又安装支架冲裁模-落料、冲孔工序毕业论文.doc

安徽机电职业技术学院 毕业设计题目： 又安装支架冲裁模-落料、冲 孔工序 系 别 机 械 工 程 系 专 业 模具设计与制造 班 级 姓 名 学 号 2013 2014学年第一学期目 录一、 冲压模具的概念、特点、应用- - - - - - - - - - - - - 3二、 工艺性分析、工艺方案的确定- - - - - - - - - - - - - 4 2.1 冲件的工艺性分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - -4 2.2 工艺方案的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5三、 冲压模具工艺与设计的计算- - - - - - - - - - - - - - -53.1 零件展开形状和尺寸- - - - - - - - - - - - - - - - - - 73.2 排样设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 83.3 刃口尺寸的计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 93.4 冲压力的计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -93.4 压力中心的计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -10 四、 模具总体设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -10 五、 模具主要的零部件的结构设计- - - - - - - - - - - - -105.1 落料凹模结构设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 105.2 凸凹模结构设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -125.3 冲孔凸模结构设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - 125.4 凸模固定板板结构设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - -135.5 弹簧的设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -155.6 模架的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -15六、 冲压设备的选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - -15 七、 绘制模具总体装配图- - - - - - - - - - - - - - - - -16 八、 成形模具零件加工工艺的编制- - - - - - - - - - - - 178.1 落料凹模加工工艺过程- - - - - - - - - - - - - - - - - - -178.2 凸模加工工艺过程- - - - - - - - - - - - - - - - - - -178.3 凸凹模加工工艺过程- - - - - - - - - - - - - - - -18九、 设计小结- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -18十、 参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -19绪论一、 冲压模具的概念、特点、应用冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力，使其分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，是一种材料成形工程技术。冲压所使用的模具，简称冲模。冲模是将材料（即金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。模具在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行。没有先进的冲模，先进的冲压工具就无法实现。冲压工艺与模具,冲压设备和冲压材料构成冲压的三大要素，只有他们相互结合才会有冲压件。 冲压加工的特点是：1 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易实现机械化加工和自动化。2 冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面质量。3 冲压可加工出尺寸范围较大、形状复杂的零件。4 冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗少，且不需要其他设备，因而是一种省料、节能的加工方法。 冲压在现代工业生产中，尤其是大批量的生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多的采用冲压方法来加工产品零部件，如汽车、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些部门中，冲压所占比例相当的大，少则60%，多则90%一上。