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荆楚理工学院课程设计任务书设计题目《圆垫圈》冲压模具设计学生姓名2010403020225李强课程名称冲压工艺与模具设计专业班级材料成型与控制工程10级2班地点A1301起止时间
2013.610~
2013.
6.28设计内容及要求材料Q235板厚t=
1.
51、设计计算说明书1)制件工艺分析;2)冲压方案的确定;3)模具工艺零件结构设计、工作部位尺寸计算;4)受力件强度、刚度校核,材料选择等内容
2、完整的模具装配图1张和主要成型零件的零件图2~4张,用计算机按《机械制图国家标准》绘图并打印进度要求讲授设计程序,布置设计任务
0.5天思考设计方案,选择成型设备1天确定工艺方案及模具结构1天绘制模具结构草图3天进行模具设计和计算3天绘制模具装配图4天绘制模具非标准件图(A3)4天参考资料《冲压工艺与模具设计》、《模具设计手册》其它说明1.本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份,教研室审批后交学院院备案,一份由负责教师留用2.若填写内容较多可另纸附后3.一题多名学生共用的,在设计内容、参数、要求等方面应有所区别教研室主任指导教师叶晓苇2012年6月6日附件3机械工程学院课程设计答辩记录单班级学号姓名指导教师设计题目荆楚理工学院课程设计成果学院机械工程学院班级10级材料二班学生姓名李强学号2010403020225设计地点(单位)A1301设计题目《圆垫圈》冲压模具设计完成日期2013年06月25日指导教师评语__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________成绩(五级记分制)教师签名目录
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111.零件的工艺性分析
1.1结构工艺性图1-1工件简图材料Q235板厚t=
1.5由图1-1可知,该零件结构简单,形状对称,无悬臂,凹槽宽度、孔径、孔边距均大于
1.5倍料厚,可以直接冲出,因此比较适合冲裁
1.2精度该零件的所有尺寸都未标注公差,按ST5级确定零件的公差,一般的冲压均能满足零件的精度要求由表3-11【1】可得冲裁件尺寸公差Φ22,Φ
101.3原材料Q235是常用冲压材料,具有良好的塑形(δ=26%),屈服极限为235MPa,适合冲裁__综上所述,该零件具有良好的冲裁工艺性,适合冲裁__
2.工艺方案确定该零件需要落料和冲孔两道工序完成,可采用的方案有三种方案一单工序冲裁,先落料再冲孔方案二复合冲裁,落料冲孔同时完成方案三级进冲裁,先冲孔再落料比较三种方案方案一模具结构简单,制造方便,但需要两副模具,成本相对较高,生产效率低,且工件的精度较差而方案二具有较高的生产效率,工件的精度也较高,只需一副模具,模具的__成本较低,能保证外孔和内孔的同轴度要求方案三只需一副模具,生产效率较高,操作方便安全,但模具制造复杂,成本较高综上所述,本套模具采用方案二,即采用复合__
3.模具总体设计
3.1模具类型的确定由表3-17【1】正、倒装复合冲裁模的特点比较,考虑操作方便与安全性,选用倒装复合模
3.2模具零件结构形式确定
3.
2.1送料及定位方式采用手工送料,因为该模具采用的是条料,在与送料方向垂直方向(即左右方向)上定位,以保证条料沿正确的方向送进,常用导料销;在送料前方定位,以控制条料的送进步距,常用挡料销
3.
2.2卸料与出件方式采用弹性卸料装置卸料,刚性推件装置推件
3.
2.3模架的选用选用中间导柱导向的滑动导向模架
4.工艺计算
4.1排样设计根据工件形状,可以采用单排、交叉双排或多排;如果采用交叉双排或多排,则模具尺寸和结构就会相应增大,从而增加模具生产成本,所以本设计决定采用单排结构查表3-3【1】得a1=
1.5mm,侧搭边a=2mm,则条料宽度B=22mm+22mm=26mm,进距S=22mm+
1.5mm=
23.5mm查表3-4【1】得裁板误差Δ=
0.5mm,于是得到图4-1所示的排样图根据GB/T708-2006可知,这里选用的钢板规格为1300mm1200mm,采用横裁法,则可裁得宽度为26mm的条料50条,每条条料可冲出零件50个由__零件的尺寸可计算出该零件的__为A=
379.94mm2,则材料利用率为η式中N为一张板料(或带料、条料)上冲裁件的总数目,单位为个;A为一个冲裁件的实际__,单位为mm2;L为板料的长度,单位为mm;B为板料的宽度,单位为mm可计算出材料利用率η=
60.9%图4-1排样图
4.2冲裁工艺力计算
4.
