毕业设计论文硅钢片的模具设计Word文件下载.docx
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课程设计任务书
一、本课程设计的目的
1.学会具体运用《冲压工艺及模具设计》课程内容;
2.了解并掌握冲压模具设计的一般程序;
3.能够熟练的运用有关技术资料,掌握冲压工艺计算方法;
4.能根据工件特点选择合适的冲压模具结构;
5.训练设计冷冲压模具的能力,为以后的工作打下初步的基础。
二、本课程设计的任务及要求
根据所设计工件的尺寸、形状、批量等原始数据和要求,每个人独立设计,电脑绘制完成一套冲压模具。
具体包括:
1.模具装配图一张;
2.非标准模具零件图各一张;
3.设计说明书1份。
三、设计说明书内容要求
设计说明书中应文图并茂,应包括:
必要的分析,设计、计算及其依据出处、结构设计示意图等。
具体要求如下:
1.设计依据、原始数据;
2.冲压加工工艺性分析;
3.冲压工艺计算;
4.冲压工艺方案比较;
5.模具结构设计计算;
6.工艺力、零件强度较核等设计计算;
7.设备选择计算。
前言
冷冲压模具设计是在我们模具设计专业与制造专业学生在学完基础理论课、技术基础课以及大部分专业课的基础上,所设置的一个重要的实践性教学环节,这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练。
其目的是:
1、综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识,进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练,从而培养和提高学生独立工作的能力。
2、巩固与扩充“冲压工艺与模具设计”等课程所学的内容,掌握冷冲压模具设计的方案和部骤。
3、掌握冷冲压模具设计的基础技能,如计算、绘画、查阅设计资料和手册,熟悉标准和规范等。
但由于我们能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指教。
第一部分:
设计题目
模具名称:
冲裁模
工件名称:
硅钢片
生产批量:
大批量
所用材料:
D21硅钢片厚度0.5mm
工件简图:
设计要求:
(1)对模具:
a)必须保证操作安全、方便。
b)便于搬运、安装、紧固到冲床上方便、可靠
c)生产批量为大批量生产。
(2)对图纸:
a)模具装配图一张
b)非标模具零件图各一张
(3)对说明书:
a)说明书一份
b)计算过程详细、完全。
c)内容条理清楚,按步骤书写。
d)资料数据充分,并表明数据出处。
第二部分冲裁工艺分析及方案确定
一、零件的工艺分析
工件图由上图可知,零件尺寸公差无特殊要求,按IT14级选取,利用普通冲裁方式可达到图样要求。
由于好该件外形简单,形状规则,适于冲裁加工。
材料为D21硅钢板,бb=225MPa
二、确定工艺方案
该零件包括落料、冲孔两个基本工序,可以采用以下三种工艺方案:
①先落料,再冲孔,采用单工序模生产.
②落料一冲孔复合冲压,采用复合模生产.
③冲孔一落料连续冲压,采用级进模生产.
方案①模具结构简单,但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工,生产效率较低,难以满足零件大批量生产的需求.由于零件结构简单,为提高生产效率,主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。
方案②只需要一套模具,冲压件的形位精度和尺寸易于保证,且生产效率也高。
尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难。
方案③也只需要一套模具,生产效率也很高,但零件的冲压精度较复合模的低。
从生产效率来看,此冲裁件精度要求并不高,所以为了提高生产率,通过以上三种方案的分析比较,对该见冲压生产以采用放案③为佳。
综上所述:
采用第三种方案进行冲制该冲裁件。
三、排样设计
查《冲压工艺与模具设计》表2-11,确定搭边值:
两工件间的搭边:
a=1.0m;
工件边缘搭边:
a1=1.5m;
步距为:
S=23.8+a=(23.8+1.2)=25mm
条料宽度
确定后排样图如图2所示.