因此可以说，如果生产中不广泛的使用冲压工艺，许多部门要提高生产效率和产品的质量、降低生产成本、加速产品的更新换代等都是难以实现的。二、 工艺分析、工艺方案的确定 2.1冲件的工艺性分析： 材料：08F，厚度：1.5mm，生产批量：大批量。零件如下图: 图 2-1 三维图（1）.零件的尺寸精度分析 该冲件尺寸精度只有孔标注了公差，其余尺寸精度没有标注，应为IT14，用一般冲裁模具就可以达到要求，无需采用精密冲裁或整修等特殊冲裁方法。（2）.工件的结构工艺性分析该零件形状简单，冲裁件外形所能达到的经济精度为IT11IT14,，将以上精度与零件的精度要求相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，零件上的尺寸标注，生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲压方式进行加工。 在零件的弯曲工序时，由于只有一侧受力，会在弯曲过程中产生偏移现象，造成零件合格率较低，同时也会加剧模具的磨损，使模具的寿命大大降低，为避免这种情况发生，可以对称弯曲，一次弯曲两个零件，抵消侧向力同时效率也大大提高。 2.2工艺方案的确定 由上分析可知，如要对称弯曲，该零件有3个工序：a.落料、冲孔 b.弯曲 c.切断 可采用的冲裁工艺方案有单工序冲裁、复合冲裁和级进模冲裁三种。由于零件属于大批量生产，若采用级进模冲裁，虽然只要一副模具，但是零件的冲压精度稍差，欲保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销，故模具的制造、安装较为复杂，用在这个零件上成本太大，不合算。综合考虑第一道工序应采用复合模：落料、冲孔同时完成；第二道工序弯曲应采用成形模：一次弯曲两件；第三道工序应采用切断模：将第二道弯曲工序成形件一切为二，完成整个零件的加工过程。 通过以上冲压工艺方案的比较分析，这个零件需要三副模具，我设计的是第一道工序落料、孔复合模。考虑到冲件的结构特点和冲裁生产率的要求，模具采用倒装式复合模结构，上模采用打杆装置推件，下模采用弹性卸料装置卸料，冲孔的废料通过凸凹模的内孔从冲床台面孔落下。三道工序各自对应的三维图如下： 1. 落料、冲孔：2.弯曲： 3.切断：三、冲压模具工艺与设计计算3.1. 零件展开形状和尺寸 根据材料的的弯曲后中性层计算零件展开尺寸，落料长度为Lz1 宽度为Lz2，计算Lz1：弯曲半径r=1.5 料后t=1.5 相对弯曲半径r/t=1 所以可以查出中性层位移系数x=0.32，所以=r+xt=1.5+0.32x1.5=1.98 式中 r-弯曲件的内弯半径 t-材料厚度 x-中性层位移系数 -曲率半径 所以Lz1=L+/180=70-6+（22-3）x2+*90*1.98/180*2=108.2 同理可以计算出Lz2=35.1 由于是一次落两件 经过处理后 落料的形状尺寸如下图所示： 3.2排样设计 设计冲裁模时，首先要设计条料排样图。该零件具有矩形的特点，故采用直排的方法，见图3-1材料利用率较高，减少废料。 图 3-1 查冷冲模设计书中表2-10取得搭边值c=2mm和b=3mm 计算条料宽度：B=(78.2+2×2)=82.2mm 步距： S=（108.2+3）=111.2mm材料利用率的计算： 计算冲压件毛坯的面积：A=5675.33mm²（计算机算出）一个步距材料利用率：=A/(B*S)×100%=5675.33/(82.2*111.2)×100%=62.1%3.3计算刃口尺寸 查表2.4的间隙值Z=0.132mm Z=0.24mm 对于冲出的孔 dp=(dmin+x） dd=(dp+Zmin)查表 d=0.02 p=0.02 x=0.75 d+p=0.04<Zmax-Zmin=0.108 符合 d+pZmax-Zmin的条件 所以 dp=（10+0.022*0.75）=10.02mm dd=（10.02+0.013）=10.15mm 3.4冲压力的计算： 查表得知08F钢的抗剪强度b=230-310Mpa 冲裁周边长度L=485.7mm（计算机算出） 故 落料力： F 冲孔力：F 落料时的卸料力计算 查表Kx=0.05 Fx=KxF=0.05x236.779=11.839KN 冲孔时的推件力计算，查表取KT=0.055，取凹模刃口高度h=8mm，n=h/t=8/1.5=5 FT=n*KT*F=50.05530.615=8.4KN故总的冲裁力 F= F+ F+Fx +FT=236.779+30.615+11.839=287.6KN 3.5压力中心的计算： 因为工件图形完全对称，所以压力中心一定在工件的几何中心上。 四、模具总体设计 根据上述分析，冲压为落料、冲孔复合模，由上推出出工件，可采用倒装式复合模具。落料件由推件块推出，卡在凸凹模上的条料可由卸料板推出，由于在改模具中压料是由凸模与卸料板一起工作来实现的，所以卸料板还应具有压料的作用，应选用弹性卸料板来卸下条料。 因该制件采用的是倒装式复合模，所以直接用挡料销和导料销即可。 为确保零件的稳定性，选用导柱、导套导向。由于该零件导向尺寸较小，且精度要求不是太高，所以采用四导柱模架。五、模具主要的零部件的结构设计 5.1落料凹模结构设计： 凹模材料为Cr12MnV，刃口具有一定的耐磨性和刚度的要求。 