冲压课程设计

PAGEPAGE1广西科技大学鹿山学院课程设计报告课程名称：《冲压工艺与模具设计》课题名称：方形盒的落料模设计指导教师：班级：姓名：学号：成绩评定：指导教师签字：2015年7月2日目录1设计任务，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，31.1设计任务书2工艺方案分析及确定，，，，，，，，，，，，42.1零件的工艺分析2．2工艺方案的确定3主要参数计算.。。。。。。。。。。。。。。。。53.1，确定拉深次数3.2,确定排样裁板方按3.3冲裁力计算4卸料力5推料力4压力机的选用.。。。。。。。。。。。。。。。。。85模具结构设计.。。。。。。。。。。。。。。。。。。9（1）模具工作部分尺寸和公差的确定(2)凹模厚度尺寸计算（3）选择模架及确定其他冲模零件（4）弹性元件的确定（5）弹性元件的确定6总结心得。。。。。。。。。。。。。。。。。。。141设计任务用冲压设备将材料或工序件冲压成所需外轮廓坯料的模具，材料沿封闭轮廓被分离冲下成为产品。废料留在模板上的精度高，，寿命长，使用安装方便，但轮廓尺寸较大，模具较重、制造工艺复杂、成本较高的导柱式单工序落料模1.1设计任务书设计工件：如图所示工件名称：方形盒材料：08F生产批量：大批量生产材料厚度:1.2mm设计任务：设计该零件的单工序落料模技术要求：1未标注公差按GB/T15055的m级，未标注圆角R0.5；毛刺小于0.15制件要求平整，不允许有拉裂、起皱等现象；2工艺方案分析及确定2.1零件的工艺分析冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压性好，否则就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等环境因素的影响。2.1.1材料该冲裁件的材料08F钢，具有较好的可冲性能2.1.2零件结构该冲裁件结构简单，形状简单，比较适合冲裁2.1.3尺寸精度该落料件的外形尺寸是根据拉深件的尺寸计算出拉伸的毛胚尺寸，即为该零件的落料的尺寸。没标尺寸可按IT14级确定工件尺寸的公差。按IT14级处理，并按“入体”原则标注公差。查公差表可得各尺寸公差为.以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析。零件尺寸无公差要求。2．2工艺方案的确定通过以上对该零件的结构、材料及精度的分析，并结合零件的生产批量确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。方案一：先落料，后拉深，再胀形，最后切边。采取单工序模生产。方案二：先落料-拉深复合冲压，再胀形，最后切边。采用复合模生产。分析：方案一模具结构简单，生产率低，但是制作周期比较短且制造成本低；方案二生产效率高，模具结构复杂，模具制造周期长。结论：产品最终成形还需拉深模复合模，正是由于考虑到零件拉伸工艺的复杂性，若采取落料拉深模，虽然、减少了产品的冲压成形时间，但是模具结构复杂且精度要求高，制造周期长，制模成本高，加工不方便。故不宜采用，又因冲压尺寸精度不高，形状简单。根据现有冲模制造条件与冲压设备，采用单工序模，模具制造周期短，价格低廉，工人操作安全，方便可靠。综合以上二个方案分析比较结果说明，因此采用方案一生产为佳，只设计落料模。3主要参数计算1，确定拉深次数在模具设计合理时，拉深件高度尺寸精度要求不高，不需要修边即可满足条件时可不加切边余量△H。盒形件相对圆角半径r/B=14÷45=0.311r/B=5÷45=0.111相对高度H/r=17÷14=1.21H/r=17÷5=3.4由表4.4.2可知该盒形件一次拉深即可成型。拉深毛胚尺寸:直边部分的展开长度：L=H+RF-0.43(rd-rp)rp——凸缘底角；rd——凸缘圆角；H——筒形件高度RF——筒形件的轴线到凸缘的半径。