冲模课程设计讲解.docx
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冲模课程设计讲解.docx
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冲模课程设计讲解
沈阳工程学院
课程设计
设计题目:
冲压模具设计
系别机械学院班级装备本121
学生姓名赵婷婷学号2012525102
指导教师尹晓伟职称副教授
起止日期:
2015年12月14日起——至2015年12月18日止
沈阳工程学院
冲压模具设计课程设计成绩评定表
系(部):
机械学院班级:
装备本121学生姓名:
赵婷婷
指导教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料;能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
5
4
3
2
工作能力
态度
工作态度认真,遵守纪律,出勤情况是否良好,能够独立完成设计工作,
0.2
5
4
3
2
工作量
按期圆满完成规定的设计任务,工作量饱满,难度适宜。
0.2
5
4
3
2
说明书的质量
说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,图表完备,书写工整规范。
0.5
5
4
3
2
指导教师评审成绩
(加权分合计乘以12)
分
加权分合计
指导教师签名:
年月日
评阅教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性;有综合归纳资料的能力
0.2
5
4
3
2
工作量
工作量饱满,难度适中。
0.5
5
4
3
2
说明书的质量
说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,图表完备,书写工整规范。
0.3
5
4
3
2
评阅教师评审成绩
(加权分合计乘以8)
分
加权分合计
评阅教师签名:
年月日
课程设计总评成绩
分
项目设计任务书
组别:
6
一.设计(论文)的原始资料及依据
零件名称:
垫片
生产批量:
大批量
材料:
Q235
厚度:
t=1.5mm
二.设计(论文)主要内容及要求
设计具有典型结构的复合模具,要求学生独立完成模具装配图一张,工作零件不少于2张,零件加工工艺过程卡片一张,设计计算说明书一份。
三.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求
(一))撰写课程设计说明书1份,字数不少于5000字。
内容:
1.封面、目录
2.任务书及产品图
3.制件的公艺性分析
4.冲压工艺方案的制定
5.模具结构形式的论证及确定
6.排样图设计及材料利用率的计算
7.模具工作零件刃口尺寸及公差的计算
8.工序压力计算及压力中心确定
9.冲压设备的选择及校核
10.模具零件的选用、设计及必要的计算
11.其它需要说明的问题和发展方向等
12.设计心得
13.附主要参考资料(文献)。
14.附零件工艺卡片1张。
(二)设计冲压模具装配图1张,凸、凹模零件图2张。
四.时间进度安排;
顺序
阶段日期(天)
计划完成内容
备注
1
1
分析冲压零件工艺性,确定冲压工艺方案。
2
2
确定毛坯形状、尺寸和下料方式。
确定冲压模具类型及结构形式。
进行工艺计算。
3
3
绘制模具总装图及零件图。
4
4
编写设计说明书
5
5
答辩
1、零件工艺性分析1
二、冲压工艺方案确定1
三、模具结构形式的确定2
四、排料2
五、冲压模具参数计算6
六、冲裁模主要零部件设计与选用8
七、模具的使用及维护13
结束语14
参考文献15
一、零件工艺性分析
