垫片冲孔落料冲压模具设计及制造要点.pdf
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1、毕业设计说明书 设计题目垫片冲孔落料冲压模具设计及制造 院系机械工程学院 专业机械设计制造及其自动化 年级 学生姓名 学生学号 指导教师职称高级实验师 完成毕业设计(论文)时间2014 年5 月 垫片冲孔落料冲压模具设计与制造 I 目录 1 冲压件零件图 2 2 冲压工艺性分析 2 2.1冲压件结构分析 2 2.2冲压件尺寸精度分析及确定 2 3 冲压工艺方案的确定 2 4 主要设计计算 2 4.1排样方式的确定及其计算 2 4.2冲压力的计算 3 4.3压力中心的确定及其相关计算 3 4.4工件零件刃口尺寸的计算 4 5 冲压设备的选择 6 6 模具结构选择 6 6.1模具类型的选择 6 6
2、.2定位方式的选择 6 6.3卸料、出件的方式选择 6 6.4导向方式的选择 6 7 主要零部件的设计 6 7.1工作零件的设计 6 7.1.1落料凹模设计 7 7.1.2冲孔凸模设计 7 7.1.3凹凸模设计 8 7.2工作零件力学性能校核 8 7.2.1弯曲应力校核 8 7.2.2压应力校核 8 7.3固定零件 9 7.4定位零件 9 7.5卸料零件的设计 9 7.5.1卸料板的设计 9 7.5.2卸料弹簧的选择 . 10 7.6模架及其他部件. 10 7.7模具闭合高度校核. 10 8 模具总装图 . 11 9 模具工作过程 . 11 参考文献 . 11 附录. 11 2014 届机械设
3、计制造及自动化毕业设计说明书 II 垫片冲孔落料冲压模具设计与制造 摘要本文介绍了垫片冲孔落料复合模模具的设计,完成冲孔、落料两道工序。冲裁模具 的设计首先要通过对零件的工艺分析,确定工艺方案并通过必要的工艺计算,选择合适的冲 压设备, 然后再进行模具的设计。使用 AUTOCAD 绘制模具总转图和零件图,从而完成整套模 具的设计。 模具为倒装式结构,由打杆顶出冲压件,采用弹簧驱动的卸料板卸除条料。排样 方式为单排,由活动挡料销和导料销定位、导料。模架为中间导柱圆形模架,压入式模柄。 关键词 冲孔 落料模具设计复合模 垫片冲孔落料冲压模具设计与制造 1 1 冲压件零件图 材料: 65Mn 厚度为
4、 1mm,小批量生产。 工件简图: 图 1-1 零件简图 2 冲压工艺性分析 2.1 冲压件结构分析 此工件只有落料和冲孔两道工序。材料为65Mn ,料厚 t=1mm ,具有良好的冲裁性能。结 构简单,左右分别对称10mm 孔,同心圆弧R10mm 。 2.2 冲压件尺寸精度分析及确定 零件的尺寸精度均未给出公差,属于自由尺寸,位置精度均在IT6 IT8之间,查表 1 611得,mm1 .06.34,R10mm为外形尺寸(非圆形) ,公差精度取IT14 ,查表确定公 差值为 0 36. 0 10Rmm, 孔10mm ,公差精度取IT11,查表 1 511确定公差值为mm 05. 0 0 10。
5、补标公差后的零件图如图3-1 所示。 图 2-1 2014 届机械设计制造及自动化毕业设计说明书 2 3 冲压工艺方案的确定 该零件包括落料和冲孔两道工序,可以采用以下三种工艺方案。 方案一:先冲孔,再落料,采用单工序模生产。 方案二:落料 - 冲孔复合冲压,采用复合模生产。 方案三:冲孔落料连续冲压,采用级进模生产。 方案一模具结构简单,但需要两道工序两具模具,成本高而且生产效率低,不能满足中 批量生产要求。方案二只需一副模具,生产效率高,模具强度好,制造简单,并且冲压时, 卸料板在冲裁时压紧板料,零件的平直度较好工件留在模具上,手动取出零件。 方案三也只 需一副模具,生产效率高,操作简单方
6、便,但级进模在送料是很难保证工件的位置精度,无 法达到零件较高的位置精度要求。通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压生产采用方 案二为佳,设计成倒装式复合模可以很好地保证工件的位置精度。 4 主要设计计算 4.1 排样方式的确定及其计算 根据该工件的实际情况,提高材料的利用率,应采用直排法, 根据材料的性能、厚度和 手工送料,查表 1 1411可确定搭边值: 工件也边缘搭边a0.8 mm 两工件间的搭边 1 a1mm 条料宽度按相应的公计算: 0 )2(aDB 式中 B 条料宽度; D工件长度; 条料公差值; a侧边搭边值。 查 1 37 表得=0.4mm 。 垫片冲孔落料冲压模具设计与制造
