垫片零件冲孔模具设计.docx
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垫片零件冲孔模具设计
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专业课程设计说明书
题目:
垫片Ⅱ零件冲孔模具设计
专业:
材料成型及控制工程
班级:
成型08
学生姓名:
张文贤
指导教师:
朱凌云
目录
第1章概论-3-
1.1课程设计的目的、意义-3-
1.2国内模具发展现状-3-
1.3模具工艺发展过程及发展方向-4-
第2章工艺分析及模具结构设计-5-
2.1冲压工艺分析及零件-5-
2.1.1尺寸精度-5-
2.1.2冲裁件断面质量-5-
2.1.3产品材料分析-5-
2.2排样方式的设计-5-
2.2.1排样方式-6-
2.2.2冲压力的计算-6-
第3章零件设计-10-
3.1导柱、导套的设计-10-
3.1.1导柱的设计-10-
3.1.2导套的设计-10-
3.2.2销钉的设计-11-
3.3挡料销的设计-11-
3.4导料销的设计-11-
3.5模柄的设计-12-
第4章垫片Ⅱ冲孔模具装配图-13-
4.1主视图-13-
4.2俯视图-13-
参考文献-14-
第1章概论
1.1课程设计的目的、意义
该课程设计是对垫片Ⅱ零件冲孔模具的设计,通过本次课程设计,对所学知识的综合应用能力进行了强有力的检验:
1.培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风。
2.培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能,提高解决实际问题的能力,从而达到巩固、深化所学的知识与技能。
3.培养学生调查研究,收集资料,熟悉有关技术文件,运用国家标准、手册、资料等工具书进行模具相关设计计算的能力、编写技术文件等独立工作能力。
4.培养学生熟悉工厂设计流程,为从事相关工作奠定基础。
同时本人的自学能力与解决实际问题的能力得到锻炼与提高。
1.2国内模具发展现状
模具是大批量生产同形产品的工具,是工业生产的主要工艺设备。
模具工业是国民经济的基础工业。
现代模具行业是技术、资金密集型的行业。
现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业,是高技术人才密集型的行业。
它作为重要的生产装备行业在为各行业服务的同时,也直接为高新技术产业服务。
由于模具生产要采用一系列高新技术,如CAD/CAE/CAM/CAPP等技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程、快速成型技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工、微细加工、复合加工、表面处理技术等等,因此,模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分。
模具技术水平在很大程度上决定于人才的整体水平,而模具技术水平的高低,又决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力,因此模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。
我国模具工业近年来发展很快,据不完全统计,2004年我国模具生产厂点约3万多家,从业人员80万人,2005年模具行业的发展保持良好势头,模具企业总体上订单充足,任务饱满,模具销售额610亿元,比2004年增长25%,同时,中国的模具生产技术有了很大的提高,模具生产水平有些已接近或达到国际水平。
2005年模具进口达20.68亿美元,比上一年增长14.07%,这说明高技术含量模具仍远远满足不了国内市场的需要。
2005年中国模具出口7.38亿美元,比上一年增长50.31%。
2005年进出口之比2.8:
1,比2004年3.69:
1更趋合理。
1.3模具工艺发展过程及发展方向
我国模具标准化工作起步较晚,模具标准生产、销售、推广和应用够哦你工作也较落后,因此,模具标准件品种规格少、供不应求时、配件性等问题长期存在。
从模具标准件使用覆盖率一直较低。
近年来虽然由于外资企业的介入,比例已有较大的提高,但总的来说还很低。
据初步估计,目前这一比例大致为40%--产各种工业产品和民用产品的重要工艺装备,模具已发展成为一门产业,20世纪80年代以来,中国模具工业的发展十分迅速。
近20年来,产值以每年15%左右的迅速增长。
2000年我国模具工业总产值已达280亿元人民币。
在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,铸模具约占6%,其他各类模具约占11%。
未来我国模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。
目前,电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中,60%—80%的零部件,都是依靠模具成型。
用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗,是其他制造方法无法比拟的。
模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。
