材料成型课程设计-导板式落料模设计

材料成型课程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 -导板式落料模设计 课程设计说明书 题 目: 导板式落料模课程设计 班 级:材料成型及控制工程 学 号: 姓 名: 指导老师: 时 间: 2011年1月14日 1 序言 首先，冷冲模课程设计是模具专业，在学习过程中是一个重要的实践性学习环节，其目的是: 1.应用本专业所学知识和实训技能，进行一次冲压设计工作的实际能力，在提高独立分析和解决实际问题的能力。 2.通过查设计资料手册熟悉设计标准和技术规定，通过 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 认证设计与计算，计算机辅助绘图，数据处理与综合分析编写与设计说明书等环节，进行工程师的基础训练，培养从科研工作的初步能力。 3.培养勤奋求实，团结互助，勇于创新的优良品质。 其次，冲裁模具的基本结构及工作原理如下 冲裁模具按工序组合程度可分为:简单冲裁模、连续冲裁模、复合冲裁模。 (一)简单冲裁模即敞开模 1、定义:它是指在一次冲裁中只完成冲孔或落料的一个工序。 2、简单冲裁模按其导向方式可分为: (1)无导向单工序模它的特点是结构简单,重量轻、尺寸较小、模具制造容易、成本低廉。但冲模使用安装时麻烦,模具寿命低,冲栽件精度差,操作也不安全。 无导向简单冲模适用于精度要求不高、形状简单、批景小或试制的冲裁件。 (2)导板式简单冲裁模 模精度高、寿命长、使用安装帧、操作安全,.但制造比较复杂。一般适用于形状较简单、尺寸不大的工件。 (3)导柱式简单冲裁模由于这模具准确可靠,能保证冲裁间隙的均匀,冲裁的工件应用最广泛的一种冲模,适合大批量生产。 (二)连续冲裁模 1、连续冲裁模的定义:按一定的先后程序，在冲床的滑块的一次到和中，在模具的不同位置上，完成冲孔，落料导两个的上的冲后工序的冲裁模，又称及进模或跳步模。 2、连续冲裁模的定位原理可分为:导正销定位原理、侧刃定距原理 (三)复合冲裁模 2 1、复合冲裁模的定义:在部床滑块的一次行程中，在冲模的同一工位上同时 完成内孔和外形两种的上工序的冲裁模。 2、复合冲裁模按结构可分为:正装式复合模、倒装式复合模 最后，希望通过本次冷冲模课程设计，能进一步巩固课程，扩大所学到的知识， 加深对知识的理解。 2010-01-13 3 目 录 序言 .......................................................................................................................... 2 目录 .......................................................................................................................... 4 设计任务书及产品图 ............................................................................................... 6 第一章 冲裁工艺设计 ............................................................................................. 7 1-1对尺寸、精度的分析 .................................................................................. 7 1-2 零件的数目与冲压模具结构分析 .............................................................. 7 1-3零件的材料分析 .......................................................................................... 7 1-4排样设计 ..................................................................................................... 7 第二章 模具基本结构的拟定 ................................................................................ 9 2-1确定基本结构 .............................................................................................. 9 2-2 确定导向和定位方式 ................................................................................. 9 2-2-1确定定位方式 .................................................................................... 9 2-2-2 确定导向方式 ................................................................................. 10 第三章 压力机的选择 ............................................................................................ 