托板冲压工艺及模具设计说明书

冲压模具及设备托板冲压工艺及模具设计说明书单位：重庆工业职业技术学院部门：模具设计与制造设计者：苟正平学号：201210230637指导教师：洪老师2013·10·31前言课程设计是大学三年的综合性时间环节，目的是通过课题的设计研究培养综合运用各门课程知识的能力，培养独立分析问题和解决问题的能力。但专科生的设计不完全等同本科生，应比切与生产世纪相结合，应与培养职业能力相结合，以体现高职的特点。在指导老师的精心安排和用心指导下，本次设计从确定课题题目，拟定设计方案，设计过程到答辩按照毕业生设计工作进行。第一，充分调研，确定应用型毕业设计课题。选好设计题目，设计目标，保证设计质量的前提。这个课题能较全面的应用学生所学专业知识或者将来工作所需求的专业技术，达到综合运用的目的，既能够解决企业急需解决的生产技术问题，又能培养学生的职业岗位能力。难度不是很大，但是使设计图纸能直接用于生产，并满足使用要求，也是不容易的。第二，反复论证，确定产品设计方案。明确课题性质意义设计内容，设计要求达到的技术经济指标和完成时间，并确定好正确合理的设计方案。第三，虚心求教，仔细认真。我们高职学生的基础理论知识较差，设计能力较差，为了使我们尽快进入工作状态，指导老师耐心向我们介绍机械产品设计方法，一般步骤和设计过程等注意事项。由于本人设计水平有限，设计中存在的缺点和错误在所难免，敬请老师批评指正。冲压件：托板生产批量：大批量材料：08Ft=2mm目录绪论一、托板零件冲压工艺性分析1、批量2、材料3、结构与尺寸4、精度与断面粗糙度二、托板冲压工艺流程及方案优化1、冲压工艺类型2、冲压工艺次数3、冲压工艺顺序4、冲压工艺的组合方案三、托板冲压工艺的工艺设计1、排样类型2、排样方式3、料边与搭边的确定4、条料宽度的确定5、材料利用率的计算6、定位装置的选择四、冲压设备选择1、冲裁力的计算2、卸料力的计算3、推件力的计算4、顶件力的计算5、冲件的卸料方式6、设备的选择7、压力中心的确定5托板冲压模具参数计算1、模具凹凸模之间的间隙确定2、冲压模具刃口尺寸的计算1）基准选取2）刃口尺寸计算3）模具制造方法3、凹模设计4、凸模设计5、模具闭合高度计算6、弹簧的选用及其它零部件的确定6设计并绘制模具装配图、选取标准件7绘制非标准件零件图总结致谢参考文献冲压件：托板生产批量：大批量材料：08Ft=2mm第一章托板零件的工艺性分析（一）经济性通过以下几方面对冲压件托板的经济性成本分析：（1）通过查阅资料可得知材料的费用占总成本的60%~75%，另加上工人的务工费，及加工时需要的电费及机床的维护费。（2）托板的批量,由用户提供的图纸所知，该冲压件需要大批量生产，适合用冲压的方式加工，可以采用级进模进行冲压，复合模冲压以及单工序模冲压。（3）后实际生产生产过程可知，在加工时充分地对材料利用，提高材料的利用率，充分利用材料间的缝隙，以循环利用废料。（4）在大批量生产过程中，采用硬质合金钢来延长模具的使用寿命。通过以上可得知，托板生产需要大批量生产，符合冲压生产的工艺性，可使用大批量生产。（二）材料冲压材料需要满足冲压工艺的要求及后续加工的要求，需满足以下几点一、具有良好的冲压成型性。二、具有良好的表面质量。由图可知冲压件的材料为08F,查《冲压模具及设备》表2-3可知08F的抗剪强度为错误!未找到引用源。=216~304MPa,抗拉强度为275~383MPa08F为冲压常用材料，故托板适合进行冲裁。（三）结构尺寸1﹑此冲压件的形状应力求简单规则，有利于材料的合理使用，节约材料，减少工序数目。提高模具的使用寿命，降低冲件成本。此冲压件的形状简单，规则且厚度t=2mm，适合冲压生产。