[机械类类论文精品]成型（形）方案拟定及模具设计与制造.doc

槽板冲孔落料复合模设计 毕 业 设 计题 目 成型（形）方案拟定及模具设计与制造系 机 电 工 程 系 专 业 模具设计与制造 学生姓名 班级 学 号 指导教师 职称 完成日期 2010 年 11 月25 日毕 业 设 计 评 阅 书学生姓名 班 级 题 目 弯 曲 成型（形）方案拟定及模具设计与制造指导教师 职 称 1、指导教师评语： 签名： 年 月 日2、答辩委员会综合评语：经课程设计答辩委员会综合评定成绩为： 答辩委员会主任(签字)： 年 月 日毕 业 设 计 明 细 表封 面 张说 明 书 页 表 格 张 插 图 幅附 设 计 图 张完成日期 2010年 11 月25 日目 录一、固定支架工件图二、设计说明书三、固定支架弯曲模具的工艺分析 （1）原材料分析 （2）固定支架工艺分析 （3）主要计算 弯曲力的计算 小相对弯曲半径 弯曲件的尺寸公差 弯曲角度 （4） 弯曲件的质量分析 弯裂 回弹 半成品尺寸的计算 弯曲时的顶件力和卸料力 弯曲时压力机吨位的确定：四、弯曲模工作零件的结构确定 （1）弯曲凸模圆角半径 （2）弯曲凹模的圆角半径 （3）弯曲凹模的工作部分深度 （4）弯曲凸模和凹模之间的间隙 （5）弯曲凸模和凹模宽度尺寸的计算五、弯曲模的主要零部件设计 （1）工作零件 凸模 凹模 （2）模架的选用 （3）模柄的选用六、设计心得七、参考文献八、工艺工程工序卡九、装配图零件图槽板冲孔落料复合模一 冲裁件工艺分析 由上述零件图可知，此冲压件为多边形带圆弧结构且对称的工件。零件尺寸无特殊要求其公差等级可按IT14级选取，即， 45，10，69，3，10，15，30，62。利用普通冲裁方式可达到图样要求尺寸。其材料为Q235。厚度t=0.5 mm。二 工艺方案的确定 加工此零件可采用单工序模、级进模、复合模。比较其特点：1 单工序模。适用于小批量生产，在压力机一次行程内只能完成一个工序，即每道工序要一副模具，这样各道工序间的半成品运输也会增多，模具冲压设备和人力都会增加，再有单工序模的生产率较低，而且一般只适合中小批量的生产。2 级进模在压力机一次行程中完成多个工序的模具。它具有较高的安全性，强度较高，使用级进模便于冲压生产自动化，可采用高速压力机，这样生产率较高，但级进模较难保证内外相对位置的一致性，冲裁件精度比较高，适用于中、大批量生产。3 复合模在压力机的一次行程内，在同一工位上同时完成几道工序的冲模。冲件材料无须进给移动，冲件精度较高，不受送料误差影响，内外相对位置一致性好，冲件表面较为平整，适宜冲薄料，也适宜冲脆性或软质材料，可充分利用短料和斜角余料，冲模面积较小，适合中、小型零件的大批量生产。由所述三种模具的特点可知，单工序模不适合大批量生产，显然不适合此设计中的零件的加工，级进模较难保证内外形相对位置的一致性，材料的定位在级进模的设计中比较复杂但相当重要，而复合模能在压力机一次行程内完成落料、冲孔及拉深等数道工序，在完成这些工序的过程中，冲件材料无需进给移动，内外相对位置一致性好。根据零件工艺性要求可选复合模对设计的零件进行加工，而倒装复合模较正装复合模操作方便，能装自动拨料装置，既能提高生产效率又能保证安全生产，孔的废料通过凸凹模的孔径下漏料。综上所述分析可知此设计采用倒装复合模。三 冲裁工艺的计算1 凸、凹模间隙值的确定凸、凹模间隙对冲裁断面的质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等有较大影响，所以必须选择合理的间隙。根据所加工的零件材料以及其厚度查表（冲压工艺与模具设计李名望主编，表2.13）可只得Z=0.040mm，Z=0.060mm。2 凸、凹模刃口尺寸的确定1） .