铁心冲片的模具设计.docx
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铁心冲片的模具设计.docx
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铁心冲片的模具设计
常州信息职业技术学院
学生毕业设计(论文)报告
系别:
机电工程
专业:
数控技术
班号:
数控104
学生姓名:
学生学号:
1004033407
设计(论文)题目:
铁心冲片的模具设计
指导教师:
设计地点:
常州信息职业技术学院
起迄日期:
2013.03.01-2013.04.04
毕业设计(论文)任务书
专业数控技术班级数控104姓名曹川
一、课题名称:
铁心冲片的模具设计
二、主要技术指标:
1.铁心冲片排样的设计以提高材料利用率
2.冲裁制件质量的提高和模具寿命的提升
3.利用标准,规范,手册,图册等技术资料
三、工作内容和要求:
1.制件的原始尺寸和材料类型的选择
2.利用相关规范技术资料,独立完成设计
3.用word编辑电子稿
4.用Autocad2010画排样图以及其它电子尺寸
四、主要参考文献:
史铁梁《模具设计指导》机械工业出版社
钟毓斌《冲压工艺与模具设计》机械工业出版社
王谟金《机械制图》清华大学出版社
肖景容《冲压工艺学》机械工业出版社
学生(签名)曹川年月日
指导教师(签名)年月日
教研室主任(签名)年月日
系主任(签名)年月日
毕业设计(论文)开题报告
设计(论文)题目
一、选题的背景和意义:
冲压加工在汽车,机械,电子,仪表和航天产品及日用品生产中得到了广泛的应用。
20多年来,我国的工业发展迅速,产品更新换代快。
因此许多工业部门对冲压技术人员的需求在逐年增加。
尽管我国的模具制造行业反战发展迅速,模具的制造和设计水平也越来越高,但和国外发达国家相比仍然存在很大的差距,冲压模具是中亚生产的主要设备,此设计是否合理,对冲压件的表面质量,尺寸精度,生产效率一级经济效益都有很大影响。
因此研究冲压模具的设计,提高冲压模具的各项技术指标,对冲压模具和冲压技术发展是十分重要的。
二、课题研究的主要内容:
本次设计主要针对铁心冲片的设计,本次设计采用了冲孔落料级进模,而且针对了非标准零件的设计。
其中主要讲述了冲压件的工艺分析,冲压工艺方案的确定;及对冲压件进行冲压力和压力中心的计算、初选冲压设备以及工作部分的尺寸计算和对冲裁模零部件的选择和设计。
三、主要研究(设计)方法论述:
参照各种相关资料和标准规范和技术指导。
结合学校课程所学并网上浏览相关信息。
对此次设计的内容加以浏览、筛选、整合以及各种标准化手册和图册的应用,逐步完成本次设计。
四、设计(论文)进度安排:
时间(迄止日期)
工作内容
3月1-3月5
制件分析及模具类型分析
3月6-3月12
计算制件的尺寸,毛坯尺寸及选定条料和排样图
3月13-3月15
分析各种可行式样模具的优缺点,选定模具式样
3月16-3月19
具体选择模具各零件的尺寸和结构,选定闭合度
3月20-3月23
画模具的装配草图,再次调节各结构的尺寸,检查
3月24-3月27
AutoCAD画模具的装配图,整理设计内容
3月28-3月30
整理和编写设计说明说
3月31-4月1
撰写论文初稿
4月2-4月4
审核定稿
5月
答辩
五、指导教师意见:
指导教师签名:
年月日
六、系部意见:
系主任签名:
年月日
铁心冲片的模具设计
摘要:
本次设计主要针对铁心冲片的设计,本次设计采用了冲孔落料级进模,而且针对了非标准零件的设计。
其中主要讲述了冲压件的工艺分析,冲压工艺方案的确定;及对冲压件进行冲压力和压力中心的计算、初选冲压设备以及工作部分的尺寸计算和对冲裁模零部件的选择和设计。
参照各种相关资料和标准规范和技术指导。
结合学校课程所学并网上浏览相关信息。
对此次设计的内容加以浏览、筛选、整合以及各种标准化手册和图册的应用,逐步完成本次设计。
关键字:
铁心冲片凹凸模利用率CAD
TheCorePunchingMoldDesign
Abstract:
Thedesignfocusesonthecorepunchingdesign,thedesignusesaprogressivediepunchingblanking,andforthedesignofnon-standardparts.Whichfocusesontheprocessanalysisofstampingparts,stampingprocessplantodetermine;punchpressureandthecalculationofthecenterofpressureandstampingsprimarystampingequipment,aswellasthecalculationofthesizeoftheworkingpartandpartsoftheblankingdieselectionanddesign.Refertoallrelevantinformationandstandardsandtechnicalguidance.Combinedwiththeschoolcurriculumtowhattheyhavelearnedandbrowserelevantinformation.Browsethecontentsofthedesign,selection,integration,andapplicationofavarietyofstandardizedmanualandAtlas,step-by-stepthroughthedesign.