2.1落料力、冲孔力及冲裁力的计算由于采用复合冲裁,则总的冲裁力F冲裁为落料力F落料和冲孔力F冲孔之和其中F=KLtτb式中,L为剪切长度,单位为mm;t为板料厚度,单位为mm;τb为板料的抗剪强度,单位为MPa考虑到刃口的磨损、间隙的波动、材料力学性能的变化、板料厚度的偏差等因素的影响,可取安全系数K=
1.3经计算,L落料=22×π=
69.08mm;τb=450MPa;t=
1.5mm;L冲孔=10×π=
31.4mm;τb=450MPa;t=
1.5mm;可得F落料=KL落料tτb=
1.3×L落料×t×τb=
1.3×
69.08×
1.5×450N=
60.618kNF冲孔=KL冲孔tτb=
1.3×L冲孔×t×τb=
1.3×
31.4×
1.5×450N=
27.554kN则F冲裁=F落料+F冲孔=
60.618kN+
27.554kN=
88.172kN
4.
2.2卸载力、推件力和顶件力的计算F卸=K卸F落料F推=nK推F冲孔式中,F卸、F推分别为卸料力、推件力,单位为N;K卸、K推分别为卸料力系数、推件力系数;由表3-8【1】查得K卸=
0.045,K推=
0.055由表3-30【1】查得凹模刃口直臂高度h=6mm,则n=h/t=4可计算出F卸=K卸F落料=
0.045×
60.618kN=
2.7kNF推=nK推F冲孔=4×
0.055×
27.554kN=
6.1kN
4.3压力中心的计算由于落料外形和所冲孔都以x轴和y轴对称,因此其压力中心在零件的几何中心(即圆心)上
5.模具零件详细设计
5.1工作零件设计工作零件包括凸模、凹模、凸凹模由于零件外形规则,其模具采用分别__法制造
5.
1.1模具间隙查表3-19和表3-20【1】得C=7%~10%t,即Cmin=7%t=
0.07×
1.5mm=
0.105mmC__x=10%t=
0.1×
1.5mm=
0.15mm
5.
1.2落料刃口尺寸及公差计算落料,以凹模为基准,由于零件外形规则,采用分别__法查表3-25【1】得凸、凹模的制造偏差分别为δp=
0.010mm,δd=
0.015mm查表3-24【1】摩损系数为x=
0.5由表3-23【1】所列公式计算得Dd=(D-xΔ)=(22-
0.5×
0.2)mm=
21.9mmDp=(Dd-2Cmin)=(
21.9-2×
0.105)mm=
21.69mm由于δp+δd=
0.010+
0.015mm=
0.025mm2(C__x-Cmin)=2×(
0.15-
0.105)=
0.09mm即δp+δd2(C__x-Ccmin)故模具精度合适
5.
1.3冲孔刃口尺寸及公差计算冲孔,以凸模为基准,由于零件外形规则,采用分别__法进行__查表3-25【1】得δp=
0.008mm,δd=
0.012mm查表3-24【1】摩损系数为χ=
0.75由表3-23所列公式计算得dp=(d+xΔ)=(10+
0.75×
0.14)mm=
10.105mmdd=(dp+2Cmin)=(
10.105+2×
0.105)mm=
10.315mm由于δp+δd=
0.012+
0.008mm=
0.02mm2(C__x-Cmin)=2×(
0.15-
0.105)=
0.09mm即δp+δd2(C__x-Cmin)故模具精度合适
5.
1.4冲孔凸模的设计冲孔凸模为圆形,参照JB/5826-2008进行设计圆柱头缩杆圆凸模D=16mm,d=10mm,L=56mm(见图5-1冲孔凸模)常见的模具钢有Cr12MoV、Cr
12、9SiCr、65Nb等,其中Cr12MoV和Cr12使用较为广泛Cr12MoV模具钢的淬透性、淬火回火的硬度、耐磨性、强度均比Cr12高用于制造截面较大、形状复杂、工作条件繁重下的各种冷冲模具和工具落料凹模Cr12MoV模具钢淬透性好,淬火回火后的强度、韧性比Cr12高,直径为300~400mm以下的工作可完全淬透,淬火变形小,所以材料选用Cr12MnV,热处理58~62HRC图5-1冲孔凸模
5.
1.5落料凹模的设计落料凹模采用整体式结构,外形为矩形,首先由经验公式计算出凹模外形的参考尺寸,再查标准得到凹模外形的标准尺寸,见表5-1根据材料表5-1落料凹模外形设计凹模外形尺寸符号凹模简图凹模外形尺寸计算值凹模外形尺寸标准值(JB/T
7643.1-2008)凹模厚度H图5-2落料凹模H=Kb=
0.25×22=
5.5,H≥15取H=15查表3-27得K=
0.25L×B×H=100×100×31凹模壁厚CC=(
1.5~2H=(
22.5~30)取C=30凹模长度LL=b+2C=22+2×30=82凹模宽度BB=b+2C=22+2×30=
825.
