瓶起子冲压模具的设计与制造项目技术报告

1、Ie询金工孝雕青横舂吃酒瓶起子冲压模具的设计与制造姓名：邹颖学号:0801423137班级：模塑0811专业：数字模具设计与制造指导老师：匡余华、何延辉提交日期：2010年11月15日摘要冲压是金属加工中重要的成形方法。全世界的钢材中，有6070溢板材，其中大部分是经过过冲压制成成品。因此冲压模具在国民经济中占有非常重要地位。冲压模具技术的进步，不仅关系到机械产品的开发和应用，还影响到汽车、家用电器、电子、化工等新产品、新技术的开发和应用。掌握模具设计和制造技能是模具专业毕业生的必备素质。本次实训的任务是啤酒瓶起子冲压模具的设计与制造，主要进行和工作如下：1、对啤酒瓶起子的冲压工艺进行了分析，

2、确定了冲压工艺方案，进行了相关的设计计算。2、制定了模具的总体设计方案，对主要零件进行设计，并绘制了模具总装图和零件图。3、制定了工作零件的加工工艺。4、讨论了模具的装配工艺。并对模具进行了安装，试模，冲压了产品样件。目录 TOC o 1-5 h z 第一章绪论4实训意义4 HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 题目来源5 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 第二章冲压工艺设计6 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 冲压工艺分析6 HYPERLINK l

3、 bookmark19 o Current Document 冲压工艺方案确定6主要设计计算7排样方式的确定及其计算7冲压力的计算7 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 压力中心的确定8 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 工作零件刃口尺寸计算9 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 第三章模具设计11 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 总体设计11 HYPERLINK l bookmark38 o Cu

4、rrent Document 模具总装图11主要零件设计12工作零件的结构设计12 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 卸料、顶料部件的设计15 HYPERLINK l bookmark45 o Current Document 模架及其它零部件设计15 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 第四章模具制造17 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 4.1落料凹模加工工艺过程17 HYPERLINK l bookmark55 o Current Docum

5、ent 第五章模具装配试模20 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 冲模装配的工艺要点20 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document 冲模装配顺序确定21 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 试模22 HYPERLINK l bookmark63 o Current Document 第六章总结25 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 参考文献27第一章绪论实训意义工业、农业、国防以及生活中许多日用品都是冲压生

6、产而来的。据统计，全世界的钢材中，有6070流板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。图1-1为一些典型的冲压件。我国已成为世界制制业的中心。图1-1典型冲压件产品在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平。虽然如此，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。这一些主要表现在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

7、有较大差距。轿车覆盖件模具，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。图1-2为轿车覆盖件模具。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，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。图1-3为轿车覆盖件模具。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。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。掌握模具设计和制造技能是模具专业毕业生的必备素质，对提高我国整体制造水平有重要意义。题目来源这次实训的题目来源于企

8、业的真实产品，由学校指导老师和企业工程师共同确定。啤酒起子是日常生活中广泛使用的产品。设计生产我们熟悉的产品的模具能大大提高我们的兴趣，同时产品难易合适，这样即能确保学生在实训规定的时间内完成，又能应用到多个知识点，锻炼我们多方面的能力。第二章冲压工艺设计IT14,形状简单，尺寸也不冲压件如图2-1所示，材料为45钢，厚度2mm制件精度为大，大批量生产，模具寿命不低于10万次。90技术要求1 IT1421Cr18Ni9Ti 2mm35mm图2-1瓶起子零件图冲压工艺分析根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在进行冲压工艺设计和模具设计时，应特别注意以下几点：(1)要确定落料、冲孔、打字、成形各工序

9、的顺序。(2)冲裁间隙、拉深凸凹模间隙以及每道拉深工序的高度的确定，应符合制件的要求。(3)各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序运动稳妥、连贯。冲压工艺方案确定根据该零件的形状特征，需要进行落料、冲孔、打字、成形四道工序。根据落料、冲孔、打字、成形各工序四道基本工序，可以对它们作不同的组合，排出顺序，即得出工艺方案，具体可排出以下两种合理方案：方案一：先落料，拉伸，然后打字、成形，使用两副模。方案二：落料、拉伸、打字、成形组成级进模。方案一中，形位精度相对较底，但是模具结构较简单，制造周期较短，生产成本不高，对精度要求不太高，中小批量生产比较合适，对于模具的磨损修复也比较容易。方案二中，采用

