冲裁模具毕业设计.docx
- 文档编号:10636961
- 上传时间:2023-02-22
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:39.74KB
冲裁模具毕业设计.docx
《冲裁模具毕业设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《冲裁模具毕业设计.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
冲裁模具毕业设计
前言
模具是现代加工行业中的基本工艺装备。
模具技术发展水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。
现代工业需要先进的模具设备和高素质模具技术人才。
目前国内模具技术人员短缺,要解决这样的问题,关键在于职业培训。
我们作为即将踏入社会的模具专业的学生,就应该夯实自己的专业基础,为祖国模具行业的发展作贡献。
本设计适应企业生产技术的发展,能体现出所学专业知识,所涉及到的内容包括冲压件工艺分析、冲压工艺方案的确定、模具结构设计、模具零件的设计、模具标准件的选择、模具材料的选择、压力机的选择、模具制造方法等。
希望通过这次全面的模具设计,对自己将来从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,能使自己掌握模具设计及加工的核心技术,了解周边技术和跟踪前沿技术,为今后的发展打下基础。
第一章冲压工艺分析及模具结构形式的确定
1.1零件图说明
零件如图1.1所示,名称为托板、材料为08F钢、料厚0.5mm,大批量生产。
1.2冲压件工艺分析
1、材料:
08F钢是优质碳素结构钢,含碳量低,塑性好,具有良好的可冲压性能。
2、工件形状结构:
该制件形状简单、对称,是由圆弧和直线构成。
冲裁件内、外形的转角处要尽量避免尖角,为提高模具寿命,建议将所有90°清角改为R1圆角。
3、尺寸精度和表面粗糙度:
零件图上所有尺寸均未标注公差,属于自由尺寸,可按IT14确定工件尺寸公差,普通冲裁均能满足其尺寸精度要求。
查标准公差表(GB/T1800.3-1998)知,当基本尺寸≤1mm时无IT14—IT18,故尺寸R1及R,1按IT13确定,各尺寸公差如图1.2所示:
图1.2
工件表面粗糙度要求为6.3,因料厚仅为0.5mm,故普通冲裁可满足其表面粗糙度要求。
4、结论:
可以冲裁。
1.3冲压工艺方案的确定
此工件包括冲孔、落料两个基本工序,可以有以下三种工艺方案:
方案一:
先落料,后冲孔。
采用单工序模生产。
方案二:
冲孔-落料连续冲裁。
采用连续模生产。
方案三:
落料-冲孔复合冲裁。
采用复合模生产。
方案一模具结构简单,制造容易,但需两道工序两副模具,成本高而生产效率低,难以满足大批量生产要求。
方案二只需一副模具。
生产率较高,但工件的冲压精度稍差,欲保证冲压的形状精度,可在模具上设置导正销导正,其取件及排出废料容易,且生产安全性高。
方案三也只需一副模具,工件的精度及生产效率都较高,但模具结构复杂,制造、安装难度较大,因该工件孔边距较小,致使凸凹模壁厚较小,模具强度较差,在大批量生产情况下易损坏,修复难度大。
若采用正装复合模,则冲孔废料落在下模工作面,清除较麻烦,若采用倒装复合模,则冲压件被顶至模具工作面,必须用手工或机械取出,操作不方便。
根据冲压件性质综合考虑采用方案二。
1.4模具结构形式的确定
1、模具类型的选择
由冲压工艺分析可知,模具类型为冲孔-落料连续模。
2、定位方式的选择
该模具采用的是条料,则控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置。
控制条料的送进步距采用固定挡料销粗定距,导正销精定距。
而条料上第一个冲裁件的冲压则利用始用挡料销初定位。
根据材料较薄的特点,为便于送料和提高材料利用率,采用自右向左的送料方式。
3、卸料、出件方式的选择
因为工件料厚为0.5mm,相对较薄易变形,卸料力也比较小,为保证孔位精度及平面度要求,故采用弹性卸料装置。
又因为是连续模生产,所以采用下出件比较便于操作与提高生产率。
4、导向方式的选择
为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整,该连续模采用滑动导向对角导柱的导向方式。
第二章模具设计计算
2.1排样、计算条料宽度、确定步距及计算材料利用率
1、根据零件形状,查阅参考文献[1]第42页表3-7,两工件间按矩形取搭边值a1=1.8mm,侧边按圆形取搭边值a=1.5mm。
则步距:
S=d+a1=20+1.8=21.8mm
