冲压模具课程设计.doc
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《冲压模具基础》课程教学大纲课程编号:课程英文译名:课内总学时:72学时学分:4。
5学分课程类别:必修课开课对象:汽车制造与装配技术专业执笔人:编写日期:一、课程性质、目的和任务《冲压模具设计与制造》是汽车制造及汽车整形专业的一门主干专业技术课,它是一门将冲压成形加工原理、冲压设备、冲压工艺、冲模设计与冲模制造有机融合,综合性和实践性较强的课程。
其目的是使学生了解冲压变形规律,认识冲压成形工艺方法,冲压模具结构,冲压模具制造方法与手段,掌握冲压模具设计与计算方法,掌握冲压工艺与模具设计方法,冲压模具制造工艺方法,能进行中等冲压零件的冲压工艺编制,冲模设计与冲模制造工艺编制,并培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生逻辑思维能力,为毕业设计及毕业以后从事专业工作打下必要的基础。
二、教学基本要求本课程是冲压模具设计与计算,冲压模具结构,模具制造工艺方法为重点。
学外本课程应达到以下基本要求:1、能应用冲压变形理论,分析中等复杂冲压件变形特点,制定合理冲压工艺规程的能力。
2、协调冲压设备与模具的关系,选择冲压设备的能力。
3、熟悉掌握冲模设计计算方法,具备中等复杂冲模结构选择和设计的能力,所设计的冲模应工作可行、操作方便、便于加工和装配,技术经济性好。
4、具备正确选择冲压模具加工方法,制定中等复杂冲模制造工艺和装配工艺的能力.5、初步具备进行多工位级进模设计和制造的能力。
6、初步具备进行分析和处理试模过程中产生的有关技术问题的能力。
三、教学内容及要求:第1章冲压模具设计与制造基础1.1 冲压成形与模具技术概述掌握冲压与冲模概念;冲压工序的分类;冲模的分类;冲模设计与制造的要求;了解冲压现状与发展方向。
1.2 冲压设备及选用了解常见冲压设备;掌握冲压设备的选用;模具的安装。
1.3 冲压变形理论基础掌握塑性变形的概念;理解塑性力学基础;掌握金属塑性变形的一些基本规律;冲压材料及其冲压成形性能.1.4 模具材料选用掌握冲压对模具材料的要求;冲模材料的选用原则;冲模常见材料及热处理要求。
目录一、设计任务书 (2)二、冲压工艺性及工艺方案的确定 (3)三、主要设计计算 (4)四、模具总体设计 (8)五、主要零部件设计 (8)六、冲压设备的选定 (12)七、设计小结 (13)八、参考文献 (13)一、课程设计任务批量:大批量二、任务内容:(一)工艺设计1、工艺审查与工艺分析2、工艺计算:①毛胚计算②工序件计算或排样图3、工艺方案的确定①工序的确定基准和定位方式的选择(二)模具设计1、总图2、零件图二、冲压工艺性及工艺方案的确定一、工艺性分析1、材料零件的材料为H68普通黄铜,具有良好的冲压性能,适合冲裁。
2、结构该零件属于较典型冲裁件,形状简单对称。
3、精度材料厚度1.5mm,冲裁断面的近似表面粗糙度为6.3um4、结论可以冲裁。
二、冲压工艺方案的确定该零件包括落料、冲孔两个基本工序,可以采用以下三种工艺方案:方案①:先落料、再冲孔。
采用单工序模生产。
方案②:落料—冲孔复合冲压。
采用复合模生产。
方案③:冲孔—落料级进冲压。
采用级进模生产。
方案①模具结构简单,但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工,生产效率较低,难以满足零件大批量生产的需求。
方案②只需要一套模具,冲压件的形位精度和尺寸易于保证,且生产效率也高。
尽管模具结构较方案①复杂,但由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难。
方案③也只需要一套模具,生产效率高,但零件的冲压精度不易保证。
通过以上三种方案的分析比较,对该冲压件生产以采用方案②为佳。
三、主要设计计算1.排样方式的确定及计算查表查得:取两工件间的最小搭边:a=1.8mm,侧面搭边值:a1=2.2mm.条料宽度公差Δ=0.5条料宽度:B=(20+2×2.2+0.5)=24.9进距:A=5+1.8=6.8可选1.5mm×900mm×2000mm的板料。