判断可行性Z=0.040mm，Z=0.060mmZ- Z=0.06-0.04=0.02mm查表（冲压工艺与模具设计李名望主编，表2.16）可知凸、凹模的制造公差=0.02mm, =0.02mm。+=0.04>0.02即不满足：+Z- Z 所以不能采用分别加工凸、凹模。故采用单配加工凸、凹模。 由零件工艺分析可知零件的公差等级取IT14级，根据其公差等级查表（冲压工艺与模具设计李名望主编，表2.15）可取x =0.5mm 对于冲孔凸模有尺寸：a=10，b=30，c=3 a= (10+x)=10.18mm b= (30+x)=30.26mm c= (3.25-x)=3.125mm 对于落料凹模有尺寸：d=45，e=69，f=10，g=15，h=62 d= (45- x)=44.69mm e= (69- x)=68.63mm f= (10- 0.36/2)0.36/8=9.820.04mm g= (15-0.43/2)0.43/8=14.790.05mm h= (62- x)=61.63mm四排样设计1冲裁件排样 2材料利用率 = ×100% s条料面积 s零件面积 = ×100%=3120/4242.7=73%五 冲裁工艺力的计算1冲裁力的计算F= K L t F冲裁力 L冲裁零件轮廓长度 t板料厚度 K 安全系数 材料抗剪强度常取K=1.3根据零件材料查表（冲压工艺与模具设计李名望主编，附表1.1）可知 的取值范围为310380MP 故可取=350 MP F =K Lt =8281N F =k Lt =26845N L零件内形轮廓长度 L零件外形轮廓长度2.总压力的计算 F= F+ F+F+F F=K F F=K F F卸料部分的卸料力 F冲孔部分的推件力 F= F+ F+F+F=37006N六 压力中心的计算由零件的工艺分析可知，零件为对称工件，故其压力中心就是工件的几何中心。 即有： X=0 Y=0七主要零件的尺寸计算1落料凹模凹模厚度： H=Kb K系数，考虑板料厚度的影响 b - 冲裁件的最大外形尺寸凹模壁厚：C=（1.52）H 即有：H=15mm C=30mm根据零件的最大外形尺寸69×64mm将其标准化可得出凹模的外形尺寸100×100mm2.凸模 凸模形式的确定：常用的凸模形式有两种即直通式和台阶式直通式凸模容易加工，但固定板型孔加工较复杂，这种凸模的工作端应进行淬火，淬火长度约为全长的1/3，另一端处于软状态，便于与固定板铆接，为铆接凸模总长度应增加1mm非圆形断面的凸模常用直通式，直通式凸模其工作部分和固定部分的形状与尺寸相同。台阶式凸模其工作部分和固定部分的形状与尺寸不同，一般只适合做成圆形或矩形 故，根据此冲裁件的外形选择直通式凸模比较好。 其结构如下： 凸模的固定方式： 凸模长度L=H+H+t+1 H凸模固定板的厚度 H落料凹模的厚度 t - 导板的厚度 3凸凹模 1）凹模的洞口形式 直壁式：如a图所示，其孔壁垂直与顶面，在修磨刃口时凹模型孔尺寸会改变，故冲件精度较高，刃口强度也较好，直壁式刃口冲裁时磨损大，洞口磨损后会形成倒锥形，因此每次修磨的刃磨量大，总寿命低，冲裁时工件易在孔内积聚，严重时会使凹模胀裂。 斜壁式：如b图所示，其特点与直壁式相反，斜壁式凹模在顺出件（下出件）的模具中应用广泛。 凸台式：如 c图所示，其淬火硬度为3540HRC是一种低硬度的凹模刃口可用锤打斜面的方法来调整冲裁间隙，直到试出合格的冲裁件为止，这种凹模主要用于板厚0.3以下的小间隙、无间隙模具。 由于所加工的零件要求的精度等级较低，形状相对较为简单，厚度较小，故可选用斜壁式凹模。 其主要参数如下图所示 2） 凸凹模的固定方式：如下图所示 4 凸模固定板 凸模固定板用于固定凸模，其外形尺寸一般与凹模大小相同，可由标准查得（100×100mm），固定凸模的型孔与凸模固定部分相适应，型孔位置应与凹模型孔位置 协调一致。 凸模在凸模固定板内的固定方法通常是将凸模压入固定板，直通式凸模压入配合用N7/h6。 