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河南机电高等专科学校毕业设计论文开题报告学生姓名高震学号0412106专业模具设计与制造设计论文题目:引线片冲裁件的冲压工艺及模具设计指导教师原红玲2007年4月25日毕业设计(论文)成绩毕业设计成绩指导老师认定成绩小组答辩成绩答辩成绩指导老师签字答辩委员会签字答辩委员会主任签字毕业设计/论文任务书题目引线片冲裁件模具设计内容1完成引线片冲裁件结构工艺性分析和冲裁工艺方案确定
(2)模具装配图及成型零件图的绘制
(3)完成主要模具零件图的工艺规程编制
(4)编写设计说明书
(5)打印出说明书原始资料:插图清单
1.引线片冲裁模制件图…………………………………………
112.引线片冲裁模排样图…………………………………………
133.引线片冲裁模凹模型口图……………………………………
154.引线片冲裁模橡胶形状图……………………………………
205.引线片冲裁模落料凸模图……………………………………
226.引线片冲裁模凸模固定板图…………………………………
237.引线片冲裁模冲孔凸模图……………………………………
248.引线片冲裁模凹模图…………………………………………
259.引线片冲裁模导正销图………………………………………
2610.引线片冲裁模导料板图………………………………………
2711.引线片冲裁模承料板图………………………………………
2712.引线片冲裁模卸料板图………………………………………
2813.引线片冲裁模模具装配图……………………………………30表格清单
1.排样及材料利用率计算………………………………………
132.模具压力中心表计算一览……………………………………
153.模具工作零件刃口尺寸计算一览……………………………
194.模具落料凸模加工工艺过程一览……………………………
315.模具冲孔凸模加工工艺过程一览……………………………
326.模具凹模加工工艺过程一览…………………………………
337.模具引线片冲裁模装配表一览………………………………34毕业设计(论文)开题报告1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,撰写1500字左右(本科生200字左右)的文献综述包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发文献综述
一、国内模具的现状与发展趋势
1.国内模具的现状我国模具近年来发展很快,据不完全统计,2003年我国模具生产厂点约有2万多家,从业人员约50多万人,2004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,2004年模具产值530亿元进口模具
18.13亿 美元,出口模具
4.91亿美元,分别比2003年增长18%、
32.4%和
45.9%进出口之比2004年为
3.69:1,进出口相抵后的进净口达
13.2亿美元,为净进口量较大的国家
[1]在2万多家生产厂点中,有一半以上是自产自用的在模具企业中,产值过亿元的模具企业只有20多家,中型企业几十家,其余都是小型企业 近年来, 模具行业结构调整和体制改革步伐加快,主要表现为大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品;专业模具厂数量增加,能力提高较快;三资及私营企业发展迅速;国企股份制改造步伐加快等
[2]虽然说我国模具业发展迅速,但远远不能适应国民经济发展的需要低档模具过剩,高档模具供不应求,甚至有的依赖进口,因此,模具企业必须找准自己的弱点,尽快缩短与国外的差距1体制不顺,基础薄弱 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用,私营企业近年来发展较快,国企改革也在进行之中,但总体来看,体制和机制尚不适应市场经济,再加上国内模具工业基础薄弱,因此,行业发展还不尽如人意,特别是总体水平和高新技术方面 2人才严重不足,科研开发及技术攻关方面投入太少 模具行业是技术密集、资金密集的产业,随着时代进步和技术发展,能掌握和运用新技术的人才异常短缺,高级模具钳工及企业管理人才也非常紧缺由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视,因而总体来看模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少,民营企业贷款困难也影响许多企业的技术改造,致使科技进步不大 3工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低 虽然国内许多企业采用了先进的加工设备,但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多,特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多由于体制和资金等原因,引进设备不配套,设备与附配件不配套现象十分普遍,设备利用率低的问题长期得不到较好解决装备水平低,带来中国模具企业钳工比例过高等问题 4产业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响,许多模具企业观念落后,模具企业专业化生产水平低,专业化分工不细,商品化程度也低目前国内每年生产的模具,商品模具只占45%左右,其馀为自产自用模具企业之间协作不好,难以完成较大规模的模具成套任务,与国际水平相比要落后许多模具标准化水平低,标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响,对模具制造周期影响尤甚 5模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本,国产模具钢与国外进口钢相比,无论是质量还是品种规格,都有较大差距塑料、板材、设备等性能差,也直接影响模具水平的提高