条料宽度:
B-Δ0=(D+2a+Zmin)-Δ0
查参考文献[1]第46页表3-9及3-10得:
导料板与条料之间的最小间隙Zmin=0.5,条料宽度偏差Δ=0.5
则:
B-Δ0=(50+2×1.5+0.5)-0.50=53.5-0.50
画出排样图如图2.1
图2.1
2、材料利用率的计算
一个步距内的材料利用率
η=(A工件/BS)×100%=(825.04/1166.3)×100%=70.74%
查参考文献[4]第一章第11页表2-4板材标准,宜选用600mm×1500mm的钢板,考虑到板材较薄,强度较小,条料过长不利于送料,故采用横裁的方法,每张钢板可剪裁28张条料(53.5mm×600mm),每张条料可冲27个工件,故每张钢板的材料利用率为69.3%。
2.2计算冲裁力
由于冲模采用弹性卸料装置和下出料方式,故总的冲压力为:
F总=F+F推+F卸,F=F1+F2
而式中F1为冲孔时的冲裁力,F2为落料时的冲裁力
(1)、冲孔时的冲裁力
F1=KL1tτ查阅参考文献[2]第534页表21.12,取τ=300MPa,则
F1=1.3×4××3.5×0.5×300=8572.2≈8.6KN
(2)、落料时的冲裁力
F2=KL2tτ=1.3×2×(32-2)+2×(20-2×6-4)+2×6+2×(50-32-2×6-2)+4)×0.5×300=24616.8N≈24.62KN
(3)、计算推料力
F推=nK推F
查参考文献[1]第86页表3-28,取凹模刃口直壁部分高度h=5mm,则n=h/t=5/0.5=10个;查第52页表3-15,得:
K推=0.063
故:
F推=nK推F=10×0.063×(24.62+8.6)=20.9286KN
(4)、计算卸料力
F卸=K卸F,查文献[1]第52页表3-15,K卸=0.045~0.055,取K卸=0.05,则F卸=0.05×(24.62+8.6)=1.661KN
F总=F+F推+F卸=(24.62+8.6)+20.9286+1.661=55.8096KN≈56KN
2.3确定压力中心
根据图2.2分析,因为工件图形对称,故冲孔时F1的压力中心在O1上;落料时F2压力中心在O2上。
图2.2
设冲模压力中心离O2的距离为X,根据力矩平衡得:
F2X=(21.8-X)F1X=5.64mm
2.4冲模刃口尺寸及公差的计算
查参考文献[1]第33页表3-4,得Zmax=0.060mm,Zmin=0.040mm,根据工件内外形特点,采用配作法加工凸、凹模。
冲孔部分:
(1)、冲孔时,凸模磨损后变小的尺寸:
B1,查参考文献[1]第34页表3-5,得X1=0.5,则:
B1T=(3.5+0.5×0.3)0-0.25×0.3=3.650.0750
(2)、在冲孔过程中不变的尺寸是C,CT=10±0.25×0.215=10±0.054
凹模尺寸按凸模实际刃口尺寸配置,保证凸、凹模合理间隙值满足:
0.040mm≤Z≤0.060mm
落料部分:
(1)、落料时,凹模磨损后变大的尺寸:
A1,A2,A3,A4,R1,查参考文献[1]表3-5得:
X,1=X,2=X,3=X,4,X,5=0.75,则:
A1A=(50-0.5×0.62)+0.25×0.620=49.69+0.1550mm
A2A=(12-0.5×0.43)+0.25×0.430=11.785+0.10750mm
A3A=(20-0.5×0.52)+0.25×0.520=19.74+0.130mm
A4A=(32-0.5×0.62)+0.25×0.620=31.69+0.1550mm
R1A=(1-0.75×0.14)+0.25×0.140=0.895+0.0350mm
为保证圆弧R6与尺寸12相切,故R6直接取A2A的一半,即R6=R5.8925+0.053750
(2)、凹模磨损后变小的尺寸:
R,1
R,1=(1+0.75×0.14)0-0.25×0.14=1.1050-0.035
凸模尺寸按凹模实际刃口尺寸配置,保证凸、凹模合理间隙值满足:
0.040mm≤Z≤0.060mm
2.5确定各主要零件结构尺寸
2.5.1凹模外形尺寸的确定
凹模厚度的确定:
H=kb,其中b=50,查参考文献[1]第88页表3-19,取k=0.40,则:
H凹=20mm
凹模壁厚c=(1.5~2)H=30~40,取c=35
故B凹=b+2c=50+2×35=120mm,L凹=S+d+2c=21.8+20+2×35=111.8mm
据参考文献[4]第3章第12页表15.1,根据凹模周边尺寸及考虑模具采用自右向左的送料方式,初步选定滑动导向模架,对角导柱125×125×140~170IGB/T2851-2008。
其技术参数为:
上模座:
L×B×t=125×125×35