其厚度一般取凹模厚度的0.6-0.8倍。5 垫板垫板装在固定板与模座之间，它的作用是防止冲裁时凸模压坏模座，其尺寸可在标准中查得（100×100mm）,处理硬度取43-48HRC， 垫板厚度一般取4-12mm.可取值为8mm.八 定位零件1 挡料销 挡料销用于限定条料送进距离，抵住条料的搭边或工件轮廓，起定位作用，挡料销有固定挡料销和活动挡料销两类 固定挡料销一般装在凹模上，而倒装复合模的落料凹模在上模部分，所以不宜安装固定挡料销，应采用活动挡料销，其结构如下图所示 （冲压手册王孝培主编 ，表10-60）D=15mm, d = 8mm h=3mm, L=18mm2 导料板 导料板的作用是导正材料的送进方向，为使条料顺利通过，导料板的间距应等于条料的最大宽度加上一间隙值，从右向左送料时，与条料相靠的基准板在后侧，从前向后送料时，基准导料板装在左侧。 其结构如下图所示 查表（冷冲压模具设计指导 王芳主编，表2-28）可取H=6 mm九卸料与推件装置 1卸料装置 卸料装置有刚性卸料装置和弹性卸料装置，还有废料切刀卸料装置刚性卸料装置，常用于较硬、较厚且精度不太高的工件冲裁 弹性卸料装置一般由卸料板、弹性元件（弹簧或橡皮）、和卸料螺钉组成，适用与冲裁厚度小于1.5mm的板料，卸料板兼有压料作用、冲裁平整。对于大中型零件冲裁或成形件切边、还常采用废料切刀的形式将废边切断分开，达到卸料的目的。本次设计采用弹性卸料装置，其结构如下图所示2推件装置 推件装置有刚性和弹性两种，弹性推件器一般装于下模座下面，与下模相连。这种装置除有推出工件的作用外，还能压平工件，用于卸料和缓冲。 刚性推件器一般装于上模，推件力大且可靠，其推件力通过打杆推板推杆推件块传至工件，推杆常用于34个且均匀分布、长短一致，推板装在上模板的孔内，为保证凸模支承刚度和强度，放推件板的孔不能钻空，推板的形状要按被拆下的工件形状设计。其结构如下图所示推件板的形状：十 导向装置导向装置可保证模具冲压时，上、下模有一精确的位置关系，在中、小型模具中的最广泛采用的导向零件是导柱和导套。导柱（导套）常用两个，对中型冲裁或冲件精度要求高的自动化冲模，则采用四个导柱，在安装圆形冲件等一类无方向冲模时，为避免装错将对角模架和中间模架上的两导柱做成直径不等的形式，四导柱的模架可做成前后的间距不同的模座。对可能产生侧向推力时，要安装止推块，使导柱不受弯曲力。一般导柱安装在下模座，导套安装在上模座，分别采用过盈配合。 导套结构如下图所示 查表（冷冲压模具设计指导 王芳主编，2-31）有：D=35mm d=22mm h=28mm L=70mm l=15mm 材料为20钢，热处理为渗碳深度0.81.2mm ，硬度5862HRC 导柱结构如下图所示 查表（冷冲压模具设计指导 王芳主编，2-32）有： d=22mm L=110mm 材料为20钢，热处理为渗碳深度0.81.2mm， 硬度5862HRC十一 模柄的选择 中、小型模具都是通过模柄固定在压力机滑块上的，对于大型模具，则可用螺钉、压板直接将上模座固定在滑块上 模柄有刚性模柄与浮动模两大类，刚性模柄是指模柄与上模座是刚性连接，不能发生相对运动。浮动模柄是模柄相对上模座能作微小的摆动，采用浮动模柄后，压力机滑块的运动误差不会影响上、下模的导向。用了 浮动模柄后，导柱与导套必须始终套合，不能脱离。 本次设计中才用凸缘模柄，其结构如下图所示 查表（冲压手册王孝培主编 ，10-49）有：d=25mm D=75mm h=64mm h=9mm h=16mmd=11mm D=52mm d=15mm d=9mm 十二 模架的选择 模架是由上模座、下模座、模柄及导向装置组成 模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在上面。