课程设计四角圆平板

冲压工艺与模具设计课程设计设计题目冲压模具设计专业班级材料二班学生姓名一张海龙_学号0843022033开始日期2010/02/28完成日期2010/03/指导老师一曹建国评分目录TOC\o"1-5"\h\z-冲压件工艺分析1二工艺方案及模具结构类型错误！未定义书签。三模具设计计算4\o"CurrentDocument"1.排样、计算条料宽度及确定步距4\o"CurrentDocument"计算总冲压力5\o"CurrentDocument"确定压力中心6\o"CurrentDocument"冲模刃口尺寸及公差的计算6\o"CurrentDocument"确定各主要零件结构尺寸8四初选设备10五设计并绘制总图、主要零件材料选择及标准件选取11\o"CurrentDocument"绘制装配图11\o"CurrentDocument"主要零件材料选择及热处理11\o"CurrentDocument"标准件的选取12六其他结构设计13\o"CurrentDocument"凸模的固定方式13\o"CurrentDocument"凸模强度校核13凹模的固定方式12凸凹模的固定方式14\o"CurrentDocument"紧固零件14七参考文献14—冲压件工艺图「11、分析零件图冲压工序：只有冲孔、落料；材料：该零件材料为20钢，有良好的冲压性能，适合冲模；结构：对称件，在四角各有一个①5的孔，结构相对简单。作为冲裁件，应尽量避免有尖锐的角，在各直线连接处，应由适当的圆角。为提高模具寿命，将所有直角改为半径等于1mm的圆角。精度：产品的尺寸公差和行位公差都没有要求，可按IT10~IT14级精度补标工件尺寸公差，根据《实用冲压工艺及模具设计手册》，非圆形冲压件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14级选取，模具公差则按IT11确定。按“入体”原则把尺寸公差逐个改为单向公差，目的是方便与以后的刃口尺寸计算。该原则如下：落料件属于外形部分，上偏差为零，下偏差为负（相当于基轴制标注，只小不大）属于内形部分上偏差为正，下偏差为零（相当于基孔制标注，只大不小）。冲孔件属于内形部分的上偏差为正，下偏差为零（相当于基孔制标注，只大不小）属于外形部分的上偏差为零，下偏差为负（相当于基轴制标注，只小不大）。孔边距或距离的尺寸，按土标注补标公差后的零件如图T-2所示。8Z.58-0.87图T-22、选择冲压基本工序零件只所需工序只有冲①5的四个孔，落料。3、选择冲压次数和冲压工序对该零件来说，只有冲孔、落料俩种性质的工序，属平板件，所以冲①5的孔一次，落料一次。4、冲压顺序冲压顺序的安排应该有利于发挥材料的塑性以减少工序数量。主要是根据工序的变形特点和质量要求来安排。对于有孔或有缺口的平板件，若选用简单模时，一般先落料，再冲孔或切口；若使用连续模时，则应先冲孔或切口。二、工艺方案及模具结构类型1、冲压工序安排方案将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证.可选方案如下。方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产；方案二：落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔-落料级进冲压，采用级进模生产。三种类型模具优缺点比较如下：单工序模复合模级进模结构简单较复杂复杂成本、周期小、短小、短高、长制造精度低较高高材料利用率高高低生产效率低低高维修不方便不方便方便产品精度高高低品质低低高安全性不安全不安全安全自动化易于自动化冲床性能要求低低高应用小批量生产大中型零件的冲压试制大批量生产内外形精度要求高大批量生产中小零件冲压分析方案一：结构简单，即落料，冲5mm孔，各需要一套模具，使得成本高而生产效率低，不能达到大批量生产。方案二：采用复合模加工，复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小，且冲孔落料复合模可以直接落料。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案二：采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，所以一般适用于大批量生产的小型冲压件。比较方案一、二与方案三，根据所给工件的尺寸、形状简单、生产批量等情况，决定采用利用冲孔落料复合模进行加工。2、选用模具确定按照落料凹模安装位置，复合模又分为正装和反装俩种形式。正装复合模冲裁时的冲孔废料由上向下推出，如多孔件，而孔的废料落在下模表面，需要及时清除，而倒装式复合模工作时产生的孔废料直接由下模部分漏出，比较可知倒装模操作方便，且安全。所以选用倒装式复合模进行加工。三模具设计计算排样、计算条料宽度及确定步距★排样一般而言，排样原则有：提高材料利用率n。