隔板冲压模具设计隔板冲压模设计

隔板冲压模具设计设计工件要求工件名称：隔板工件简图：如上图生产批量：中批量材料：Q235材料厚度：2mm目录第一局部：前言第二局部：设计过程一、冲压件工艺性分析：二、冲压工艺方案确实定:三、主要设计计算四、模具总体设计五、主要零部件设计：六、模具总装图：七、冲压设备的选定：八、模具零件加工工艺九、模具的装配第三局部：设计总结第四局部：参考资料随着我在将近两个月的而对于模具制造工艺制造、加工工艺。随着我在将近两个月的而对于模具制造工艺制造、加工工艺。第一局部：前言大学五年的大专学习生活即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。国经济的迅速开展，采用的模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学五年的课程学习和课程、生产实习，我熟练的掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业根底课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的了解，到达了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，设计过程中，我对模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作方面的知识，更是实现了新的突破。 在指导老师的协助下同时在图书馆查阅了许多资料和一些典型实例， 明确了模具的一般工作原理、在设计中，与同学进行充分讨论，尽最大努力做好本次毕业设计。在设计过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完美的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，恳请各位老师指正。第二局部：设计过程一、冲压件工艺性分析：此工件冲槽、冲孔、落料三个工序。材料为钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个长 ，宽的槽和个5的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为 槽与5 外圆之间的壁厚〕工件的尺寸全部为自由公差，可看作 级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。二、冲压工艺方案确实定：该工件包括冲槽冲孔落料、三个根本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔冲槽。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔冲槽复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲槽冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，本钱高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但模具制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比拟，该件的冲压生产采用方案三为佳。三、主要设计计算()、排样方式确实定及其计算：设计级进模，首先要设计条料排样图。隔板的形状具有圆形的特点，直排时材料利用率较高，应采用直排，如图下列图所示的排样方法。条料宽度 ，步距离为，一个步距的材料利用率为8工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，故采用单排排样设计，采用手工送料，采用导料板导料、挡料销挡料。由表一(见冲模工艺与模具设计一书)查得a=1.5mm，a=1.2mm1那么：条料的宽度：条料的步距：导料板的导料尺寸BC采用无侧压装置i i条料与导料板间间隙Cmin冲裁单件材料的利用率计算：n=ASBn=ASBX100%=兀D24sBX100%=3.14x8024x81.2x83x100%氏74.5%排样图如下所示:f.(2)、口压力的计算：①、落料力的计算：F=KLtT(K=1.3)；落F—落口力(N)；落L—工件外轮廓周长 L=兀D=3.14x80h251mm；t—材料厚度 t=2mm；t—材料抗剪强度 (MPa)由书(见冲模具设计应用实例一书〕附录A查得T=305Mpa;1落料力那么为: F=1.3x251mmx2mmx305MPah199.04KN落口、冲槽、冲孔力的计算： F=1.3LtT冲1L1—工件内轮廓周长L1=120+12=132mmF=1.3Ltt=1.31132121305=104.68KN冲1③、F=1.3LtT冲2一工件内轮廓周长兀D=3.14*40—〔6义2〕X113.6mm；F=1.3Ltt .XX冲2即冲裁力为FFFF冲裁力落冲1冲2④、卸料力的计算：F=KF卸卸落K一卸料力因数，由表 〔见冲模具设计应用实例一卸书〕查得K卸F=0.06x393.8x23.628KN卸⑤、推件力的计算：F=nKF推推冲K一推件力因数推由表一〔见冲模具设计应用实例一书〕查得K推,FXX推⑥、总冲压力的计算：故总的冲压力为F=F+F+F+F总落冲卸推弹性卸料下出件故拟选定开式双柱可倾压力机压力中心确实定及相关计算:计算压力中心时，先画出凹模型口图，如下列图所示。在图中将坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成〜共组根本线段，用解析法求得该模具的压力中心点的坐标〔28由己上计算结果可以看出该件的冲裁力比拟大压力中心偏移坐标原点的距离也比拟大为了便于模具有加工和装配模具中心仍选在坐标原点选用适当的冲床点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。压力中心数据表根本要素长度各根本要素压力中心的坐标值合计口模型口图〔41工作零件刃口尺寸计算口模型口图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。 结合该模具的特点， 工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落口凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板， 这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，装配工作简化。 因此工作零件口口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算如下对工件未注公差可按 IT14计算，也可由书附录 d查得各尺寸的1未注公差。根据表 2—10〔口］模具设计应用实例一书〕查得冲裁口刃口双间隙Z=0.24mm， Z=0.36mm。min max1〕、落口刃口尺寸计算：岭00的凸凹模的制造公差由表应用实例一书〕查得2—12〔应用实例一书〕查得2—12〔口］模具设计6=0.030mm，口由于6+8=0.05<Z—Z,故采用凸模与凹模 分开凹凸 maxmin加工方法，因数由表 2-1知见冲模具设计应用实例一口)查得 X=0.5,那么：D田D—XA)+8凹田80—0.5x0.74+0.03=79.63+0.03mmTOC\o"1-5"\h\z凹 0 0 0D=(D—Z)0=(79.63—0.5x0.24)。 =79.51。mm凸 凹min一8凸 -0.02 -0.02其工作局部结构尺寸如下图：2)、冲槽刃口尺寸计算a=60+0.74,b=6+0.30的槽凸凹模的制造公差由表 2—121见冲模具设0 0计应用实例一书)查得 8=+0.185mm8=—0.185mm和凹 凸8=+0.075mm，8=-0.075mm，由于 8+8=0.37>Z-Z和凹 凸 凹凸 maxmin8+8=0.14>Z-Z,□□□□□□□□□□□□□□，□□凹凸 max min由表2—13口冲模具设计应用实例一口〕 查得X=0.5和X=0.75,那么：a=a+XAD0=60+0.5x0.7组0 =60.370 mm凸 -8凸 -0.02 -0.185b=b+XAD0=6+0.75x0.30D0 =6.2250 mm凸 -8凸 -0.075 -0.075a,b按凸模尺寸配制，其双面间隙为 0.12mm。凹凹3〕、冲孔口口尺寸计算：巾40+0.62的凸凹模的制造公差由表 2—12口冲模具设计应用实例0一书〕查得6=0.030mm，6=-0.020mm.

