护罩壳侧壁冲孔模设计.doc

任务书一、设计题目：护罩壳侧壁冲孔模设计二、原始数据：1、冷冲压件零件图(包括零件尺寸、精度、材料等)。2、生产批量为大批大量。三、设计要求：1、保证规定的生产率和高质量的冲压件的同时，力求成本低、模具寿命长。2、的冷冲模必须保证操作安全、方便。3、模零件必须具有良好的工艺性，即制造装配容易、便于管理。4、便于搬运、安装、紧固到冲床上并且方便、可靠。5、保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。四、设计图纸1、模具总装图一张。2、全部模具零件图纸（其中至少有一张电脑绘图）。说明书1、资料数据充分，并标明数据出处。2、计算过程详细、完全。3、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。4、内容条理清楚，按步骤书写。5、说明书要求有计算机打印出来。目 录一、罩壳的工艺分析二、冲裁力、卸料力、顶出力的计算三、初选压力机四、凸模的结构设计五、凹模的结构设计六、刃口的尺寸计算七、压力中心的计算八、定位装置的设计九、卸料装置的设计十、顶料装置的设计十一、冲模的导向选用十二、其它零件的设计十三、模架及其零件选用十四、模的安装和安全技术十五、整个模具的动作分析十六、计体会及致谢十七、参考资料1 罩壳的工艺分析1.1 零件图 图1.1 护罩壳1.2 零件图的工艺分析冲压件工艺性是指冲压零件在冲压加工过程中加工的难易程度。虽然冲压加工工艺过程包括备料冲压加工工序必要的辅助工序质量检验组合、包装的全过程，但分析工艺性的重点要在冲压加工工序这一过程里。而冲压加工工序很多，各种工序中的工艺性又不尽相同。即使同一个零件，由于生产单位的生产条件、工艺装备情况及生产的传统习惯等不同，其工艺性的涵义也不完全一样。这里我们重点分析零件的结构工艺性。首先，我们必须清楚冲裁件的结构要素，其要素包括：（选自冲压工艺与模具设计P45）(1)、冲裁件的内、外形转角处应避免尖锐的转角，应有适当的圆角。一般应有R > 0.5t(t为板料厚度)的圆角，否则模具寿命将明显降低。(2)、冲裁件上应尽量避免窄长的悬臂和凹槽。最好b > 2t、l < 3t。对于高碳钢、合金钢等硬质材料，允许值应增大30%50%；对于黄铜、纯铜和铝等软材料，可减少20%25%。(3)、冲裁件上孔与孔之间，孔到零件边缘的距离，受模具强度和制件质量的限制，其值不能太小，一般要求 b 2t (4)、因受凸模强度和稳定性的限制，冲裁件的孔不能太小结合实际图纸得出如下工艺分析： 零件是在已拉抻完成了的圆形体上小冲孔，筒形长为，要求冲出8个的小孔，两上一列，共4列，各自分布在的角方向上，从结构上分析来看，两侧孔的要求同心度较高，因此模具结构设计采取上下孔同时冲出的工艺方案。但是一次冲孔只能完成对称的两列及4个孔，所以要分两次冲孔才能完成，侧壁上的8个孔，那么就需要高置一个定位装置来控制第二次冲孔的定位。其次如果采用一般的单悬臂式冲孔模，冲裁时模具体做法受偏载，工作不平稳，将加速刃口的磨损，降低模具的寿命，该模具一次对称冲两件，工作平稳，同时也能减小刃口的磨损。考虑到取放工件的方便采用后侧导柱模架导向冲裁。最后是关于是否要确定排样方案，根据排样概念分析如下：加工此零件为大批大量生产，冲压件的材料费用约占总成本的60%80%之多。因此，材料利用率每提高1%，则可以使冲件的成本降低0.4%0.5%。在冲压工作中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量的生产中，较好的确定冲件的形状尺寸和合理的排样的降低成本的有效措施之一。由于材料的经济利用直接决定于冲压件的制造方法和排样方式，所以在冲压生产中，可以按工件在板料上排样的合理程度即冲制某一工件的有用面积与所用板料的总面积的百分比来作为衡量排样合理性的指标。同时属于工艺废料的搭边对冲压工艺也有很大的作用。