塑性成型工艺.docx
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铜陵学院课程设计
目录
第1章工艺分析 -1-
1.1设计任务书 -1-
1.2结构形状 -1-
1.3尺寸精度与粗糙度 -1-
1.410钢材料性能 -2-
1.5工序 -2-
第2章生产方案制定 -3-
第3章模具类型与结构形式 -4-
3.1送料方式:
-4-
3.2定位方式 -4-
3.2.1横向定位方式 -4-
3.2.2纵向定位装置 -4-
3.3出料方式 -5-
3.4卸料方式 -5-
3.5推件装置 -5-
3.6导向装置 -5-
第4章工艺计算 -6-
4.1排样设计 -6-
4.1.1.方案一直排式 -6-
4.1.2方案二多排 -9-
4.2压力中心的确定 -10-
4.3冲压力与压力机的选择 -11-
4.3.1冲裁力的计算 -11-
4.3.2压力机的选取 -12-
4.4刃口尺寸的计算 -12-
摘要
本次课程设计对简单的冲裁件的设计。
在次设计中,我们成功的完成了本次课程设计任务。
本次设计过程包括对材料性能的分析、生产方案的制定、模具类型及结构的选择、排样的设计,冲压力的计算及刃口的设计等。
综合运用和巩固冲压工艺及有关课程的基本理论和专业知识,培养我们从事冲压工艺设计的初步能力,为后续毕业设计和实际工作打下良好基础。
学习冲压工艺的一般方法,了解和掌握冲压工艺的设计过程和计算方法,培养正确的设计思想,计算,分析问题和解决问题的能力。
通过本次设计,我们还学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等,培养工艺设计的基本技能。
在设计中培养学生养成认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度,强化质量意识和时间观念,培养良好的职业习惯。
本次设计大致按一下步骤设计:
零件的工艺性分析,生产方案的确定,确定模具类型与结构形式,工艺计算。
冲裁件按照IT14级计算,凹、凸模按照分别加工,冲裁件剪断面的粗糙度可以选择Ra12.5μm。
该冲裁件需要大批量生产且结构简单,故采用级进模自动送料方式生产。
横向定位方式采用挡料板,无侧压装置,纵向定位方式采用固定挡料销、始用挡料销和导正销。
卸料方式采用固定卸料方式,出料方式采用下出料方式,推件装置采用刚性推件装置。
导向方式采用导柱和导套排样方式采用多排方式。
落料凹模刃口尺寸φ33.8125+0.0250mm,凸模φ33.5665-0.0160mm冲孔凸模尺寸φ18.135-0.0450mm,φ4.09-0.0080mm,凹模φ18.318+0.0180mm,φ44.336+0.0120mm,孔心距17±0.0375mm,压力中心坐标(0.179,0),压力机的型号为JH21-25开式固定台压力机。
设计的不足:
多排冲裁时,冲裁完一边时,需要将条料翻转,需要重新定位送进
关键词级进模;凸模;凹模;冲孔;落料
第1章工艺分析
1.1设计任务书
产品:
零件三
批量:
大批量
材料:
10钢
厚度:
2mm
图1-1冲裁零件图
1.2结构形状
该冲裁件为圆环形,结构简单,左右对称,尺寸较小,无悬臂。
因为其上冲孔最小直径为4mm,尺寸较小故采用有导向凸模冲孔。
查表1-1可得4mm>0.35t,孔到边缘的最小距离为2mm=1t。
故适合冲裁。
表1-1有导向凸模冲孔最小尺寸
材料
圆形(直径d)
矩形(孔宽b)
硬钢
0.5t
0,4t
软钢及黄铜
0.35t
0.3t
铝、锌
0.3t
0.28t
