公差为0.16mm，将以上精度与工件简图所标注的尺寸公差相比较，可认为该工件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求。止动垫片及其冲压模具设计43确定冲裁工艺方案该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序，可采用的冲裁方案有单工序冲裁，多工序复合冲裁和级进冲裁三种，零件属于大批量生产,因此采用单工序须要模具数量较多，生产率低，费用较高，不合理；如果采用级进模，需要较多的工位数，必须解决板料的准确定位问题；采用复合模可以一次冲压成形，结构较为简单，卸件可靠，操作方便。根据以上分析，该零件比较适宜采用多工序复合冲裁工艺方案。止动垫片及其冲压模具设计54模具结构形式的选择4.1模具的类型的选择根据零件的冲裁工艺方案,采用复合模。复合模分为正装复合模和倒装复合模，正装式复合模比较适宜冲制材料较软的平直度较高的冲裁件；倒装式复合模适宜冲裁孔边距较大的冲裁件，且模具结构较简单，又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸件可靠。故选用倒装式复合模。4.2送料与定位方式导料销对条料宽度没有严格要求；固定挡料销需要在凹模上开避让孔，结构简单，活动挡料销必须采用弹性装置，结构相对复杂，因此选用固定导料销和固定挡料销。导料销如图4.1所示图4.1导料销4.3卸料和出件装置模具采用倒装式复合模，废料卡在下模的凸凹模上，适宜采用弹性卸料装置；冲压件采用刚性推件装置推出，直接利用压力机的打杆装置进行推件，工作可靠，冲孔废料直接从凸凹模向下推出的出件方式。推件块如图4.2所示止动垫片及其冲压模具设计6图4.2推件块4.4模架类型及精度由于该冲裁零件的尺寸较小，冲裁间隙较小，采用导向平稳的中间导柱模架,考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用Ⅰ级模架精度。止动垫片及其冲压模具设计75冲压工艺计算5.1排样设计及计算：5.1.1排样设计该零件尺寸较小，结构对称，采用直排的排样方案。由附表[3]2查得：排样搭边a=1.2mm侧搭边a1=1.5mm由CAD算得冲压件毛坯面积A=600mm2条料宽度B=（42+2x1.5）mm=45mm步距：h=（34+1.2）mm=35.2mm排样图如图5.1所示图5.1排样图5.1.2材料利用率计算一个步距内的材料利用率η为：η=BhnAx100%(3-1)n为一个步距内可冲零件数，n=1将n、A、B、h带入式（3-1）求得η=38%5．2冲压力计算和初选压力机该模具采用弹性卸料和下出料方式，由参考文献[1]P199得以下计算式：止动垫片及其冲压模具设计8落料力：F1=L1tσb（5-1）冲孔力：F2=L2tσb（5-2）落料时的卸料力：F卸=K卸xF1（5-3）冲孔时的推件力：F推=nK推F2（5-4）冲床总压力：F总=F1+F2+F推+F（5-5）5.2.1落料力计算将冲裁件外轮廓周长L1=120mm板料厚度t=2mm抗拉强度σb=420MPa带入式5-1得F1=100.8x103N5.2.2冲孔力计算将冲裁件孔轮廓周长L1=66mm板料厚度t=2mm抗拉强度σb=420MPa带入式（5-2）得F2=55.4x103N5.2.3落料时的卸料力由表[2]5.10得K卸=0.045把K卸、F1带入式（5-3）得F卸=4.54x103N5.2.4冲孔时的推件力由表[2]5.10得K推=0.055取同时梗塞在凹模内的废料数为3，即n=3把K推、n、F2带入式（5-4）得F推=9.14x103N5.2.5总压力计算将F1=100.8x103N、F2=55.4x103N、F推=4.54x103N、F卸=9.14x103N带入式5-5得F总=170KN5.2.6选用压力机根据总冲压力为170KN，采用开式双柱可倾压力机，考虑到压力机的使用安全，总冲压力一般不应超过压力机额定吨位的80%，由表[1]7.10初选J23-25开式双柱可倾压力机，相关参数如下：公称压力：250KN滑块行程：65mm最大闭合高度:270mm滑块中心线到床身距离：200mm工作台尺寸：370mmx560mm止动垫片及其冲压模具设计9垫板厚度：50mm模柄孔尺寸：Φ40mmx60mm5.3压力中心的计算由于零件结构对称，所以压力中心在孔的中心，即模柄轴线通过压力中心。