Keywords:
CorepunchingBumpmodeDtilizationCAD
引言
冲压加工在汽车,机械,电子,仪表和航天产品及日用品生产中得到了广泛的应用。
20多年来,我国的工业发展迅速,产品更新换代快。
因此许多工业部门对冲压技术人员的需求在逐年增加。
尽管我国的模具制造行业反战发展迅速,模具的制造和设计水平也越来越高,但和国外发达国家相比仍然存在很大的差距,冲压模具是中亚生产的主要设备,此设计是否合理,对冲压件的表面质量,尺寸精度,生产效率一级经济效益都有很大影响。
因此研究冲压模具的设计,提高冲压模具的各项技术指标,对冲压模具和冲压技术发展是十分重要的。
改革开放20多年来,我国已成为使用各种模具的制造大国,其中汽车,摩托车与家电产品生产用的各类模具的年需求量已占全国模具总量的60%以上。
但是我国模具生产能力和水平与国外相比则差距颇大,造成20世纪九十年代模具进口量站全国模具销售总额的1/3以上,达6到10亿美元。
本次设计主要针对铁心冲片的设计,本次设计采用了冲孔落料级进模,而且针对了非标准零件的设计。
其中主要讲述了冲压件的工艺分析,冲压工艺方案的确定;及对冲压件进行冲压力和压力中心的计算、初选冲压设备以及工作部分的尺寸计算和对冲裁模零部件的选择和设计。
本说明书在编写过程中参考了大量的文献资料和实例分析,根据所学的知识贯穿案例分析,设计出了此设计。
在设计过程中,同时也更好的掌握了许多重点和难点,使自己在这一门专业上得到了职业意义的熏陶和锻炼。
1铁心冲片冲裁工艺分析
1.1.铁心冲片零件图
图1-1铁心冲片零件图
材料:
硅钢片料厚:
t=0.5mm数量:
大批量生产
1.2.冲压工艺性分析
材料:
硅钢——碳含量很低、硅含量在0.5%~4.5%的铁硅软磁合金。
硬度较低,具有较好的塑性,具有良好的冲压成形性能。
工件结构:
该冲裁件结构对称,冲裁剪内外应尽量避免有尖锐清角,为提高模具寿命,建议将所有90度清角改为半径为1的圆角。
尺寸精度:
零件图上有尺寸标注公差,有的未注公差,属于自由公差,可按IT14级确定工件尺寸的公差,经查公差表,各公差为52±0.3,44.5±0.1,28±0.10,12±0.1,5±0.15,7±0.1。
生产批量:
大批量生产适合冲压加工。
结论:
可以冲裁
2铁心冲片冲压工艺方案的确定
方案一:
先落料,后冲孔,采用单工序模生产。
方案二:
落料-冲孔复合冲压,采用复合模生产。
方案三:
冲孔-落料连续冲压,采用级进模生产。
方案一模具结构简单,制造难度和成本都较低,不过需要两幅模具,生产效率较低,机床占用率较高。
方案二、三均只需要一副模具,生产效率和工件尺寸精度均较高,但模具结构相对复杂,制造难度和成本都较高。
通过对上述三种方案的分析比较,该铁心冲片尺寸精度要求不高,但工件产量较大,为保证生产效率,结合本项目的教学需要,比较适合采用方案三。
3相关工艺设计计算
3.1冲裁间隙及排样设计
3.1.1冲裁间隙
初始双面间隙Zmin=0.05mm,Zmax=0.09mm
3.1.2冲裁排样设计
垫圈落料的单排排样:
图3-1冲裁间隙排样图
B——料宽;待计算;
S——步距:
条料每次送进的距离。
待计算;
a,a1——搭边:
排样时冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。
a=2.0mm,a1=1.8mm
3.2料宽B计算
图3-2料宽计算用图
模具采用无侧压装置的送料方式
B-Δ=(Dmax+2a+C)-Δ
Δ——0.5mm
C——0.5mm
B-Δ=(Dmax+2a+C)-Δ=(52+4+0.5)-0.5=56.5-0.5
步距S=19+1.8=20.8mm
3.3材料利用率计算
计算一个步距的材料利用率η
η=1-(πd2+2b1b2)/BS×100%
=1-(9.61π+204)/56.5×20.8×100%
=85.2%
图3-3材料利用率计算用图
3.4排样图设计
使用AutoCAD2010设计出排样图
图3-4排样图