rp=5rd=3RF=8L=17+8-0.43(3-5)=25.86RF=17rd=3rp=8L=17+17-0.43(3-8)=36.15圆角部分按四分之一圆筒拉深变形，展开件的角部毛胚半径R用以下公式计算：R==8=3=5r=5R==26.45=17=3=8r=14R==14.3修正后的角部毛胚半径式中X——系数，由表计算盒形毛坯尺寸的系数x及y值查得X=1.12=1.12×14.4=16.2X=1.04=1.04×26.45=27.7长度L=138.3宽度K=101孔距尺寸：（105.4）（82.9）(57.1)2,确定排样裁板方按这里毛坯尺寸不算太小，考虑到操作的方便，宜用单排由查表2.5.2得a=2=2A=L+=101+2=103采用无侧压边装置条料宽度：B=[D+2（+δ）+c]查表2.5.3得δ=0.7c=0.3B=[138.3+2×（2+0.7）+0.3]=材料利用率：ηF工件的实际面积η材料利用率A送料距B条料宽度η=13509.3÷15388.2=0.87793，冲裁力计算Fp=KpLtτKp——冲裁力τ———材料的抗剪强度（MPa）L——冲裁周边总长（mm）t——材料厚度（mm）Kp——考虑到冲裁模刃口的磨损、凸模与凹模间隙的波动（数值的变化或分布不均）、润滑情况、材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系数，一般取1.3。F落料=1.3×（π×16.2+π×27.7+105.9+82.86+57.09）×1.2×220≈131689.47（N）=131.69（KN）τ=220MPa（由课本表1.5.1查得）4卸料力根据以上模具结构类型，采用弹性卸料和下出料，F卸料=KKpK为卸料系数（查课本表2.4.1K=0。05）F卸料=0.05×131689.47=6584.47N=6.58(KN)5推料力FQ=nK1FpK1——推料力系数（查课本表2.4.1K1=0。05）Kp——冲裁力n——梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t；h为直刃口部分的高（mm）；t为材料厚度（mm）。凹模刃壁垂直部分高度h=6mm，t=1.2mm，n=6÷1.2=5FQ=5×0.05×131.69≈32.9（KN）故总冲压力F总=Fp+F卸料+FQ=131.69+6.58+32.9=171.17（KN）4压力机的选用F压≥（1.6～1.8）F总=1.8×171.17=308.1（KN）选开式压力机J23-40压力机主要技术参数如下:公称压力:400KN滑块行程:100mm最大闭合高度:330mm封闭高度调节量:50mm工作台尺寸:460mm×700mm模柄尺寸：φ50×70确定压力中心由于该制件的毛坯及各工序均为轴对称图形，因此压力机中心必定与之间的几何中心重合。5模具结构设计（1）模具工作部分尺寸和公差的确定1落料凸凹模刃口尺寸，按配合法计算凸凹模刃口尺寸凸凹模刃口尺寸：查课本表2.2.3、表2.3.3，2cmax=0.132cmin=0.162cmax-2cmin=0.03X=0.5δp=0.4（2cmax-2cmin）=0.4×0.03=0.012=0.6（2cmax-2cmin）=0.6×0.03=0.018落料：中心孔距：落料凹模基本尺寸落料凸模基本尺寸落料件最大极限尺寸同一工步中凹模孔距基本尺寸2cmin凸凹模最小初始双面间隙δp,凸凹模制造偏差x系数落料：r()=（16.2-0.5×0.6）==（15.9-0.13）=R()=(27.7-0.5×0.6)==(27.4-0.13)=中心距：=105.9±0.55=（105.9-0.55+0.5×1.1）±0.125×1.1=105.9±0.1375=82.9±0.55=82.9±0.1375=57.1±0.55=57.1±