10、级进，模具结构复杂，制造周期长，生产成本高，因此只有在大量生产中才较合适。根据零件的精度要求，结合现有条件和技术水平，产量及经济方面考虑，选择方案一，使用两副模。根据小组分工，本人负责设计落料冲孔模。主要设计计算排样方式的确定及其计算设计落料一冲裁模，首先要设计条料排样图。根据工件的特点，采用如图2-2所示的排样方2-2开瓶起子落料-冲孔排样图（有侧压装置）法，搭边值取2.7mm和2.2mm,有侧压装置（手工送料）时条料宽度B为:B=D+2（a）-114.5mm+2x2.2-o.6=119.5-o.6mm步距离A为36mm,查板材标准，选1500mm1000mm的45钢板。一张硅钢板能生产64

11、8个零件，材料总利用率为56%冲压力的计算该模具采用倒装复合模，拟选择弹性卸料、打杆出件。冲力的相关计算如下：冲裁力F：F1.3tL=333KN式中：t材料厚度，2mm;L冲裁周边长度，291mm?材料抗剪强度，440Pa/mm2卸料力FQ=KF=0.05333KN=17KN推料力FQ1=nK1F=40.04333KN=53KN(K1=0.04,n=h/t=8/2=4)根据计算结果，冲压设备拟选J23-40A。压力中心的确定零件为不规则几何体，压力中心应进行计算。工件与x轴对称，所以压力中心应在X轴上。计算公式为：工匕i-L为简化计算，将工件圆角连接变成尖角，如图2-3所示图2-3a为起子落料

12、压力中心位置，根据计算公式得：X1=45.3mmX0 = 50mm图2-3b为起子冲缺口压力中心位置，根据计算公式得：X2=9.9mm图2-3c为起子落料一冲孔压力中心位置，根据计算公式得：工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合模具结构及工件生产批量，模具制造宜采用配合加工落料凸模、凹模、凸凹模及固定板、卸料板，使制造成本降低，装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算按配合加工的方法来计算，具体计算见如下:未注公差按IT14级，查公差表得工件尺寸及公差:900 0.87R6.50o.36R380 0.62R60 0.36R2000

13、.52R3800.62400.31000.36R3500.62R2。0.25R2.5。0.2550031、.、I、65.50.37尺寸40.15可用尺寸16.80.215代替。查表得，Zmin=0.16mm,Zmaa0.20mm,未注公差按IT14级，所有尺寸均选x=0.5。落料凹模的基本尺寸：9000.87对应凹模尺寸为(90mm0.50.87mm)0(0.250.87)89.700.22mmR6.500.36对应凹模尺寸为(R6.5mm0.50.36mm)0(0.250.36)R6.300.09mmR3800.62对应凹模尺寸为(R38mm0.50.62mm)0(0.250.62)R37.

14、700.155mmR600.36对应凹模尺寸为(R6mm0.50.36mm)0(0.250.36)R5.800.09mmR2000.52对应凹模尺寸为(R20mm0.50.52mm)0(0.25052)R19.70013mm落料凸模的基本尺寸与凹模相同，同时在技术条件中注明：凸模刃口尺寸与落料凹模刃口实际尺寸配制，保证间隙在0.160.20mm之间。冲孔凸模的基本尺寸：400.3对应凸模尺寸为(4mm0.50.3mm)00.250.34.200.075mm10。0.36对应凸模尺寸为(10mm0.50.36mm)00250.3610.200.09mm0.6200R350对应凸模尺寸为(R35m

15、m0.50.62mm)0.25x0.62R35.30.155mm0.2500R20对应凸模尺寸为(R2mm0.50.25mm)0.25x0.25R2.10.06mmR2.5J.25对应凸模尺寸为(R2.5mm0.50.25mm)0o,25x0,i2RZEmm16.80.215对应凸模尺寸为(16.8.mm-0.215mm)0.50.43mm)00.250.4316.800.11mm冲孔凹模的基本尺寸与凸模相同，同时在技术条件中注明：凹模刃口尺寸与冲孔凸模刃口实际尺寸配制，保证间隙在0.160.20mm之间。500.31、65.50.37为定位尺寸，对应模具尺寸为500.08、65.50.09第

16、三章模具设计根据确定的工艺方案和零件的形状特点、精度要求、所选设备的主要技术参数、模具制造条件以及安全生产等选定其冲模的类型及结构形式。总体设计(1)模具结构形式的选择。由冲压工艺分析可知，采用倒装复合模。(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销，手工送料，按有侧压装置计算。控制条料的进给步距采用挡料销。(3)卸料、出件方式的选择。因为工件料厚为2mm4屋忖板，材料相对较硬，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。采用倒装复合模，必须采用上出件。(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，该级进模采用中间导柱的导向方式。3.3模具总装图通过以上设

