导电片模具设计.docx
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导电片模具设计
模具课程设计计算说明书
设计课题:
导电片复合模具的设计
系部:
机械工程技术系
班级:
姓名:
学号:
组别及序号:
指导教师:
完成时间:
学校:
前言
冲压加工作为一种零件成型工艺技术,在产品制造中应用相当的广泛。
全世界的钢材,有~是板材,其中大部分是经过冲压制成产品的。
在冲压加工中,冲压工艺及模具的合理性和先进性决定了冲压产品的质量和冲压加工的经济性。
国内模具技术水平正飞速的发展,随着冲压工艺及模具技术的深入研究和发展,新技术、新工艺得到了大量的应用。
现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式,由于高新技术的参及和介入,冲压生产方式由初期的手工操作逐步化为制造。
生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。
实现自动化冲压作业,体现安全、高效、节材等优点,已经是冲压生产的发展方向。
冲压成型作为现代工业中一种十分重要的加工方法,用以生产各种板材的零件,具有很多独特的优势,其形成件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好,成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点,是一种先进制造技术,在制造业中具有很强的竞争力。
模具是工业生产中的基础工艺装备,是一种高附加值的高技术密集型产品,也是高新技术产业的重要领域,其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。
随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展,各行各业对模具的需求量越来越大,技术要求也越来越高。
通过本次设计的复合模具,可以巩固模具理论知识,训练我的设计能力、创新能力、知识综合应用能力,全面提高我的综合素质。
在本设计报告中,可以清晰的看到每次设计的步骤和结果,不断地讨论和学习,给我的复合模具的设计带来了很大的帮助。
全面的设计都有自己的不断努力的结果,相信在今后的设计中,能够给自己更大的帮助。
本设计报告中有系统的模具设计要点、完整的典型模具设计、充足的设计步骤、清晰的设计绘图技巧、一定的设计资料的查询,可方便学者依据自己的知识基础和兴趣在不同的资料中查找到相关的理论。
本设计也采用了合适的设计手段完成一套模具设计。
本设计报告内容浅显易懂,图文并茂,既有简单的理论指导,又有实用性。
由于时间仓促、水平有限,本设计报告中难免出现纰漏和错误,敬请读者批评指正,不胜感激。
一、冲压件……………………………………………………………
二、成形工艺分析……………………………………………………
三、冲压模具总体的相关设计……………………………………
1.排样设计……………………………………………
2.材料利用率……………………………………………
3.冲压力的计算……………………………………………
4.压力中心的确定……………………………………………
5.工作零件刃口尺寸的计算……………………………………
6.冲裁模具主要零部件的结构设计……………………………
7.设计和选用卸料板及卸料螺钉……………………………
8.弹性元件的选用……………………………………………
9.选择模架及其他模具零件……………………………
四、压力机的校核……………………………………………………
五、复合模具的总装配图……………………………………………
六、总结……………………………………………………………