1.1形状结构、尺寸大小
制件结构简单、形状对称,无细长的悬臂和狭槽,孔与孔边的距离为15mm,满足最小壁厚的要求,制件最大尺寸为56mm,属于中小型零件,最小尺寸为,不小于冲孔的最小孔径(0.1t),所以该制作尺寸设计合理,满足工艺要求。
1.2尺寸精度、表面粗糙度、位置精度
制件顶部宽为56mm,左端半圆为R15mm,右端上部分的宽为10mm,长为15mm,孔为,其中未注公差属于自由尺寸,所有尺寸精度不高于IT14级,利用普通冲裁可以保证精度要求。
零件表面粗糙度无特殊要求,位置精度要求不高(按未注公差处理),普通冲裁可以满足要求。
1.3冲裁件的材料性能
材料为Q235,其塑性好,抗拉强度适中,具有良好的冲裁性能
1.4冲压加工的经济性分析
大批量生产该制件,分摊到每个制件的模具成本较低,而且用冲压加工的方法可以保证产品质量的稳定、材料利用率高、操作简单、生产率高等优点。
结论:
通过以上工艺分析,此制件适合冲裁。
二、冲压工艺方案确定
该制件包括落料和冲孔两道工序,可以有以下三种方案:
方案一:
先落料后冲孔,采用单工序模生产。
方案二:
先冲孔后落料,采用单工序模生产。
方案三:
冲孔——落料连续冲压,采用级进模生产。
方案四:
冲孔——落料复合冲压,采用复合模生产。
方案一、方案二模具结构简单,但因该零件有落料、冲孔两道工序,需要两套模具,且需要进行两次定位,带来定位累计误差,导致孔的位置精度不高,而且生产效率低,不适合大批量生产,方案二比方案一更难定位。
方案三只需要一套模具,生产效率高,而且能够实现自动化送料,但零件的冲压精度稍差,欲要保证冲压位置精度,需要在模具上设置导正销。
方案四也只需一套模具,生产效率也很高,虽然模具的结构复杂,但冲压件精度容易得到保证,而且该制件的几何形状简单对称,模具制造并不十分困难。
通过以上四种方案的分析可看出,用级进模和复合模都能生产,但由于该制件形状精度要求较高,故可优先采用方案四生产。
查表4-1知,倒装复合膜的凸凹模最小壁厚为3.8,而零件要求为2.73,最小壁厚不能满足倒装复合模的条件。
该尺寸(2.73)大于1.5倍板厚(1.5*1.5=2.25),满足正装复合模的要求,因此为保证凸凹模强度,选择使用正装复合膜生产。
结论:
采用正装复合膜。
3、模具结构形式的确定
1)操作方式的选择
选择手工送料的方式。
2)定位方式的选择
采用两个导料销送料方向的控制,采用一个挡料销控制送料距离(35。
3)卸料方式的选择
卸料方式主要有刚性卸料和弹性卸料,其中弹性卸料装置在工作过程中还兼起压料作用。
该冲裁件板厚1.5mm使用弹性卸料更有利于保证冲裁件平面度。
正装复合模工作时凹模内不能留有制件,必须在冲裁每次过程中进行出料。
同时,在冲裁过程中,凸凹模中还有冲孔后的废料,使用刚性卸料机构打出。
四、排样
4.1排样
排样的是否合理,将直接影响到材料利用率、冲件质量、生产效率、冲模结构与寿命,因此排样在冲压件的前期准备工作中十分重要。
排样可分为以下3种:
1有废料排样;
2少废料排样;
3无废料排样。
对于3种排样的分析:
有废料排样对冲压件的尺寸有保证,冲出的产品质量较好,而且模具寿命较高,但它的材料利用率较低,增高了产品的生产成本,用于形状复杂、尺寸精度要求较高的零件。
少废料排样的材料利用率较高,用于形状简单、尺寸精度要求不高的零件。
无废料排样用于形状结构简单、尺寸精度要求不高的零件,但不易操作加工。
本托板零件的形状结构简单、尺寸精度要求不高,本应选用无废料排样,但由于无废料排样难以保证零件的尺寸精度,而且无废料排样本身就难以实现,因此本托板的排样方案应选择少废料排样。
4.2材料利用率
材料利用率η=×100%
S为工件的实际面积;
A为步距(相邻两个制件对应点的距离);
B为条料宽度。