5.4计算凸、凹模刃口尺寸5.4.1对于冲孔Φ21mm根据条料厚度t=2mm、条料材料为10，由表[4]2.13查得冲裁模初始间隙值Zmin=0.25mmZmax=0.36mm由表[4]2.18查得凸、凹模制造公差δp=0.02mmδd=0.03mmZmax-Zmin=0.36-0.25=0.11mmδp+δd=0.02+0.03=0.05mm满足Zmax-Zmin≥δp+δd的要求，冲孔采用凸、凹模分开加工法，以凸模为基准件。由表[4]2.20查得磨损系数x=0.75由式[4]2-13得冲孔凸、凹模刃口尺寸计算式为：dp=(d+xΔ)0p（5-6）dd=(dp+Zmin)d0（5-7）把d=21mm、x=0.75、尺寸公差Δ=0.2mm、δp=0.02mm带入式5-6得dp=21.15002.0mm把dp、Zmin、δd带入式5-7得dd=21.4003.00mm5.4.2对于外轮廓的落料由表[4]2.13查得间隙值Zmin=0.25mmZmax=0.36mm由表[4]2.18查得凸、凹模制造公差δp=0.02mmδd=0.03mmZmax-Zmin=0.36-0.25=0.11mmδp+δd=0.02+0.03=0.05mm止动垫片及其冲压模具设计10满足Zmax-Zmin≥δp+δd的要求，落料采用凸、凹模分开加工法。由表[4]2.20查得对于圆形件磨损系数x=0.75非圆形件磨损系数x=1凹模磨损后各尺寸均变大，属于A类尺寸由式[4]2-14得凹、凸模刃口尺寸计算式为：Dd=(D-xΔ)d0(5-8)Dp=(Dd-Zmin)0p(5-9)将各参数带入式（5-8）和式（5-9），各尺寸计算如下：Dd34=(D-xΔ)d0=(34-0.5x0.2)03.00=33.903.00mmDp34=(Dd34-Zmin)0p=(33.9-0.25)002.0=33.65002.0mmDd42=(D-xΔ)d0=(42-1x0.2)03.00=41.803.00mmDp42=(Dd42-Zmin)0p=(41.8-0.25)002.0=41.56002.0mmDd5=(D-xΔ)d0=(5-1x0.1)03.00=4.903.00mmDp5=(Dd5-Zmin)0p=(4.9-0.25)002.0=4.65002.0mm止动垫片及其冲压模具设计116主要零部件设计6.1落料凹模根据条料厚度t=2mm、孔为圆形，由表[4]2.22查得凹模厚度系数k=0.4由式[4]（2-27）得凹模高度计算经验公式H=kb(6-1)其中b为凹模孔的最大宽度，b取42mm将k、b带入式（9-1）H=16.8mm由式[4]（2-28）凹模壁厚计算经验公式C=（1.5~2）H（6-2）式6-2得C=25.2mm~33.6mm取C=30mm凹模总长L=42+2x30=102mm凹模宽度B=34+2x30=94mm按冲压模标准模架，由表[1]7.31取凹模周界尺寸LxBxH=125mmx100mmx30mm凹模零件简图如图6.1所示图6.1凹模简图止动垫片及其冲压模具设计126.2卸料装置的设计前面已选用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板、弹性元件和卸料螺钉组成。6.2.1卸料板设计由表[1]2.29查得卸料板厚度为14mm取外