17、计，可得到如图3-1.所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凹模、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以弹簧为弹性元件。下模部分由下模板、凸凹模等组成。冲孔废料从凸凹模推出，成品件由上模顶件块从凹模中顶出。图3-1开瓶起子落料-冲孔模结构1一打杆2一模柄3一上模板4螺钉5垫板6凸模固定板7凸模（一）8一顶件块垫板9一顶件块10凸模（二）11一定位销12落料凹模13导料销块14挡料销15卸料板16一弹簧17凸凹模18凸凹模固定板19一下模板20导柱21一下垫板22一卸料螺钉23弹簧24导套3.3主要零件设计工作零件的结构设计（1）凸凹模。凸凹模外形按凸模设计，内孔按凹模设

18、计，结合工件外形并考虑加工，将凸凹模外形设计成直通式，最后精加工采用电火花线切割加工。冲孔凹模设计成台阶孔形式，凸凹模其总长L=20mm+10mm+2mm+18mm=50mm具体结构可参见图3-2所示。（2）冲缺口凸模因为所冲的孔为非圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用直通台阶0.3式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。冲缺口凸模结构如图3-2a所示。冲40孔凸模结构如图3-2b所示材料：CrWMn热处理：6062HRC技术要求：有*尺寸与落料凹模对应尺寸配制，有*尺寸与冲孔凸模对应尺寸配制，保证间隙在0.16mm0.20mm。,Ra0.8图3-2凸模结构材料：Cr

19、WMn热处理：5860HRC?12Ra08月Is Jr+0.015?8+0.0067Ra0.8-?4.2 -0.075Ra3.2图3-2凸模结构材料：CrWMn热处理：5860HRC图3-3凸凹模图3-4凸模(3)凹模凹模采用整体凹模，凹模采用电火花线切割加工，安排凹模在模架上的位置时，将凹模压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式2-43、2-44、2-45计算。凹模厚度H=kb=0.28X90mm=25mm查表2-10得k=0.28),考虑到凹模内部推块行程，取凹模厚度H=45mm凹模宽度B=b1+(2.54)H=90mm+3x25mm=165mm凹模长度L=L1+2C=30mm+2*2

20、8mm=86mm料方向，查表2-11得C=30mmi,但考虑工件排样采用对排，凹模外形尺寸可适当放大。结构如图3-5所示。175130100A Ra0.8图3-5凹模结构材料：CrWMn热处理：6062HRC图3-6凹模卸料、顶料部件的设计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10mm卸料板采用45钢制造，淬火硬度为3540HRC2）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M8X10mm卸料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lmm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。3）顶件块的设计。正装复合模工件

21、一般采用上出料，一般采用顶杆加顶件块出料结构。冲压件为不规则形状，考虑到顶件块加工，将顶件块做成二件（顶件块垫板8,顶件块9）,再用螺钉固定在一起。图3-7卸料板图3-8顶件块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力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。导柱dXL分别为032mmK160m成035mm160mm；导套dXLXD分另1J为032mm115mm88mm,035mnX115mnX48mm上模座厚度H上模取40mm上模垫板厚度H垫取10mm上凸模固定板厚度H固取20mm下模垫板厚度H垫取10mm下模座厚度H模取5

22、0mm那么该模具的闭合高度：H闭=(40mm+10mm+20mm+45mm+50mm+10mm+50mm=224mm凸模冲裁后进入凹模的深度1mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-40A的最大装模高度(330mrm,可以使用，如果模具闭合高度大于所选压力机J23-40A的最大装模高度，则应修改模具设计或另选压力机。第四章模具制造每个模具零件的制造有多个工序，这里给出1个主要零件的加工实例。落料凹模加工工艺过程落料凹模的材料为Gr12,硬度6064HRC,它的加工工艺过程如表4-1所表4-1落料凹模加工工艺过程序号工序号工序内容1备料锻件（退火状态）XX2粗铳铳六面到尺寸XX3平向磨磨光两

23、大平囿，厚度达14.6mm4钳划线钻孔铳孔攻丝5热处理淬火，使硬度达6064HRC6平向磨磨光两大平囿，厚度达14.3mm7线切割割凹模洞口，并留0.010.02mm余量8钳F研磨洞口内壁侧面达0.8科m配推件块到要求9钳r用垫片层保证凸凹模与凹模间隙均匀后，凹模与上模座配作销钉孔10平向磨磨凹模上平囿厚度达要求11钳总装配零件加工图4-1到4-4为模具零件的加工过程。图4-1划线图4-2凹模线切割图4-3钻孔图4-4较孔4.3加工完成的零件图图4-5冲孔凸模图4-6凸凹模图4-7落料凹模图4-8模具的其它零部件第五章模具装配试模模具的装配和试*II的流程如图5-1所示。图5-1模具的装配和试

