E字形山形片 BS13-F12钣金成形工艺及冲压模具设计

PAGE3任务书届次XX姓名XX班级XX学号XX一、设计题目：山形片(BS13-F12)钣金成形工艺及模具设计二、产品零件图及要求：名称山形片材料硅钢/t=0.5生产批量中批生产条件不限三、设计内容：1．产品零件的钣金冲压工艺规程：1份2．钣金成形模具设计图样（含二维总装图、非标准零件图）：1套3．设计说明书：1份发题日期：20XX年12月23日完成日期：201XX年5月15日指导教师：XX专业主任：XX目录摘要…………………………4关键词………………41前言……………………42零件图的分析………………………52.1零件的功用与经济性分析……………………52.2零件的冲压工艺性分析………52.2.1结构形状与尺寸…………………52.2.2精度与表面粗糙………………52.2.3材料………………53冲压工艺分析……………………63.1冲压工艺方案的确定…………63．1.1冲压工序性质与数量的确定…………………63.1.2冲压工艺方案的分析与确……………………63.2冲压工艺参数的计算…………63.2.1排样设计与下料方式的确……………………63.2.2各工序冲压力的计算与冲压设备的选择…………………73.3冲压工艺的规程的编制………94冲压模具设计…………………94.1模具类型和结构形式的确定…………………94.1.1模具结构类型的确定…………94.1.2工件的定位方式的确定………94.1.3卸料与出件方式的确定………94.1.4模架类型及模具组合形式的确定…………94.2模具零件的设计与选用……………………94.2.1工作零件的设计………………9（1）凸、凹膜间隙的确定………9（2）凸、凹模工作尺寸的计算…………………9（3）模具压力中心的确定………11（4）凸模结构形式及尺寸的确定………………11（5）凹模结构形式及尺寸的确定……………114.2.2定位零件的设计与选用……………………124.2.3卸料与出件装置的设计……………………12（1）卸料装置设计………………12（2）推件装置设计………………124.2.4支承固定零件的设计与选用………………12（1）凸（凹）模固定板…………12（2）垫板…………12（3）模柄…………124.2.5模架及其零件的选用…………124.2.6紧固件的选用…………………134.3模具图样的绘制及压力机校核…………134.3.1模具装配图的绘制……………134.3.2模具零件图的绘制……………134.3.3压力机技术参数的校核………135模具的工作原理与使用维护………………136设计总结…………15参考资料………………16致谢…………………16山形片钣金成形工艺及模具设计摘要：此说明书以设计山形片零件模具为主线，主要阐述了山形片零件的模具设计。制件为山形片，主要设计该件的落料、冲孔复合模。材料为硅钢，其材料的力学性能良好，经计算，此制件适合用冲孔、落料工艺生产。设计这套模具首先分析材料是不是适合冲裁，选用冲裁工艺是否经济，是不是需要后续工序，如校平、整形等，然后计算冲压力选定压力机，最后确定模具的结构和工作零件的结构，并计算其工作零件的尺寸，其他的一些零件则在设计的时候尽量选用标准件，节约模具的制造成本，这些前提条件做好后,用绘图软件绘制模具总装图和零件图，编写零件的加工工艺规程。关键词：垫片；钣金；成形工艺；模具；设计全套图纸加V信153893706或扣33463894111前言当前钣金成形技术的发展状况：此毕业设计说明书内容共6章，主要为零件图的分析、钣金成形工艺设计、钣金模具设计、模具的工作原理与使用维护、设计总结等内容，在完成这些任务的过程中，我们会翻阅很多有关此类书籍，如：冲压模具及其设备、机械制图手册，从中我们进一步系统的学习和温习了大学三年所学的专业知识和理论与实践相结合的内容。此次毕业设计的目的如下：综合运用和巩固本课程及有关课程的基础理论和专业知识，培养学生从事钣金成形工艺及模具设计的初步能力，为以后实际工作打下良好的基础。培养学生分析问题和解决问题的能力，经过毕业设计环节，学生能全面理解和掌握钣金成形工艺、模具设计等内容；能够掌握钣金成形工艺与模具设计的基本方法和步骤；能够独立解决在制定钣金成形工艺规程，设计模具结构中出现的问题；而且会查阅技术文献和资料，以完成从事钣金成形技术工作的人员在模具设计方面所必须具备的基本技能训练。