七、参考文献……………………………………………………………
一、冲压件
冲压件图如下所示:
冲压技术要求:
1、材料:
、料厚:
、生产批量:
中批量
、工件精度:
二、成型工艺分析
导电片的冲裁件产品见任务书所示,导电片的技术要求为:
材料为(铜)。
厚度为。
工件精度为。
根据导电片零件的结构特点,零件的冲裁成型工艺包括冲孔和落料两个基本工序,可以采用单工序形式,也可以采用复合工序的形式,以及连续模具的工序形式。
具体的工艺方案如下:
方案一:
先落料,后冲孔,单工序模具结构形式。
方案二:
落料和冲孔同时进行。
复合模具结构形式。
方案三:
先冲孔、后落料的连续模具结构形式。
三种方案中,单工序模具结构简单,工艺相对简单,制造成本低,易于加工和模具的维修,但需要使用两幅模具,也适用于小批量或试制件生产。
其中所需工艺力相对较小,易于保证零件的精度,单个模具的制造成本低,但会导致综合工序的模具数量过多,生产分序过多而导致总成本增加,降低生产率。
级进模具(也叫连续模具)结构比较的复杂,针对导电片产品零件的精度和生产批量等要求,采用级进模可提高生产率,但增加了成本,模具结构及冲裁件产品的要求相比有些浪费。
复合模具可以把落料和冲孔两个工序组合在一副模具上,一次性完成冲裁。
并且凹凸模容易受到最小壁厚的限制,而使得一些内孔间距、内孔及边缘间距较小的制件采用。
同时,复合模具操作安全,易于实现自动化,减少冲床场地面积,减少半成品的运输和仓库占用等。
根据导电片的生产批量,材料的厚度,尺寸的精度要求等,选择使用复合模具比较的合理。
其模具结构成本都比较的合适,以导电片复合模具为载体的项目较为全面的将冲裁基础知识进行了应用。
合理的组合了项目理论知识并基于复合模具的结构,学习单工序的冲孔、落料模具知识。
三、冲压模具总体的相关设计
、排样设计
设在冲孔和落料同时进行的复合模具时,要先进行条料的排样图设计。
根据导电片工件的结构形状,可采用下图所示的排样方法。
由于为及软的普通黄铜,强度、硬度很低。
而韧性和塑性极高,但存在时效敏感性,淬硬性极低,同时考虑生产用原材料条料的取值特点:
条料的宽度()
其中:
为条料宽度的基本尺寸;为条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸;为侧搭边值,查表搭边最小值可得。
模具的结构采用有侧压装置进行送料,选取工件及条料之间的搭边值为,冲裁件之间的搭边值为(因为冲小孔时,凸模易折断,间隙应取大值)。
、材料利用率
η(×)×
其中:
为一个步距内冲裁件的实际面积;为送料步距(相邻两个冲裁件对应点之间的距离);为条料的宽度。
、冲压力的计算
该模具采用复合模具结构,采用弹性卸料、打杆出件的结构形式,冲裁力的相关计算如下:
(1)冲裁力:
τ×××≈
为系数;为冲裁件的周边长度,即刃口周长();为材料的厚度;τ为材料的抗剪强度(),查表《模具课程设计指导》——表非铁金属材料的力学性能可得。
(2)卸料力:
××≈
(3)推荐力:
××≈
(4)顶件力:
××≈
其中、、表示系数,其值查表可得。
因为采用弹性卸料装置和下出料方式,压力机的公称压力.
在上述计算中,冲裁力计算公式中的值为制件的外轮廓和内轮廓的总和,同时依据计算出的冲裁力并结合模具结构及外形尺寸,初选压力机设备为。
其压力机的主要工艺参数如下:
最大压力为,滑块行程,滑块行程次数次,最大闭合高度,闭合高度调节量,工作台尺寸(前后×左右)×,模柄尺寸¢×。
压力机的选择依据《模具课程设计指导》冷冲压成型常用设备选取。
、压力中心的确定
导电片零件为轴方向上的称性规则形状,因此压力中心的,其复合模具中的刃口形状,所以,模具的冲裁压力中心及几何中心不重合,所以确定如下:
,.,.,.,.,.,.,
(…)(…)(*******)()
因此压力中心的坐标为()
、工作零件刃口尺寸的计算