考虑到材料轧制方向,材料横裁,于是每张板料可裁条料数为n1=2000×24.9=80,余8mm单方向每条条料可冲制件数为n2=900×6.8=132,余2.4mm每张板料可冲制个数n 总=n 1×n 2=80×132=10560(件)一个步距的材料利用率:%100h n ⨯=B A η式中 A —一个冲裁件的面积,mm 2n —一个步距内的冲裁件数量;B —条料宽度,mm;h —进距, mm%1008.69.24214561⨯⨯⨯⨯⨯=)+(η=38.31% 已知条料宽度25.40-0.5mm ,步距6.8mm 。
冲压模具设计课程设计08f一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握冲压模具设计的基本原理和方法,能够运用相关软件进行模具设计,并具备一定的创新能力和团队协作能力。
具体分为以下三个部分:1.知识目标:学生需要掌握冲压模具的基本结构、工作原理、设计方法和工艺流程,以及相关软件的使用方法。
2.技能目标:学生能够运用冲压模具设计软件进行模具设计,并能够独立完成简单的模具设计项目。
3.情感态度价值观目标:学生应该培养良好的工程职业道德,具备团队合作精神,勇于创新和接受挑战。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括冲压模具的基本原理、模具设计方法、模具制造工艺以及相关软件的使用。
具体安排如下:1.冲压模具的基本原理:介绍冲压模具的定义、分类和基本结构,以及冲压成形的基本原理。
2.模具设计方法:讲解模具设计的过程和方法,包括模具零件的设计、模具整体结构的设计和模具材料的选用。
3.模具制造工艺:介绍模具制造的整个工艺流程,包括模具加工、热处理和装配等。
4.相关软件的使用:教授如何运用冲压模具设计软件进行模具设计,包括软件的基本操作和设计方法。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括:1.讲授法:通过讲解冲压模具的基本原理、设计方法和制造工艺,使学生掌握相关知识。
2.案例分析法:分析实际模具设计案例,使学生更好地理解模具设计的过程和方法。
3.实验法:学生进行模具设计实验,提高学生的动手能力和实际操作技能。
4.讨论法:学生进行小组讨论,培养学生的团队协作能力和创新思维。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用《冲压模具设计》一书作为主要教材,为学生提供系统的理论知识。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作课件、教学视频等,以图文并茂的形式呈现教学内容,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:准备模具设计实验所需的设备,为学生提供实践操作的机会。
冲压模具课程设计说明书.doc冲压模具课程设计说明书导言本文档是冲压模具课程设计的详细说明书,旨在帮助学生深入理解冲压模具的设计原理、工艺流程和相关技术要求。
本文档详细介绍了冲压模具的基本概念、设计流程、材料选择、加工工艺等内容,以及课程设计的具体要求和评估标准。
第一章冲压模具概述1.1 冲压模具的定义1.2 冲压模具的分类1.2.1 单工位模具1.2.2 多工位模具1.2.3 复合模具1.3 冲压模具的基本组成部分1.3.1 上模1.3.2 下模1.3.3 引导装置1.3.4 顶针1.3.5 顶板1.4 冲压模具的工作原理1.5 冲压模具在工业生产中的应用第二章冲压模具设计流程2.1 产品设计分析2.2 模具设计准备2.2.1 工艺方案选择2.2.2 材料选择2.2.3 设计任务书编写2.3 模具零部件设计2.3.1 上模设计2.3.2 下模设计2.3.3 引导装置设计2.3.4 顶针设计2.3.5 顶板设计2.3.6 其他相关组件设计2.4 模具总体设计2.5 模具制造与加工2.6 模具调试与试产第三章冲压模具材料选择3.1 冲压模具材料性能要求3.2 常用模具材料3.2.1 工具钢3.2.2 合金工具钢3.2.3 超硬合金3.2.4 陶瓷材料3.2.5 复合材料3.3 模具材料的选择原则第四章冲压模具加工工艺4.1 冲压模具加工流程4.2 模具零部件加工4.2.1 零部件加工设备选择4.2.2 加工工艺规程确定4.2.3 加工工艺文件编制4.3 模具装配与试验4.3.1 模具装配前准备工作4.3.2 模具装配过程4.3.3 模具试验与调试4.4 模具维护与保养4.4.1 模具使用生命周期管理4.4.2 模具保养与维护方法4.4.3 模具故障排除与处理第五章课程设计要求与评估标准5.1 课程设计要求5.2 评估标准5.2.1 设计方案合理性评估5.2.2 模具设计准确性评估5.2.3 模具加工工艺评估5.2.4 模具试验与调试评估5.2.5 学生报告书评估附件1.产品设计分析报告范本2.模具零部件设计图纸范本3.模具装配图范本4.模具加工工艺文件范本5.模具试验与调试记录范本法律名词及注释1.冲压模具:指用于冲压加工的模具,用于将板材等材料加工成具有一定形状和尺寸的零件。