4冲压力的计算
4.1毛坯落料的冲裁力F1:
图4-1冲裁力计算公式
L=52*2+2*19+4*12=190mm
t=0.5mm
τb=190MPa(查材料性能手册)
F1=1.3×190×0.5×190=23465N
4.2毛坯冲孔的冲裁力F2:
图4-2冲裁力计算公式
L=2*3.1π=19.48mm
t=0.5mm
τb=190MPa(查材料性能手册)
F2=1.3×19.48×0.5×190=2404N
4.3垫圈毛坯落料的其他冲压力:
KX=0.05KT=0.065KD=0.08
垫圈毛坯落料的卸料力:
FX=KXF
FX=0.05×(23465+2404)=1293N
垫圈毛坯落料的推件力:
FT=nKTF
FT=3×0.065×(23465+2404)=5040N
(n=h/t=1.5/0.5=3)
垫圈毛坯落料的顶件力:
FD=KDF
FD=0.08×(23465+2404)=2070N
压力机公称压力的选择
F=F1+F2+FX+FT+FD
=23465+2404+1293+5040+2070
=34272N
4.4压力中心的确定
图4-3压力中心
根据图4-3分析建立如图所示坐标系,因为工件图形对称,故冲孔时压力中心为(X,Y)=(0,0.75);落料时,压力中心为:
L1=35(X,Y)=(-25,17.5)
L2=50(X,Y)=(0,0)
L3=35(X,Y)=(25,17.5)
L4=10(X,Y)=(20,35)
L5=20(X,Y)=(15,25)
L6=10(X,Y)=(10,15)
L7=20(X,Y)=(5,25)
L8=10(X,Y)=(0,35)
L9=20(X,Y)=(-5,25)
L10=10(X,Y)=(-10,15)
L11=20(X,Y)=(-15,25)
L12=10(X,Y)=(-20,35)
X=(L1X1+L2X2+……LnXn)/(L1+L2+…Ln)=0/250=0
Y=(L1Y1+L2Y2+……LnYn)/(L1+L2+…Ln)=18.3
所以(X,Y)=(0,18.3)
Y=(L1Y1+L2Y2)/(Y1+Y2)=16.5mm
所以总的压力中心为(0,16.5)
5冲模刃口及公差的计算
5.1冲孔:
应以凸模为基准,然后配做凹模
5.1.1:
变小尺寸φ3.1+0.08查表得X=0.75
AP=3.16-0.02mm
5.2.2:
无变化尺寸7±0.10
CP=7±0.0125mm
按计算尺寸和公差制造凸模后,在按凸模刃口实际尺寸并保证最小合理间隙配作凹模。
5.2落料:
应以凹模为基准配作凸模
5.2.1:
变大尺寸:
52.3-0.619-0.15
AD1=52+0.15mm
AD2=18.85+0.0375mm
5.2.2:
变小尺寸:
8.5+0.1
BD=8.6-0.025mm
5.2.3:
无变化尺寸12±0.1,28±0.1
CD1=12±0.0125mm
CD2=28±0.0125mm
按计算尺寸和公差制造凹模后,在按凹模刃口实际尺寸并保证最小合理间隙配作凸模。
6确定各主要零件结构尺寸
6.1凸模外形尺寸的确定
H=Kbb=52查表K=0.2
H=10.4mm取H=15mm
凹模壁厚取C=30mm
6.2凸模长度L1的确定
凸模长度计算为:
L1=h1+h2+Y
其中卸料板厚h1=10mm凸模固定板厚h2=14mm凸模修
磨量Y=15mm
则L1=44mm
选用冲床的公称压力应大于计算出的总压力,最大的闭合高度应大于冲模闭合高度5mm,工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。
按上述要求结合工厂实际,可选用SP-10CS小型开式高速压力机,并需要在工作台面上装配垫块,垫块实际尺寸可配置。
7设计并绘制总图
图7-1单排落料冲孔正装复合模
图7-2单排落料冲孔正装复合模
1.中间导柱模架2.卸料版3.橡胶4.螺钉5.销钉6.打杆