2、国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展,但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距,尚不能完全满足国民经济高速发展的需求未来的十年,中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面:
1.模具日趋大型化;
2.在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术;
3.模具扫描及数字化系统;
4.在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术;
5.提高模具标准化水平和模具标准件的使用率;
6.发展优质模具材料和先进的表面处理技术;
7.模具的精度将越来越高;
8.模具研磨抛光将自动化、智能化;
9.研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程;
10.开发新的成形工艺和模具
二、国外模具的现状与发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备,在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中,60%-80%的零部件都要依靠模具成型用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性,是其他加工制造方法所无法替代的模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力近几年,全球模具市场呈现供不应求的局面,世界模具市场年交易总额为600~650亿美元左右美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一 国外模具总量中大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上;国外模具企业的组织形式是大而专、大而精2004年中国模协在德国访问时,从德国工、模具行业组织--德国机械制造商联合会(VDMA)工模具协会了解到,德国有模具企业约5000家2003年德国模具产值达48亿欧元其中(VDMA)会员模具企业有90家,这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%,可见其规模效益随着时代的进步和技术的发展,国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才,他们的技术水平比较高.故人均产值也较高.我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右,而国外模具工业发达国家大多15~20万美元,有的达到25~30万美元国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上,而我国才达到45%.2.本课题的研究思路(包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段(途径)及进度安排等)本课题研究的思路:引线片冲裁件模具的设计.引线片冲裁件是最典型的冲裁件,其工作过程很简单就一个落料冲孔,根据实际确定它可以一次冲裁成功.因此,从制件的成型原理和模具加工成本考虑,确定此次冲裁采用标准的模架为了保证制件的顺利加工,模具必须有足够精度要保证模具的精度,特别要保证导柱和导套的配合精度保证导柱和导套的配合精度的同时还要注意保证导柱和导套的刚度.另外,模具的精度还和冲裁凸模与冲裁凹模工作配合精度有关.设计时可能精度出现误差,应当边试冲边修改调整,以防毛刺过大等只有加强冲裁基础理论的研究,才能提供更加准确、实用、方便的计算方法,才能正确地确定冲裁工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸,解决冲裁中出现的各种实际问题,从而,进一步提高制件质量本课题设计进度的安排如下
1.了解目前国内外冲压模具的发展现状--所用时间3天;
2.确定冲压工艺方案--所用时间5天;
3.主要设计计算--所用时间4天
4.模具的设计--所用时间20天;
5.模具装配图及零件图的绘制--所用时间7天
6.电子文档的制作--所用时间10天参考文献
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2006.
4.11
[2]中国报告大厅市场研究报告网.我国模具工业的现状和发展分析.
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5.28
[3]中国机械设备网.中国模具产业发展的方向.
[4]中国轻工模具网模具新闻.我国模具与世界先进水平的差距.2006.3.10
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[6]许发樾主编.实用模具设计与制造手册[M].北京机械工业出版社,2000
[7]成虹主编.冲压工艺与模具设计.北京电子科技大学出版社,2002
[8]中国金属加工网.冲压模具行业发展现状及技术趋势.