1.3尺寸精度与粗糙度
因为此冲裁件结构简单,精度要求不高,故采用经济精度,一般为IT12~IT14。
这里选选IT12级精度,使用普通冲裁即可达到零件图样要求。
粗糙度要求也不高,故选Ra12.5μm较合适。
表1-2公差等级表
查公差表1-2得
Φ4+0.180Φ18+0.180φ34-0.250
1.410钢材料性能
屈服极限σb=335MP屈服强度σs=205MP剪切强度τb=255~333MP
10钢塑性好,韧性很好,易冷热加工成型,正火或冷加工后切削加工性能好。
故适合冲裁。
1.5工序
冲孔、落料
第2章生产方案制定
该工件包括落料、冲孔两个基本工序,可以有三种工艺方案。
方案一:
先冲孔,后落料。
采用单工序模生产。
方案二:
冲孔﹣落料级进冲压。
采用级进模生产。
方案三:
落料﹣冲孔复合冲压。
采用复合模生产。
表2-1单工序模、级进模和复合模的特点比较
项目
单工序模
级进模
复合模
冲压精度
较低
较高IT10~IT13
高IT8~IT11
制件平整程度
一般
不平整,高质量件必须校平
因压料较好,制件平整
冲模制造的难易程度及价格
容易、价格低
简单形状制件的级进模比复合模制造难度低,价格也较低
复杂形状制件的复合模比级进模制造难度低,相对价格低
生产率
较低
最高
高
使用高速自动压力机的可能性
有自动送料装置,可以连冲,但速度不能太高
适用于高速自动压力机
不宜用高速自动压力机
材料要求
条料要求不严格,可用边角料
条料或卷料,要求严格
除用条料外,小件可用边角料,但生产率低
生产安全性
不安全
比较安全
不安全,要有安全装置
综上所述:
由于该冲裁件结构简单,大批量生产,生产精度不算高,故采用方案二,级进模较适合。
第3章模具类型与结构形式
3.1送料方式:
有自动、半自动及手动送料方式三种。
因为冲裁件是大批量生产,要保证生产率和安全性,选用自动送料方式。
又因为级进模生产中材料要求为条料或卷料,辊轴自动送料装置能用于很薄的条、带、卷料的送料,保证材料全长被利用。
故采用辊轴自动送料送料装置。
3.2定位方式
3.2.1横向定位方式
(1)导料板:
在固定卸料式冲模和级进冲裁模中,条料的横向定位使用导料板。
(2)导料销:
在复合冲裁模上,通常采用导料销进行导料
(3)侧压装置:
自动送料的模具不宜采用侧压装置。
由于采用级进模生产,采用自动送料方式,所以横向定位采用导料板定位。
3.2.2纵向定位装置
有固定挡料销、活动挡料销、回带式挡料装置、始用挡料装置、定位板和定位销。
导正销和侧刃定距。
(1)固定挡料销:
主要用在落料模与顺装复合模上。
如果模具为弹性卸料方式,卸料板上要开辟小孔,以防止卸料板与挡料销碰撞。
(2)活动挡料销:
通常安装在倒装落料模或倒装复合模的弹压卸料版上。
(3)回带式挡料装置,每次送料必须用搭边撞击挡料销,因此板料不能太薄,一般不应小于0.8mm且软铝板也不适用
侧刃定距:
对材料利用率较低。
(4)始用挡料装置:
每增加一个工位就需要增加一个始用挡料装置,使操作方便
(5)定位板和定位销:
定位销和定位板一般用于快料,单个毛坯和工序件的定位
所以选固定挡料销、始用挡料装置和导正销。
(6)导正销:
定位精度高,多用于连续模中。
(7)侧刃定距:
侧刃是用来切去条料旁侧少量材料而达到挡料的目的,条料边缘处会出现毛刺。
综上所述,采用固定挡料销作为条料的纵向定位,始用导料装置进行首件定位,导正销来提高精度。
故采用固定挡料销、始用导料装置和导正销。
,
3.3出料方式
下出料。
级进模下出料方式比较安全,适用起来比较方便,便于收集落料件和冲孔废料。