2﹑冲压件的内部，外形转交要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具的加工，减少直角处的开裂和冲裁时尖角处的崩刃和磨损，冲裁件的形状可参照《冲压模具及设备》4-2有图表可知当落料时交角≥90°，最小圆半径为r=0.25t=0.5mm,为加工方便，与客户商量将图上直角改为R0.5，并与顾客签字确认：如图冲压件：托板生产批量：大批量材料：08Ft=2mm3﹑冲压过程中尽量避免冲裁件上过长的悬臂和凹槽，否则会降低模具使用寿命和冲裁质量。由客户提供的图纸确定托板的尺寸和形状无凸出的悬臂和凹槽，故适合冲压生产的要求。4﹑托板冲孔时，内径直径为10mm≥1.5t，故适合冲压5﹑此冲压件托只有一个中心孔直径为10mm，不需要考虑孔与孔之间的间距，所以不影响托板的生产。综上所述冲压件适合进行冲压生产。（四）粗糙度与精度1﹑冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料公差等级最好低于IT10级，冲孔公差等级最好低于IT9级。查《冲压模具及设备》表4-5.表4-6。托板的公差等级在IT8~IT9之间。由图样可知托板的尺寸和公差精度要求，故可以使用冲压生产。2﹑粗糙度影响零件的外观和质量，粗糙度及毛刺高度与材料塑性，材料厚度，冲裁间隙刃口锋利程度，冲模结构及凸模，凹模工作的表面粗糙度有关。由客户提供的图纸可知托板的表面粗糙度为Ra6.3，且修改后的表面粗糙度为Ra6.3。第二章冲压件托板产压工艺设计方案一工艺设计方案1冲压工艺类型2冲压工艺次数3冲压工艺顺序4冲压工艺的组合方式1﹑冲压工艺类型由客户提供的零件图可知，该托板可采用落料和冲孔的工艺。2﹑冲压工艺次数由此零件图可知，此零件工艺可分为落料与冲孔。3﹑工艺次序对于带孔的零件，一般先落料，后冲孔，可减少尺寸误差。4﹑工艺组合1.单工序模冲孔——落料2.单工序模落料——冲孔3.复合模落料——冲孔4.级进模冲孔——落料二方案分析1.单工序模：先冲孔后落料优点：模具的结构简单，制造方便，成本低，易于维修，但只适合中小批量。缺点：两副模具，成本较高，且使用的设备数量增加；先冲孔后落料时会造成较大的误差。生产效率低，难以满足精度要求和批量要求。根据托板零件图可知在实际生产过程中应与设备结合，故此方案不建议使用。2.单工序模:先冲孔后冲孔此单工序模先落料后冲孔，对托板的尺寸精度有影响，且需要更多的设备，占用更多的空间，延长加工的时间。因影响到孔的精度，在实际生产过程中不建议采用此方案。3.复合模：落料+冲孔复合模是压力机一次进行过程中，同时完成两道或两道以上的不同的冲裁工序的冲压模具。在此零件中，落料与冲孔同时进行。优点：结构简单，使用寿命较长，生产效率较高，适合大批量生产。尺寸和形状精度较高，操作方便，且易于维修。并且只需一副模具。缺点：加工制造模具时比较困难，且安全系数较低，需要采取安全措施。个人建议：此方案可行，在实际生产过程中大多采用复合模，在设备允许的情况下，建议使用复合模。4.级进模先冲孔后落料优点：可完成冲裁工序，还可以完成成形工序，甚至装配工序，多道工序都在一副模具上完成，生产效率高，适合大批量生产。缺点：安装调试与维修困难，且精度较低，设计比较复杂。个人认为此方案可行，托板零件结构简单，设计模具。但此模具对设备的要求更高，故不建议采用。综上所述：结合客户提供的托板零件，结合实际生产，采用复合模具生产托板。三托板冲压工艺分析一托板零件的冲压工艺计算1﹑托板零件的排样类型：1）有废料排样：冲裁件质量好，模具寿命高，但材料的利用率低，常使用于冲裁件形状复杂精度尺寸较高的冲件。2）少废料排样：冲件质量稍差，同时边缘毛刺易于被凸模带入间隙，影响模具的寿命，但材料利用率较高冲模结构简单，一般用于形状较规则，某些尺寸精度要求不高的冲件。3）无废料排样：冲件质量和模具的使用寿命都很低，材料利用率较高，生产效率高，但精度不高。