培养我们认真负责，踏实细致的工作作风和严谨的科学态度，强化质量意识和时间观念，养成良好的职业习惯。2零件图的分析2.1零件的功用与经济性分析零件（山形片）的作用该零件主要用于变压器，起导电变压的作用。零件（山形片）的经济性分析：该零件材料为硅钢，厚度0.5mm。该零件的年产量属于中批量，零件外形简单对称，采用冲压加工经济性良好。2.2零件钣金成形工艺性分析图2-12.2.1结构形状与尺寸分析：由零件图2-1可知，该制件结构简单对称，无悬臂和窄槽，但外形有90°尖角，将尖角改为R1圆角。通过零件图样尺寸分析知，零件未注公差尺寸，可按IT14级确定工作尺寸的公差。2.2.2精度与表面粗糙度：此零件没有严格的表面粗糙度要求，尺寸均为自由公差，所以加工此零件时，模具结构简单，加工方便。2.2.3材料：零件所用材料硅钢的冲裁性能较好。综上所述，该零件的形状、尺寸、精度、材料均符合拉深工艺性要求，故可以采用冲压方法加工。3钣金成形工艺设计3.1成形工艺方案的确定3.1.1成形工序性质与数量的确定：成形工序性质的确定：该零件的主要成形方法是冲裁。（2）成形数量的确定该零件需要落料和冲孔两道工序。3.1.2冲压工艺方案的分析与确定:根据以上基本工序，可拟定出以下三种冲压工艺方案：方案一：落料、冲孔单工序模方案二：落料与冲孔复合方案三：采用多工位级进模分析比较上述三种工艺方案，可以看出：方案一模具简单，数量多，冲压效率低。方案二相对于方案一模具较复杂，数量少，冲压效率提高。方案三相对于前两种方案模具最复杂，制造周期长，数量少，冲压效率最高，适合大批量生产。冲压工艺方案比较表项目方案一方案二方案三模具结构简单一般结构较复杂模具数量2套1套1套生产效率较低较高高通过上述方案性能的比较，考虑到产品是中批量生产，采用方案二是最合理的。3.2冲压工艺参数的计算3.2.1排样设计与下料方式的确定：1.排样板料规格拟选用0.5mm×900mm×l800mm(45钢板)。因坯料长度为106mm，考虑到零件的形状采用条料直排。条料定位方式采用导料销导向和挡料销定距，取搭边值a1=2.2mm，a=2.5mm(查表4-6)则进距Ｓ＝Dmax+a1=72amm+2.2mm=74.2mm条料宽度B0-△=（D+2a）0-△=（106mm+2×2.5mm）0-0.15=1110-0.6式中为条料宽度单向（负向）偏差，由表4-5查得。如图所示为零件的排样图：2.裁板方案1)板料纵裁利用率条料数量条条8111/900/1bBn每条零件数EQ=(L－a)/S=(1800-2.2)/74.2=24个每张板料可冲零件数个192个19224821nnn材料利用率= =66（式中A=5590mm2是由CAXA软件计算出制件的有效面积）2)板料横裁利用率条料数量条条16111/1800/1bLn每条零件数每张板料可冲零件数材料利用率由此可见，横裁比纵裁的材料利用率稍高，又考虑剪板方便，故决定采用横裁法。3.2.3各工序冲压力的计算与冲压设备的选择：1．落料冲孔工序落料力＝5680.5441＝125244其中（由CAXA计算出落料的有效周长为568mm)冲孔力式中（由CAXA计算出冲孔的有效周长为18.850mm)卸料力式中推件力式中查表可知，为留在凹模里的废料片数（设凹模刃口高度，则）冲压总力显然，只要选400kN压力机即可,依据下表可确定型号为JB23-25开式可倾压力机。，3.3冲压工艺规程的编制见冲压工艺规程编制表4.冲压模具设计4.1模具类型和结构形式的确定：4.1.1模具结构类型的确定：1．冲孔落料复合模由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为冲孔-落料复合模。4.1.2工件的定位方式的确定：冲孔落料复合模：零件的生产批量属于中批。合理安排生产可采用手工送料方式能够达到要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑零件尺寸、料厚适中，为了便于操作，保证质量，采用挡料销定距的定位，导料销导料的方式。4.1.3卸料与出件方式的确定：冲孔落料模：考虑到工序件的结构，为了保证工件质量，采用弹性卸料方式，并起压料作用。