通常，搭边的作用是为了补充送料是的定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料时的步距误差以及送料歪斜误差等原因而冲出残缺的废品，从而确保冲件的切口表面质量，冲制出合格的工件。同时，搭边还使条料保持有一定的刚度，保证条料的顺利行进，提高了生产率。搭边值得大小要合理选取。 （选自冲压工艺与模具设计P55）根据零件具有对称性以及装料的特点分析得出，排样方案没有必要。2 冲裁力、卸料力、顶出力的计算2.1 冲裁力的计算根据教材知识，采用冲裁力公式：( 冲压工艺与模具设计实用手册P175 ) .2.1式中： 冲裁轮廓的总长度 析料厚度 板料的抗拉强度冲裁件为20号钢，抗拉强度=353500取=400那么： =3.14161.5400 =301442.2 卸料力的计算一般情况下，冲裁件从板料切下以后受弹性变形及收缩影响。会使落料件梗塞在凹模内，而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。从凸模上将冲件或废料卸下来所需的力称卸料力。影响这个力的因素较多，主要有材料力学性能、模具间隙、材料厚度、零件形状尺寸以及润滑情况等。所以要精确地计算这些力是困难的，一般用下列经验公式计算： 根据选自冲压工艺与模具设计知识，采用经验公式：=.2.2式中：为卸料力为卸料系数，其值查表（1-7）为冲裁力表1-7 卸料力、推件力、顶件力系数、材料种类板料厚度/钢0.1>0.10.5>0.52.5>2.56.5>6.50.060.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030. 10.0650.0500.0450.0250.140.080.060.050.03黄铜、紫铜0.020.060.030.09铝、铝合金0.0250.080.030.07那么： =0.0430144 =1205.76(此卸料力为单孔卸料力)2.3 顶件力的计算根据选自冲压工艺与模具设计知识，采用经验公式； =.2.3式中: 为顶件力为顶件力系数，其值见表（1-7）为冲裁力那么； =0.0630144 =1808.642.4 计算总冲裁力 根据选自冲压工艺与模具设计知识，采用总冲压力的计算公式： =+2.4式中： 为总冲裁力=8=301448=241152为总卸料力=4=1205.764=4823.04为总顶件力=4=18080.644=72322.56那么： =2411852+4823.04+72322.56 =318297.63 初选压力机3.1 压力机的选取原则根据总的冲压力选取大于总冲压力的压力机冲裁。选择合适的压力机型号，使之与模具行成合理的配置关系，可提高模具使用过程中的安装可靠性，从而提高产品质量、生产率和模具寿命。选择压力机型号主要是使其技术规格能符合模具成型工艺的要求，主要考虑公称压力、闭合高度、滑块行程以及工作台垫板尺寸等。根据所要完成的冲压工艺性质，生产批量的大小，冲压的集合尺寸和精度要求等来选择设备的类型。对于中小型的修边件主要采用开式机械压力机。虽然开式冲床的刚度差，在冲压力的作用下床身的变形能破坏修边模的间隙分布，降低模具的寿命和修边件的表面质量。可是它提供了极为方便的操作条件和非常容易安装的机械化附属装置的特点，使它成为目前中、小型冲压设备的主要形式。根据冲压件的尺寸、模具的尺寸和冲压力来确定冲压设备的规格。1、压力机的公称压力必须大于冲压所需要的总冲压力，即：>2、机的行程大小应适当。由于压力机的行程影响到模具的张开高度，对于修边等模具，其行程不宜过大，以免发生凸模与导板分离（导板模）或滚珠导向装置脱开的不良后果。3、冲模的闭合高度相适应。即满足：冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间。4、压力机工作台的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸并还要留有安装固定的余地。