11 -1计算工艺总力 ............................................................................................. 11 3 3-2计算压力中心 ............................................................................................. 11 3-3压力机的选择 ............................................................................................ 13 第四章 模具零件的设计 ....................................................................................... 14 4-1成形零件的设计 ........................................................................................ 14 4-1-1凸 凹模刃口尺寸的计算................................................................. 14 4-2工作零件结构设计 .................................................................................... 16 4-2-1凹模外形尺寸设计与形状选择 ....................................................... 16 4-2-2凸模外形尺寸设计与形状选择 ....................................................... 17 4-3固定零件设计 ............................................................................................ 17 4-3-1模柄 ................................................................................................. 17 4-3-2上下模板.......................................................................................... 17 4-3-3 凸模固定板 ..................................................................................... 17 4 4-3-4垫板 ................................................................................................. 18 4-4 定位零件 .................................................................................................. 18 4-4-1导料板 ............................................................................................. 18 4-4-2定距侧刃.......................................................................................... 18 4-5 导向零件 .................................................................................................. 19 4-6螺钉和圆柱销 ............................................................................................ 19 小结 ........................................................................................................................ 20 参考文献 ................................................................................................................ 21 5 设计任务书及产品图 制品: #### 材料: 20钢 料厚: 0.8mm 数量: 大批量生产 基本要求及设计步骤建议: 冲裁工艺设计:对制件的结构、尺寸、精度、数量、材质等要素进行分析，初步确定制件的冲裁工艺，计算搭边尺寸、毛坯尺寸，确定排样图; 模具结构方案设计;根据冲裁工艺方案，初步确定模具结构方案和坯料导向、定位方式; 计算冲裁力，初步选择冲压设备;了解其行程、吨位、容模尺寸等有关技术参数; 计算并确定冲裁间隙继而确定凸模、凹模等主要工作零件的尺寸、结构形式;选择凸模、凹模 协调模具各零件的结构、尺寸，完善导料、定位等辅助功能件结构; 绘制模具总装配图: 1)、按装配图要求标注尺寸及配合性质、技术要求等; 2)、零件标号无遗漏;明细 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 内容详实、规范; 3)、制图遵照国家标准;排样图按习惯绘在总装图的右上角或适当位置。 