模具设计与制造毕业设计论文概要.doc

河南职业技术学院学院毕业论文论文题目:垫片落料冲孔复合模题目:垫片落料冲孔复合模班级:10级模具(1班专业:模具设计与制造学生姓名:梁国泉指导教师:武同日期:2012年11月20日河南职业技术学院机电系(分院毕业设计(论文任务书姓名梁国泉专业模具设计与制造班级101毕业设计(论文题目垫片落料冲孔复合模毕业设计(论文选题的目的与意义通过模具设计使我对级进模生产率高、减少模具和设备数量、工件精度高、便于生产自动化的特点有了了解。掌握了模具设计的基本流程,对我们的模具知识提高有很大的帮助。毕业设计(论文的资料收集情况(含指定参考资料田春年主编冲压成型模具结构设计图册轻工业出版社 1998黄虹主编冲压成型加工与模具化学工业出版社2003年3月第版黄锐主编冲压工程手册下册第四章节机械工业出版社黄锐主编冲压模具工艺学中国轻工业出版社 1997年5月第2版毕业设计(论文工作进度计划1.2012年11月05日开题2.2012年12月15日五日五成分析,资料收集,列出提纲3.2013年03月01日前完成初稿指导老师审查4.2013年03月13日前完成修定,定稿打印5.2013年04月15日正式提交论文接受任务日期 2012 年 11月20 日要求完成日期 2013年04 月01 日学生签名:年月日指导教师签名:年月日系(分院主任(院长签名:年月日毕业设计(论文指导教师评阅意见表姓名梁国泉学号10116036 性别男专业模具设计与制造班级模具101毕业设计(论文垫片落料冲孔复合模题目评阅意见成绩指导教师签字年月日毕业设计(论文答辩意见表姓名梁国泉学号10116036 性别男专业模具设计与制造班级模具101毕业设计(论文题目垫片落料冲孔复合模答辩时间地点答辩小组成员姓名职称学历从事专业组长成员秘书答辩小组意见答辩成绩:答辩小组组长签名:年月日课题:垫片落料冲孔复合模摘要:当今社会的进步和发展,使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求,然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。零件简图:如图所示工件名称:垫片挡片生产批量:大批量材料:10号钢厚度:3mm 1 冲裁工艺设计1.1 冲裁件的工艺性分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性是否合理,对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大影响,在一般情况下,对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。2 冲裁排样设计2.1 排样方案的确定排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上布置的方法。合理有效的排样有利于保证在最低的材料消耗和高生产率的条件下,得到符合设计技术要求的工件。2.2 搭边的选取排样时,工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边,搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度,以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽,浪费材料;搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲,可能“啃刃”现象或冲裁时会被拉断,有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口,从而影响模具寿命。2.3送料步距、条料宽度及板料间距计算2.3.1 送料步距 送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离,用S 表示,其值等于冲裁件相应部分宽度加上工件间搭边值1a ,即1a d S +=27+2.2=29.2 m m2.3.2 条料宽度及板料间距的计算条料宽度按下式:(02=+=C a D B (2-1其中D 为冲裁件宽度方向的最大尺寸;C 为导料板与最宽条料之间的间隙查表取C=0.7。