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学校代码__________学号0603200208HefeiUniversity本科课程设计(论文)BACHELORDISSERTATION设计题目落料模学科专业:材料成型及控制工程作者姓名导师姓名完成时间
2011.
06.29目录TOC\o1-3\h\z\u
一、设计课题2
二、设计内容
32.1冲压件工艺分析
32.2确定冲压工艺方案
32.3主要设计计算
52.
3.1工件尺寸公差转换及毛坯尺寸计算
52.
3.2排样及相关计算
52.
3.3冲压力计算
72.
3.4压力机初选
82.
3.5凸凹模刃口尺寸计算
83.
3.6压力中心的计算
112.4模具的总体设计
122.
4.1模具类型的选择
122.
4.2定位方式的选择
122.
4.3卸料方式的选择
122.
4.4导向方式的选择
122.5模具零部件设计
122.
5.1整体式凹模
122.
5.2凸模
132.
5.3模架的选用
152.
5.4导柱导套的选用
162.
5.5压力机的选用17
三、模具装配18四.结论19参考文献20XE
一、设计课题零件简图:如右图所示材料黄铜H62材料厚度3mm精度等级IT10生产批量小批量图
1.1
二、设计内容
2.1冲压件工艺分析1该工件只有落料一个工序材料为黄铜H62,为软材料;2工件的外形左右对称;3有文献
(1)P65的表3-15有当交角时,过度圆角;当交角时有过度圆角,在此工件中圆角均远大于这些最小值;4该工件上无过长的突出悬臂和凹槽;5该工件的精度等级为IT10,属于一般的精度等级;6由文献
(1)p67表3-20有冲裁断面的表面粗糙度为综上所述,该工件的结构工艺性较好,冲裁较为容易
2.2确定冲压工艺方案该工件只有落料一个工序,可以有以下几种工艺方案方案一采用一副简单的落料模,其排样图有两种形式,第一种是采用单排形式,其排样图如下图所示图
2.
2.1第二种是双排形式,冲裁时先冲一侧条料上的工件,冲完之后将工件翻转,冲裁安排在条料另一侧上的工件,其排样图如下图所示图
2.
2.2方案二在一副落料模中不同的位置设置两副落料用的凸模和凹模,即在一次冲裁行程中同时冲下两个工件,根据凸模位置不同,其排样图有两种,如下图所示图
2.
2.3图
2.
2.4分析比较方案一.采用单工序模生产,模具结构简单,制造成本低方案二一副模具上装两副凸凹模,结构设计较为复杂,制造成本较高,但是生产效率高方案确定虽然方案二生产效率较高,但是模具的制造成本较高,结构设计较为复杂,对于小批量生产来说,没有必要在模具上投入过高资本相比之下,方案一模具结构简单,制造成本低,更适合进行小批量生产,节约生产资本
2.3主要设计计算
2.
3.1工件尺寸公差转换及毛坯尺寸计算图
2.
3.1按“入体原则”标注工件尺寸公差,由文献
(2)p257表3-2公差等级为10级时工件上的尺寸如下毛坯的面积为毛坯周长为
2.
3.2排样及相关计算采用导料板进行侧向导料,且增加测压装置保证精度要求采用单排,图
2.
3.
2.1由文献
(1)p56表3-9查的最小搭边值分别为侧面;工件间为方便计算,此次设计统一取值为
2.5mm由文献
(1)p57表3-10查得工件最大宽度为11mm时,条料宽度的单向偏差为由文献
(1)p58表3-12查的导料板与最宽条料之间的间隙值为则由文献
(1)p56式(3-14)有条料的宽度为由文献
(1)p56式(3-15)有导料板间距离为相邻两工件之间的中心距为材料的利用率为采用双排图
2.
3.
2.2由文献
(1)p56表3-9查的最小搭边值分别为侧面;工件间上下两个工件的垂直距离计算图
2.
3.
2.3,取为
13.5mm由文献
(1)p57表3-10查得工件最大宽度为
21.5mm时,条料宽度的单向偏差为由文献
(1)p58表3-12查的导料板与最宽条料之间的间隙值为则由文献
(1)p56式(3-14)有条料的宽度为由文献
(1)p56式(3-15)有导料板间距离为相邻两工件之间的中心距为材料的利用率为由于采用双排排样时材料的利用率较单排的利用率高,所以排样方式选用双排排样
2.
3.3冲压力计算由文献
(4)p29表1-50有黄铜H62抗拉强度——,在此次计算中取,采用弹性卸料和下出料方式进行冲裁由文献
(1)p60式(3-20)有落料力由文献
(1)p61表3-14有,并取n=7由文献
(1)p61式(3-22)有推件力为由文献
(1)p61表3-14有由文献
(1)p61式(3-21)有卸料力为由文献
(1)p61式(3-24)有冲压工艺力为为使压力机安全工作,取压力机的公称压力为冲压工艺力的
1.2倍,则有压力机公称压力
2.
3.4压力机初选根据冲压工艺总力计算结果,并结合工件高度,初选开式双柱可倾压力机J23-
10.
2.
3.5凸凹模刃口尺寸计算由于工件的形状较为复杂,所以凸凹模采用配作法加工由文献
(1)P43式(3-2)由经验值法确定最小间隙值,则有图
2.
3.
5.1该工件属于落料件,选凹模为设计基准,只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差,凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作由文献
(2)p257表3-2公差等级为10级时工件上的尺寸,及文献
(1)p48表3-7相应的磨损系数如下表所示尺寸的编号尺寸大小尺寸公差磨损系数a
0.058mm1b
0.048mm1c
0.04mm1d
0.058mm1e
0.04mm1f
0.048mm1落料凹凸模的尺寸如下图所示凸模刃口尺寸(图
2.