0.1375(138.3±0.7)=(101±0.55)=(2)凹模厚度尺寸计算凹模厚度H=Kb（≥15mm）凹模壁厚c=（1.5~2）H(≥30～40)式中b——冲裁件的最大外形尺寸K——考虑板料厚度的影响系数，查表2.8.3H=138.3×0.18=25mmc=1.5×24.9=37mm凹模外形尺寸L=138+2×37=212mmB=101+2×37=175mm故L×B×H=212×175×25又查矩形和圆形凹模外行尺寸（GB2858-81）将上述尺寸改为250×200×25（3）凸模长度L=式中L——凸模长度（mm）——凸模固定板厚——卸料板厚度t——板料厚度L=0.8×25+1×25+1.2+20=66mm凸模的材料：选用T10A钢，热处理进行脆硬，热处理硬度为58-62HRC在一般情况下凸模的强度是足够的，不必进行强度计算。（4）选择模架及确定其他冲模零件根据凹模的外形尺寸250×200×25闭合高度：H=200～240mm上模座选GB/T2855.5外形尺寸为250×200×45，下模座GB/T2855.6外形尺寸为250×200×50。导柱32×190导套32×105×43实际闭合高度H=45+50+25+66=186（5）弹性元件的确定选用弹簧作为卸料的弹性元件1所选弹簧必须满足与压力的要求式中——弹簧预压状态的压力N——卸料力Nn——弹簧数量2所选弹簧必须满足最大许可压缩量的要求式中——弹簧最大许可压缩量——弹簧实际总压缩量——弹簧预压缩量——弹簧卸料板行程——凸模刃磨损和调整量，一般取5~10根据卸料力和模具安装弹簧的空间大小，初定数量为n，计算出每个弹簧应有的预压力并满足公式根据预压力和模具结构预选弹簧规格，选择时应使弹簧的最大工作负荷大于计算预选的弹簧在预压力作用下的预压缩量也可以根据图2.8.38查出校核弹簧最大允许压缩量是否大于实际工作压缩量，即根据计算可知满足安装弹簧的需要。确定压边圈弹性元件拉伸时采用弹簧作为弹性元件。模具简图6总结心得这次课程设计是我们从大学毕业生走向未来工作单位重要的一步。通过这一段时间的课程设计，从最初的查阅技术文献和资料，UG、AutoCAD画装配图，零件图，到最后编写设计说明书，其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实，。我接受到了实实在在的设计实践，进一步加强看独自完成项目设计的能力，更加熟练地掌握了查阅资料的方法，同时，我能够系统而扎实地巩固这门课所学的专业只是，独自研究课题方向，充分利用几年前面所学习的各种专业知识来进行问题的分析，并通过查阅各种相关文献和交流来解决问题和创新设计。这次设计是我走上工作岗位前的一次很好的准备活动，是一次热身赛，它必将对我今后更快更好地适应社会工作产生积极而显著的作用。在这学期里，我学习了大量的基础课程，也学习了许多机械类的专业课程，同时还进行了线切割实习、电火花实习等，这些课程的学习，以及坑称设计的演练都为明年的毕业设计做了很好的准备。基础课和专业课，他们为我的设计做了前提，他们是我设计的理论基础和知识基点，线切割和电火花实习让我深入而清楚地看到了实际生产中机械产品的结构和工作运作情况，课程实际让我知道了在模具制造过程中应该注意的种种问题；而两次的课程设计则是为毕业设计最接近，最有相似之处的，它们为我的毕业设计的顺利进行起到了很好的铺垫作用。正是有了老师的不断指导，我才能更好地完成本次的毕业设计。在课程设计过程中，通过老师的降解和指导，以及通过与同学的交流沟通，我对冲裁模的设计过程有了进一步的了解。同时对装配图绘制过程中设计到尺寸标注、公差与哦诶和。材料、热处理要求以及其他各项技术要求，我都进行了细致的查阅。通过这次设计，我不仅从技术活文献和资料身上学到了知识和技能，进一步提高了自己的计算机辅助设计能力，更重要的是，能够初步独立地解决制定冲压工艺规程和设计冲模中的问题，锻炼了自己分析问