2005.6
[9]彭建声、秦晓刚编著.模具技术问答.北京机械工业出版社,1996引线片冲裁件模具设计摘要本设计题目为引线片冲裁模,体现了典型冲裁模的设计要求、内容及方向,有一定的设计意义通过对该模具的设计,加强了设计者对冲裁模设计基础知识的理解和运用,为设计更复杂的冲裁模具做好了铺垫本设计运用冲裁工艺及模具设计的基础知识,首先分析了板材的性能要求,为选取模具的类型做好了准备;然后计算了冲裁件的冲裁力,便于选取压力机吨位及确定压力机型号;最后分析了冲裁件的特征,便于确定模具的设计参数、设计要点及卸件装置本设计采用了冲孔—落料级进模成形引线片成形原理可划分为两个阶段首先冲孔凸模与凹模共同作用先冲出两个
1.85mm和两个
6.5mm的孔,而后利用第一步冲出的两个
1.85mm和两个
6.5mm的孔做精确定位使外形凸模与凹模共同作用使工件落料成形关键词冲孔—落料级进模冲孔凸模凹模压力机吨位引线片冲裁件模具设计AbstractThetopicforthedesignisgasketblankingdiedesignIthasmanifestedthetypicalblankingdiesdesignrequestthecontentandthedirectionhascertaindesignsignificance.Throughthedesignofthecomponentmoldstrengthensthedesigner’sunderstandandutilizetotheblankingdiedesignbasicalknowledgehasprepareedfordesigningmorecomplexblankingdie.Thedesignhasutilizeblankingcraftandthebasicalknowledgeofthemolddesignhasfirstanalyzedthepropertyrequirementoftheplatehaspreparedforselectingthemoldtype;thenhascalculatedtheblankingstrengthhasadvantagedtoselectthepresstonnageanddeterminepressmodel;Finallyhasanalyzedthecharacteristicoftheproductshasadvantagedtofinitethemolddesignvariablethedesignmainpointandshedder.Thisdesignusedpiercingandblankingprogressivedietoformtheproducts.Theformingprinciplecanbedividedtotwostages:Firstpiercingpunchanddieaffecttogetherandpiercetwoholesof
1.85mmandtwoholesof
6.5mmthenusethethreeholesaspinpointtomaketheproductformed.Keyword:PiercingandblankingprogressivediePiercingpunchPressTonnage绪论目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大大学三年的学习即将结束,毕业设计是在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习其中最后一个实践环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验在学校的近三年学习中,已完成了模具专业教学计划中所要求的理论课程在毕业前夕,通过毕业设计的实践环节,进行已学知识的全面总结和应用,提高综合能力的培训及扩大模具领域的新知识毕业设计其目的在于巩固所学知识,熟悉有关资料,树立正确的设计思想,掌握设计方法,培养实际工作能力通过设计,使我在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、零件结构设计、编写技术文件和阅读技术文献等方面受到一次综合训练毕业设计要达到的具体要求是
1.系统总结,巩固过去所学的基础知识和专业课知识
2.运用所学知识解决模具技术领域内的实际工程问题,以此进行综合知识的训练
3.通过某项具体工程设计和实验研究,达到多种综合能力的培养,掌握设计和科研的基本过程和基本方法
4.提高和运用与工程技术有关的人文科学,价值工程和技术经济的综合知识改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长近年来,模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大的变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速的发展浙江宁波和黄岩地区的模具之乡;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用近年来,随着我国经济的腾飞和产品制造业的蓬勃发展,模具制造业也相应进入了高速发展的时期据中国模具工业协会统计,1995年我国模具工业总产值约为145亿,而2003年已达450亿左右,年均增长14%另据统计,我国(不含台湾、香港、澳门地区)现有模具生产厂点已超过20000家,从业人员有60万人,模具年产值在一亿以上的企业已达十多家可以预见,我国经济的高速发展将对模具提出更为大量、更为迫切的需求,特别需要发展大型、精密、复杂、长寿命的模具同时要求模具设计、制造和生产周期达到全新的水平我国模具制造业面临着发展的机遇,无疑也面临着更大的挑战我做的是冷冲压模具设计,冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得需要零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力加工方法因为它通常是在室温下进行加工,所以称为冷冲压冷冲压与其他加工方法相比,具有独到的特点,所以在工业生产中,尤其在大批量生产中应用十分广泛相当多的工业部门越来越多地采用冷冲压加工产品零部件,如汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、国防以及日用品等行业在这些工业部门中,冲压件所占的比重相当大不少过去有铸造、锻造、切削加工方法制造的零件,现在已经被质量轻、刚度好的冲压件所代替通过冲压加工制造,大大提高了生产效率,降低了成本可以说如果在生产中不广泛采用冲压工艺,许多工业部门的产品要提高生产率,提高质量,降低成本,进行产品的更新换代是难以实现的在大学三年的课程学习和课程、生产实习,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识,对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的于模具设计这个实践性非常强的设计课题,我们进行了大量的实习经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习,我对于模具特别是冲压模具的设计步骤有了一个全新的认识,丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识,而对于模具的制造工艺更是有了零的突破在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下,同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体,明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍,设计中,充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽了最大努力做毕业设计在设计的过程中,虽然有一定的困难,但在指导老师的细心指导、同学间的讨论和自己的努力下,自信会完满的完成毕业设计任务由于我的水平有限,而且缺乏经验,设计中难免会出现疏漏和不妥之处,敬请各位老师指正设计者高震
2007.