冲孔废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出料方式。4.1.4模架类型及模具组合形式的确定：（1）模架类型的确定：冲孔落料复合模：考虑到零件精度不高，从装模方便的角度考虑，采用后侧导柱导向模架。模架精度等级为II级。4.2模具零件的设计与选用4.2.1工作零件的设计：（1）凸凹模间隙的确定：该制品精度不高，所以凸凹模间隙根据经验法查表得：Zmin=0.06mm，Zmax=0.08mm。（2）凸凹模工作部分刃口尺寸的计算：使用配作法加工计算其落料凹模刃口尺寸如下：1）磨损后变大尺寸为72，106，19,30,9.5。按未注公差计算（IT14级），mm,mm，mm，，9.5。A=(A-x)=(19-0.50.52)=18.74mmA=(A-x)=(30-0.5)=29.74A=(A-x)=(9.5-0.5)=9.24式中分别由表4-8查得。磨损后减小的尺寸无磨损后不变的尺寸：87C=(C+)=(86.56+=87其中，凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，（查表书中3—4）保证双面间隙值为0.1~0.15mm。冲孔凸摸刃口尺寸如下：为磨损后变小的尺寸B=（B+x）=(6+0.5)=6.15mm其中，凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配作，（查表书中3—4）保证双面间隙值为0.1~0.15mm。模具压力中心的确定：模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，为了制件能被模具平稳的冲裁，减少导向件的磨损，提高模具及压力机寿命，应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合。根据制件的外形结构及尺寸可知，前后对称，根据XACA计算出压力中心为（X=-0.22Y=494.343）压力机中心与模柄中心线不重合，压力中心的偏离不能超出所选压力机模柄半径的允许范围。（4）凸模结构形式及尺寸的确定：凸模形状件制品可知，可设计成阶梯形结构，通过台肩固定。冲孔凸模尺寸根据冲孔工作要求及其工作尺寸要求确定。冲孔凸模的材料采用，工作部分热处理淬硬56～60HRC。（5）落料凹模结构形式及尺寸的确定：落料凹模采用距形板状结构通过螺钉、销钉与凸模固定板固定。因冲件批量较大，考虑凹模的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，凹模轮廓尺寸计算如下：查表3-24取k=0.15则：凹模厚度H=ks=0.15×106=15.9mm凹模宽度B=s+2c=72+(3~4.0)×15.9=120.6~136.8mm(C=(1.5~2)h)凹模长度L=s+2c=106+(3~4.0)×15.9=153.7~169.6mm查标准JB/T6743.1-94，确定凹模外形为160×125×16(mm).（6）凸凹模尺寸的确定：落料凸模和冲孔凹模刃口形状简单，可设计成阶梯形结构，通过台肩与固定板固定。凸凹模的尺寸根据落料凸模和拉深凹模工作尺寸、卸料装置和安装固定要求确定。凸凹模的材料也选用，工作部分热处理淬硬58～62HRC。4.2.2定位零件的设计与选用：定位零件选用定位销，采用直径为，高度为的挡料销，标记为－1994。4.2.3卸料与出件装置的设计：（1）卸料装置设计：根据工艺计算可知，卸料力不大，为保证卸料可靠，卸料装置采用弹性卸料。卸料板与落料凸模配合为间隙配合，双边间隙取0.5mm。卸料板材料为45钢，外形尺寸初定为200×125×8（2）推件装置设计：推件装置主要由推件块、推板，推杆组成。推件块外形为方形，推件快与推杆相连。推件块材料也为45钢，热处理淬硬48～54HRC。4.2.4支承固定零件的设计与选用：（1）凸（凹、凸凹模）模固定板：160mm×125mm×16mm（2）垫板：160mm×125mm×6mm模柄：由于上模的固定在中小型压力机上是通过模柄与滑块相连的。而且模柄的直径与长度与压力机滑块一致。