7.模柄8.止动螺钉9.顶件块10.卸料螺钉11.垫板12.凸凹模13.凸凹模固定板14.顶件块15.凹模16.螺钉17.凹模垫板18.凸模固定板19.垫板20.挡料销21.凸模22.带肩顶杆23.导料销24.销钉
8零件明细表
图8-1零件明细表图
9零件图
图9-1凹凸模
图9-2凸模
结语
三年来的大学学习,让我在这次设计中得到了一次很好的总结。
所有的专业与非专业的知识,几乎都已融入了进去。
更为可贵的是,在这次设计中让我们提高了发现问题解决问题的能力。
铁心冲片的模具设计设计是运用现有的绘图软件进行产品的设计及工艺分析,制定合理的设计路线和工艺顺序等等,使得加工出来的产品达到所要求的精度,降低生产成本,提高生产效率。
在对铁心冲片的模具设计的过程中,通过对设计的深入研究,再结合现有的绘图软件,通过设计各部分的尺寸等等,使得模具合理可行。
使产品达到所要求的精度。
本设计最主要的部分是模具的设计。
我是学习数控专业的学生,对于一些模具设计的标准和规范使用上还存在一定的盲点,一些技术指标用起来不是很顺手,因此,在整个设计过程中,各种力的计算花费了我很多时间,但是,离理想的设计还差得很远。
而且时间紧迫,所以,再一些设计方面,可能考虑得不是很全面,存在一定的缺陷
当然,本设计虽然存在不足,但是,对于我以后在工作中,碰到类似的问题,我就有信心一定可以把它做好,因为,在这次设计过程中,得到了宝贵的设计经验,在师傅的带领下,我会做得更好,更得心应手。
参考文献
《冷冲压模具设计指导》王芳主编机械工业出版社2002
史铁梁《模具设计指导》机械工业出版社2006
钟毓斌《冲压工艺与模具设计》机械工业出版社2006
王谟金《机械制图》清华大学出版社
肖景容《冲压工艺学》机械工业出版社
致谢
回首三年的大学生活,虽然有些不舍,但是,我们总要成长,总要走出校门,踏入社会,去创造一片属于自己的天空。
而对于我们的未来,今天的离开只是说明我们进入了人生的另一个转折点,我们即将背上行囊,踏上新的征程,迎接新的挑战,为了梦想义无反顾地奋战到底。
首先我要感谢我的指导老师宋老师,对我的毕业设计给予了很大的支持和帮助,在设计过程中,一直以严谨指导的治学态度,严格要求我们定期上交设计的进度,并对于我们完成的部分进行仔细的阅读,还提出了很多宝贵的建议,对我们后面更好的完成毕业设计打下扎实的基础。
老师给予我的无私的帮助和详细的讲解,让我了解了自己在三年的学习过程中的许多模糊点,也让我了解到要把理论知识运用到实践中,并不是照本宣读那么简单。
然后我要感谢我的所有任课老师,你们不辞辛劳地为我讲解重点难点,让我能更好的掌握所学的专业知识,拥有熟练操作机床的专业技能,养成自主学习并进行深入探究的习惯,在你们的支持和鼓励下,学到了很多。
真的很感谢你们多年来对我的培养、关心和爱护。
最后,回首三年,往事历历在目,有快乐、有悲伤、有失落、有艰辛、还有......但是,正是它们让我的大学生活变得充实、变得精彩、变得......它们是我的宝贵财富,我会把它们装进我的行囊,让它们陪我一起创造一片属于我自己的天空,不管今后的道路有多么艰辛、多么坎坷。
毕业设计(论文)成绩评定表
一、指导教师评分表(总分为70分)
序号
考核项目
满分
评分
1
工作态度与纪律
10
2
调研论证
10
3
外文翻译
5
4
设计(论文)报告文字质量
10
5
技术水平与实际能力
15
6
基础理论、专业知识与成果价值
15
7
思想与方法创新
5
合计
70
指导教师综合评语:
指导教师签名:
年月日
二、答辩小组评分表(总分为30分)
序号
考核项目
满分
评分
1
技术水平与实际能力
5
2
基础理论、专业知识与成果价值
5
3
设计思想与实验方法创新
5
4
设计(论文)报告内容的讲述
5
5
回答问题的正确性
10
合计
30
答辩小组评价意见(建议等第):
答辩小组组长教师签名:
年月日
三、系答辩委员会审定表
1.审定意见
2.审定成绩(等第)________系主任签字:
年月日
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