第三部分主要工艺参数计算
一、冲裁力的计算
完成本制件所需的冲压力由冲裁力、卸料力及推料力组成
(1)冲裁力F
(N)的计算公式:
F
=KLt
或F
=Lt
式中K——系数,K=1.3
L——冲裁周边长度(mm)
——材料的抗剪强度(MPa)
——材料的抗拉强度(MPa)
t——材料厚度(mm)
由《冷冲压模具设计指导》表8-1查得:
=225Mpa
L1=3×
3.14×
2.5+2×
3=13.5×
3.14=42.39mm
L2=49.5-32+11+[(32-11)/2-2]×
2+(49.5-10)+(23.8-5)×
2+
(23.8-7-1)×
4+4×
2×
1×
1/4+2×
5×
1/4
=207.78mm
冲孔力F1=225×
0.5×
42.39N=4768.875N
切断力F2=225×
207.78N=23375.25N
(2)卸料力的计算:
F卸=(F1+F2)K卸
查《冷冲压模具设计指导》表2--20得:
K卸=0.05
所以F卸=(4768.875+23375.25)×
0.05N=1407.20625N
(3)推料力的计算:
冲孔部分推料力:
F推1=nK推F1
n—卡在凹模直壁洞口内的制件(或废料)件数,一般卡2~5件,取n=2。
K推==0.05,故
F推1==4768.875×
0.05×
2N=476.8875N
切断部分推件力:
F推2=nK推F2=2×
23375.25N=2337.525N
(4)压力机的公称压力:
F总=F1+F2+F卸+F推1+F推2=4768.875N+23375.25N+1407.20625N
+476.8875N+2337.525N=34347.74375N≈34KN
二、模具压力中心的确定
模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。
为了确保压力机和模具正常工作,应使冲模的压力中心与压力机滑快的中心相重合。
否则,会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨间产生过大的磨损,模具导向零件加速磨损,减低模具和压力机的使用寿命。
冲模的压力中心,的按下述原则确定:
(1)对称形状的单个冲裁件,冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。
(2)工件形状相同且分布位置对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
(3)形状复杂的零件,多孔冲模,级进模的压力中心可用解析法求出冲模压力中心。
压力中心计算见下图:
由于工件y方向对称,
计算时,忽略边缘4-R1和2-R5
第四部分冲裁模主要零部件的结构设计与选择
一、凸、凹模间隙值的确定
根据《冷冲压模具设计与指导》表2---8可查得:
工件材料为D21硅钢板,属于硬钢,厚度1mm,可知冲裁模初始双边间隙Zmax=0.045mm,Zmin=0.035mm.
二、计算各主要零件的尺寸
(1)计算凸凹模尺寸
查公差表知,此冲裁件所有公差都是IT14级。
落料:
对于尺寸49.5:
;
对于尺寸23.8:
对于尺寸8.75:
对于尺寸10.5:
对于尺寸16.8:
换算到凸模上,因尺寸精度与端面质量要求不高,故采用大间隙冲裁,查《冲压工艺与模具设计》表2-5.
对于尺寸8.75:
冲孔:
对于φ2.5的孔:
对于φ3的孔:
;
确定凹模的外形尺寸
查《冲压工艺与模具设计》表2-20
B=(49.5+2×
28)mm=105.5mm
L=(24.8+23.8+1+28×
2)=104.6mm;
查《冲压工艺与模具设计》表2-18,凹模洞口高度h=7mm,挡料销采用国际GB2866.1-1981,挡料销A12X6X3,则挡料销孔到落料凹模中心距离为:
S1=(24.8-23.4/2+12/2)=19.1mm:
查GB2872.1,将凹模的外形尺寸确定为:
125mm×
16mm
导料板、凹模、下模用螺钉、销直接紧固在一起。
(2)卸料板的设计
卸料凸台宽度B1为:
B1=B-(1~2)mm=51.9-1=50.9mm
式子中的B指的是条料的宽度。
由于卸料板主要作用是卸料,为了确保冲压时条料开始送进时卸料的倾斜而影响小凸模的稳定性,一般是卸料板的两个肩压在导料板。
导料板的设计见图纸。
(3)凸模固定板的确定。
根据凹模换算的尺寸,以及定位零件的约束,画出零件图,见图纸。
(4)上下模座的确定,及导柱间距的计算。
首先根据凹模周界尺寸确定导柱直径的大小。
标准导柱直径为16mm~~60mm,凹模周界尺寸越大,则导柱直径就越大。