《冲压模具设计》课程设计指导书《冲压模具设计》课程设计指导书一、课程设计的性质与目的冲模课程设计是冲压工艺及模具设计课程的一个重要环节,是运用所学知识的一次综合练习。
其主要目的是:·1.使学生初步掌握冲压工艺过程的拟定和模具结构设计与计算的步骤和方法:2.巩固、深化所学的基础及专业知识,培养独立工作能力;3.提高学生使用国标、手册和图册的能力。
二、课程设计的任务在两周的时间内完成下列任务,统一交到指定的地点。
1.拟定冲压件的工艺过程,并填写工艺过程卡1份;2.填写凸、凹模(及凸凹模)的加工工艺卡片;3.设计指定冲压件的其中一道工序的冲压模(每人设计一副不同的模具),并绘制装配图和凸、凹模零件图:1套;(注:①指定冲压件的生产批量可以根据需要进行更改;②未注尺寸公差按GB/T15055的m级)4.编写设计说明书1份,约20页左右。
三、设计原则1.装配图的零件必须完整,保证冲出合格的工件;2.模具结构简单,寿命长,成本低且与生产批量相适应;3.操作方便,安全.四、设计前的准备1.熟悉设计任务书,明确设计任务和要求;2.了解冲压零件的形状,尺寸精度和表面粗糙度,材料等技术要求和生产批量;3.配备资料:(1)冲压设备资料:从此资料中选择冲压设备的类型,规格,查出漏料孔尺寸,模柄孔尺寸,闭合高度,工作台面尺寸等,为模具设计作准备:(2)冲模标准化资料;(3)其他参考资料:《冷冲模设计》手册,《冷冲模结构图册》.五、冲模课程设计的一般步骤及方法1.分析冲压件的工艺性冲裁件的工艺性主要从冲裁件的形状,尺寸(最小孔边距,孔径,材料厚度,最大外形)精度,表面粗糙度,材料性能等逐项分析,确定冲压工序图,若有不符者,应与指导老师协商更改或采取相应的措施。
2.确定合理工艺方案(1)确定基本冲压工序的性质:冲孔,落料,冲搭边,切料边等.(2)根据基本工序的性质,数量,结合工件的形状尺寸,公差要求,材料性能,生产批量,冲压设备,模具加工条件等因素,考虑模具类型的同时确定工序组合和先后顺序,在满足冲件质量要求的前提下,选择一个经济合理的工艺方案,填写工艺过程卡片。
冲压模具课程设计一、设计目的随着工业制造的不断发展,冲压模具在现代工业中的重要性日益凸显。
因此,本文档旨在设计一门冲压模具课程,使学生能够掌握冲压模具的基本概念、设计方法和制造流程,从而提升应用型人才的素质。
二、课程设置1. 冲压模具的概述该部分主要是介绍冲压模具的基本概念和应用领域,以及模具构造的基本原理和分类。
让学生了解冲压模具在工业生产中的重要性以及对于提高生产效率的重要作用。
2. 冲压模具的设计要求该部分主要是讲述冲压模具的设计要求,包括模具设计的基本原则、选择材料的注意事项、模具结构的具体要求等。
通过这部分的学习,让学生了解冲压模具设计的基本要求,为后续的模具设计提供理论支持。
3. 冲压模具设计的基本步骤该部分主要是探究冲压模具设计的具体步骤,包括前期准备、构思设计、制作、试模、调整等。
以案例分析为主,让学生深入了解冲压模具的设计流程,进而掌握模具制作的核心技术。
4. 冲压模具CAD设计该部分主要是介绍冲压模具CAD设计的基本原理和技能。
通过课程学习,让学生全面了解冲压模具CAD设计的流程和方法,能够熟练运用CAD软件进行模具设计,提升学生的实践能力。
5. 冲压模具的制造该部分主要是讲述冲压模具的制造流程和注意事项,包括数控加工、热处理、装配等。
通过学习,让学生了解模具制造的具体操作,培养学生的动手能力和实践技能。
6. 冲压模具实验该部分主要是进行冲压模具的实验,让学生亲身体验冲压模具设计和制造的具体流程和细节。
通过实验,让学生更加深入了解冲压模具设计和制造的具体操作,提高学生的理论水平和实践能力。
三、教学方法本课程采用理论与实践相结合的教学方法。