在进行零件刃口计算之前,先要考虑工作零件的加工方法及模具的装配方法。
根据模具结构及产品的生产情况,比较合适采用配合加工的制造方法,这样易于保证冲裁的刃口间隙,降低制造成本,简化模具装配工作,所以工作零件的刃口尺寸按照配合加工的方法进行计算。
安装板复合模具的刃口零件主要尺寸计算(单位:
)如下:
根据图样尺寸的精度和技术要求,因为图中未标注尺寸公差,所以都选用,查《互换性及测量技术》可得到以下结果:
基本尺寸
标准公差等级
大于
至
其中,凸模的设计按,凹模的设计按选用,零件的主要尺寸为:
±,±。
凹凸模刃口尺寸计算中,因为冲裁件的公差等级高于或生产批量较大时,取。
由于导电片材料的塑性较大,材质偏软,结合经验考虑,刃口间隙值取,通常刃口间隙的经验值取值范围为(因为冲裁件剪切面、尺寸精度要求不高),该间隙查阅资料《冲压成型工艺及模具设计》可得:
当时,,,所以>>符合模具的设计要求。
1)对于落料的公称尺寸
(△)(×),上偏差为,下偏差为;
()(),上偏差为,下偏差为。
经∣£∣∣£∣≤校核,满足模具的设计要求。
其中£()£()
2)对于冲孔的公称尺寸
(△)(×);
()()。
经∣£∣∣£∣≤校核,满足模具的设计要求。
、冲裁模具主要零部件的结构设计
工作零件的设计
()凹模结构设计
冲裁时凹模受冲裁力和侧向挤压力的作用,由于凹模各结构形式的固定方法不同,受力情况又比较的复杂,目前还不能用理论方法确定凹模的轮廓尺寸。
查表(系数值)可得:
a、凹模的厚度(≥)×,所以。
其中为凹模宽度方向上刃口孔壁间的最大距离。
b、凹模宽度的计算公式为
(~)×
c、凹模长度的计算公式为
×。
其中为凹模长度方向刃口孔壁间的最大间隙;为凹模长度方向上孔壁间及凹模边缘最小,可查表凹模孔壁至边缘的距离得。
凹模结构如下图:
凹模
(1)凸模结构设计
凸模的结构设计形式主要由冲裁件的形状、尺寸及加工工艺等条件决定,凸模刃口截面轮廓形状通常为规则和不规则的,其结构形式有整体式,镶拼式,台肩式,直通式和护套式等。
由于凸模直接成型产品零件,所以凸模本身有较高的加工精度要求,其及固定板安装通常采用的过度配合或较小的间隙配合形式。
为凸模固定板的厚度;为卸料板的厚度;为到料板的厚度;为附加长度,包括凸模的修磨量,凸模进入凹模的深度及凸模固定板及卸料板间的安全距离,一般为~。
查阅相关资料可知:
(~)(~);
取~。
为凹模的设计。
由以上的分析可得凸模的结构设计如下图:
凸模
()、挡料销的设计
挡料销起定位作用,用它挡住搭边或冲裁件轮廓以限定条料送进距离。
查表(固定挡料销)可得基本尺寸:
挡料销
、设计和选用卸料板及卸料螺钉
()卸料板:
卸料以卸料板卸料,固定卸料板的平面尺寸一般及凹模板相同,其厚度由上面的设计可得,固定卸料板的卸料力大,卸料可靠。
根据以上信息可设计得出卸料板的结构如下图所示:
卸料板
(2)卸料螺钉:
选用钢,热处理硬度~的圆柱内六角卸料螺钉,卸料板上设置个卸料螺钉,公称直径为¢,卸料钉尾部应留有足够的行程空间,卸料螺钉拧紧后应使卸料板超出凹模端面,有误差时通过在螺钉及卸料板之间安装垫片来调整。
卸料螺钉
、弹性元件的选用
采用弹簧进行自动复位,撤掉外力后,弹簧自动恢复原状。
这样可以很好的达到预期的效果,减少时间,提高效率。
、选择模架及其它模具零件
(1)选择模架:
根据,由凹模周界×,厚度,及安装要求,选取凹模周界:
×(×),闭合高度~,上模座:
(××),下模座:
(××),导柱:
(×),导套(××)。
由以上可得模架如下图所示:
模架
(2)模柄:
由于压力机的型号。
可查的模柄孔的直径为¢,深度为,根据装配的要求,模柄及模柄孔的配合为的过渡配合并加防转销钉,模柄长度比模柄孔深度小~,由于采用固定卸料装置,上模座回程时受力较大,因此选用压入式模柄比较的合理,所以根据《模具零件材料及热处理的选用》可查的模柄的结构设计如下图所示:
模柄
(3)垫板:
垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力,以防止模座被挤压损伤,因此在及模座接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板。
垫板的外形尺寸及凸模固定板相同,厚度可取~,此处设计选取规格为××××;
(4)凸模固定板:
凸模固定板的外形尺寸及凸模的外形尺寸一致,厚度为,选取的规格为××××。
四、压力机的校核
(1)公称压力根据公称压力选取的压力机型号为,它的压力为〉.所以压力得以校核;
(2)闭合高度由于压力机型号可得,,
。
(为闭合高度的调节量;为垫板的厚度,可查表开式双柱可倾压力机技术规格得到);根据得模具的闭合高度为≤≤,根据公称压力选用的压力机比和高度为≤≤,垫,因为≤≤,即:
≤≤,所以,选预定压力机不符合要求。
上下凹凸垫。
所以选择的压力机,其闭合高度为≤≤.符合要求。
主要参数如下:
滑块行程,滑块行程次数次,最大封闭高度,工作台尺寸(前后×左右)×。
五、根据以上的设计分析,可以得出复合模具的总装配图(见附表)
总结
项目化的教育给我最大的触动就是我能够通过自己的努力去设计一套完整的工艺装备。
在这里,能够找到自己的自信,同时,项目化的教育是一个很好的展现自我的平台。
针对本次的冲压模具设计,我深刻体会到设计其中隐含的困惑及疑虑。
而这些的问题都要靠自己去查取相关的知识及理论,这不仅开拓我的知识面,也增强了我的动手能力和思维能力。
图表的识别是非常的重要,因为其中好多的零部件都是国家标准的,不需要过多的设计。
这样,自己的读图能力就必需要好。
通过这次训练,我对摸具基础知识及公差、机械制图等专业的综合运用有了一个较为系统的认识,将课本原来比较抽象的内容联系实际实现为具体内容,有效深刻地锻炼了我们综合运用模具设计和相关课程的理论,结合实际分析和解决了问题的能力,巩固和加深了有关模具设计个方面的知识。
一分耕耘一分收获,没有徒劳而获的好事。
虽然说本次的设计,每个人的数据都是大不相同的,但是方法都是类似,结果的交流也是很有必要的。
比如,当某个设计步骤不太清楚地时候,组员之间可以相互的进行沟通交流,或者通过对老师的咨询来解决疑难问题。
让自己能够得到更好地发展。
所以,学习,重要的是学习它的方式方法,懂得其中,锻炼思维创新能力,而不是简单的照本宣科。
对我来说,设计是我很大的兴趣。
每当通过一次的设计,我都能够找到其中的设计,无形之中,计算、查阅、分析等等各方面的能力就得到了提升。
此次的设计是我走向未来工作的重要一步,从最初的选题、开题到计算、绘图直到完成设计,期间查找资料、老师们的指导及同学的交流,每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。
不但使我更进一步理解和懂得了以前学到的知识而且还把以前课本上学到的知识连接在了一起。
使我能更好的融会贯通。
相信在今后的设计中能够更好地展现自己的才华。
参考文献
[]袁小江,刘进明.冲压模具设计项目教程[].北京:
机械工业出版社.
[]梅伶.模具课程设计指导[].北京:
机械工业出版社,.
[]王姣,邵娟琴.工程制图[].北京:
化学工业出版社,.
[]武海滨等实训教程[].北京:
化学工业出版社,.
[]熊建武.模具零件材料及热处理的选用[].北京:
化学工业出版社.
[]陈传胜.冲压成型工艺及模具设计[].北京:
化学工业出版社.
[]周文玲.互换性及测量技术[].北京:
机械工业出版社,.
[]王信友.冲压工艺及模具设计[].北京:
清华大学出版社,.
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