24、模的流程冲模装配的工艺要点在模具装配之前，要认真研究模具图纸，根据其结构特点和技术条件，制定合理的装配方案，并对提交的零件进行检查，除了必须符合设计图纸要求外,还应满足装配工序对各类零件提出的要求，检查无误方可按规定步骤进行装配。装配过程中，要合理选择检测方法及测量工具。冲模装配工艺要点是：(1)选择装配基准件。(2)组件装配。组件装配是指模具在总装前，将两个以上的零件按照规定的技术要求连接成一个组件的装配工作。(3)总体装配。总装是将零件和组件结合成一副完整的模具过程。在总装前，应选好装配的基准件和安排好上、下模的装配顺序。(4)调整凸、凹模间隙。在装配模具时，必须严格控制及调整凸、凹模间隙

25、的均匀性。(5)检验、调试。模具装配完毕后。必须保证装配精度，满足规定的各项技术要求，并要按照模具验收技术条件，检验模具各部分的功能。冲模装配顺序确定为了便于对模，总装前应合理确定上、下模的装配顺序，以防出现不便调整的情况。落料冲孔模属于复合模。复合模的装配程序和装配方法相当于在同一工位上先装配冲孔模，然后以冲孔模为基准，再装配落料模。复合模装配应以凸凹模作装配基准件。先将装有凸凹模的固定板用螺栓和销钉安装、固定在指定模座的相应位置上；再按凸凹模的内形装配、调整冲孔凸模固定板的相对位置，使冲孔凸、凹模间的间隙趋于均匀，用螺栓固定；然后再以凸凹模的外形为基准，装配、调整落料凹模相对凸凹模的位置，

26、调整间隙，用螺栓固定。图5-2讨论装配方案图5-3模具装配图5-4装配完成的落料冲孔模试模试模的目的是检验模具凸、凹设计和加工是否满足产品的需要，检验模具各零、部件之间的配合、连接情况和工作状态，并进行修配合调整。模具按图纸技术要求加工与装配后，必须在符合实际生产条件的环境中进行试冲压生产，通过试冲可以发现模具设计与制造的缺陷，找出产生原因，对模具进行适当的调整和修理后再进行试冲，直到模具能正常工作，才能将模具正式交付生产使用。2.冲裁模的调试模具调试，因模具类型不同、结构不同，可能出现的问题也不同，调试的内容也随之变化。冲裁模调试要点：(1)模具闭合高度调试。模具应与冲压设备配合好，保证模具

27、应有的闭合高度和开启高度。(2)导向机构的调试。导柱、导套要有好的配合精度，保证模具运动平稳、可靠。(3)凸、凹模刃口及间隙调试。刃口锋利，间隙要均匀。(4)定位装置的调试。定位要准确、可靠。(5)卸料及出件装置的调试。卸料及出件要通畅，不能出现卡住现象。图5-4模具安装图5-8冲压后的条料图5-9测量产品尺寸图5-10产品试验图5-11合格的冲压产品冲压工艺单表5-1冷冲压工艺卡南工院冷冲压工艺卡片产品型号零（部）件名称共页产品名称零（部）件型号第页材料牌号及规格材料技术要求毛坯尺寸每毛:跖可制上数毛坯质量辅助材料条料10工序号工序名称工序内容加工简图设备工艺装备工时1下料男床上裁板710X

28、72Q11-3X12002冲压落料J23-253检验按产品图纸检验456编制（日期）审核（日期）会签（日期）第六章总结经过四个周的模具设计与制造综合实训，我们基本上完成了预期的教学目标。在这四个周里，我们经历模具设计、制造和产品试制的完整过程，不仅培养了自己正确的零件设计理念，还提高了动手操作能力，让我们对自己以后的就业也充满了信心，从多个方面提升了自己。在为期四周的实训期间，用到了好多本学期在课堂上所学到的知识，这次实训将几科书本知识融入其中，让我们在动手的同时，不仅对以前的所学理解的更加透彻，加深了我们的印象，更是让我们学到了书本上学不到的知识，拓展了我们的知识面，使我们收获颇丰。首先，感触最多的