通过课堂讲解,案例分析和实验教学等方式,让学生充分掌握冲压模具的基本概念、设计方法和制造工艺等方面的知识,提升学生的综合素质和实践技能。
四、教学评估本课程的教学评估主要分为两个方面:一是学生学习成绩的评估,主要是通过课堂测验、作业评分、实验报告等方式,来评估学生的学习成果。
冲压模具课程设计1. 引言冲压模具是现代制造业中广泛应用的一种工装,其作用是通过模具将金属板材加工成所需形状的零件。
冲压模具设计是现代制造工程的重要内容之一,因此开设冲压模具课程对于培养学生的工程设计能力和应用能力具有重要意义。
本文档将介绍冲压模具课程的设计内容、课程目标和教学方法。
2. 课程设计内容本冲压模具课程旨在使学生掌握冲压模具设计的基础理论和实际操作技能,培养学生的分析问题和解决问题的能力。
课程主要包括以下内容:2.1 冲压模具的基本知识•冲压模具的定义和分类•冲压模具的组成部分及其功能•冲压模具的设计原则和要求2.2 冲压模具设计的基本流程•零件设计与工艺分析•模具设计与工艺规程•模具零部件的选型与定位•模具装配与调试2.3 冲压模具设计的实践案例学生将通过一系列实践案例,学习和掌握冲压模具设计的实际操作技能。
案例将涉及不同类型的冲压模具设计,如风冷式模具、液压模具等。
3. 课程目标本课程的学习目标如下:•了解冲压模具的基本知识,掌握冲压模具的定义、分类及其组成部分和功能。
•熟悉冲压模具设计的基本流程,掌握模具设计的基本原则和要求。
•能够进行零件设计与工艺分析,理解工艺与设计之间的关系。
•能够进行模具设计与工艺规程,包括模具零部件的选型与定位、模具装配与调试等。
•具备解决实际冲压模具设计问题的能力,能够独立完成一定难度的冲压模具设计任务。
4. 教学方法为了实现上述课程目标,将采用以下教学方法:4.1 理论教学•通过课堂讲授的方式,向学生介绍冲压模具的基本知识和设计原理。
•通过案例分析,引导学生理解和掌握冲压模具设计的基本流程和方法。
4.2 实践教学•设计实践:学生将参与一系列冲压模具设计案例的实践,通过实际操作提升设计能力。
•模拟仿真:利用计算机辅助设计软件,进行冲压模具的虚拟设计和仿真分析。
4.3 课程考核•课程考核将包括理论知识考核和实践项目考核。
•理论知识考核包括课堂测试和期末考试,以检验学生对冲压模具设计理论的掌握程度。
冲压模具课程设计说明(doc 21页)课程设计说明书2010~2011学年第二学期课程:冲压模具设计课题:根据零件设计模具班级:模具0901指导老师:吴主任、刘老师学生姓名:王传品相关工艺与设计计算 (7)排样图的设计 (7)冲裁压力中心的确定 (10)刃口尺寸计算 (11)模具零件的设计与标准件的选用 (14)凹模 (14)凸模 (14)模架 (15)模柄 (15)凸模固定板 (15)卸料板 (16)垫板 (16)其它零件的设计 (16)后记 (17)致谢 (18)参考文献 (18)冲压模具设计说明书(具体步骤如下)【—】课题:根据零件设计一套模具。
(零件图如下)【二】对课题的认识和设计思维。
根据该顶的零件,对她进行认真地分析和测绘,然后来确定设计的模具类型、结构等,还要对零件工艺分析和选择材料,接着对零件排样,算出加工中心和压力机型号。
计算出各零件的尺寸和型号,最后进行整套模具的绘制、标注。
【三】正文一.产品测绘。
1.对零件进行测绘和标注(如图):2.零件材料的选择:零件材料按要求选择Q235. t=2mm3.零件加工精度:零件的外形按IT12级,内形按IT11级加工,粗糙度为3.2.二.工艺分析此工件既有冲孔,又有落料两个工序。
材料为Q235,t=2mm 的碳素钢,具有良好的冲压性能,软态,带料,抗剪强度为338Mpa (表2—3),断面伸长率为23%,此材料具有较高的弹性和良好的塑性,其冲裁性能较好,工件结构中等复杂,工作的尺寸落料按IT12级,冲孔按IT11级计算,尺寸精度一般,普通冲裁完全能满足要求。
三.冲裁工艺方案的确定1.基本工序性质和数量该工件包括冲孔,落料两个基本工序,可以有以下三个工艺方案方案一: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:采用冲孔—落料同时进行的复合模生产。
2.选择最佳工艺方案方案一:模具结构简单,制造方便,但需要两道工序,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,达不到所需的要求,难以满足生产要求,故而不选此方案。