表2.2导料板与最宽条料之间的间隙表条料厚度t无侧压装置 条料宽度B100以下100200 0.5 0.5 0.5 0.51 0.5 0.5 230.50.534 0.5 145 0.5 1B-A=(41.5+22.5+0.70-0.7=47.20-0.72.4 排样图 图2.1 排样图2.5 冲裁力和压力中心的计算2.5.1 冲裁力冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力,它是随凸模进入材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值,它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时,其冲裁力F一般按下式计算:F=KLtb(2-2=1.31363400=212.16KN式中F-冲裁力L-冲裁周边长度t-材料厚度b-材料抗剪强度(b=400MPaK-系数(一般取K=1.3卸料力 Fx=KxF (2-3推件力 Ft=nKtF (2-4顶件力 Fd=KdF (2-5式中 Kx、Kt、Kd -卸料力、推件力、顶件力,如表2.3所示n-同时卡在凹模内的工件数量式中 h-凹模内的直刃壁高度t-板料厚度总冲压力Fz 总冲压力是各种冲压工艺的总和,根据不同的模具结构计算,由于本模具采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模,则:Fz=F+ Fx+ Fd (2-6= 212.16+0.08212.16+10.07212.16 = 244KN2.5.2 压力中心的计算模具的压力中心就是冲压力合力的作用点,为了保证压力机和模具的正常工作,应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。对于级进模以及轮廓形状复杂或多凸模的冲裁模,必须求出冲压力合力的作用点即压力中心。模具的压力中心应与模柄的轴线重合,否则会影响模具及压力机的精度和寿命。设直径为是10的圆心为中心坐标,则压力中心:X0=-(-128-1612-128-822+822/(8+12+8+22+16+8=-336/74=-4.54Y0=(-68+68+1722+2816+1722/74=1196/74=16.16=(18011sin90 90=7.1X=cos =cos(180+53=4.3Y=sin =sin(55+180=-5.7故X=(-4.54*74+4.3*11+29.2*10*/74+21=5.21Y=(16.16*74-5.7*11/74+11 =-7.13所以压力中心为(5.21,7.133、刃口尺寸计算因冲模加工方法不同,刃口尺寸的计算方法也不同,基本上可分为两类: (1按凸模与凹模图样分别加工法:它主要用于圆形或简单规则形状的工作,因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单,精度容易保证,所以采用分别加工。(2按凸模与凹模配作法加工:常用于冲制复杂形状的冲模。这种加工方法的特点是模具的间隙有配置保证,工艺比较简单,不必校核m in m ax Z Z T A +的条件,并且还可以放大基准件的制造公差,使制造容易。3.1 冲孔刃口尺寸计算对于冲小孔mm 10转换为mm 36.0010+ 利用公式 (0min T x d D T -+= (3-1(A Z D D T A +=0min (3-2其中 x 磨损系数的选取查下表3.3是工件的公差值因孔的公差等级为IT13级,所以查上表得x =0.5 则 (0min T x d d T -+=(002.0002.018.1036.05.010-=+(A Z d d T A +=0m in =(02.0046.018.10+= 02.0064.10+校核间隙:18.046.064.0m in m ax =-=-Z Z T +A =0.020+0.020=0.0400.18所以满足T +A m in m ax Z Z -的条件,制造公差合适。3.2 落料刃口尺寸计算当以凹模为基准件时,凹模磨损后刃口部分尺寸都增大,因此均属于A 类尺寸第一类尺寸。它的基本尺寸及制造公差的确定方法按公式(A x D D A +-=0max (3-3其中 D 模具基准尺寸(mm max D 工件极限尺寸(mm 工件公差(mm 查公差表将尺寸22分别转化为052.022-,查表3.3取x=0.5则52.0022- (13.0025.043.00174.2152.05.022+=-=AA 2= (28-0.50.520+0.250.52 =27.740+0.13 A3=(2-0.50.25 0+0.250.25=1.87500.060A 4=(16-0.50.430.250.43=15.785+0.108A 5=(12-0.50.430.250.43=11.785+0.1084 冲裁模主要零部件的结构与设计4.1 模具类型的选择该冲件属于普通冲裁,精度要求不高又属于大批量生产,刃壁较薄,采用倒装比较合适,因此选用倒装复合模。