随着热流道技术的日渐推广应用,热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。
采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并大幅度节约制件的原材料,这项技术的应用在国外发展很快,已十分普遍。
国内热流道模具也已经生产,有些企业已达30%左右,但总的来看,比例太低,亟待发展。
随着塑性成型工艺的不断发展,气辅模具及适应高压注射成型工艺的模具将随之发展。
第2章工艺分析及模具结构设计
2.1冲压工艺分析及零件
本产品为圆片冲孔,形状结构简单,无狭槽,尖角,孔与孔之间,孔与零件之间最小距离满足c>1.5t要求。
零件图
2.1.1尺寸精度
冲件的尺寸精度要求为IT12级,普通冲裁时对于该冲件精度要求为IT12--IT11级,所以尺寸精度满足要求。
2.1.2冲裁件断面质量
本产品在断面粗糙度上没有太严格的要求,单要求孔及轮廓边缘无毛刺,所以只要模具精度达到一定要求,在冲载后修整工序,冲裁件的断面质量就可保证。
2.1.3产品材料分析
对冲压材料一般要求的力学性能是强度低,塑性高,表面质量和厚度公差符合国家标准,本设计的产品材料为08钢,属优质碳素结构钢,其力学性能是强度、硬度低而塑性较好,非常适合冲裁加工。
2.2排样方式的设计
排样图
2.2.1排样方式
零件外形为圆形,可采用单排,交叉双排或多排,考虑零件为中等批量生产,如果采用双排或多排则模具尺寸和结构会相应增大,从而增加模具生产成本,故采用单排结构。
卸料板
型式
条料厚度
t/mm
搭边值
a
a1
固定卸
料板
>4.0~5.0
2.5
2.8
(1)查[1]表2.8、表2.9确定搭边值a、a1及剪切条料公差△
a=2.5a1=2.8△=1.1
(2)条料宽度的确定B=D+2a1+△=124+2*2.8+1.1=130.7mm
(3)材料利用率ηη=
n一个步距内冲裁件数目S步距长度
A冲裁件面积(包括内形结构废料)B板料宽度
S=a+D=124+2.5=126.5mm
n=1
则
2.2.2冲压力的计算
冲裁时压力机的压力值必须大于或等于冲裁工艺力的总和,即大于总的冲压力,总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同。
(1)计算模具的压力中心
由于该零件完全对称,所以模具压力中心在几何图形的中心。
(2)冲裁力的计算
冲孔冲裁力
冲裁周边长度L孔=∏D=307.9
材料厚度
安全因数
材料抗剪强度τ=300MPa
则冲孔冲裁力
(3)卸料力、推件力的计算
P卸=K卸p
P推=K推p
查[1]表2.6得
K卸=0.035K推=0.045
则P卸=0.035×480.3=16.8kn
P推=0.045×480.3=21.6kn
则总的冲压力P总=480.3+16.8+21.6=518.7kn
(3)凸凹模刃口及其结构尺寸计算
冲裁尺寸A=Ф98mm
冲裁模刃口双间隙[1]表2.3
Zmin=0.320mm△Z=+0.100mm
采用凸凹模分开加工方法
查[1]P33得x=0.75
查[4]P17表1-19得△=0.250mmδ凹=
△=0.063mm
δ凸=(
~
)△=(0.05~0.063)≈0.06mm
d凹=(dmin+x△+Zmin)
=98.51
d凸=(dmin+x△)
=98.19
凸摸选用T10A钢制造,其结构选用直通凸摸。
其长度L=H1+H2+H3+H
凸摸固定板H1=25mm
卸料板厚度H2=25mm
导料板厚度H3=15mm
附加长度H主要考虑凸摸进入凹模的深度(0.5-1mm),总修磨量(10-15mm)及模具闭合状态下卸料板到凸摸固定板间的安全距离(15-20mm)等因素,综合以上因素取H=35mm
垫片冲孔凸摸
凹模刃口有两种基本形式:
一种是直壁式,一种是斜壁式.直壁式强度好,刃磨后尺寸不增大,冲件精度高,但冲裁时磨损大,工件易在型空内聚集,严重时会使凹模胀裂,不如斜壁式刃口锋利,每次刃磨的磨量大.为僻免工件易在型空内聚集,尺寸误差过大,凹模刃口形状选择直壁式.如图:
垫片冲孔凹模
查[1]表3.2凹模孔口参数h=8mm
查[1]表3.4凹模厚度H=38mm
查[1]表3.7凸凹模最小壁厚a=8.5mm最小直径D=32mm
查[1]表3.8导料板高度挡料销高度h=5mm固定挡料销H=15mm
第3章零件设计
3.1导柱、导套的设计
本课程设计选用A型导套、导柱。
3.1.1导柱的设计
A型导柱
3.1.2导套的设计
A型导套
3.2螺钉、销钉的设计
3.2.1螺钉的设计
根据模具需求,本次选用内六角圆柱头螺钉作为固定零件。
3.2.2销钉的设计
由于设计需求,本次课程设计选用圆柱销做为定位零件。
3.3挡料销的设计
本次课程设计设计的挡料销为台阶式固定挡料销。
3.4导料销的设计
3.5模柄的设计
本次课程设计,设计的模柄为压入式模柄。
压入式模柄
第4章垫片Ⅱ冲孔模具装配图
4.1主视图
4.2俯视图
参考文献
[1]吴诗.冲压工艺及模具设计.西北工业大学出版社,2009.
[2]魏春雷,朱三武,章南.模具专业毕业设计手册.天津大学出版社,2008.
[3]吴晓丽,邱泽阳.现代工程图学---机械制图.中国铁道出版社,2008.
[4]陈炎嗣.冲压模具使用结构图册.机械工业出版社,2008.
[5]郑家贤.冲压模具实用手册.机械工业出版社,2007.
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- 关 键 词:
- 垫片 零件 冲孔 模具设计