对冲压件来说，由于产量大，冲压生产效率高，原材料费用常会占到冲件总成本的60%以上，所以材料利用率是n是一项很重要的经济指标；使工人操作方便、安全，减轻工人的劳动强度，保证有较高的生产效率。应尽量选条料宽、进距小的排样方法；使模具结构简单，模具寿命较高；排样应保证冲压件的质量。比较可知应采用直排方案，这样虽材料利用率低，但能保证冲裁件精度和质量,模具寿命长.直排方案如下以补偿定位误差，保证条材料的利用率n=A0/A式中n——材料的利用率;A°—工件的实际面积;以补偿定位误差，保证条材料的利用率n=A0/A根据图T-1所示工件尺寸，经计算:A0=82.58X45-4X3.14X6.25-2X52.58X7.5=2848.9A=48X88.58=4251.84n=A0/A=67%★计算条料宽度计算公式B=D+2Xa1式中B——调料宽度尺寸D——单排时为工件展开宽度（垂直方向）a1——侧边搭边值3经计算，条料宽度B=82.58+2X3.21=89mm★确定步距步距S=L+a「45+3=48mm计算总冲压力计算冲压力的目的是为了合理的选用压力机和设计模具。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲压的要求。该模具采用倒装式复合模。★冲裁力的计算计算冲压力的目的是为了合理的选用压力机和设计模具。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，P冲床公称压力F总,以适应冲压的要求。该模具采用倒装式，故「1上+「1+「1+「1平刃口冲裁时，其冲裁力F0可按下式计算：F0=LtT其中F0——冲裁力［N］；t——材料厚度，［t］为mm；T——材料抗剪强度，［T］为MPa；L——冲裁周长，［L］为mm。考虑到模具刃口的磨损，凸凹模间隙的波动，材料机械性能的变化，材料厚度的偏差等因素，实际所需冲裁力还必须增加30%，即F=KF0=KLtT其中：K=1.3为安全系数查表3-17得t=335MPaF则：11=4X1.3X3.14X5X1.5X335^41024N；F,=1.3X（45X2+82.58X2+15X2）X1.5X335^186281N★冲裁时的卸料力及推件力查表3-22得K推=0.055K卸=0.05F.K.=nF=6X0.055X41024^13538Nn=h/t,h为凹模刃部直壁洞口高度（mm）,t为料厚（mm）h=9mm,t=1.5mmn=6F.F卸=K卸1=0.05X186281=9314N★总冲裁力FFFFF1=1+1+1+1=41024+186281+13538+9314^250KN确定压力中心该模具属中小型模具，且图形较对称，可以不进行压力中心的计算。冲模刃口尺寸及公差的计算1）冲?I部分对冲孔①5采用凸凹模分开加工的方法查表2-5得：Zmin=0.246；Zmax=0.360Zmax—Zmin=0.1146p=—0.020;6d=+0.020满足。p+6d<Zmax—Zmin查表3-20得x=0.5，则：凸模：dp=（d+xXA）0-p=5.150-0.020凹模：dd=（dp+Zmin）+°d0=5.40+0.02002）落料部分对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分82.58o-08745o_06230o_052等尺寸会增大，属于A类尺寸;67.580+.7430+0.52尺寸52.58+0.74会减小，属于B类尺寸，尺寸-0.74、-0.52不变，为C类尺寸。。0查表2-7得x=0.5则：Adi=(Di—xAjW/40=(82.58-0.5X0.87)+0.87/40cc+0.218°=82.150Ad2=(D2—X妇+A2/40=(45-0.5X0.62)+0.62/40+0.155=44.690Ad3=(D3—XAJ+^3/40=(30-0.5X0.52)+0.52/40=29.740.130Bd4=(D4+XA4)0-4/4=(52.58+0.5X0.74)00.7M0=52.95-0.185cd5_D5±A5/8_6758土0.0925r+A6/8±0.065Cd6=D6=30该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值Zmin~Zmin~aa^0.246~0.360则凸模上相应的名义尺寸为:'min=82.15-0.246=81.90mmDpz=D£i2'min=82.15-0.246=81.90mmDpz=D£i2_ZmilI=44.69-0.246=44.44mm'min=29.74-0.246=29.49mm==52.95+0.246=53.30mm确定各主要零件结构尺寸★落料凹模外形尺寸的确定刃口形式选择常用的直壁刃口，刃口直壁处高度取h=9mm外形尺寸AB，凹模厚度H、凹模壁厚C可根据最大刃口尺寸b和材料厚度t查表决定。其中b=82.58mm；t=1.5mm；bj45mm查表2.14取k=0.3则：H=kXb§25mm；C=36mm；A=b]+2Ca117mm；B=b+2C^155mm故落料的凹模尺寸取：155mmX117mmX25mm凹模尺寸一旦确定，所有板（固定板、卸料板、垫板）的尺寸都取5mmX117mm只是厚度有异。★固定板尺寸的设计固定板外形尺寸与凹模外形尺寸可以一致或基本一致，厚度基本等于凹模的厚度，但必须大于15mm,可自行决定，本模具固定板厚度取20mm固定板155mmX117mmX20mm★垫板尺寸的设计垫板尺寸与凹模尺寸基本相同，厚度可取小些。垫板155mmX117mmX10mm