冲压模具来课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解冲压模具的基本概念、分类及工作原理;2. 学生能掌握冲压模具设计的基本流程和关键参数;3. 学生了解冲压模具在制造业中的应用及其重要性。
技能目标:1. 学生能运用CAD软件进行简单的冲压模具设计;2. 学生能分析冲压模具设计中的常见问题,并提出改进措施;3. 学生具备一定的团队协作和沟通能力,能在项目中进行有效交流。
情感态度价值观目标:1. 学生对冲压模具设计产生兴趣,激发学习热情;2. 学生认识到冲压模具在我国制造业中的地位,增强民族自豪感;3. 学生通过课程学习,培养严谨、务实、创新的工作态度。
课程性质:本课程为专业技术实践课程,结合理论知识与实际操作,培养学生具备冲压模具设计的基本能力。
学生特点:学生处于高年级阶段,具备一定的机械基础知识,具有较强的动手能力和探究欲望。
教学要求:教师需结合课程内容,采用项目驱动法,引导学生主动参与,注重培养学生的实践能力和团队协作精神。
通过课程目标的实现,为我国制造业培养具有创新精神和实践能力的优秀人才。
二、教学内容1. 冲压模具基础知识:- 冲压模具的定义、分类及工作原理;- 冲压模具的组成部分及其作用;- 常见冲压模具的示例及特点。
2. 冲压模具设计流程与关键参数:- 冲压模具设计的基本步骤;- 冲压模具设计中的关键参数选取;- 冲压模具设计的注意事项。
3. 冲压模具设计实践:- CAD软件在冲压模具设计中的应用;- 简单冲压模具设计实例操作;- 冲压模具设计中的常见问题分析及改进。
4. 冲压模具在制造业中的应用:- 冲压模具在汽车、电子、家电等行业的应用案例;- 冲压模具对制造业发展的推动作用;- 冲压模具设计的发展趋势。
教学内容安排与进度:第一周:冲压模具基础知识学习;第二周:冲压模具设计流程与关键参数;第三周:冲压模具设计实践;第四周:冲压模具在制造业中的应用案例分析及讨论。
教材章节关联:本教学内容与教材中关于冲压模具设计的相关章节紧密关联,涵盖冲压模具基础知识、设计流程、实践操作以及应用案例等方面,确保教学内容的科学性和系统性。
前言冲压是在室温下,利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法。
冲压模具在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。
冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品。
冲压件的质量、生产效率以及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系。
模具设计与制造技术水平的高低,是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一,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。
我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。
这些主要表现在飞行器钣金件、高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还是加工工艺和能力方面,都有较大差距。
覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平。
虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在模具国产化进程中前进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期等方面,与国外相比还存在一定的差距。
标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种。
有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平。
因此我们在学习完《飞机钣金成形原理和工艺》等模具相关基础课程后,安排了模具设计课程设计,以帮助我们掌握模具设计的过程,为以后参加工作打下基础。