下模座:
L×B×t=125125×45
导柱:
dL=22130(左)
dL=25130(右)
导套:
dLh=226523(左)
dLh=256523(右)
故取凹模尺寸为123×125×20,结构尺寸如图MS-H-1所示。
2.5.2导料板的设计
由于采用自右向左的送料方式,故导料板设在后侧。
根据需要采用一块导料板导向。
参阅参考文献[1]第92页表3-21及图3-58确定导料板厚度及其结构尺寸。
则:
H导=6mm,结构尺寸如图MS-H-2所示。
2.5.3挡料销的设计
模具中采用始用挡料销和固定挡料销配合使用。
始用挡料销具体结构及尺寸如图MS-H-5,项B。
固定挡料销:
参阅参考文献[3]第298页表7.44,采用A12×6×3GB2866.11-18固定挡料销。
具体结构及尺寸如图MS-H-5,项C。
2.5.4卸料板的结构及尺寸确定
模具采用弹性卸料装置,取卸料板厚度H卸=20mm,平面尺寸与凹模相同,则其凸台高度H凸台=H导-(0.1~0.3)t=6-(0.1~0.3)×0.5,取H凸台=5.9mm,
据参考文献[1]第104页表3-25,得卸料板与凸模单边间隙值Z,=0.05。
具体结构及尺寸如图MS-H-3。
2.5.5弹簧的选用和计算
考虑到工件为大批量生产,且橡胶的稳定性受外界环境的影响较大,故采用弹簧。
根据卸料力及模具安装弹簧的空间大小,选定弹簧数量为n=6,则:
F0=F卸/n=1661/6=276.9N
据参考文献[3]第312页表7-57,选弹簧规格为4.5×32×45,具体参数为:
D2=32mm,d=4.5,t=10.3,Fj=647N,Hj=18.1mm,n=3.5
弹簧预压缩量△H0=F0×Hj/Fj=415.25×18.1/647=11.62mm
弹簧总压缩量△H=△H0+△H1+△H2=11.62+1.5+4=17.12mm<18.1mm
故所选弹簧符合要求。
2.5.6凸模固定板的设计
H固=(0.6~0.8)H凹,取H固=0.8H凹=06mm
固定板上的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6,凸模压装后于固定板一起磨平。
固定板上下表面应磨平,并与凸模安装孔的轴线垂直,固定板基面和压装的配合面的表面粗糙度Ra=1.6~0.8µm,固定板采用Q235-A制造。
其具体结构及尺寸如图MS-H-6。
2.5.7垫板
因为P=Fz/A=(F+F推)/0.25∏/64=(33220+20928.6)/0.25∏/64=1078MPa,大于模座材料的许用压应力,故需加垫板,垫板采用45钢制造,取H垫=10mm,具体结构及尺寸如图MS-H-7。
2.5.8导正销的设计
模具中采用两个导正销,据参考文献[1]第100页表3-22,a=0.04mm,
D导=B1T-a=3.65-0.04=3.61mm
h=(0.5~0.8)t,取h=0.8t=0.4mm
导正销具体结构及尺寸如图所示MS-H-4,项B。
2.5.9凸模长度L凸模的确定
L凸模=H固+H卸+t+H增加长度
其中H增加长度包含凸模刃磨量及卸料板行程,取15mm,
卸料板厚H卸=20mm
凸模固定板厚板厚H固=18mm
则L凸模=16+20+0.5+15=51.5mm
冲孔凸模和落料凸模具体结构及尺寸分别如图MS-H-5,项D和MS-H-4,项A。
2.5.10卸料螺钉的选用
根据模具结构选定卸料螺钉为10×40GB2867.6-81。
2.6模架数据校核、压力机及模柄的选用
模具的闭合高度:
H闭=H上模+H垫+L凸模+H凹模+H下模-h
其中h为凸模进入凹模的长度,取2mm,故
H闭=(35+10+51.5+20+45-2)mm=159.5mm,140 (1)、由模具闭合高度及冲压力数据,据参考文献[3]第256页表7.10,选择压力机为开式双柱可倾压力机J23—10,压力机参数如下: 公称压力: 100KN 滑块行程: 45mm 最大闭合高度: 180mm 连杆调节量: 60mm 工作台尺寸(前后mm×左右mm): 240×370 模柄孔尺寸(直径mm×深度mm): Ф30×55 封闭高度调节量: 35mm 最大倾斜角度: 35° (2)、因压力机模柄孔为Ф30×55,根据参考文献[3]第288页表7.37选定模柄为: A30×78GB2826.1-81Q235-A。 