04.01工件名称引线片冲裁件工件简图如图所示生产批量大批量材料A3钢材料厚度
1.5mm图1一.冲裁件工艺性分析此工件只有落料和冲孔两个工序材料为A3钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁工件结构相对简单,有一个
1.85mm的孔和一个
6.5mm的孔;孔与孔、孔与边缘之间也满足要求,最小壁厚为
2.5mm工件未标注尺寸公差的部分为自由公差,可看作IT14级,尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求二.冲裁工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序,可有以下三种工艺方案方案一先落料,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—落料级进冲压采用级进模生产方案一模具结构简单,但需两道工序两副模具,成本高而生产率低,难以满足大批量生产要求方案二只需一副模具,工件的精度及生产效率都较高,但工件最小壁厚
2.5mm小于凸凹模许用最小壁厚
2.7mm,模具强度较差,制造难度大,并且冲压后制品件留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作不方便方案三也只有一副模具,生产效率高,操作方便工件精度也能满足要求通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压生产采用方案三为佳三.主要设计计算1.排样方式的确定及其计算设计级进模,首先要设计条料排样图引线片的形状相对对称,但在这里我们考虑到材料利用率所以采用斜对排,如图所示的排样方法图--排样一个步距内的材料利用率η为查《冲压模具设计与制造》表
2.
5.2,确定搭边值两工件间的搭边a=
0.5mm;工件边缘搭边a=
1.0mm;步距为
10.4mm;条料宽度B=33mm冲裁件面积A=×
4.7+
2.76×
1.5+
0.5×
1.85+
3.5×
3.7-
1.65×
1.3-×
0.925-×
3.25=
53.828mm查板材标准,宜选200mm×300mm的钢板,每张钢板可剪裁为6张条料33mm×300mm,每张钢板可冲346个工件,则η为η=×100%=×100%=
62.1%.表
(1)----排样及材料利用率计算项目公式结果备注冲裁件的面积A如上式所求
53.828mm查表
2.
5.2得最小搭边值a=
0.5mma1=
1.0mm采用侧压装置条料宽度BB=
30.4+
1.3×233mm步距S
10.4mm一个步距材料利用率ηη=nA/BS×100%
62.74%材料的利用率η总η=×100%
62.1%
2、冲压力的计算该模具采用级进模,拟选择弹性卸料、下出件冲压力的相关计算如下由《冲压模具设计与制造》中冲裁力公式--
2.
6.1得F=KLtTb公式中F冲裁力L冲裁周边长度对于φ
6.5的孔L=
3.14×
6.5=
20.41mm对于φ
1.85的孔:L=
3.14×
1.85=
5.81mmt材料厚度t=
1.5mmTb材料抗剪强度取360MPaK安全系数安全系数K是考虑到实际生产,模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损,板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数一般取K=
1.3对于φ
6.5的孔:F1=
1.3×
3.14×
6.5mm×
1.5mm×360MPa=14328N对于φ
1.85的孔:F2=
1.3×
3.14×
1.85mm×
1.5mm×360MPa=4078N因为F1>F2所以选择冲床时的冲裁力为F1根据以上数据计算可得F=14328N下面对卸料力进行计算由P
702.
6.3公式得:卸料力Fx=KxF由P
702.
6.4公式得推件力Ft=KtF公式中:F冲裁力为14328NKx卸料力系数由《冲模》P70表
2.
6.1查得Kx=
0.05n同时在凹模内的废料n=h/t式中h凹模洞口的直刃高度t板料厚度Kt为推件力系数由表
2.
6.1查得Kt=
0.55由于采用弹性卸料装置,下出件,故据P
712.