★卸料板尺寸的设计卸料板厚度与卸料力的大小、模具结构有关，经查表15.31得卸料板的厚度为14mm卸料板155mmX117mmX14mm★弹性元件厚度尺寸的设计采用橡胶块作为弹性元件具有承受载荷比弹簧大，安全与安装调整方便等优点。橡胶块的选用包括决定其品种、高度及截面尺寸等等。考虑磨具结构，选用两块片状的聚氨酯橡胶，每个橡胶承受的预压力为F=F/2=9314/2=4657N确定橡胶截面面积A按预压量20%计算P=740N/cm2（压缩20%时橡胶的压强）A=F/P=4657/740^6.3cm2=630mm2选用高度为15mm的橡胶预压时的高度为12mm★冲孔凸模外形尺寸的确定采用台阶式圆凸模。07.15图T-4其中d=5.15mm，djd+2=7.]5mm，D=^+3.85=1L=h定+h落料+t+2mm=20mm+25mm+1.grnm+2mm=48.固定板落料凹模砰,淳。虐★凸凹模外形尺寸的确定凸凹模的壁厚应满足强度要求。1.凸凹模的高度HHh凸凹模固定板+h卸料板+h弹性元件1h凸凹模固定板=（60%〜80%）H整体式凹模时的厚度贝懒h凸凹模固定板=2商

H=20+14+15-1=48mm★定位销与挡料销的设计平板毛桎冲孔时，一般采用定位销来保证前后两工序的相对位置精度，该工件为简单外形的工件，可以以外形定位。该副模具中定位销和挡料销的设计相同，采用活动挡料销的形式，其中d1=8mm,L=16mm四初选设备压力机的种类很多，分类方法不同，如按驱动滑块的力可分为机械压力机、液压压力机、气动压力机等。由于机械压力机加工速度比液压机快得多，高的生产效率是其绝对的优势，因此采用机械压力机。冲压设备选择的要求：压力机的行程大小，应能保证成型零件的取出与毛坯的放入。压力机的工作台面尺寸应大于冲模的平面尺寸，还需留有安装固定的余地，但是在过大的工作台上安装很小尺寸的冲模时，工作台的受力条件也是不理想的。所选的压力机的闭合高度应与冲模的闭合高度相适应。模具的闭合高度H0：模具在闭合时，上模座的上表面到下模座的下表面之间的距离。压力机的闭合高度H：滑块在下死点时，工作台面到滑块下端面的距离。该距离一般是可以调整的，故一般的压力机均有最大闭合高度Hmax和最小闭合高度Hmin。压力机的吨位要与总的冲压力相适应。由前面的总裁力250kN计算，我们初选JH21-45450KN的压力机基本参数如下：型号：JH21-45TOC\o"1-5"\h\z公称压力（KN）：450公称力行程（mm）：3.2滑块行程（mm）：120行程次数（次/min）：80最大闭合高度（mm）：270闭合高度调节量（mm）：60滑块中心至机身距离（mm）：225工作台尺寸（左右）81工作台尺寸（前后）440工作台孔尺寸（mm）：150模柄孔尺寸直径（mm）:5060模柄尺寸深度(mm)：60电动机功率(KW)5.5五设计并绘制总图、主要零件材料选择及标准件选取绘制装配图附带图纸主要零件材料选择及热处理按模具标准，选取所需的标准件，查清标准件代号及标记，写在总图明细表内，并将各零件标出统一代号。上模座：上模座的作用是与压力机相连接，将模具的上模部分安装在压力机上。根据《中国模具大典》上所推荐，选用HT200。不必进行热处理，因为上模座在模具工作中只承受冲击力，要求材料具有较好的强度和韧性。凸模固定板、垫板凸模固定板、垫板在模具工作过程中，承受卸料组件、冲头传递过来的较大的冲击载荷。因此要求材料有较好的强度、硬度和一定的韧性。根据《大典》推荐，选用45,热处理到HRC43~48。⑶凸模固定板凸模固定板，主要起固定凸模的作用。上模的冲头、小导柱都是固定在固定板上。该板几乎不承受载荷，对材料没有什么较大要求，根据《中国模具大典》推荐，选用45即可。(4)卸料板卸料板在工作过程中起到卸料和压料的作用。工作时，通过卸料板把条料紧紧的压在凹模板上，接着冲头开始工作，易保证产品精度。凸凹模开始分离时，卸料板通过弹簧的作用，将条料卸下。根据、推荐，选用45凹模板垫板由于在工作过程中承受很大的冲击载荷，根据《中国模具大典》推荐，选用45钢，热处理到HRC43~48。下模座其作用与上模座相似，根据《中国模具大典》推荐，选用HT200。模架的选取在定好排样图和选定模具的基本形式后，便可以选模板了。根据《大典》的推荐，选定各模板的尺寸。标准件的选取模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为上模座160mmX125mmX35mm,下模座160mmX125mmX40mm，导柱25