凹模热的结构尺寸如下截图：处理：5862HRC 5.2凸凹模结构设计：材料：Cr12MnV5.3冲孔凸模结构设计： 材料：Cr12MnV 5.4凸模固定板板结构设计： 材料：45钢 5.5卸料弹簧的设计： 根据模具的卸料力选四根弹簧，参数如下：规格刚度工作范围工作极限FF13.138.0107.99.0122.610.0137.35.6模架的设计 模架各零件标记如下：上模座：320mmx300mmx30mm下模座：320mmx300mmx30mm导柱：B20h5x124mmx32mm导套：B20JH6x65mmx16mm模柄：50x90mm垫板厚度： 12mm卸料板厚度： 12mm凸模固定板厚度: 20mm模具的闭合高度： H=189mm六.冲压设备的选择 选择型号为J2340的开式双柱可倾压力机能够满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：400KN滑块行程：80mm最大封闭高度：:265 mm封闭高度调节量：65mm工作台尺寸（前后x左右）：440mmx685mm点半尺寸（厚度x孔径）：370mmx35mm模柄孔尺寸（直径x深度）：50x70最大倾斜角：30 º七、绘制模具总体装配图1、冲裁件模具装配图如下所示： 八、成形模具零件加工工艺的编制8.1落料凹模加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料割尺寸205mmx185mmx45长方体料下料机2铣铣六面尺寸达200.5mmx180.5mmx40.5mm 铣方形槽 倒角铣床3磨平面磨六面尺寸达到200mmx180mmx40.25mm磨床4钳工划线 加工螺纹孔并攻丝 销孔（留磨削量） 打穿丝孔钻床5热处理按热处理工艺，保证HRC5862箱试炉6磨平面磨上下平面达图纸要求磨床7线切割线切割割出刃口形状 留研磨量线切割机床8研磨研磨达图纸要求研磨棒 膏9检验检验各尺寸8.2凸模加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料割料20x68mm的圆棒料下料机2车车端面长度尺寸达图纸要求 钻中心孔车床3车车外圆13、 10外圆留磨削量车床4热处理热处理达到58-62HRC箱试炉5磨磨13、10外圆达图纸要求外圆磨床6检验检验各尺寸8.3凹凸模加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料割90mmx118mmx46mm的长方体料下料机2铣铣六面 尺寸达到88.5mmx116.5mmx43mm车床3磨磨六面尺寸达到88mmx116mmx42.25mm磨床4钳工划线 打穿丝孔钻床5热处理按热处理工艺，保证HRC5862箱试炉6磨平面磨上下平面及基准面达要求磨床7线切割割出2x10孔 再割除外形 留研磨量线切割机床8扩孔按图纸要求扩出落料孔9研磨对刃口研磨达图纸要求研磨棒 膏10检验检验尺寸九、设计小结毕业设计是我大学三年学习的总结，为我在学完基础理论课、技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。此次设计运用到我大学三年里所学到的理论知识和专业知识，并为即将踏入社会的我奠定了坚实的基础。在设计过程中我遇到很多问题，也出现不少困难，但在毕业设计老师的细心指导下，问题是越来越少，困难也被一一消除，自己在设计中的收获更是不言而喻，在充实的设计过程中，感悟也颇深：书到用时方恨少总之此次毕业设计对我而言意义重大。通过这次的毕业设计，通过对本道工序拉深模的设计、计算，使我对复合模的设计流程有了更加深刻的了解，包括：复合模的工艺性分析、工艺方案的确定、模具结构形式的选择、必要的工艺计算、主要零部件的设计、压力机型号的确定等等，要一个数据有误，就得全部改动，使设计难度大大的增加。在这次设计中，我感觉要完成这次设计不仅要有扎实的专业知识，还要有相应的运用软件的能力，才能很好的完成此次设计。所以说在今后的学习过程中不仅要学好应该要学的，还要尽可能多的去拓展我们在其它方面的知识和技能，只有这样我们才能立于不败之地。在这里首先要感谢我们的设计指导老师王敏。在这里我衷心的对您说声谢谢您辛苦了！您在整个指导过程中对我们精心辅导、不辞辛苦的从家一次又一次赶到学校为我们及时解决实际问题。您精湛的模具专业知识引导着我们的设计兴趣、激发着我们的设计激情。在王敏老师的精心辅导和耐心讲解下才有我设计的圆满完成，衷心感谢王敏老师为我的设计所进行的详细指导。另外，我还要感谢关心、支持和帮助我这次毕业设计的同学，在我设计的过程中及时给我纠正了错误，使我的设计更加完善。在设计的过程中，也出现了一些客观不足的问题，没有实践条件，不能根据实际的情况来作合适、客观地修改，加上我自己的实践经验又不多，这样做出来的设计，难免有不足之处，希望老师能够本谅。十、参考文献1、 徐政坤 冲压模具及设备 机械工业出版社 2006年1月第1版第2次印刷2、 王 芳 冷冲压模具设计指导 机械工业出版社 2006年8月第1版第10次印刷3、 杨占尧 冲压模具图册 高等教育出版社 2006年7月第4次印刷4、 刘小年 机械制图第二版 机械工业出版社 2004年10月第2版第10次印刷5、 李云程 模具制造工艺学 机械工业出版社 2005年1月第1版第6次印刷6、 黄云清 公差配合与测量技术 机械工业出版社 2006年1月第1版第14次印刷7、 王小彬 冲压模具及设备 电子工业出版社 2006年3月第1次印刷8、 张祥林 模具计价手册 机械工业出版社 2006年4月第1版第1次印刷第 21 页 共 21 页