托板冲压工艺跟模具设计说明书.docx

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托板冲压工艺跟模具设计说明书

冲压模具及设备

托板冲压工艺及模具设计说明书

单位：

部门：

设计者：

学号：

指导教师：

2011-11-1

前言

课程设计是大学三年的综合性时间环节，目的是通过课题的设计研究培养综合运用各门课程知识的能力，培养独立分析问题和解决问题的能力。

但专科生的设计不完全等同本科生，应比切与生产世纪相结合，应与培养职业能力相结合，以体现高职的特点。

在指导老师的精心安排和用心指导下，本次设计从确定课题题目，拟定设计方案，设计过程到答辩按照毕业生设计工作进行。

第一，充分调研，确定应用型毕业设计课题。

选好设计题目，设计目标，保证设计质量的前提。

这个课题能较全面的应用学生所学专业知识或者将来工作所需求的专业技术，达到综合运用的目的，既能够解决企业急需解决的生产技术问题，又能培养学生的职业岗位能力。

难度不是很大，但是使设计图纸能直接用于生产，并满足使用要求，也是不容易的。

第二，反复论证，确定产品设计方案。

明确课题性质意义设计内容，设计要求达到的技术经济指标和完成时间，并确定好正确合理的设计方案。

第三，虚心求教，仔细认真。

我们高职学生的基础理论知识较差，设计能力较差，为了使我们尽快进入工作状态，指导老师耐心向我们介绍机械产品设计方法，一般步骤和设计过程等注意事项。

由于本人设计水平有限，设计中存在的缺点和错误在所难免，敬请老师批评指正。

编者

2011.11

冲压件：

托板

生产批量：

大批量

材料：

08F

t=2mm

绪论

一、托板零件冲压工艺性分析

1、批量

2、材料

3、结构与尺寸

4、精度与断面粗糙度

二、托板冲压工艺流程及方案优化

1、冲压工艺类型

2、冲压工艺次数

3、冲压工艺顺序

4、冲压工艺的组合方案

三、托板冲压工艺的工艺设计

1、排样类型

2、排样方式

3、料边与搭边的确定

4、条料宽度的确定

5、材料利用率的计算

6、定位装置的选择

四、冲压设备选择

1、冲裁力的计算

2、卸料力的计算

3、推件力的计算

4、顶件力的计算

5、冲件的卸料方式

6、设备的选择

7、压力中心的确定

5托板冲压模具参数计算

1、模具凹凸模之间的间隙确定

2、冲压模具刃口尺寸的计算

1）基准选取

2）刃口尺寸计算

3）模具制造方法

3、凹模设计

4、凸模设计

5、模具闭合高度计算

6、弹簧的选用及其它零部件的确定

6设计并绘制模具装配图、选取标准件

7绘制非标准件零件图

总结

致谢

参考文献

冲压件：

托板

生产批量：

大批量

材料：

08F

t=2mm

第一章托板零件的工艺性分析

（一）经济性

通过以下几方面对冲压件托板的经济性成本分析：

（1）通过查阅资料可得知材料的费用占总成本的60%~75%，另加上工人的务工费，及加工时需要的电费及机床的维护费。

（2）托板的批量,由用户提供的图纸所知，该冲压件需要大批量生产，适合用冲压的方式加工，可以采用级进模进行冲压，复合模冲压以及单工序模冲压。

（3）后实际生产生产过程可知，在加工时充分地对材料利用，提高材料的利用率，充分利用材料间的缝隙，以循环利用废料。

（4）在大批量生产过程中，采用硬质合金钢来延长模具的使用寿命。

通过以上可得知，托板生产需要大批量生产，符合冲压生产的工艺性，可使用大批量生产。

（二）材料

冲压材料需要满足冲压工艺的要求及后续加工的要求，需满足以下几点

一、具有良好的冲压成型性。

二、具有良好的表面质量。

由图可知冲压件的材料为08F,查《冲压模具及设备》表2-3可知

08F的抗剪强度为

=216~304MPa,抗拉强度为275~383MPa

08F为冲压常用材料，故托板适合进行冲裁。

（三）结构尺寸

1﹑此冲压件的形状应力求简单规则，有利于材料的合理使用，节约材料，减少工序数目。

提高模具的使用寿命，降低冲件成本。

此冲压件的形状简单，规则且厚度t=2mm，适合冲压生产。

2﹑冲压件的内部，外形转交要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具的加工，减少直角处的开裂和冲裁时尖角处的崩刃和磨损，冲裁件的形状可参照《冲压模具及设备》4-2