6.6公式得F总=F+Fx+Ft=F+
0.05F+
0.55nF根据凹模的修模余量的一般要求,取h=8mm,则n=8/2=4故F总=46566N3.压力中心的确定及相关计算计算压力中心时,先画出凹模型口图,如下图所示在图中将xOy坐标建立在图示的对称中心线上,将总裁轮廓线按几何图形分解成-共6组基本线段,用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标
270.
72135.72有关计算如下表1所示图3凹模型口图表
(2)--压力中心数据表基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值xY=
54.96mm
260.
32144.80=
20.41mm
281.
15144.80=
54.96mm
260.
32126.83=
20.41mm
281.
15126.83=
5.81mm
274.
21137.84=
5.81mm
288.
06137.76合计
162.36mm
267.
05135.35由以上计算结果可以看出,该工件总裁力不大,压力中心偏移坐标原点
270.
72135.72较小,为了便于模具的加工和装配,模具中心仍选在坐标原点O若选用J23-25冲床,(
267.05,
135.35)点仍在压力机模柄投影面积范围内,满足要求4.工作零件刃口尺寸计算 在确定工作零件刃口尺寸之前,首先要考虑到工作零件的加工方法和模具的装配方法,结合该模具的特点,工作零件的形状相对比较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凹模固定板以及卸料板,这种加工方法可以保证这些零件各孔的同轴度,使装配工作简化,因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算1)落料加工工序对于形状复杂或料薄的冲裁件,为了保证凸、凹模之间一定的间隙值,必须采用配合加工在落料加工工序中要完成的是对一个长为18mm宽为
9.4mm的矩形进行落料,并带有两个R=
1.85mm的圆角和一个深度为
1.3mm的槽,尺寸未注公差根据设计的规则取自由公差、为IT14级精度,其他标准公差值由《公差配合与技术测量》表查得而所需冲裁的制件外轮廓需要落料来进行,应以凹模为基准件,凹模的磨损情况可分为三类1)凹模磨损后变大的尺寸2)凹模磨损后变小的尺寸3)凹模磨损后不变的尺寸.凹模刃口尺寸计算如下:φ
9.4凹=
9.4-
0.75×
0.10+
0.025=
9.3250+
0.
0251.5凹=
1.5-
0.75×
0.120+
0.03=
1.410+
0.
033.7凹=
3.7-
0.75×
0.120+
0.03=
3.610+
0.03R
1.85凹=
1.85-
0.5×
0.250+
0.063=
1.7250+
0.
0631.65凹=
1.65+
0.75×
0.12-
0.030=
1.74-
0.
03013.3凹=
13.2+
0.5×
0.2±
0.025=
13.3±
0.
0259.8凹=
9.7+
0.5×
0.2±
0.025=
9.8±
0.
0252.2凹=
2.2+
0.5×
0.25±
0.031=
2.235±
0.031由于冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用.由于凹模结构形式及固定方法不同受力情况又比较复杂目前还不能用理论方法来确定凹模轮廓尺寸.在生产中通常根据冲裁的板料厚度和冲裁件的轮廓尺寸或凹模孔口刃壁间的距离按经验公式来确定:由冲压模具设计与制造中式
2.
9.3得:凹模厚度:H=kb15mm凹模壁厚:C=
1.5-2H30—40mm查表
2.
9.5可得k取
0.4而b为18+
9.4=
27.4mm于是有H=
27.4×
0.4=
10.96综合考虑取H=20所以凹模壁厚C=
1.5-2H=25L=2c+b=78mmB=2c+
9.4=
69.4mm凹模外形尺寸的确定如下图所示:图--凹模外形尺寸的确定2)冲孔加工工序同样的采用自由公差为IT14级精度,要同时冲出一个φ
6.5mm和一个φ
1.85mm的孔,还要保证孔与孔之间的相互位置关系均为IT14级精度,凸、凹模的加工同样要采用IT6和IT7分别进行加工
①当冲直径为
6.5mm的孔时,因为为IT12取X=
0.75由《冲模》P58表
2.
4.1得凸模制造偏差δT=
0.020mm凹模制造偏差δA=
0.020mm由《公差》P13表2-4查得直径为5mm的公差为
0.15mm由《冲模》P55表
2.