根据冲裁时所用压力机型号JB23-25A，查表得压力机上模孔尺寸D=40mm，模柄孔深度T=60mm。选择冲裁模中模柄的规格其形式为：压入式模柄，规格为：A40×60JB/T7646.1。4.2.5模架及其零件的选用：为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，采用后侧导柱标准模架。其凹模周界160×125mm,闭合高度H=140mm～170mm，其规格为：80×63～80，GB/T2851.3-1990。上模座规格：160mm×125mm×40mm。下模座规格为：160mm×125mm×50mm，导柱规格：A25h5×130mmGB/T2861.1，导套规格为：A25H6×85×33mmGB/T2861.1。4.2.6紧固件的选用：根据冲裁模结构形式及模架的组合形式可知，冲模零件的连接和紧固采用螺钉，模具零件的定位采用定位销，其螺钉规格为：GB70-85-M6×30、GB70-85-M6×50、GB70-85-M6.5×30圆柱销规格为：GB/T119.1-20006×50、GB/T119.1-200012×40.4.3模具图样的绘制及压力机校核4.3.1模具装配图的绘制；见模具装配图纸4.3.2模具零件图的绘制；见模具零件图的图纸4.3.3压力机技术参数的校核：（1）模具闭合高度的校核：模具闭合高度为：。（2）冲压过程中冲孔力（）最大，压力机的公称压力，，且工作时压力曲线位于压力机滑块的许用负荷曲线之下，因此满足生产要求。（3）模具最大安装尺寸为，压力机工作台台面尺寸为500mm×320mm，能满足模具的正确安装。5模具的工作原理与使用维护1.模具的工作原理：此模具采用倒装复合形式，是倒装复合模中最典型的结构。模具中，凸凹模4装在下模，它的外轮廓起落料凸模的作用，而内孔起冲孔凹模的作用，故称凸凹模。它通过凸凹模固定板19安装在下模座上，落料凹模22和冲孔凸模13则通过固定板装在上模座部分。工作时，条料由导料销5定位，故凹模上不必加工出让位孔，冲裁完毕后，即压力机滑块到达上死点，由于弹性回复，工件会卡在凹模22内，为了使冲压生产顺利进行，使用由打杆14，顶板12、推件块11组成的钢性推件装置将工件推出。2.模具的使用维护：模具是比较精密而且比较复杂的工艺装配，制造成本高，使用周期长。为了保证正常生产，保证制造质量，提高模具耐用度，延长模具使用寿命，必须合理使用与正确维护，修理模具。模具的使用：冲模的检查:模具的检查安排在安排时、开工前、使用中三个阶段。（1）安装使用前的检查：使用前领取的新模具，必须是经过拭模并带有合格试件的模具；对于使用过得模具，对应检查模具的履历卡片。对照工艺文件检查所用模具及设备是否正常。模具外观应清洁、无污物、凸凹模应无裂纹、压伤的缺陷。（2）开工前检查：1）压力机的卸料装置是否暂时调整到最高位置。2）检查压力机和冲模的闭合高度是否相适应。3）冲模上的卸料装置是否和压力机能配套使用。4）冲模的上下模板和压力机的滑块底面，工作台面是否擦拭干净。5）安装好的模具应再检查一下模具内外是否有异物、安装是否牢固。（3）使用过程中的检查：1）随时注意毛坯有无异常现象，如毛坯不能有硬折，厚度不能变化太大，严重氧化皮和翘曲等现象。一担发生异常立即停止。2）模具在使用一段时间后，应随时停车，检查，清理台面，并定时润滑工作表面，润滑应在停车的过程中进行，严禁在冲压过程中进行。3）随时检查毛坯是否有重叠现象，是否擦拭干净，是否涂以少量润滑油。4）使用一段时间后，应停车检查凸凹模刃口形状状况，若发现刃口不锋利。可在机上刃磨，如毛病较大时，应停机修正。冲模使用过程中的润滑合理选择润滑剂对机进行润滑：冲模使用注意事项：1）选用的压力机必须有足够的刚性，强度和精度。冲模安装前，需将压力机预先调整好，即应仔细检查制动器，离合器及操作机构的工作是否正常。检查方法是先踩脚踏板或按手柄，如滑块有不正常连冲现象，应该排除故障后再安装冲模。2)冲模安装固定时，应该采用专用的压板，螺钉，螺母和压块，不可代用。并且将模具底面与工作台面擦干净。3）安装后的冲模，所有凸模的中心线都应于凹模平面垂直，否则使刃口啃坏。4）冲模使用一段时间后，应定期检查、刃磨刃口，每次刃磨刃口量都不应太大，一般为：0.05mm～0.1mm。刃磨后用油石