有图表可知当落料时交角≥90°，最小圆半径为r=0.25t=0.5mm,为加工方便，与客户商量将图上直角改为R0.5，并与顾客签字确认：

如图

冲压件：

托板

生产批量：

大批量

材料：

08F

t=2mm

3﹑冲压过程中尽量避免冲裁件上过长的悬臂和凹槽，否则会降低模具使用寿命和冲裁质量。

由客户提供的图纸确定托板的尺寸和形状无凸出的悬臂和凹槽，故适合冲压生产的要求。

4﹑托板冲孔时，内径直径为10mm≥1.5t，故适合冲压

5﹑此冲压件托只有一个中心孔直径为10mm，不需要考虑孔与孔之间的间距，所以不影响托板的生产。

综上所述冲压件适合进行冲压生产。

（四）粗糙度与精度

1﹑冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料公差等级最好低于IT10级，冲孔公差等级最好低于IT9级。

查《冲压模具及设备》表4-5.表4-6。

托板的公差等级在IT8~IT9之间。

由图样可知托板的尺寸和公差精度要求，故可以使用冲压生产。

2﹑粗糙度影响零件的外观和质量，粗糙度及毛刺高度与材料塑性，材料厚度，冲裁间隙刃口锋利程度，冲模结构及凸模，凹模工作的表面粗糙度有关。

由客户提供的图纸可知托板的表面粗糙度为Ra6.3，且修改后的表面粗糙度为Ra6.3。

第二章冲压件托板产压工艺设计方案

一工艺设计方案

1冲压工艺类型

2冲压工艺次数

3冲压工艺顺序

4冲压工艺的组合方式

1﹑冲压工艺类型

由客户提供的零件图可知，该托板可采用落料和冲孔的工艺。

2﹑冲压工艺次数

由此零件图可知，此零件工艺可分为落料与冲孔。

3﹑工艺次序对于带孔的零件，一般先落料，后冲孔，可减少尺寸误差。

4﹑工艺组合

1.单工序模冲孔——落料

2.单工序模落料——冲孔

3.复合模落料——冲孔

4.级进模冲孔——落料

二方案分析

1.单工序模：

先冲孔后落料

优点：

模具的结构简单，制造方便，成本低，易于维修，但只适合中小批量。

缺点：

两副模具，成本较高，且使用的设备数量增加；先冲孔后落料时会造成较大的误差。

生产效率低，难以满足精度要求和批量要求。

根据托板零件图可知在实际生产过程中应与设备结合，故此方案不建议使用。

2.单工序模:

先冲孔后冲孔

此单工序模先落料后冲孔，对托板的尺寸精度有影响，且需要更多的设备，占用更多的空间，延长加工的时间。

因影响到孔的精度，在实际生产过程中不建议采用此方案。

3.复合模：

落料+冲孔

复合模是压力机一次进行过程中，同时完成两道或两道以上的不同的冲裁工序的冲压模具。

在此零件中，落料与冲孔同时进行。

优点：

结构简单，使用寿命较长，生产效率较高，适合大批量生产。

尺寸和形状精度较高，操作方便，且易于维修。

并且只需一副模具。

缺点：

加工制造模具时比较困难，且安全系数较低，需要采取安全措施。

个人建议：

此方案可行，在实际生产过程中大多采用复合模，在设备允许的情况下，建议使用复合模。

4.级进模先冲孔后落料

优点：

可完成冲裁工序，还可以完成成形工序，甚至装配工序，多道工序都在一副模具上完成，生产效率高，适合大批量生产。

缺点：

安装调试与维修困难，且精度较低，设计比较复杂。

个人认为此方案可行，托板零件结构简单，设计模具。

但此模具对设备的要求更高，故不建议采用。

综上所述：

结合客户提供的托板零件，结合实际生产，采用复合模具生产托板。

三托板冲压工艺分析

一托板零件的冲压工艺计算

1﹑托板零件的排样类型：

1）有废料排样：

冲裁件质量好，模具寿命高，但材料

的利用率低，常使用于冲裁件形状复杂精度尺寸较高的冲件。

2）少废料排样：

冲件质量稍差，同时边缘毛刺易于被凸模带入间隙，影响模具的寿命，但材料利用率较高冲模结构简单，一般用于形状较规则，某些尺寸精度要求不高的冲件。

3）无废料排样：

冲件质量和模具的使用寿命都很低，材料利用率较高，生产效率高，但精度不高。

2﹑排样分析

冲件条料上的不同排列形式，又可分为直对排，斜对排，混合排，多排及冲裁搭边等。

参照《冲压模具及设备》p104~105表4-17与排样方案设计原则；保证在最低的材料消耗和最高劳动生产率条件生产条件下得到符合技术要求的零件，同时要考虑方便生产操作，使冲模结构简单，寿命长，并适应车间生产条件和原材料供应情况等。

二条料宽度

1﹑板料可以横裁和纵裁，横裁和纵裁各有两种排样方式。

2﹑根据用户所提供的图纸可知道，该冲压件的精度不高，可以采用初级定位，导料板。

且无侧压装置。

三冲压工艺计算

1﹑排样方式

分为横裁与纵裁分别有以下四种方案

纵裁：

①竖排方案1

②横排方案2

横裁：

①竖排方案3

②横排方案4

方案1纵裁竖排

方案2纵裁横排

方案3横裁竖排方案4横裁横排

由图纸可知，冲件精度不高，可采用初级定位，采用导料板导，且无侧压装置，查《冲压模具及设备》表4-20

Ζ=0.5mm

零件面积

方案1

查表4-18得ɑ=1.8mmɑ1=2.2mm

条料宽度：

=（58+1.8×2+0.5）

=

导料板间距离：

条料进距：

S=Dmax+

=32.2

查《冲压模具及设备》p30表4-5，板料选择为1000×2000

每块板料条数：

条

每条零件数：

每块板料零件总数：

材料利用率：

方案2

查表4-18得

表4-19得

表4-20得

条料宽度：

=

条料进距：

导料板间距离：

每块板料条数：

每块条料零件数：

每块板料零件总数：

材料利用率：

方案3

查表4-18得

表4-19

表4-20得

条料宽度：

=

导料板间距离：

条料进距：

条料数：

每条零件数:

每板零件总数：

材料利用率：

方案4

查4-18得

表4-19

表4-20

条料宽度：

=

导料板间距：

条料进距：

条料数：

每条零件数：

每块零件总数：

材料利用率：

通过以上的计算可知方案4的材料利用率最高，可考虑到实际操作时条料不宜过长，所以采用方案1。

四、冲压设备的选择

由前面的分析可选用弹性顶件的倒装式复合模，所需的冲压工艺力为：

P=P冲+P卸+P推+P顶

为了降低冲裁力采用阶梯凸模冲裁，先冲孔再落料。

根据《冲压模具与设备》公式4—18可得F=KLT&,根据用户所提供的图纸t=2mm，查《冲压模具及设备》表2—3，29页得抗剪强度&=260Mpa因此可得：

冲压力的计算

F冲=K·L·t·Ʈ

=1.3x264.8x2x260

=130.90064KN

根据《冲压模具及设备》公式4—20、4—21、4—22得，查《冲压模具及设备》得kx=0.045kt=0.055kd=0.06则：

卸料力Fx=Kx·F冲=0.045x130.90064≈0.6255288KN

推件力：

Ft=n·Kt·F冲=3x0.055x130.90064≈28.798141KN

顶件力FD=KD·F冲=0.06x1130.90064≈7.8540384KN

表6卸料力、推件力和顶件力系数

料厚t/mm

KX

KT

KD

钢

≤0.1

＞0.1~0.5

＞0.5~0.25