模架将承受冲压过程中的全部载荷，模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连。下模座用螺钉压板固定在压力机的工作台面上，上、下模之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模上、下运动，保证冲裁过程冲冲裁过程中的凸、凹模间隙均匀。 模架的形式： 标准模架中，应用最广是是用导柱、导套作为导向装置的模架，根据导柱、导套位置的不同有四种基本形式：后侧导柱模架、中间导柱模架、对角导柱模架、四导柱模架后侧导柱模架送料方便，可以纵向、横向送料，但是冲压时如果有偏心载荷，则导柱、导套会单边磨损，它不能与浮动模柄配套使用中间导柱模架，导柱左、右对称分布，受力均匀，所以导柱、导套磨损均匀，但只能从正前方送料。对角导柱模架，导柱的分布对于模具中心，纵向、横向两个方向都能送料。四导柱模架，导向精度与刚度都较好，常用大型冲模。模架大小规格可根据凹模的周界尺寸直接从标准中选取。根据落料凹模周界尺寸100×100mm 查表（冷冲压模具设计指导 王芳主编，表2-41）可选择以下参数的模架：十三 设备的选择 根据F=380N查表（冲压工艺与模具设计李名望主编，附表2.1）可选择冲裁设备的型号为：J11-5 J11-5的主要技术参数如下： 公称压力 50KN 滑块行程次数 150/min 最大闭合高度 170mm 闭合高度调节量 30mm 滑块中心线至床身距离 100mm 前后 180mm 工作台尺寸 左右 320mm 垫板厚度 直径 25mm 模柄孔尺寸 深度 40mm十四 设计心得 设计心得随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了. 毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。通过此次落料拉深复合模毕业设计，使我受益匪浅，它使我系统的学习了冲孔落料复合模设计全过程.从冲压工艺分析到冲裁工艺方案的确定到最后设计全部结束，一步步做下来，工作量之大有时确实使人压得喘不过气来。但是做完之后看到自己通过几周才完成的毕业设计内容，使自己感到感慨万分，在设计过程中曾遇到过许多以前弄不懂的问题，经过自己苦思冥想查阅资料及问指导老师和同学，最后都一一解决。例如排样图的确定.在确定排样图时一般通过查表得出来的搭边值数据是最小值。比现实工厂中所用的搭边值要小，如果不进行效正搭边的大小，有可能因为送料时一点点误差而导致零件报废。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在此要感谢我的指导老师刘建国老师对我悉心的指导，感谢老师设计过程中给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了很多知识，虽然经历了不少艰辛，但收获巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立完成工作的能力，树立了自己的信心，相信对今后的学习工作生活会有非常重要的影响。在整个设计过程中，我充分体会到了在创造中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然此次设计做的是很很完美，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益！十五 参考资料 1 李名望主编 冲压工艺与模具设计 人民邮电出版社 2 王孝培主编 冲压手册 机械工业出版社 3王芳主编 冷冲压模具设计指导 机械工业出版社 4彭建生主编 模具设计与加工手册 机械工业出版社 5陈晓华 典型零件模具图册 机械工业出版社 6吴兆祥 模具材料及表面热处理 机械工业出版社