设计内容一、零件的工艺性分析图1 零件图1)零件的尺寸精度分析如图1所示零件图,该零件外形尺寸为R11,19;内孔尺寸为R3,6,均未标注公差,公差等级选用IT14级,则用一般精度的模具即可满足制件的精度要求。
2)零件结构工艺性分析零件形状简单,适合冲裁成形。
3)制件材料分析制件材料为45钢,抗剪强度为432~549Mpa,抗拉强度为540~685Mpa,伸长率为16%。
适合冲压成形。
综合以上分析,得到最终结论:该制件可以用冲压生产的方式进行生产。
但有几点应注意:1)孔与零件左边缘最近处仅为2mm,在设计模具是应加以注意。
2)制件较小,从安全方面考虑,要采取适当的取件方式。
3)有一定批量,应重视模具材料和结构的选择,保证一定的模具寿命。
二、工艺方案的确定由零件图可知,该制件需落料和冲孔两种冲压工艺,设计模具时可有以下三种方案:方案一:先落料,再冲孔,采用单工序模生产。
方案二:冲孔、落料连续冲压,采用级进模生产。
方案三:落料和冲孔复合冲压,采用复合模生产。
方案一采用单工序模生产,模具结构简单,但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工,生产效率较低,难以满足零件年产20万件的需求,而且要考虑第二套模具中工序件的定位问题,操作不便。
方案二采用级进模生产,可有效地提高生产效率,但连续模制造和设计难度大,费用高,用于生产该制件达不到经济性要求。
方案三采用复合模生产,亦有很高的生产效率,复合模能在压力机一次行程内,完成落料、冲孔两道工序,所冲压的工件精度较高,不受送料误差影响,能较好的满足该制件内孔与外形同心的要求。
通过对比,故采用方案三,比较适合该零件。
三、模具结构形式的确定(一)模具类型及卸料方式分析因制件材料较薄,为了保证制件的平整度,所以采用正装式复合模,即凸凹模安装在上模,这样,从模柄中穿入导杆可以直接把嵌在凸凹模里的废料从刃口中打下,卡在凸凹模凸模刃口上的材料可以用弹性卸料板卸料;冲孔凸模与落料凹模安装于下模,用顶件器带动卸料板顶出制件。
(二)模具定位方式分析在模具设计中,抛弃了传统的销钉定位,而是把凸凹模和凹模分别在上、下模座定位,上、下模座的定位沉台在制造时是和导柱、导套固定在一起加工完成的,这样保证了上、下模工作零件的同轴度,从而达到保证零件尺寸精度的目的。
同时没有使用销钉,也使模具的维修方便了很多,即使多次拆卸也能保证零件的精度不变。
四、工艺设计与计算(一)制件排样与材料利用率计算采用单排直排有废料排样,如图2所示。
=1mm,则送料由文献【1】表3-17查得制件间搭边值a=0.8mm,侧搭边值a1步距L=19+0.8=19.8;条料宽度B=22+1+1=24;经计算制件面积S=284.73mm2,一个步距的材料利用率为:η=S/(BL) ×100%=284.73/(24 ×19.8) ×100%=59.92%图2 排样图由文献【2】表4-1冷轧钢板的尺寸,选板料规格为1200mm×600mm×1mm,剪裁条料时采用横裁法,于是条料尺寸为24mm×600mm。
每板条料数n1=1200/24=50(条);每条制件数n2=(600-0.8×2)/19.8=30(件);每块板制件数n3= n1×n2=50×30=1500(件)材料总利用率η,=1500×284.73/(1200×600)=59.3﹪(二)冲压力的计算冲裁力可按以下公式[1]计算:F=KLtτkp式中:t—材料厚度(mm); L—冲裁件周长(mm);τkp--材料抗剪强度(Mpa)。
已知K=1.3, t=1 mm;查文献【2】表4-12得τkp =432~549,取τkp=500;经计算得外形周长L1=67.57mm,内孔周长L2=30.85mm。
所以落料冲裁力 F1= KL1tτkp=1.3×67.57×500×1=43.92kN冲孔冲裁力 F2= KL2tτkp=1.3×30.85×500×1=20.05 kN推件力和卸料力可用以下经验公式[ 1]进行估算:F推件=nK推FF卸料=K卸F式中:F—冲裁力;n为同时卡塞在凹模内的零件数,一般为3~5;K推—推件力系数;K卸—卸料力系数。