3.
5.2)凹模刃口尺寸(图
2.
3.
5.3)
3.
3.6压力中心的计算图
2.
3.6由图可知压力中心一定在Y轴上,只需计算出图中标注的几部分的Y值即可,圆弧的压力中心位置可由文献
(1)P63式(3-27)求得理论压力中心与模具中心的偏移量较小,所以直接取凹模几何中心为压力中心
2.4模具的总体设计
2.
4.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采用单工序冲压,所以模具类型为单工序落料模,又由于精度要求不高,所以选用后侧导柱型模座图
2.
4.
12.
4.2定位方式的选择导料采用导料板,并采用挡料销、初始挡料销定位
2.
4.
2.
12.
4.3卸料方式的选择由于材料较软,在冲压过程中板料可能发生翘曲变形,必须添加压料装置,所以采用弹性卸料和下出料方式
2.
4.
3.
12.
4.4导向方式的选择由于工件的结构较为简单,同时为了节约生产成本,简化模具结构降低模具制造难度,方便安装调整,该单工序落料模采用后侧导柱导套式落料模
2.5模具零部件设计
2.
5.1整体式凹模冲裁时凹模承受冲裁力和侧向压力的作用,受力情况比较复杂,通常根据冲裁的板料的厚度和冲裁件的轮廓尺寸按经验公式来确定,由文献
(1)p86式(3-41)、(3-42),查表3-24中的凹模厚度系数k=
0.5,得凹模的尺寸为图
2.
5.
1.
22.
5.2凸模图
2.
5.
2.1由工件形状可知凸模形式为非圆形凸模,且通过分析比较落料凸模截面较大,为固定方便采用圆凸台固定较为可靠凸模长度计算L=h+(15~20)mm;上式中,--凸模固定板厚度;--卸料板厚度;--导尺厚度L—凸模长度15~20mm——包含凸模进入凹模的深度、凸模修磨量、冲模在闭合状态下卸料板到凸模固定板间的距离凸模长度由上表可查得L=50mm由于此工件的形状较为复杂,加工时比较适合采用线切割加工,考虑到加工工艺性要求,凸模采用直通式,固定方式采用铆接式,凸模的长度取为50mm当凹模的尺寸确定之后,由文献3p128表5-3得弹压卸料纵向和横向送料典型组合尺寸(GB/T
8066.2-95)
2.
5.3模架的选用
2.
5.
3.1表1模架尺寸零件名称零件数零件尺寸mm凸模142配用模架闭合高度(H)最大最小150130垫板厚度18固定板厚度18卸料板厚度114导料板长度厚度1100X8凹模厚度116凹模固定螺钉4M8承料板固定螺钉4M8凹模固定销定4导料板固定螺钉4卸料弹簧4设计时根据卸料力选取卸料螺钉48X35凸模固定螺钉4M8X35凸模固定销钉4M8X35由于工件精度要求不太高,且考虑模具结构简单故选择后侧导柱模架由
[3]105页表4-6可查得表2模座尺寸(单位mm)凹模周界L100B100模座厚度H上模座25下模座30上模座宽度L110导柱孔间距S116导柱孔中心与上、下模座中心的距离A75导柱孔中心与上、下模座最大距离A110模座导柱凸缘半径R32上、下模座凸缘长度l60上模座DH7基本尺寸32极限偏差下模座d(R7)基本尺寸20极限偏差
2.
5.4导柱导套的选用由模架尺寸选用导柱导套,选用滑动导柱B型及滑动导套B型,由
[4]78页表3-38及表3-39可查得导柱导套尺寸如下表表4导柱尺寸(单位mm)导柱直径d基本尺寸20极限偏差h5h6导柱长度L100--130表5导套尺寸(单位mm)导套外圆直径D基本尺寸20极限偏差导套长度L65导套上端尺寸H
232.
5.5压力机的选用由前面冲裁力计算结果可知F=
88.71KN由模具的设计及实际情况考虑选择开式双柱可倾压力机J23-25具体参数见下表表6开式双柱可倾压力机参数d基本尺寸32极限偏差
0.050d1M20X
1.2L79L156L23S27d218d311d4M6b
3.5c
1.5
三、模具装配根据落料模的特点,先装上模,再装下模较为合理,并调整间隙,试冲,返修具体过程如下图
3.1四.结论通过对连接板零件冲孔落料级进模的设计,更深一层地了解冲裁模的设计流程,包括冲裁件的工艺分析、工艺方案的确定、模具结构形式的选择、必要的工艺计算、主要零部件的设计、压力机型号的选择、总装图及零件图的绘制在设计过程中,有些数据、尺寸是一点也马虎不得,只要一个数据有误,就得全部改动,使设计难度大大增加条料送进时利用固定挡料销定步距操作时完成第一步后,把条料向上抬起向前移动,移到刚冲过的料口里,再利用导料销继续下一个工件的冲裁重复以上动作来完成所需工件的冲裁,冲完一侧的工件之后翻遍冲另一侧的工件,首次定位用初始挡料销通过本次冲压模具课程设计,是我对模具有了更深的认识,同时深刻认识到要成为一名优秀的模具设计人员还有很长的路要走,而非一朝一夕之事再有,通过本次设计为今后的毕业设计,未来的工作奠定了一定的基础参考文献
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[2]甘永立主编几何公差与检测[M]·8版上海上海科学出版社,
2008.1;
[3].王立人,张辉主编.冲压模具设计指导[M]·北京北京理工大学出版社,
2009.8;
[4]冯炳尧,韩泰荣,蒋文森主编.模具设计与制造简明手册[S]·第二版.上海上海科学技术出版社,
1998.7;[5侯洪生主编机械工程图学[M]·北京科学出版社,2001S1。