3.3得Zmax=
0.240mmZmin=
0.132mm则Zmax-Zmin=
0.240-
0.132=
0.108mm则根据公式dT=dmin+x△-δT0dA=dT+Zmin0+δA则dT=
6.5+
0.75×
0.15-
0.0200dA=
6.6125+
0.1320+
0.020校核∣δA∣+∣δT∣≤Zmax-Zmin
0.04<
0.108故满足间隙公差
②当冲直径为
1.85mm的孔时,因为IT13取X=
0.75由《冲模》P58表
2.
4.1得凸模制造偏差δT=
0.020mm凹模制造偏差δA=
0.020mm由《公差》P13表2-4查得直径为
1.85mm的公差为
0.14mm由《冲模》P55表
2.
3.3得Zmax=
0.240mmZmin=
0.132mm则Zmax-Zmin=
0.240-
0.132=
0.108mm则根据公式dT=dmin+x△-δT0dA=dT+Zmin0+δA则dT=
1.85+
0.75×
0.14-
0.0200dA=
1.955+
0.1320+
0.020校核∣δA∣+∣δT∣≤Zmax-Zmin
0.040<
0.108故满足间隙公差表
(3)--工件零件刃口尺寸的计算分类尺寸尺寸转换计算公式结果冲孔φ
6.5φ
6.50+
0.15dT=dmin+x△-δT0dA=dT+Zmin0+δA
6.6125-
0.
02006.74450+
0.020冲孔φ3φ
1.850+
0.14dT=dmin+x△-δT0dA=dT+Zmin0+δA
1.955-
0.
02002.0870+
0.0205.卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算见下要求选用的4块橡胶板的厚度务必一致,不然会造成受力不均匀,运动产生歪斜,影响模具的正常工作其结构见图4所示模具工作行程==1+1+2=4mm.为凸模凹进卸料板的高度1mm.t为料厚.为凸模冲裁后进入凹模的深度2mm.橡胶工作行程=+=4+5=9mm.为凸模的修磨量,取5mm.橡胶自由高度=4=4×9=36mm.橡胶的预压缩量=15%=15%×36=
5.4mm.一般取10%-15%.图4--橡胶形状图每个橡胶承受的载荷=/4=
2005.2/4=
501.3N.选用4个圆筒形橡胶.橡胶的外径D=30mmd为圆筒形橡胶的内径,取d=11mm.p=
0.5Mpa.校核橡胶自由高度
0.5/D=
0.
951.5满足要求.橡胶的安装高度=-=36mm-
5.4mm=31mm取标准为=30mm四.模具总体设计
1、模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采用级进冲压,所以模具类型为级进模
2、定位方式的选择因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置控制条料的送进步距采用挡料销初定距,导正销精定距而第一件的冲压位置因为调料长度有一定的余量,可以靠操作工来目测定
3、卸料、出件方式的选择因为工件料厚为
1.5mm,相对较薄,卸料力也比较小,故可以采用弹性卸料又因为是级进模生产,所以采用下出件比较便于操作和提高生产效率4、导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整等因素该级进模采用中间导柱的导向方式五.主要零部件设计1.工作零件的结构设计1落料凸模结合工件外形并考虑加工,将落料凸模设计成直通式,采用线切割机床加工,2个M8螺钉固定在垫板上,与凸模固定板的配合按其其总长L可按《冲压模具设计与制造》公式
2.
9.2计算=15+12+
1.5+
12.5=40mm式中:L——凸模长度mm;——凸模固定板厚度mm;——卸料板厚度mm;——材料厚度mm;——增加长度它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度(
0.5-1mm)、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等,一般取10-20mm.落料凸模具体结构可参见图5所示:图5--落料凸模凸模固定板具体结构可参见图6所示:图6--凸模固定板2冲孔凸模因为所冲的孔均为圆形,而且都不属于需要特别保护的小凸模,所以冲孔凸模采用台阶式,一方面加工简单,另一方面又便于装配与更换冲φ
1.85mm孔和冲φ
6.5mm的凸模具体结构可参见图7所示凸模-1凸模-2图7--冲孔凸模3凹模凹模采用整体凹模,各总裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模在模架上的位置时,要依据计算压力中心与模柄中心重合其轮廓尺寸可按《冲压模具设计与制造》公式
2.