2﹑排样分析冲件条料上的不同排列形式，又可分为直对排，斜对排，混合排，多排及冲裁搭边等。参照《冲压模具及设备》p104~105表4-17与排样方案设计原则；保证在最低的材料消耗和最高劳动生产率条件生产条件下得到符合技术要求的零件，同时要考虑方便生产操作，使冲模结构简单，寿命长，并适应车间生产条件和原材料供应情况等。二条料宽度1﹑板料可以横裁和纵裁，横裁和纵裁各有两种排样方式。2﹑根据用户所提供的图纸可知道，该冲压件的精度不高，可以采用初级定位，导料板。且无侧压装置。三冲压工艺计算1﹑排样方式分为横裁与纵裁分别有以下四种方案纵裁：①竖排方案1②横排方案2横裁：①竖排方案3②横排方案4方案1纵裁竖排方案2纵裁横排方案3横裁竖排方案4横裁横排由图纸可知，冲件精度不高，可采用初级定位，采用导料板导，且无侧压装置，查《冲压模具及设备》表4-20Ζ=0.5mmmm8.0零件面积22238.1319411145822163038mm）（方案1查表4-18得ɑ=1.8mmɑ1=2.2mm条料宽度：=(58+1.8×2+0.5)08.0=08.01.62导料板间距离：1.345.028.123022max0D条料进距：S=Dmax+1=32.2查《冲压模具及设备》p30表4-5，板料选择为1000×2000每块板料条数：328.12321.6220001取整数余n条每条零件数：个取余3031302.322.210002mmn每块板料零件总数：个960303221nnn材料利用率：%32.63%1002000100038.1319960%100Ln方案2查表4-18得mm5.11mm2.2表4-19得mm7.0表4-20得0.5条料宽度：0max0-)2(D=07.007.09.345.022.230）（条料进距：5.595.158S导料板间距离：4.355.09.340每块板料条数：条取余287.1057)9.342000(1mmn每块条料零件数：个取余165.46165.595.110002mmn每块板料零件总数：个912165721nnn材料利用率：%1546.60%1002000100038.1319912%100Ln方案3查表4-18得2.225.11表4-197.0表4-20得5.0条料宽度：0max0-)2(D=07.007.09.345.022.230）（导料板间距离：4.355.09.340条料进距：5.595.158S条料数：条取余2834335.410001mmn每条零件数:条余28335.595.120002n每板零件总数：个924332821nnn材料利用率：%96.60%1002000100038.1319924%100Ln方案4查4-18得2.218.1aa表4-198.0表4-205.0条料宽度：0max0-)2(D=08.008.01.625.08.1258）（导料板间距：6.625.01.620条料进距：2.322.1230S条料数：条取余164.6161.6210001mmn每条零件数：个取余624.1622.322.220002mmn每块零件总数：个992621621nnn材料利用率：%43.65%1002000100038.1319992%100Ln通过以上的计算可知方案4的材料利用率最高，可考虑到实际操作时条料不宜过长，所以采用方案1。四、冲压设备的选择由前面的分析可选用弹性顶件的倒装式复合模，所需的冲压工艺力为：P=P冲+P卸+P推+P顶为了降低冲裁力采用阶梯凸模冲裁，先冲孔再落料。根据《冲压模具与设备》公式4—18可得F=KLT&,根据用户所提供的图纸t=2mm，查《冲压模具及设备》表2—3，29页得抗剪强度&=260Mpa因此可得：冲压力的计算F冲=K·L·t·Ʈ=1.3x264.8x2x260=130.90064KN根据《冲压模具及设备》公式4—20、4—21、4—2