凹 凸由于6+6=0.050<Z-Z，］采用凸模与凹模分别加工凹凸 maxmin方法，因数由表 2—13〔口］模具设计应用实例一书〕查得X=0.5，那么：d斗d+XAD0斗40+0.5x0.62D0=40.31。mm凸 -6凸 -0.02 -0.02d=(d+Z )+60=(40.31+0.24)+0.03=40.55+0.03mm，其工作局部凹 凸min0 0 0结构尺寸如下图：5〕、卸料橡胶的设计：卸料橡胶的设计计算见如下。选用的四块橡胶板的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。卸料板工作行程 h=h+1+h=4.2mm,h为凸模凹进卸料板的TOC\o"1-5"\h\z1 2 1高度1mm,h为凸模冲裁后进入凹模的深度 2mm。橡胶的工作行程2橡胶的工作行程H=h+h=9.2mm，h为凸模修磨量取 5mm。行 修 修橡胶的自由高度H=4H橡胶的自由高度H=4H=36.8mm，H取自由 行H的25%。自由橡胶的预压缩量H=15%H =5.52mm口 自由H=10%~15%H每个橡胶承受的载荷自由每个橡胶承受的载荷F=F/4=5907N,□□□□□□□□□□1卸橡胶的外径 D=〔d2+1.27〔々/p〕〕0.5二72mm,d为圆筒形橡胶的内口，取d=12mm,p为0.5MP。校核橡胶的自由高度 0.5<H/D=0.51<1.5，满足要求。自由橡胶的安装高度 H=H—H=31mm口安 自由 压四、模具总体设计1〕模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进口压，所以模具类型为级进模。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板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料口初定距， 口正销精定口。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量， 可以靠操作工目测来定。3〕卸料、出口方式的选择因为工件料厚为，相对较薄，卸料力也比拟小，故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比拟便于操作与提高生产效率。〕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。五、主要零部件设计：〔〕工作零件的结构设计①落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，个 螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按 /其总长可按公式计算：h+h+1+h=1 2凸模长度h凸模固定板厚度1h卸料板厚度2材料厚度增加长度。它包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度〔 〕凸模固定板与卸料板之间的平安距离等一般取 2具体结构如下：口冲孔凸模因为所冲的孔为方形与圆形，而且都不属于需要特别保的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，口一方面又便于装配与更换。口①40mm孔的凸模结构如下列图：③凹模凹模采用整体凹模，口冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。 其轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度 H=kb=0.3183mm=24.9mm(口表得 k=0.3)凹模壁口c=(1.512)H=37.35mm149.8mm取凹模厚度H=50mm,凹模壁厚c=45mm,凹模宽度 B=b+2c=(83+2145)mm=173mm凹模长度L取360mm1送料方向)凹模轮廓尺寸为 360mm1173mm150mm,结构如下列图(2)定位零件的设计落口凸模下部设置一个导正口，冲槽凸模下设置一个导正销。导正应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和lmm，所以导正销直线lmm，所以导正销直线局部的长度为 局部的长度为 1.8mm。导正销采用H7/r6安装在落口凸模端面，导正销导正局部与导正孔采用 H7/h6配合。起粗定距的活动挡料口、 弹簧和螺塞选用标准件， 规格为8口16。(3)导料板的设计导料板的内侧与条口接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取 1mm,这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度按表选择。 导料板采用45钢制作，热处理硬度为40口45HRC,用螺钉和销钉固定在凹口上。导料板的进料端安装有承料板。(4)卸料部件的设计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18mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为 40口45HRC。口卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公口直径为卸料板上设置4个卸料螺钉，公口直径为12mm,螺局部为 M10口10mm。