9.
3、
2.
9.4计算凹模厚度
0.4×18+
9.4=
10.96mm.查表
2.
9.5得=
0.4凹模壁度
16.44-
21.92mm.取凹模厚度20mm,凹模壁度25mm.凹模宽度
27.4+2×25=
77.4mm.考虑到模具模具强度及整体外观取B=100mm.凹模长度 L取90mm送料方向凹模轮廓尺寸为 90mm×100mm×20mm,结构如图8所示图8--凹模2.定位零件的设计落料凸模下部设置两个导正销,分别借用工件上两边两个mm的孔和两个φ
6.5mm的孔作导正孔导正孔的导正销的结构如下图所示导正应在卸料板压紧板料之前完成导正,考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面1mm,所以导正销直线部分的长度为2mm导正销采用安装在落料凸模端面,导正销导正部分与导正孔采用配合 图9导正销3.导料板的设计导料板的内侧与条料接触,外侧与凹模齐平,导料板与条料之间的间隙取
0.5mm,这样就可确定了导料板的宽度,导料板的厚度按《冲压模具设计与制造》表
2.
9.7选择导料板采用45钢制作,热处理硬度为43-48HRC用螺钉和销钉固定在凹模上导料板的进料端安装有承料板导料板的结构可参见图10所示图10导料板承料板的结构可参见图11所示 图11承料板4.卸料部件的设计1卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同,厚度为15mm.卸料板采用45钢制造,淬火硬度为43-48HRC.卸料板的结构可参见图12所示图12卸料板2卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉,公称直径为10mm,螺纹部分为M10×10mm卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间卸料螺钉拧紧后,应使卸料板超出凸模端面1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整故卸料螺钉查《五金简明手册》知M10×75mm,5.模架及其它零部件设计该模具采用中间导柱模架,这种模架的导柱在模具中间位置,冲压时可防止由于偏心矩而引起的模具歪斜以凹模周界尺寸为依据,选择模架规格查《中国模具设计大典》知导柱分别为20mm×130mm.导套分别为20mm×70mm×28mm.上模座厚度取30mm;上模垫板厚度取10mm;凹模厚度取20mm;下模座厚度取40mm;那么,该模具的闭合高度=30+10+63+20+40-2mm=161mm式中——凸模长度,=63mm;——凹模厚度=20mm;——凸模冲裁后进入凹模的深度,=2mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模同度(220mm),可以使用六.模具总装图通过以上设计,可得到如图12所示的模具总装图模具上模部分主要由上模座、垫板、凸模(6个)、凸模固定板及卸料板等组成卸料方式采用弹性卸料,以橡胶为弹性元件下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出条料送进时采用固定挡料销作为粗定距,在落料凸模上安装两个导正销,得用条料上两边两个孔作为导正销孔进行导正,以此作为条料送进的精确定距操作时完成第一步冲压后,把条料抬起向前移动,用落料孔套在固定挡料销上,并向前推紧,冲压时凸模上的导正销再作精确定距图12---引线片级进模装配图
1.下模座
2.凹模
3.M8×40内六角螺钉
4.导料板
5.导正销
6.弹性橡胶体
7.凸模固定板
8.M5×15紧固螺钉
9.M8×45内六角螺钉
10.止动销
11.模柄
12.M10×75内六角卸料螺钉
13.×60圆柱销
14.上模座
15.垫板
16.导套
17.导柱
18.小孔凸模
19.外形凸模
20.卸料板
21.固定挡料销
22.承料板七.冲压设备的选定通过校核,选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足使用要求其主要技术参数如下公称压力250KN滑块行程65mm最大闭合高度270mm最大装模高度220mm连杆调节长度55mm工作台尺寸前后×左右370mm×560mm垫板尺寸(厚度×孔径)50mm×200mm模柄孔尺寸mm×60mm最大倾斜角度八.模具零件加工工艺本副冲裁模,模具零件加工的关键在工作零件、固定板以及卸料板,若采用线切割加工技术,这些零件的加工就变得相对简单图5所示落料凸模的加工工艺过程如下表