查文献【1】表3-15得,K推=0.055,K卸=0.04~0.05,所以F卸料=K卸F1=0.04×43.92=1.7568 kNF推件=nK推F2=5×0.055×20.05=5.51 kN由于该制件模具采用弹性卸料装置,所以总冲压力的计算公式为:F总= F1+F2+F卸料+F推件=43.92+20.05+1.7568+5.51=71.24 kN(三)初选压力机根据总压力71.24 kN,查文献【2】表4-33开式压力机的主要技术参数,初选压力机型号规格为J23-10,其主要参数如下:公称压力:100 kN滑块行程:45mm最大闭合高度:180mm最大装模高度:145mm工作台尺寸:370mm×240mm模柄孔尺寸:∅30mm×55mm(四)计算压力中心该制件图形较规则,上下对称,故采用解析法求压力中心较为方便。
建立如下图所示坐标系。
设压力中心为(x0,y0),因为上下对称,所以y0=0,只需求x0,又因为内孔为轴对称图形,所以只需考虑外形。
经计算得L1=15.1mm,L2=52.47mm,x2=3.165,x1=-8。
根据合力矩定理得所以,压力中心为(0.72,0)。
(五)计算凸凹模刃口尺寸本制件形状简单,可按分别加工方法制造凸、凹模,凸、凹模的制造公差 δp 和δp 必须满足不等式[ 1]:δp +δd ≤Z max -Z min 。
根据制件的材料和厚度,由文献【3】表2-14 汽车、拖拉机等行业冲裁模初始双边间隙值,查得 :Z max =0.140mm,Z min =0.100mm ;根据制件的基本尺寸和厚度,由文献【3】表2-19 汽车、拖拉机等行业简单形状制件凸、凹模的制造偏差,查得:落料部分:凸模-0.020mm,凹模+0.020 冲孔部分:凸模-0.020mm,凹模+0.020 验证制造偏差是否合格:δp +δd =0.02+0.02=0.04 Z max -Z min =0.140-0.100=0.04所以,δp +δd =Z max -Z min =0.04,合格,可以采用该公差值。
由于零件图未注公差,为了降低工作难度,所以在实际生产中按照IT14等级确定制件各尺寸公差,查文献【3】附录一 标准公差数值和表2-17 磨损系数x 得:落料部分:尺寸R11,公差为0.43mm ,取x=0.5;尺寸19,公差为0.52mm ,取x=0.5;冲孔部分:尺寸R3 ,公差为0.25mm ,取x=0.5;尺寸6,公差为0.3mm ,取x=0.75。
1)落料 尺寸RD d =(D max -x Δ=(11.215-0.5×0.43=D p =(D d - Z min =(11-0.100=尺寸 D d =(D max -x Δ=(19.26-0.5×0.52=D p =(D d - Z min =(19-0.100=2)冲孔 尺寸R d p =(d min +x Δ=(2.875+0.5×0.25=d d =(d p + Z min =(3+0.100=尺寸 d p =(d min +x Δ=(5.85+0.75×0.3=d d =(d p + Z min =(6.075+0.100=五、模具结构设计 (一)凹模设计因制件形状简单,轮廓近似圆形,且总体尺寸不大,选用整体式圆形凹模较为合理。
因制件精度较低,厚度较小,由文献【2】表3-5 冷冲模工作零件的材料及热处理要求,选用9Mn2V 为凹模材料。
1)确定凹模厚度H 值:由凹模厚度经验公式[4]估算:H=K 1K 2式中,F —冲裁力,N ;K 1—凹模材料修正系数,合金钢取1,碳素钢取1.3;K 2—凹模刃口周边长度修正系数。
本例中冲裁力F=43.92kN ;凹模材料为合金钢,故K 1取1;凹模刃口周边长度为67.57mm ,查文献【4】表3-34凹模刃口周边长度修正系数,得K 2=1.12,所以H=K 1K 2=1×1.12×=19.06mm2)确定凹模周界尺寸D :根据条料宽度B=24mm,材料厚度t=1mm,由文献【4】表3-33,查得凹模孔壁厚c=22mm 。
所以D=2R+2c=22+266mm由文献【2】表5-45 圆形凹模板尺寸,可查到较为靠近凹模周界尺寸为63mm ×20mm,故凹模周界尺寸取为63mm×20mm。
其结构图如图3所示。
图3 凹模(二)其他冲模零件设计据以上确定的凹模周界尺寸,查文献【2】表5-5 复合模圆形厚凹模典型组合尺寸,可得其他冲模零件的数量、尺寸及主要参数。
1)卸料板标准编号JB/T7643.5-1994,周界尺寸63mm×8mm,结构图如图4所示。
图4卸料板2)凸凹模固定板标准编号JB/T7643.5-1994,周界尺寸63mm×12mm,结构图如图5所示。