7、 3 mmB 0 4 .0 0 4 .0 2.56)8.026.54( 排样图如图5-1 所示,采用正面送进方式。两个工件的步进距离S为 21mm 。 图 4-1 排样图 4.2 冲压力的计算 计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机、设计模具和检验模具的强度。压力机的吨 位必须大于所计算的冲裁力,以适应冲裁的需求。 1 )落料力 )(9.1001058811323 .13 .1 3 1 KNtLF落料 其中MPa588(查表 1 161) ,mmL132 1 为周长。 2 )冲孔力 )(03.481058812103.13 .1 3 2 KNtLF冲孔 3 )卸料力 )( 落料 KNFKF X
8、X 045.59.10005.0 X K取 0.05 (查表 1 2511) 。 4) 推废料力 )( 冲孔 KNFnKF TT 28.503.48055.02 T K取 0.055 ,21/2/thn( 高度 h 取 4mm) 。 5 )总冲压力 )(255.15928.5045.503.489 .100KNFFFFF TX冲孔落料总 4.3 压力中心的确定及其相关计算 模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工 作,应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模,压力中心应 2014 届机械设计制造及自动化毕业设计说明书 4 通过模柄的轴心
9、线。否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨之间产生过大 的磨损,模具导向零件加速磨损,降低模具和压力机的使用寿命。 如图 5-2 建立 x-y 坐标系, 该工件为对称形状冲裁件,几何中心为其压力中心。即该零 件的压力中心位于A (0,0 ) 。 图 4-2 4.4 工件零件刃口尺寸的计算 经分析,该零件的形状简单。落料凸模与凹模为了保证所要求的精度,采用线切割配合 法来加工。 落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙配制;冲孔部分以冲孔凸模为 基准计算,冲孔凹模按间隙配制,即以落料凹模,冲孔凸模为基准,凸凹模按间隙配制。根 据 工 件 的 要 求 确 定 采 用 小 间 隙 冲
10、 裁 。 根 据 材 料 性 能 和 厚 度 查 表 1 2611可 确 定 mmZ09.0 min , mmZ126.0 max。 1 )mm 05.0 0 10孔的冲裁刃口尺寸计算 根据孔径、料厚和公差查表 1 3211得凸凹模偏差:mm02.0- 凸 ,mm02.0 凹 。 由表 1 3411查得:5 .0x。 校核间隙:036.004.0 minmax ZZ 凹凸 从上式课得出凸、凹模公差不能满足 minmax ZZ 凹凸 的条件,但相差不大,可调整 如下: 凸=0.4 (minmax ZZ) =0.4 0.036=0.0144( ) )(0216.0036.06.0)(6 .0 mi
11、nmax mmZZ 凹 根据表 1 3511中公式,将调整后的公差值代入,得凹凸模刃口尺寸: )()()( 凸 凸 mmxdd 0 0144. 0 0 0144.0 0 025.1005.05 .010 )()()( 凹 凹 mmZxdd 0216.0 0 0216.0 00min 115.1009.0025.10 2 )落料凹模尺寸mm 0 16.0 20。 查表 1 3211得凸凹模偏差:mm02.0- 凸 ,mm025.0 凹 。 校核间隙:mmZZ036. 0045.0 minmax凹凸 从上式课得出凸、凹模公差不能满足 minmax ZZ 凹凸 的条件,但相差不大,可调整 如下: )
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