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出口模端面 1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。(5)模架及其它零部件设计该模具采用后导柱模架，这种模架的导柱在模具后侧位置，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 d/mm口L/mm为①40口230；导套 d/mm口L/mm口D/mm为①40口140口53。分别上模座厚度 H上模取 55mm,上模垫板厚度 H垫取15mm,固定板厚度H取40mm,下模座厚度H下模取65mm,那么，该模具的闭合高度：H闭=HODDHDDL口H口H下模口h2=(55口15口89口50D70口2)mm=277mm式中 L——凸模长度， L=74mm；H——凹模厚度， H=50mm；h2——凸模冲裁后进入凹口的深度， h2=2mm。可见该模具闭合高度小于所选压力机 J23-63的最大装模高度(300mm),可以使用。根据主要工作局部尺寸、 结构以及弹性元件的尺寸， 参照有关资料，可选取 I级精度的后侧导柱模架( GB/T2851.5—1990).即：上模座： 400口173口55 HT200下模座：0X下模座轮廓尺寸：六、模具总装图：通过以上设计，可得到如下列图所示的模具总装图。模具上模局部主要由上模板、垫板、凸模〔个〕、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模局部由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销作为粗定距，在落料凸模上安装一个导正销另一个导正销利用条料上孔作导正销孔进行导正，以此作为条料送进的精确定距。操作时完成第二步冲压后，把条料抬起向前移动，用落料孔套在活动挡料销上，并向前推紧，冲压时凸模上的导正销再作精确定距。活动挡料销位置的设定比理想的几何位置向前偏移2冲压过程中粗定位完成以后，当用导正销作精确定位时，由导正销上圆锥形斜面再将条料向后拉回约而完成精确定距。用这种方法定距，精度可达。七、ODDDODO：通过校核，选择开式双柱可倾压力机 能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：滑块行程：最大闭合高度：最大装模高度：TOC\o"1-5"\h\z工作台尺寸〔前后乂左右〕： X垫板尺寸〔厚度X孔径〕： X模柄孔尺寸：①X最大倾斜角度：5八、模具零件加工工艺 ：本副冲裁模，模具零件加工的关键在工作零件、固定板以及卸料板，假设采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。图〔〕所示落料凸模的加工工艺过程如下表所示。凹模、固定板以及卸料板都属于板类零件，其加工工艺比拟标准。图〔〕所示凹模的加工过程与冲模工艺与模具设计一书所示落料凹模的加工过程完全类似，见表即可，在此不再重复。落料凸模加工工艺过程序号工序名称工序内容工序简图示意图备料将毛坯锻成长方体XX□热处理退火刨包|」六面互为直角留单边余量热处理调质磨平面磨六面互直角钳工划线划出各孔位置线二尹++17加工螺口孔、安口孔及穿丝孔按位置加工螺钉孔、口钉孔及穿丝孔8热处理按热处理工艺，淬火回火达到58-62HRC9口平面精磨上下口平面10线切割按图线切割，轮廓到达尺寸要求1G卜11钳工精修全面到达设计要求12检验九、模具的装配根据级进口装配要点，口凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。具体装配见下表所示。隔板连续模的装配序号工序工艺说明凸模凹模预酉己装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔是否符合图纸要求尺讨度、形状。将凸模分别与相应的凹模相配，检查其间隙是否加工均。不适宜者应重新修磨或者更换。凸模装配以凹模孔定位，将凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并挤紧牢固。装配下模在下模座上划中心线，按中心预装凹模、导料板。在下模座、导料板上用已加工好的凹模分别确定其螺孔子的位置，并分别钻孔、攻丝。将下模座、导料板、凹模、活动挡料销、弹簧、装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉。装配上模在已装好的下模上放等高垫铁，再在凹模中放入的纸片，然后将凸模与固定板组合装入凹模；预装上模座，划出与凸模固定板相应螺孔、销孔位置并钻螺孔、销孔。将螺钉将固定板组合，垫板、上模座连接在一起，但不要拧紧。将卸料板套装在已装入固定板的凸模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的预压量，使卸料高出口模下端约 1mm。.复查凸、凹模是间隙并调整适宜后，紧固螺钉；.安装导正销、承料板；.切口检查适宜后打入口钉。5调试与调整装机试冲并根据试冲结果作相应调整。第三局部：设计总结在老师的精心指导下，此次课程设计顺利地完成了。通过课程设计我们再次把所学的专业知识用于实践当中，可以说这次设计就是对我们所学知识的一次大检阅，也是一个查漏补缺的过程；同时让我们初步地掌握了冷冲模设计的根本流程，懂得了如何把计算机知识用于我们的专业，在老师的精心指导下，此次课程设计顺利地完成了。通过课程设计我们再次把所学的专业知识用于实践当中，可以说这次设计就是对我们所学知识的一次大检阅，也是一个查漏补缺的过程；同时让我们初步地掌握了冷冲模设计的根本流程