1.6凸凹模的设计由表3-32【1】查得最小壁厚a=
3.8mm,设计凸凹模的最小壁厚为5mm,满足凸凹模的强度要求凸凹模在竖直方向定位,可选用螺钉定位和肩带定位,若选用螺钉定位,则最小壁厚要大于螺钉的直径该模具的最小壁厚a=5mm,要靠螺钉来定位会使最小壁厚低于规定的最小壁厚,有可能造成模具开裂,不满足模具的强度要求,所以选择肩带定位,热处理硬度58~62HRC凸凹模如图5-3图5-3凸凹模
5.2其他板类零件的设计当落料凹模的外形尺寸确定后,即可根据凹模外形尺寸查阅有关标准或资料得到模座、固定板、垫板、卸料板的外形尺寸查GB/T2851-2008得滑动导向模架中间导柱100×100×(140~165)GB/T2851-2008为了绘图方便,还需查出上、下模座的尺寸规格由GB/T
2855.2-2008查得滑动导向下模座中间导柱100×100×40由GB/T
2855.1-2008查得滑动导向上模座中间导柱100×100×30查JB/T
7643.2-2008得矩形固定板100×100×16JB/T
7643.2-2008(凸凹模固定板)查JB/T
7643.2-2008得矩形固定板100×100×25JB/T
7643.2-2008(冲孔凸模固定板)查JB/T
7643.3-2008得矩形垫板100×100×6JB/T
7643.2-2008(冲孔凸模垫板)查JB/T
7643.3-2008得矩形垫板100×100×10JB/T
7643.2-2008(空心垫板)查表3-39【1】得卸料板的厚度为12mm,则卸料板的尺寸为100×100×
125.3导柱、导套的选用导柱和导套一般可选用材料有20Cr和__r15相对__r15,20Cr有较高的强度和淬透性,20Cr的淬火、低温回火后具有良好的综合力学性能,低温冲击韧性良好,回火脆性不明显所以,导柱和导套选20Cr作为材料查GB/T
2861.1-2008和GB/T
2861.3-2008得滑动导向导柱A20×130GB/T
2861.1-2008滑动导向导柱A22×130GB/T
2861.1-2008滑动导向导套A20×70×28GB/T
2861.3-2008滑动导向导套A22×70×28GB/T
2861.3-
20085.4模柄的选用根据初选设备JB23-10模柄孔的尺寸,查JB/T
7646.1-2008得,压入式模柄B32mm×85mm
5.5推件块的设计推件块的外形与落料凹模孔单边保持
0.1mm的间隙,推件块的内孔与冲孔凸模采用H8/f8的间隙配合,推件块的台阶高度为5mm,总高度为
11.5mm(如图5-4)图5-4推件块
5.6螺钉、销钉的选用查表3-44【1】,选M10内六角圆柱头螺钉,直径为Φ10mm的圆柱形销钉
5.7橡胶元件的选择橡胶是冲压模中常用的弹性元件,其许用负载比弹簧大,__调整也很方便卸料、顶件常选用硬橡胶选用聚氨酯弹性体橡胶,查式8-5,橡胶压力P=式中P是橡胶压力,单位为N;A是橡胶横截__,单位为;q是橡胶压缩的单位压力,单位为MP经计算,橡胶横截__为14461=
2729.1N,带入得橡胶单位压缩力为
0.1887,查表8-13得压缩量为10%,单位压缩力为
0.26的橡胶根据模具的设计,选择橡胶的厚度为25mm
6.设备选择及校核
6.1设备选择由前述计算出的冲裁工艺力,确定模具结构形式后,可得到总的冲压力F总为F总=F冲裁+F卸+F推=
88.172+
2.7+
6.1kN=
96.972kN选择JB23-16压力机,主要参数如下公称压力160kN最大闭合高度220mm,闭合高度调节量60mm工作台尺寸450mm×300mm;工作台孔尺寸220mm×110mm模柄孔尺寸Φ32mm
6.2设备验收主要验收平面尺寸和闭合高度由标记为“滑动导向下模座中间导柱100×100×40GB/T
2855.2-2008”可知,长度方向单边小于压力机工作台面尺寸,下模座的平面尺寸单边大于压力机工作台孔尺寸,因此满足模具__要求模具的闭合高度为30mm+10mm+6mm+25mm+31mm+53mm+40mm-
1.5+
0.5mm=193mm220mm,因此所选设备合适
7.总装图____
[1]柯旭贵,张荣清.冲压工艺与模具设计[M].北京机械工业出版社,2012
[2]付建军.模具制造工艺[M].北京机械工业出版社,2012
[3]王章忠.材料科学基础[M].北京机械工业出版社,2011
[4]毛准平.互换性与测量技术基础[M].北京机械工业出版社,2010
[5]王卫卫.材料成型设备[M].北京机械工业出版社,2012
[6]杨占尧.最新冲压模具标准及应用手册[M].北京化学工业出版社,2010
[7]王之栋,王大康.机械设计综合课程设计[M]北京机械工业出版社,2011
[8]大连理工大学工程图学教研室.机械制图[M]北京高等教育出版社,2010
[9]周本凯.冷冲压模具优化设计与典型案例[M]北京机械工业出版社,2010。