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冲压模课程设计

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冲压模课程设计

模具课程设计计算说明书

设计课题:E型硅钢片冲裁模设计

班级:模具1221

姓名:戴政、韩壮壮

组号: 12-06-01

指导老师:唐建新

完成时间: 2104.6.6

常州工程职业技术学院

课程设计任务书

课题名称:E型硅钢片冲裁模设计

某厂生产的E型硅钢片零件如图如下,中批量生产,试确定其冲压工艺方案,画出模具结构装配图,并绘出除模架和紧固件等以外的部分零件图。

工件图:

前言

随着现代工业的发展,模具制品在工业及日常生活中使用越来越大。我国模具工业发展十分迅速,1996~2002年间,模具产值年平均增速在14%左右。由上可见,模具技术是先进制造技术的重要代表,模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分,模具工业又是高新技术产业化的重要领域。目前,冲压技术广泛应用于金属制品个行业中,如汽车,仪表,家用电器等工业中,而冲模是实现冲压工艺的主要工艺装备,在制造行业中占有重要的地位。随着经济的快速发展,模具制造业在工业中所占的地位越来越重要。

因此对模具设计人员的需求也在逐年的增加。同时,对设计的人员的先进的设计思维、掌握较多先加工技术以及加工工艺也是非常必要的。作为学习模具专业的学生,我们有必须以提高自己的基础理论为前提,为促进我国模具行业的发展而努力,为促进我国工业提高标准化水平而做出自己的贡献。

模具课程设计是模具专业最为重要的环节之一,同时它也是毕业设计的一个关键教学环节。是我们第一次系统地把所学理论应用在实际生产。

通过此次的课程设计制造的各个环节有了更加深入明确的了解从而培养和提高设计的能力。课程设计的目的有两个,第一个目的是让我们掌握模具设计的基本技能,如绘图,计算,查阅设计资料和手册。熟悉国标和各种标准的能力,能够熟练运用CAD,UG进行绘图。第二个目的是了解和掌握模具设计与制造的工艺,从而独立的设计一般的冲压模具,为走出学校走向社会打下基础。

我设计的是一副E型硅钢片冲裁模模具。

但因本人经验不足,又加上时间仓促。因此难避免存在一些错误,敬请各位老师批评和指正,以便取得更大的进步。

目录

第一章冲压件工艺设计 (1)

1.1冲压件工艺性分析....................... (1)

1.2 冲裁工艺方案的确定 (1)

第二章冲压工艺计算 (2)

2.1排样设计 (2)

2.1.1排样方法的确定 (2)

2.1.2确定搭边值 (2)

2.1.3条料宽度 (2)

2.1.4条料利用率 (2)

2.2冲裁力的计算 (3)

2.3冲裁压力中心的确定 (3)

2.4计算凸、凹模的刃口尺寸 (4)

2.5冲压设备的初步选择 (4)

第三章主要零部件的设计 (5)

3.1工作零部件的机构设计 (5)

3.1.1落料凹模 (5)

3.1.2冲孔凸模 (5)

3.1.3凸凹模 (5)

3.2.1模架及其他零部件的设计 (5)

第四章校核模具闭合高度及压力机 (5)

第五章绘制模具装配图 (6)

总结 (7)

参考文献 (8)

第一章 冲压件工艺设计

1.1冲压件工艺性分析

(1)零件材料。此工件选用材料为DR510,该类钢强度、硬度高、弹性好、塑韧性较好,具有比较优良的的冲压性能。

(2)零件结构。此E 字形硅钢片形状相对简单,在平面内的方向呈轴对称性。有4个直径相等的φ2mm 内孔,无过度的圆角,孔边距较小,材料厚度t=1mm ,厚度适中,平直度要求较高,适合冲裁。

(3)零件尺寸精度。工件公差等级为IT9,其余尺寸均为未注尺寸公差的自由尺寸,在冲压工序中一般按IT9级来确定,查表可得各尺寸公差如下。 外形尺寸:0

062.050-,0

052.024-,0

036.010-,0

030.06-,000369-,043

.0012

内形尺寸:025

.002

孔中心距:052

.0026,062.0040,043.0018

(4)结论。零件的各组成尺寸的精度要求都满足冲裁工艺要求。 1.2冲裁工艺方案的确定

①方案种类 该工件包括落料、冲孔两个基本工序,可以有一下三种方案。 方案一:先冲孔,后落料、采用单工序模生产。 方案二:冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。 方案三:采用落料-冲孔同时进行的复合模生产。 ②方案的比较 个方案的特点及比较如下。

方案一:

模具结构简单,制造方便,但需要两道工序,两副模具,成本相对较高,生产效率低,且更重要的是在第一道工序完成后,进入第二道工序必然会增大误差,使工件精度、质量大打折扣,达不到所需要求,难以满足生产需要。同时,孔边距尺寸4mm 精度不易保证故而不选此方案。 方案二:

级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但是级进模轮廓尺寸较大,制造复杂,成本较高,一般适用大批量,小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大,采用此方案,势必会增大模具尺寸,使加工难度提高,因而也排除此方案。 方案三:

只需要一套模具,工件的精度及生产效率要求都能满足,模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案采用小冲孔后落料的方法。

结论:采用复合模生产,二复合模分为正装式和倒装式,在正装式冲出的工件表面平直,凸凹模承受的张力较小,但工件和冲孔废料都将落在凹模表面上,该冲裁后必须加以清除后才能进行下次冲裁,操作不方便。倒装式废料排除方便操作容易,但工件表面平直度较差,凸凹模承受的张力大。结合实际情况,此工件表面积较大,又有三个细长的悬臂,如用倒装式复合模不能保证工件的平直度要求,

另外工件精度要求也较高,所以采用正装式复合模以及弹性卸料方式、定位钉定位方式。

第二章 冲压工艺计算

2.1排样设计

2.1.1排样方法的确定

排样方法的选择原则:

(1)冲裁小工件或某中工件需要窄条(带)料时,应沿板料顺长方向进行排样,符合材料规格及工艺要求。

(2)冲裁弯曲毛坯时,应考虑板料扎制方向。

(3) 冲件在条(带)料上的排样,应考虑冲压生产率、冲模耐用度、冲模结构是否简单和操作方便与安全等。

(4)条料宽度选择与在板料上的排样应优先选用条料宽度较大而步距较小的方案,以便经济地裁切板料,并减少冲压时间。

按冲裁工艺方法和材料的合理利用,条料排样方法可分为有废料排样、少废料排样和无废料排样。根据冲裁件在条料上的不同布置形式分类,有直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、冲裁搭边等。

由于受冲裁件外型的限制,该工件的排样只能采用有废料的排样形式,为了使模具设计

2.1.2确定搭边值

查表 2.1.6两工件间搭边1a =1.2mm ,工件边缘搭边a =1.5mm ,步距为25.2mm

2.1.3条料宽度

5

.0005.00max 53)5.05.1250()2(=+?+=++=--δδa D B (查表2.1.7得δ=0.5)

零件排样图:

(3)材料利用率

%

7.722.255343

.971%100=?=?=BS A η

%73.7253

50443.97120%100=??=?=BS nA 查钢板标准,若取工件数量n=20件,则料长 L=20x25.2=504mm 条料规格:504x53x1mm

材料总利用率:η总 2.2冲裁力的计算 (1)落料力

F 落=1.3Lt τ=1.3x184x1x450=107640N (2) 冲孔力

F 冲=1.3lt τ=1.3x2πx4x1x450=14702N (3) 卸料力

F 卸=K 卸F 落=0.05x107640=5382N (4)推件力

F 推=K 推F 冲=0.05x14702=735.1N (5) 总冲裁力

F=F 落+F 冲+F 卸+F 推 =128459.1N=128.4591KN

2.3冲裁压力中心的确定

按照工件长度和宽度方向建立坐标系,分别为Y 轴和X 轴 则压力中心y 0=25

将工件分成16段,边缘圆弧忽略不计得

L 1=50;L 2=24;L 4=9;L 5=12;L 6=9;L 7=6;L 8=9;L 9=12;L 10=9;L 11=5;L 12=24;L 13=L 14=L 15=L 16=2π

X 1=0,X 2=12;X 3=24;X 4=19.5;X 5=15;X 6=19.5;X 7=24;X 8=19.5;X 9=15;X 10=19.5;X 11=24;X 12=12;X 13=X 16=20;X 14=X 15=4 带入公式i n

i i

i n

i L x l X 1

10

==∑∑= 得X 0=13

所以压力中心的坐标为(13,25) 2.4计算凸、凹模的刃口尺寸 工序性质

制件 尺寸 冲裁 间隙 磨损 系数

计算公式

凹模 尺寸

凸模 尺寸 落料

Zmin=0.132

Zmax=0.24

Zmax-Zmin

=0.108

工件

公差

IT9

级故

按凹模实际刃口尺寸配制保证其双面间隙

40

)

m ax (??-=X A Aj 039.0052

.024-

-0465

.0062

.050-

-0

052

.024-0

062

.050-

X=1

0.132- 0.24

冲孔

按凹模实际刃口尺寸配制保证其双面间隙0.132- 0.24

孔心距

2.5冲压设备的初步选择

根据总冲压力F 总=128.4591KN 、模具闭合高度、冲床工作台面尺寸等,并结合现在设备,选用J23-25开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块,其主要技术参数如下。

公称压力:250KN 滑块行程:65mm

行程次数:55次/min

8

1

)2m in (?

?±?+=C Cj 027.0036

.010-

-0225

.0030

.06-

-0225.0

00315

9-043.0

0325

.0128

?