但在过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时，对工作台的受力条件也是不利的。3.2 选取压力机根据上述原则，我们查表选用开式压力机(冲模设计手册表C-1)开式冲压机的重要参数如下:吨位: 行程： 模柄孔： 4 凸模的结构设计4.1 凸模选取原则为了保证凸模能够正常工作，设计任何结构形式的凸模都必须满足如下三原则。4.1.1 精确定位凸模安装到固定板上以后，在工作过程中其轴线或母线不允许发生任何的移位，否则将造成冲裁间隙不均匀，降低模具寿命，严重时造成啃模。4.1.2 防止拔出回程时，卸料力对凸模产生拉伸作用。凸模结构应能防止凸模从固定板中拔出来4.1.3 防止转动对于一些截面比较简单的凸模，例如长圆形、半圆形、矩形等，为了使凸模固定板上安装凸模的型孔加工容易，常常将凸模固定段简化圆形。这时就必须保证凸模在工作过程中不发生转动，否则将出现啃模现象。4.2 凸模的结构 根据冲孔的形状和尺寸设计（图形如下） 13.5 固定板的选择凸模通常用固定板固定在模板上。凸模固定板有圆形和矩形两种，其平面尺寸除保证能安装凸模外，还要考虑到螺钉和销钉孔的设置。其外形与尺寸通常与凹模板相同，厚度一般取等于凹模厚度的0.81倍。固定板与凸模采用过渡配合（H7/m6），压入后将凸模尾端与固定板一起磨平。13.6 垫板的选择垫板的作用是直接承受和分散凸模传来的压力，以降低模板单位面积上的压力。在凸模固定板与上模之间加一块淬硬的垫板，可避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击压力而出现凹陷，致使凸模松动，垫板的形状与尺寸应与固定板相同，其厚度一般取610。13.7 紧固件的选择 冲模上的紧固件包括连接螺钉和定位销钉。受力较大的连接螺钉一般采用内六角螺钉，其特点是用45号钢制造，并淬火3540HRC，因此可承受较大的拉应力，而且这种螺钉紧固牢靠，且螺钉头埋在凹模内，使结构紧凑，外形美观。螺钉的位置尽可能对称，以使零件受力均匀。销钉起定位作用，防止零件之间发生错移，其本身受剪应力。销钉一般用两个，多采用圆柱销钉，与零件上的销孔采用过渡配合，若零件受到的错移力大的时候则选用较大的销钉。当零件采用窝座定位的时候，则不用销钉。13.8 限位圈的选择根据凸模的伸出高度设计，其图如下：图13.3限位圈13.9 模具主要零件的尺寸规格及闭合高度综上分析，确定本模具的主要零部件的尺寸规格为： 上模座 下模座 上模垫板 下模垫板 上凸模固定板 下凸模固定板 卸料板 凹模 限位圈 橡胶工作压缩后高度 模具闭合高度： 15 整个模具的动作分析此模具的总装配图如下：图16.1 模具装配图该模具一次对称冲两件，工作平稳，两个凹模7从侧压入凹模体12内，并由销钉13定位，凹模体12由两导柱5进行精确导向，不工作时由弹簧4顶起，并由卡圈15限位，因此凹模7是浮动的，随上模的下行，在固定板8与卸料板30之间的橡胶19压缩到极限、凹模体12与限位圈27相互抵住之前，可由上下冲孔凸模完成上、下两孔的冲裁，回程时凹模体由弹簧顶起使下冲孔凸模与工件脱离，弹压卸料板压紧工件，可使上冲孔凸模脱离工件时，减小孔周边不必要的变形冲孔废料顺凹模的锥面排出。17 参考资料1、冷冲压工艺及模具设计 刘心治主编 重庆大学出版社 2、冲压工艺及模具设计 万战胜主编 铁道出版社 3、冲模设计 吉林人民出版社4、实用冲压技术 机工出版社5、冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料 机工出版社6、模具设计与制造简明手册 冯炳尧等编 上海工业出版社7、冲压工艺模具设计实用技术 郑家贤编 机械工业出版社8、实用板金冲压工艺图集 梁炳文主编 机械工业出版社9、新编机械设计手册 学苑出版社10、机械设计手册 机械工业出版社9