本模具因尺寸不是很大,故选用18mm和20mm的导柱,查GB2861.7-1981知道导套外径分别为28mm和32mm,现确定上下模座两导套之间的距离S:
S=L+D+(510)mm
=125mm+32mm+8mm=165mm;
式子中L---凹模长度尺寸;
D----大导套直径;
为了保证导套压入上模时,上模座有足够的强度和刚性而不变形,上模座除应有足够的厚度外,上模座导套边缘离上模座的外形距离一般为10~~20mm。
所以上模座长度L为:
L=165mm+32mm+28mm=225mm;
由于上模座尺寸不大,中间除螺钉、销孔外,还有大的卸料螺钉通孔。
为了保证上模座有足够的强度,采用铆接模柄。
上模座宽度一般大于凹模固定板,最小等于凹模宽度,现取140mm,厚度取30mm,上模座见零件图。
下模座见零件图。
(5)凸模的确定。
凸模的总长L,
L=16mm+20mm+13+(2~3)mm=52mm;
式子中16mm是指卸料板的厚度,20mm是指橡胶的厚度,13mm是指凸模固定板的厚度,2~3mm是指凸模穿过卸料板的自由尺寸。
(6)冲模闭合高度。
此模具闭合高度为上模座厚度,垫板厚度,凸模长度,凹模厚度,下模座厚度之和减去(0.5~1)mm,因此闭合高度H为:
H=30mm+6mm+52mm+16mm+35mm-1mm=138mm;
(7)压力机的选择。
根据总冲压力F总=34KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,查《冲压工艺与模具设计》表1-4得:
用J23-16开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块。
其主要工艺参数如下:
公称压力:
160KN
滑块行程:
55mm
行程次数:
120次∕分
最大闭合高度:
220mm
连杆调节长度:
45mm
工作台尺寸(前后×
左右):
450mm×
300mm
工作台垫厚:
40mm
模柄孔尺寸:
30×
50mm
(8)压力机有关参数的校核。
导柱选用B18h6X100GB2861.3——1981
B20h6X100GB2861.3——1981
导套选用B18H7X65X23GB2861.3——1981
B20H7X65X23GB2861.3——1981
根据所选用的J23—16压力机,按公式进行校核;
(Hmax-H1)-5mm>
H>
(Hmin-H1)+(5~10)mm
(220-40)mm-5mm>
135mm>
(165mm-40mm)+5mm
最小装模高度为165mm,大于模具的闭合高度135mm,所以可以用J23—16进行冲制零件。
第五部分设计体会和参考文献
一、设计体会
这次课程设计历时二个星期,通过这两个星期的学习,发现了自己的很多不足,自己知识的很多漏洞,看到了自己的实践经验还是比较缺乏,理论联系实际的能力还急需提高。
这次的课程设计也让我看到了团队的力量,我认为我们的工作是一个团队的工作,团队需要个人,个人也离不开团队,必须发扬团结协作的精神。
刚开始的时候,我们三个就分配任务,大家有的绘制原理图,有的积极查询相关资料,并且经常聚在一起讨论各个方案的可行性。
在课程设计中只有一个人知道原理是远远不够的,必须让每个人都知道,否则一个人的错误,就有可能导致整个工作失败。
团结协作是我们成功的一项非常重要的保证。
而这次设计也正好锻炼我们这一点,这也是非常宝贵的。
生活就是这样,汗水预示着结果也见证着收获。
劳动是人类生存生活永恒不变的话题。
虽然这只是一次的极简单的课程制作,可是平心而论,也耗费了我们不少的心血。
通过这次课程设计,我想说:
为完成这次课程设计我们确实很辛苦,但苦中仍有乐,和团队人员的合作,让我们有说有笑,相互帮助,配合默契,多少人间欢乐在这里洒下,大学里一年的相处还赶不上这几天的实习,我感觉我和同学们之间的距离更加近了。
对我而言,知识上的收获重要,精神上的丰收更加可喜。
让我知道了学无止境的道理。
我们每一个人永远不能满足于现有的成就,人生就像在爬山,一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。
挫折是一份财富,经历是一份拥有。
这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆!
二、参考文献
1.郑展主编.冲压工艺与模具设计.北京:
机械工业出版社,2008
2.王芳主编.冷冲压模具设计指导.北京:
3.杨占尧主编.冲压模具图册.北京:
高等教育出版社,2008
4.范有发主编.冲压与塑料成型设备.北京:
机械工业出版社.2008
5.金大鹰主编.机械制图.北京:
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