4.2 定位方式的选择定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置,以保证冲制出合格的零件。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位:一是在与条料方向垂直方向上的限位,保证条料沿正确的方向送进成为送进导向;二是在送料方向的限位,控制条料一次送进的距离(步距。4.2.1 导料销的选择属于送料导向的定位零件又导料销,导料板、侧压板等。导料板及侧压板多用于级进模和单工序模中。导料销则多用于复合模和单工序模中。因此选导料销做为导向且位于条料的同侧,一般设2个,从前向后送料时导料销装在左侧(固定式,为标准件。4.2.2 挡料销的选择属于送料定距的定位零件有挡料销、导正销、侧刃等,导正销及侧刃多用于级进模和单工序模中。挡料销则多用于复合模和单工序模中。选取挡料销做定距定位零件。在模具闭合后不许挡料销的顶端高出材料因选取活动式橡胶弹顶挡料销。其挡料销的高度h查表得h=3mm,固定挡料销钓形A104.3 卸料装置和推件装置的选择4.3.1 卸料装置的选择常见的卸料零件又固定卸料板和弹压卸料板。前者式刚性结构主要起卸料作用,卸料力大,适用于冲材料厚度大于0.8mm的模具,后者是柔性结构,兼有压料和卸料两个作用。其卸料力的大小决定与所选用的弹性元件。主要用于冲制薄料和要求制件平整的冲模中,因此选取弹压卸料板。弹压卸料板与凸模配合间隙值查表的C =0.1mm在自由状态下的弹压卸料板应高出凸模刃口0.10.3mm 。卸料板厚度mm ho 10=1.下卸料采用弹簧作为弹性单元,弹簧的自由高度为:自由H =(3.54工作s式中自由H 弹簧的自由高度(mm ;工作s 工作行程与模具修磨量和调整量(46mm 之和。工作s =(2.3+6mm=8.3mm则 自由H =(3.548.3mm=29.0533.2mm取自由H =33mm 。弹簧的装配高度为:=H (0.850.9自由H =28.529.7mm4.3.2 推件装置的选择推件装置主要有刚性推件装置和弹性推件装置两种,一般刚性用的较多,它由打杆、推板、连接杆和推件块组成。其工作原理是在冲压结束后上模回程时,利用压力机滑块上的打料杆,撞击上模内的打杆与推件板,将凹模内的工件推出,其推件力大,工作可靠。图4.1 4.4 工作零件的设计4.4.1 凹模的设计凹模厚度的确定: kb H =k 为系数b 为凹模刃口的最大尺寸(mm 查表3.5选取系数k =0.302.13334.0=凹H ,取15。凹模壁厚301522=H C ;凹模外形尺寸为100125。凹模的刃口形式选用直筒式刃口。该凹模的厚度的全部为有效刃口高度,刃壁无斜度,刃磨后刃口尺寸不变,适用于制件或废料逆冲压方向推出的冲裁模如复合模、薄料落料模。其形状如图4.2 图4.2凹模刃口4.4.2 凸凹模的设计它的内外圆均为刃口,凸凹模的最小壁厚与模具结构有关:当模具为正装结构时,内孔为直筒形刃口形式,且采用下出料方式,则内孔无积存废料,胀力小,最小壁厚为材料厚度的1.5倍,即1.5。其结构如图4.3 图4.3凸凹模4.4.3 凸模的设计凸模的固定形式有:采用凸模固定板固定、与上模板直接固定和采用低溶点合金或环氧树脂浇注固定三种,各自的特点的比较如下表。表3.9固定形式的特点比较 固定形式固定方法 特点 凸模固定板固定 一般采用H7/m6过渡配合,圆形凸模则采用凸肩固定 定位精度高,牢靠,但固定孔精度高,加工困难与上模板直接连接 采用螺钉,销钉直接把凸模固定在上模板上适用于大型凸模的固定 低熔点合金浇注固定 或 环氧树脂浇注固定 使低熔点合金或氧树脂溶化,像粘结剂一样固定在凸模上 适用于冲裁0.32mm 的板料由于本工件是大批量的生产,且内孔有一定的精度要求,模具采用的是复合模,则从上表的比较中可选低熔点合金浇注固定或环氧树脂浇注固定形式固定凸模,。冲孔凸模为圆形,采取台阶式凸模,它的强度刚性较好,装配修磨方便,与凸模固定板配合部分按过渡配合(H7/m6或H7/n7制造,最大直径的作用是形式台肩,以便固定,保证工作时凸模不配拉出,材料选取A T 10,热处理硬度为5862HRC 。其凸模长度计算公式:h t h h L +=21其中h 1凸模固定板厚度 =1h 凹H =mm 24t 材料厚度 1mm2h 推件块厚度18mmh 增加长度,一般选取010mmmm mm mm mm mm L 48421824=+=凸模的结构形式如图 4.4图 4.4 4.4.4 模架及组成零件的设计 该模架选用中间导柱方形模架，导向装置安装在模具的对称线上，滑动平稳， 导向准确可靠。由标准（GB/T2851.5-1990）中选取,从而确定以下材和尺寸： 模架材料选取铸铁 HT 200 模架上模板的长度为 310 mm 、宽度 230 mm