(3)所示表
(4)----落料凸模的加工工艺过程工序号工序名称工序内容工序简图示意图1备料将毛坯锻造成长方体45×20×65mm2热处理退火3刨刨6面,互为直角,留单边余量
0.54热处理调质5磨平面磨6面,互为直角6钳工划线划出各孔位置线7加工螺钉孔、安装孔及穿丝孔按位置加工螺纹孔、销钉孔及穿丝孔等8热处理按热处理工艺,淬火回火达到58-62HRC9磨平面精磨上、下平面10线切割按图线切割,轮廓达到尺寸要求11钳工精修全面达到设计要求12检验按产品零件图检验图6所示冲孔凸模的加工工艺过程如下表
(4)所示表
(5)---冲孔凸模加工工艺过程工序号工序名称工序内容工序简图示意图1备料备毛坯尺寸5×65mm2热处理退火3车削车削毛坯轮廓,留
0.3mm单边余量4热处理按热处理工艺,淬火回火达到58-62HRC5磨精磨外圆6表面抛光表面抛光达到轮廓达到尺寸要求7检验按产品零件图检验图7所示凹模的加工工艺过程如下表
(5)所示表
(6)----凹模加工工艺过程工序号工序名称工序内容工序简图示意图1备料将毛坯锻成长方体110×100×25mm2热处理退火3粗刨刨六面达到100×90×21mm,互为直角4热处理调质5磨平面磨六面,互为直角6钳工划线划出各孔位置线7铣漏料孔达到设计要求8加工螺钉孔、销钉孔及穿丝孔按位置加工螺钉孔、销钉孔及穿丝孔9热处理按热处理工艺,淬火回火达到60-60HRC10磨平面精磨上、下平面11线切割按图切割型孔达到尺寸要求12钳工精修全面达到设计要求13检验按产品零件图检验九.模具的装配根据级进模装配要点,选凹模作为装配基准件,先装下模,再装上模,并调整间隙、试冲、返修具体装配见下表
(6)所示表
(7)----引线片级进模的装配序号工序工艺说明1凸、凹模预配装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔,是否符合图纸要求尺寸精度、形状将各凸模分别与相应的凹模孔相配,检查其间隙是否加工均匀不合适者应重新修磨或更换2凸模装配以凹模孔定位,将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中,并挤紧牢固3装配下模在下模座上划中心线,按中心预装凹模、导料板;在下模座、导料板上,用已加工好的凹模分别确定其螺孔位置,并分别钻孔,攻丝;将下模座、导料板、凹模、固定挡料销装在一起,并用螺钉紧固,打入销钉4装配上模在已装好的下模上放等高垫铁,再在凹模中放入
0.12的纸片,然后将凸模与固定板组合装入凹模;预装上模座,划出与凸模固定板相应螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、销孔;用螺钉将固定板组合、垫板
15、上模座连在一起,但不要拧紧;将卸料板套装在已装入固定板的凸模上,装上橡胶和卸料螺钉,并调节橡胶的预压量,使卸料板高出凸模下端约1mm;复查凸、凹模间隙并调整合适后,紧固螺钉;安装导正销、承料板;切纸检查,合适后打入销钉5试冲与调整装机试冲并根据试冲结果作相应调整
十、主要参考文献参考文献
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[4]任嘉卉主编.公差与配合手册.北京机械出版社,
2000.4
[5]冯炳光主编.模具设计与制造简明手册.上海上海科学技术出版社,
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1999.6
[7]薛启翔编著.冲压模具与制造北京:化学工业出版社
2004.3
[8]冷冲模设计及制造/中国机械教育工业协会组编.—北京:机械工业出版社
2001.9
十一、致谢致谢首先感谢本人的导师原红玲老师,她仔细审阅了本文的全部内容并对我的毕业设计内容提出了许多建设性建议原红玲老师渊博的知识,诚恳的为人,使我受益匪浅,在毕业设计的过程中,特别是遇到困难时,她给了我鼓励和帮助,在这里我向她表示真诚的感谢!感谢母校——河南机电高等专科学校的辛勤培育之恩!感谢材料工程系给我提供的良好学习及实践环境,使我学到了许多新的知识,掌握了一定的操作技能最后,我非常庆幸在三年的的学习、生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学,并感激师友的教诲和帮助!。