第三章绘制非标准零件图、模具装配总图 见图纸 第四章模具零件加工工艺 4.1冲孔凸模加工工艺过程,如表4.1所示 表4.1冲孔凸模加工工艺过程 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 备料φ12mm×57mm 2 热处理 退火 3 车外圆 车外圆达配合尺寸 车床 4 车工作尺寸 车工作尺寸达要求 车床 5 倒圆角 倒圆角达要求 车床 6 热处理 淬火,回火,保证HRC55~60 7 磨外圆 磨外圆表面达要求 外圆磨床 8 钳工 精研刃口尺寸至要求 9 检验 4.2凹模加工工艺过程,如表4.2所示 表4.2凹模加工工艺过程 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 将毛坯锻成131mm×131mm×26mm 2 热处理 退火 3 铣 铣六面,厚度留单边磨量0.2~0.3mm 铣床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直 平面磨床 5 钳工划线 划各型孔,螺孔,销孔位置 6 钳工 钻4×φ10销底孔φ9.8(2个与下模座配铰,2个与导料板配铰),钻攻7×M10及2×M6 钻床 7 热处理 淬火,回火,保证HRC58~62 8 打穿线孔 打φ1穿线孔 电火花打孔机 9 线切割 按图切割各型孔,留0.005~0.01单边研量(冲孔凹模刃口尺寸按冲孔凸模实际尺寸配作) 线切割机床 工序号 工序名称 工序内容 设备 10 平磨 磨厚度及基面达到要求 平面磨床 11 钳工 腐蚀刃口漏料部分 12 钳工 研光各型孔达要求 13 检验 4.3落料凸模加工工艺过程,如表4.3 表4.3落料凸模加工工艺过程 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 将毛坯锻成56mm×32mm×57mm 2 热处理 退火 3 铣 铣六面,厚度留单边磨量0.2~0.3mm 铣床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直 平面磨床 5 钳工 划孔位置尺寸 6 热处理 淬火,回火,保证HRC55~60 7 打穿线孔 打φ1穿线孔 电火花打孔机 8 线切割 根据加工好的凹模,配作落料凸模达要求,加工导正销安装孔 9 钳工 磨各配合面达要求 10 检验 4.4固定挡料销加工工艺过程表,如表4.4所示 表4.4固定挡料销加工工艺过程 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 备料φ16mm×18mm 2 热处理 退火 3 车外圆 车外圆达配合尺寸 车床 4 车工作尺寸 车工作尺寸达要求 车床 5 倒角 倒角达要求 车床 6 热处理 保证HRC30~35 7 磨外圆 磨外圆表面达要求 外圆磨床 8 钳工 精研配合面尺寸至要求 9 检验 4.5卸料板加工工艺过程,如表4.5所示 表4.5卸料板加工工艺过程 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 将毛坯锻成131mm×131mm×26mm 2 热处理 退火 3 铣 铣六面,厚度留单边磨量0.2~0.3mm 铣床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直 平面磨床 5 钳工 划各型孔,螺孔,销孔位置 6 打穿线孔 打φ1穿线孔 电火花打孔机 7 钳工 钻攻6×M8 钻床 9 线切割 按图切割各型孔,保证双面间隙0.5mm 线切割机床 8 铣 铣弹簧安装沉孔φ27×2,铣冲孔凸模让位孔 立铣机床 9 平磨 磨厚度及基面见光 平面磨床 10 钳工 研光各型孔达要求 11 检验 4.6凸模固定板加工工艺过程,如表4.6所示 表4.6凸模固定板加工工艺过程 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 将毛坯锻成131mm×131mm×22mm 2 热处理 退火 3 铣 铣六面,厚度留单边磨量0.2~0.3mm 铣床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直 平面磨床 5 钳工 划各型孔,螺孔,销孔位置 7 钳工 钻2×φ8销底孔φ7.8(与下模座配铰),钻攻4×M10,钻弹簧安装过孔φ27 钻床 6 线切割 按图切割各型孔,保证配合尺寸达要求 线切割机床 9 平磨 磨厚度及基面见光 平面磨床 10 铣 铣凸模尾端凸台沉孔 立铣机床 11 钳工 研光各型孔达要求 12 检验 4.7上模座加工工艺过程,如表4.7所示 表4.7上模座加工工艺过程 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 取标准上模座 2 热处理 退火 4 平磨 平磨上下平面达要求 平面磨床 5 钳工 划螺孔,销孔,模柄孔位置 6 线切割 按图切割各型孔,保证配合尺寸 线切割机床 7 铣 