4.3条料宽度与搭边、料边的计算
①垫片横排:
图1
根据《冲压工艺与模具设计》48页可知,圆形或圆角r>2t的工件,
a1=1.2a=1.8
②垫片竖排:
图2
根据《冲压工艺与模具设计》48页可知,圆形或圆角r>2t的工件,
a1=1.5a=1.2
4.4条料的宽度B
则=32mm
则=60mm
根据材料利用率公式∶η=×100%
垫片横排材料利用率∶
S=L+a1=56+1.2=57.2mm
η=×100%=76.94%
垫片竖排材料利用率∶
S=L+a1=30+1.5=31.5mm
η=×100%=74.51%
η横>η竖,∴应选垫片横排为最终排样方案。
垫片横排示意图如下∶
图3
4.5压力计算
查表得:
材料的抗拉强度。
查表得:
卸料系数,顶件系数,推料系数。
冲裁力为
卸料力为
顶件力为
推料力
该落料冲孔复合模采用正装结构及弹压卸料和上出件方式。
故总的冲压力为
冲压机确定:
故初选公称压力为200kN的开式双柱可倾J14-20型压力机。
该压力机参数如下:
滑块行程70mm,滑块行程次数60次/min,最大封闭高度220mm,封闭高度调节量60mm,滑块中心线至床身距离160mm,立柱距离220mm,工作台尺寸(前后左右),工作台孔尺寸,模柄孔尺寸(直径深度)。
4.6压力中心的计算
图4
则压力中心为坐标(32,17.81)点上。
五、冲压模具参数计算
5.1模具凸凹模间的间隙
5.1.1间隙对冲压件质量的影响
间隙越大,模具的寿命可以延长,但冲件的质量普遍不高,反之,间隙越小,冲件的质量越高,但模具的寿命会进一步缩短。
因此,在保证冲压件质量的前提下,应选较大的间隙,若采用较小的间隙就必须提高模具的硬度和精度,从而减小模具的粗糙度,减小模具磨损,得以在保证冲压件质量的前提下,延长模具的使用寿命。
5.1.2间隙对冲压工艺的影响
试验表明,冲件的单面间隙在材料厚度的5%~20%范围内时,冲裁力的降低不多,一般不超过冲裁力的5%~10%。
间隙对Fx、Fo的影响较为显著,而当单面间隙增大到材料厚度的15%~25%时,卸料力几乎为零。
5.2冲裁模刃口尺寸的计算
1)冲裁模具刃口尺寸计算三原则
①落料时应以凹模为基准,先确定凹模,再确定凸模。
冲孔时应以凸模为基准,先确定凸模,再确定凹模。
②凹模的刃口尺寸在设计时,其基本尺寸应靠近下限值。
凸模的刃口尺寸在设计时,其基本尺寸应靠近上限值。
③模具的设计精度应比冲件的精度高2~3级。
2)冲裁模具刃口尺寸的计算
A、凹凸模分别加工
B、凹凸模配制加工
本垫片的外形尺寸简单,且为复合模,因此采用凹凸模配制加工。
1该冲裁件中心孔为冲孔件,故应以凸模为基准,对8的圆形冲孔时∶
查表得x=0.75,凸模磨损后的尺寸∶8
所以,
技术要求∶凹模刃口尺寸按凸模实际刃口尺寸配作
保证双面间隙为0.15mm
2由于外形尺寸为落料,以凹模为基准
凹模磨损后扩大的尺寸∶
A1(56)AR(30)
查表得∶x1=0.5,x2=0.5
凹模磨损后不变的尺寸∶
C1(10)C2(15)
查表得∶x1=0.5,x2=0.5
5.3模具闭合高度
由所选设备J14-20可知,
Hm=35+8+16+10+20+10+16+8+40=180mm
它的最大闭合高度为Hmax=220mm,Hmin=160mm
Hmin+10≤Hm≤Hmax-5∴170mm≤Hm≤215mm。
合格
六、冲裁模主要零部件设计与选用
6.1落料凹模
凹模是模具中最主要零件之一,其结构形状和尺寸大小对模具其他零件有很大影响,因此,首先应该确定凹模尺寸。
(1)凹模孔口形式,因为模具出料方式为上顶料,冲裁时凹模内只有一个工件,考虑到制造方便,可以采
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