绘制凸模、凹模零件图，尺寸、粗糙度标注齐全; 编写设计说明书一份，要求内容详实，措词准确，具有较好的可读性; 10、其它详见《“模具设计”课程设计指导书》。 6 第一章 冲裁工艺设计 1-1对尺寸、精度的分析 由于零件没有做尺寸的上下偏差要求，同时也是非圆形件，公差等级取IT7级。所以落料模精度取IT5级。 1-2 零件的数目与冲压模具结构分析 冲裁件的数目确定属于大批量的生产，且结构简单，所以，采用单工序落料模即可。 1-3零件的材料分析 零件的材料是20钢，属于优质碳素结构钢，=420MPa, τ=320 MPa可以看到，材料的剪切强度比较大，而且，综合零件的厚度比较小，所以在后面设计卸料的时候，在用弹性卸料的方式不可以满足要求的前提下，应该考虑采用刚性卸料装置卸料。 1-4排样设计 该零件基本是三角形的零件，所以直接采用有废料的直对排方式就可以了，根据零件的厚度0.8mm，查教材表2-13可以知道侧搭边a =1.2mm，工件间距离 =1.0mm,根据零件的尺寸和a1和a的值，就可以计算条料的宽度。由于: B=(D+2a+nC, (1-1) 从教材表2-16可以知道，侧刃冲切的料边宽度C=1.5mm，所以 B=21+2×4.5+1×1.5=31.5mm, (1-2) 同时，可以知道步距的大小为 S=(19.3+0.8)/2×3?32 (1-3) 7 经过取整数，所以条料的宽度是B=32mm。排样图如下图1-1所示: 图1-1 排样图 8 第二章 模具基本结构的拟定 2-1确定基本结构 上部分由模柄、上模座、凸模、定距侧刃、凸模固定板、垫板以及各自紧固件组成。下部分主要由导板、导料板、落料凹模、下模座、挡块、承料板以及其相应的紧固件组成。出件方式为下出件。其结构简图如下图2-1。 图2-1 设计草图 2-2 确定导向和定位方式 2-2-1确定定位方式 由于是单工序落料模，可以采用单侧刃控制送料进距，从而进行定位，导料 9 板在垂直板材进给方向起作用。 2-2-2 确定导向方式 下面是常应用的几中导向方式和其各自的特点: 1.无导向简单冲裁模 特点:结构简单，尺寸较小，重量较轻，模具制造简单，成本低，但冲裁件精度差，模具寿命低。 2.导板式简单冲裁模 导板模比无导向简单冲裁模的精度高一些，模具寿命也较长，使用安装比较方便，操作较容易、安全;缺点是:模具结构较复杂，故一般适用于形状简单，尺寸不大的冲裁件。 3.导柱式简单冲裁模 特点:导向精度高，冲裁件尺寸稳定，互换性更好，使用安装方便，操作安全，模具寿命高，但制造工艺复杂，模具成本高。 考虑到零件的数量要达到大批量生产,再考虑工艺复杂性、模具成本入手，选择导板式简单冲裁模。 10 第三章 压力机的选择 3-1计算工艺总力 冲裁力计算: ,b根据课本公式(2-1) F=KLt (3-1) F—冲裁力 L—冲裁件周边长度(mm) t—材料厚度(mm) τ—材料的抗剪强度 (Mpa) K—系数。考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3。 查表得20号钢的抗剪强度为τ=320MPa，在冲裁的时候，K的值通常是取 ,b1.3，查冲压手册得，L=52.43(mm)。由上式知道各力的大小为: ,b冲冲裁力:F=KLt=1.3×52.43×0.8×320=17.61(kN) (3-2) 推推冲推件力:F=nK F=5×0.055×17.61kN=4.843(kN) (3-3) 推式中查表3-4.得:K=0.055mm, n=h-1/t=5-1/0.8=5该落料模采用是单侧刃,导正结构及刚性卸料和下出件(冲孔废料)方式.则总冲压力F: 推冲 F= F+ F =17.61kN+4.843kN=22.453(kN) 总又因为该模具一次冲两件，所以总的冲压力为F=F×2=44.906(KN) 3-2计算压力中心 根据压力中心的计算公式是 == (3-4) == (3-5) 建立如下图所示3-1所示的坐标，并且求出单个工件的压力中心相应的压力中心的值如表3-1所示。 11 图3-1 坐标系的建立 表3-1 压力中心的求解 各线段压力中心的坐标 冲裁轮廓周长lmm/ x -0.6 L=9.425 1 5.66 L=8 2 0 L=6.283 3 5.66 L=8 4 -0.6 L=9.425 5 -4 L=11.3 6 又因为工件相对于x轴对称，所以压力中心y坐标为0 所以， x=((9.425×(-0.6))×2+8×5.66× 2+11.3*(-4))/(9.425+8+6.283+8+9.425+11.3) 12 =0.6494 所以，单个工件的压力中心为(0.6494,0) 对于一次冲两件的冲裁方法，建立坐标系如图: 图3-2 总坐标系的建立 则两工件各自压力中心相对于新坐标系的坐标分别为(-16,-0.8506)、(16.-0.8506)。 则单次冲裁的压力中心坐标为X=(L1×(-16)+L2×16)/(L1+L2)=0 Y=(L1×(-0.8506)+L2×0.8506)/( L1+L2)=0 即总压力中心坐标为(0,0) 3-3压力机的选择 根据总力的大小和压力中心及滑块行程，初步选择压力机的要求技术参数如下表: 表3-2 压力机的主要参数值 HP-40 公称压滑块行封闭高封闭高工作台尺寸 垫板厚滑块底面尺寸 主电力 程 度 度调节度 动机 量 功率 ，，mmmmmmmmmmmmmmmm20 200 50 750550 100 750550 400KN 15kw 13 第四章 模具零件的设计 4-1成形零件的设计 4-1-1凸 凹模刃口尺寸的计算 图4-1 零件尺寸图 .利用配合加工的方法来加工凸模和凹模，以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。