铣模柄尾端凸台沉孔 立铣机床 8 钳工 钻铰2×φ10 (与凸模固定板配铰),钻攻4×M12,配钻铰模柄防转销孔φ10 ,钻卸料螺钉沉孔φ16 钻床 9 钳工 研光各型孔达要求 10 检验 4.8下模座加工工艺过程,如表4.8所示 表4.8下模座加工工艺过程 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 取标准上模座 2 热处理 退火 4 平磨 平磨上下平面达要求 平面磨床 5 钳工 划螺孔,销孔位置,划漏料孔轮廓线 6 线切割 按图切割各型孔 线切割机床 7 钳工 钻铰2×φ10 (与凹模配铰),钻φ17沉孔 钻床 8 钳工 研光各型孔达要求 9 检验 4.9导料板加工工艺过程,如表4.9所示 表4.9导料板加工工艺过程 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 将毛坯锻成131mm×42mm×10mm 2 热处理 退火 3 钳工 划螺孔,销孔位置 4 钳工 钻铰2×φ10 (与凹模配铰),钻φ7螺钉过孔 钻床 工序号 工序名称 工序内容 设备 5 线切割 按图切割与始用挡料销的配合处 线切割机床 6 钳工 按图加工与始用挡料销的配合处达要求 7 检验 4.10始用挡料销加工工艺过程,如表4.10所示 表4.10始用挡料销加工工艺过程 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 备料65mm×18mm×10mm 2 热处理 退火 3 铣 铣六面,厚度留单边磨量0.2~0.3mm 铣床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直 平面磨床 8 线切割 根据图纸要求加工 线切割机床 9 钳工 研磨各配合面达要求 10 检验 4.11导正销加工工艺过程,如表4.11所示 表4.11导正销加工工艺过程 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 备料φ12mm×57mm 2 热处理 退火 3 车外圆 车外圆达配合尺寸 车床 4 车工作尺寸 车工作尺寸达要求 车床 5 倒圆角 倒圆角达要求 车床 6 热处理 保证HRC48~52 7 磨外圆 磨外圆表面达要求 外圆磨床 8 钳工 精研配合及工作尺寸至要求 9 检验 第五章模具的装配 根据级进模装配要点,选凹模作为装配基准件,先装下模,再装上模,并调整间隙、试冲、返修。 具体装配见表5.1所示。 表5.1 工序号 工序名称 工艺说明 1 凸凹模预配 装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模的型孔,是否符合图纸要求;将凸模分别与相应的凹模孔相配,检查其间隙是否加工均匀,不合适的应重新修磨或更换。 2 凸模及导正销的装配 以凹模孔定位,将各凸模分别压入凸模固定板的型孔中,将导正销压入落料凸模上的安装孔中,确保其配合紧密 3 装配下模 在下模座上划中心线,按中心预装凹模、导料板;在下模座、导料板上,用加工好的凹模分别确定其螺孔及销孔的位置,并分别钻孔、攻丝及配铰;将下模座、凹模、导料板、固定挡料销、始用挡料销装在一起,并用螺钉紧固,打入销钉 4 装配上模 在已装好的下模上放等高的垫铁,再在凹模中放0.05mm的铜皮,然后将凸模与固定板组合装入凹模,注意凸模进入凹模的长度为1~2mm;预装上模座,划出与凸模固定板相应的螺孔、销孔位置,并钻孔;用螺钉将固定板组合、垫板、上模座装在一起,但不要拧紧;调整凸凹模间隙至合适后拧紧螺钉,切纸检查合格后,将固定板及上模座对应销孔配钻、配铰,并打入销钉;将卸料板套装在已装入固定板的凸模上,装入弹簧和卸料螺钉,并调节弹簧的预压量,使卸料板下表面突出凸模约1mm, 5 试模与调整 装模试冲并根据试冲结果作相应调整 总结 毕业设计串起了所学专业知识,也融汇了最澎湃的学习热情。 通过对0.5mm厚托板冲裁模的设计,进一步地了解了冲压模具的结构及各零部件的设计原则和设计要点,熟悉了冲压模具设计的一般程序。 冲压模具设计首先要对成形制品进行工艺分析,了解制品的使用目的、外形及装配要求,以便从排样、冲压方案等角度考虑到冲压成形工艺的可行性和经济性,模具的结构设计要求经济合理。 认真掌握各冲压模具设计的普遍规律,尽量采用标准化零件,可以缩短模具设计周期,提高模具设计的水平。 参考文献 [1]魏春
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 模具 毕业设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)