3.4卸料方式
有固定卸料装置,和弹性卸料装置。
固定卸料装置:
卸料力大,卸料可靠。
因此,适合冲裁板料较厚(大于0.5mm)、平面度要求不很高的冲裁件。
弹性卸料装置:
卸料力较小,但它既起卸料作用又起压料作用,所得冲裁件质量较好,平面度较高。
因此,质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁(t<1.5mm)宜采用弹压卸料置。
所以选用固定卸料装置。
3.5推件装置
有刚性和弹性两种。
刚性推件装置:
推件力大,工作可靠,应用十分广泛
弹性推件装置,用于板料较薄且平直度要求较高的冲裁件。
对于该冲裁件,宜选用刚性推件装置。
3.6导向装置
方案一:
导板式导向,导板导向装置分为固定导板和弹压导板两种。
方案二:
导柱导套式导向装置,
(1)采用中间导柱模架,导柱分布在矩形凹模的对称中心线上,两个导柱的直径不同,可避免上模与下模装错而发生啃模事件。
适用于单工序模和工位少的级进模。
(2)采用后侧导柱模架,其优点是工作面敞开,适用大件边缘冲裁,其缺点是刚性与安全性最差,工作不稳定,常用于小型冲模。
(3)采用对角导柱模架,导柱分布在举行凹模的对角线上,既可以横向送料又可以纵向送料。
适用于各种冲裁模使用,特别适用于级进模冲裁模使用。
(4)采用四导柱模架,4个导柱分布在矩形凹模的两对交线上。
模架刚性好,导向非常平稳,但价格较高。
一般用于大型冲模和要求模具刚性与精度很高的精密冲裁模,以及同时要求模具寿命很高的多工位自动级进模。
方案三:
滚珠导向装置,是一种无间隙导向,精度高,寿命长,适用于精密冲裁模、硬质合金模、高速冲模以及其他区精密模具上。
由于生产的冲裁零件使用级进模冲裁,中批量生产,结合模具结构形式和送料方式,为提高模具寿命和工件质量,且该冲裁属于普通冲裁,并考虑经济原则,故选用方案二中的对角导柱的导向方式。
第4章工艺计算
4.1排样设计
根据材料的合理利用情况,条料排样方法可分为:
方案一:
有废料排样
沿冲件外形冲裁,在冲件周边都留有搭边。
冲件尺寸完全由冲模保证,因此冲件寿命高,模具精度高,但材料利用率低。
方案二:
少废料排样
因受剪切条料和定位误差影响,冲件质量差,模具寿命较方案一低,但材料利用较率高,冲模结构简单。
方案三:
无废料排样
冲裁质量和模具寿命更低一些,但材料利用率最高。
通过上述三种方案比较,综合考虑模具的寿命和质量,选用方案一较为合适。
有废料排样样条排样形式有直排式、斜排式、直对式、混合排、多排,冲裁搭边。
考虑到该冲裁件的形状为圆环形,选直排式和多排式较为合理。
4.1.1.方案一直排式
4.1.1.1搭边值确定
图4-1直排示意图
表4-1普通板冲裁时的搭边值
(mm)
材料厚度
圆形
非圆形
往复送料
自动送料
大于
至
a
a1
a
a1
a
a1
a
a1
0
0.5
2.0
1.5
2.5
2.0
3.5
3.0
3.0
2.0
0.5
1
2.0
1.5
2.5
2.0
3.0
2.0
3.0
2.0
1
2
2.0
1.5
2.5
2.0
3.5
3.0
3.0
2.0
2
3
2.5
2.0
3.5
3.0
4.0
3.5
3.0
2.0
3
4
3.0
2.5
4.0
3.5
5.0
4.0
4.0
3.0
4
5
4.0
3.0
5.0
4.0
6.0
5.0
5.0
4.0
5
6
4.5
3.5
5.5
4.5
7.0
6.0
6.0
5.0
查表6-1搭边值a取3.0工件间a1取2
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