±

=L L 062.0

40052

.00

26043.0

18025.00

2043.0

1200036

9-0

030

.06-0

036

.010-0695.0

0075

.040-048.0

005

.018-0585.0

0065

.026-025.0

01875

.0204

)max (?

-?+=X B Bj

最大闭合高度:270mm

连杆调节高度:55mm

工作台尺寸(前后X 左右):370mmX560mm

第三章 主要零部件的设计

3.1工作零部件的机构设计

4.1.1落料凹模

凹模厚度为 H=Kb=0.35x50=17.5mm

凹模壁厚为 C ≥(1.5~2)H=(1.5~2)x17.5=26.25~35mm C 取30mm

凹模边长为 L=b+2c=50+2x30=110mm B=b ’+2c=24+2x30=84mm 确定凹模外形尺寸为 110x84x18mm

最后根据设计尺寸,按冲压模具标准模架凹模系列周界尺寸系列,确定凹模外形尺寸为125x100x18mm 3.1.2冲孔凸模

冲孔凸模长度L 凸=凸模固定板厚度+空气垫板厚度+落料凹模厚度=13+13+18=44mm 3.1.3凸凹模

凸凹模长度L=凸凹模固定板厚度+弹性卸料板厚度+橡胶(包括凸模进入凹模深度等)=14+10+24=48mm

3.2.1模架及其他零部件的设计

根据模具零件结构,查标准选取材料为HT200的中间导柱模架 上模座125x100x35mm 下模座125x100x45mm

根据凹模尺寸结合正装复合模结构特点,确定其他模具结构零件。 上垫板125x100x8mm 凸模固定板125x100x13mm 空心垫板125x100x13mm

第四章 校核模具闭合高度及压力机

(1)模具闭合高度校核

计算的模具的闭合高度为173mm ,选着压力机时,必须使模具介于最大的安装高度与最小的安装高度之间,一般应满足

)10(5)(1min 1max +-≥≥--H H H H H ,初选压力机.符合要求,错误!未找到引

用源。为最大闭合高度,

min

H错误!未找到引用源。为最小闭合高度。

(2)冲裁所需总压力校核

前面计算出P

总=128.46KN,冲压机的公称压力250KN,P

公,

满足生产

要求。错误!未找到引用源。

所以选着的压力机符合要求。

第五章绘制模具装配图

模具装配图及原理:

该模具板料以导料销和挡料销定位。上模下压,凸凹模外形和凹模进行落料,落下料开在凹模中,同时冲孔凸模与凸凹模内孔进行冲孔,冲孔废料卡在凸凹模孔内。卡在凹模中的冲件由顶尖装置顶出凹模面。顶件装置由带肩顶杆和顶件块及装在下模座底下的弹顶器组成(弹顶器未画出)

总结

通过分析模具的结构组成及工作原理知道本课题设计的要点:

① 工作零件是进行冲裁工作的零件,它是冲裁模的主要零件,比如凸模与凹

模就是工作零件,此零件要求的刚度和强度要求很高,设计时要考虑其材料的问题,以及零件与固定零件的间隙要适当而且要分布均匀,这是保证冲裁件质量的关键。

② 基础零件是固定凸模与凹模,并使之与冲床连接的零件。如上模部分的凸

模固定板,垫板等等,这些零件的设计要考虑开的孔是螺纹孔还是销钉孔还是光孔以及开孔之间的间隙及配合问题,本课题设计中也有考虑到。 ③ 定位零件是确定条料在冲模中正确位置的零件,在冲孔模和落料模中保证

被冲部分在工件中的正确位置的零件。本课题设计中采用了固定挡料销作为定位元件,它保证落料的搭边宽度。

④ 导向零件保证模具各部分相对运动的运动状态良好的零件。在本设计采用

的导柱和导套为国家标准,其标准分别为901.2861-GB ;906.2861-GB 。 ⑤ 本设计也对紧固零件标准化,主要是把模具零件连接起来,加以定位的零

件,如螺钉,销钉。

本课题的设计根据工件的要求,生产批量及市场的行情不断改进模具的结构,采用符合市场发展的模具结构,为了适应市场的激烈竞争,对产品质量的要求越来越高,且其更新换代的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求,开发了多种适合不同批量的生产的工艺、设备和模具。

作为模具的设计与制造,本课题提出的级进模设计方案仍然有不是很完善的地方,比如送料的人工操作,若要发展此行业要不断的提高生产效率,降低生产成本,就尽量采用半自动化或着是全自动化的机器来代替人工操作。对于现在国内的发展的情况来看,本课题的研究结果仍然具有相当的成效,并有较高的参考价值和实用价值。

参考文献

[1]蒙以嫦、梁艳娟。《冲压模具设计与制造》-北京理工大学出版社,2010。

[2]任晓莉、钟建华。《公差配合与测量技术》-北京理工大学出版社,2007。

[3]肖莉。《机械制图》-化学工业出版社,2010。

[4]冯炳孝。《模具设计与制造简明手册》-上海:科学技术出版社,1985。

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