具体如下: Z,0.056Z,0.040maxmin查教材表2-6得 ,,Z,Z,0.056,0.040,0.016maxmin (4-1) 凹模磨损后，所有尺寸增大 根据公差为IT7，L1~L6的尺寸偏差依次为: 14 0.012mm,0.015mm,0.012mm,0.015mm,0.012mm,0.021mm。 查表2-11得 x1=x2=x3=x4=x5=x6=1.0。 有公式(2-11)得 ，(1/4)*0.012，0.003 1d00A=(4-1.0×0.012)=3.988 (4-2) ，(1/4)*0.015，0.004 2d00A=(8-1.0×0.015)=7.985 (4-3) ，(1/4)*0.012，0.003 3d00A=(4-1.0×0.012)=3.988 (4-4) ，(1/4)*0.015，0.004 4d00A=(8-1.0×0.015)=7.985 (4-5) ，(1/4)*0.012，0.003 5d00A=(4-1.0×0.012)=3.988 (4-6) ，(1/4)*0.021，0.005 6d00A=(11.3-1.0×0.021)=11.279 (4-7) 该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配置，保证双面间隙ZZmaxmin~=0.040~0.056mm。凹模尺寸标注见下图 图4-2 凹模尺寸 15 4-2工作零件结构设计 4-2-1凹模外形尺寸设计与形状选择 采用直筒形刃口，刃口高度h=5mm 凹模厚度: H=kb(?15mm) (4-7) H=0.33×21,15mm 取H=25mm K,0.33-1得其中 查表8 图4-3 凹模刃口 凹模壁厚 : C=(1.5~2)H=2×25=50mm (4-8) 凹模外形尺寸 L=b+2,=21+100=121mm B=L+2C=81+100=181mm 注:B为与送料方向平行的零件最大外形尺寸，L为垂直与送料方向的零件最大外形尺寸 C为凹模壁厚 H为凹模高度 由于直臂式刃口强度较高，修刃后尺寸不变，选用直臂式刃口凹模。 本制件采用单工序模，依据模架类型按国标圆整得: B=240 L=155mm H=25mm 尺寸比较大，可以优先采用整体式凹模。 16 4-2-2凸模外形尺寸设计与形状选择 本模具为非圆形凸模，采用直通式结构。用N7/m6铆接固定。 1凸模固定板厚度:H=(0.6-0.8)H=0.8H=12mm (4-9) L,H，H，H，H,20，12，15，8,55mm123凸模长度 L: (4-10) H----固定板的厚度(mm) H----固定卸料板的厚度(mm) 21 H----导尺(导板)或坯料的厚度(mm) 3 H----附加长度(mm)多取15~20mm 4 4-3固定零件设计 4-3-1模柄 选用旋入式模柄，通过螺纹与模座连接，用小螺钉防松，用于中小型模具，装卸方便。选用A32×78,国标2862-81.Q235 4-3-2上下模板 冲模的全部零部件，均安装在上、下模板上，从而构成模具的整体并传递压力机的压力，来完成冲制工作。模板应该具备足够的强度和刚度。如果模板刚度不足，则冲模工作时模板会产生严重的弹性变形，导致模具零件迅速磨损或损坏. 下上下模座厚度H=40mm，上模座厚度取H=30mm 则模具闭合后的高度H=30+10+55-3.5+25+40=156.5mm 可见该模具的闭合高度小于所选压力机的封闭高度，因此该压力机满足使用要求。 4-3-3 凸模固定板 固定板主要用于将中小型模具固定在模座上，其平面轮廓尺寸除应保证凸模 17 安装孔外，还应考虑螺钉和销钉孔的位置，厚度为凹模厚度的60%~80%。此处取12mm。固定板孔与凸模采用过渡配合(H7/m6)，压入后端面磨平，以保证冲模垂直度。材料取45钢。 4-3-4垫板 垫板厚度:4~12?，视要求可适当加厚。此处取10mm。外形尺寸按照固定板形状决定。材料选用45钢。 4-4 定位零件 4-4-1导料板 选择导料板与导尺制成整体式的形式。为了使条料顺利通过，导料板间的距离应该等于条料的最大宽度加上一间隙值(一般不大于0.5mm)，此处取导料板宽度B为35mm，厚度H取6~8mm，此处取8mm,导料板间距离取35mm。 图4-4 导料板 为了保证条料靠近导料板一侧顺利送料，此处采用挡块控制 4-4-2定距侧刃 选用的侧刃形状为矩形，侧刃凸模的断面长度S为: S=A+(0.05~1.0)=33mm 18 式中 A=送料步距的基本尺寸。 侧刃的制造公差一般为h6。 侧刃凸模的断面宽度B为6~10mm，取8mm。 侧刃制造公差取负值，一般为0.02mm 图4-5 侧刃 CCmaxmin侧刃凹模按照侧刃凸模配做，留单边间隙~=0.020~0.028mm 侧刃的固定方式选用用侧刃的凸缘固定。 4-5 导向零件 此处的导向零件与卸料零件为同一部件，即导板。 121导板的厚度H=(0.8~1.0) H( H为凹模厚度) =1×15=15mm 外形尺寸按凹模尺寸确定。 导板与凸模按h5/H6配合 4-6螺钉和圆柱销 根据凹模厚度选取凹模紧固螺钉尺寸为M6，材料选用Q235，需用承载能 力为2300N，即M6×60，四个。圆柱销取M6×80，四个。 19 小 结 本人在郝老师的指导下，经历了两周的时间完成了此课程设计，在此过程中，本人受益颇深，对冲裁模有了更进一步的了解。特别是单工序落料模，对其结构及设计要点有了更进一步的掌握，在此，我谨向郝老师和与我一起探讨的同学表示感谢。 因本人的知识水平和社会经历有限，设计当中难免有不当和错误之处，恳请老师给予批评及更正。 20 参 考 文 献 [1] 何铭心 钱可强主编，《机械制图(第五版)》，高等教育出版社出版，2004 [2] 姜奎华主编，《冲压工艺与模具设计》，机械工业出版社，1998 [3] 林承全 胡绍平主编，《冲压模具课程设计指导与范例》，化学工业出版社，2008 [4] 杨玉英主编，《实用冲压工艺与模具设计手册》，机械工业出版社，2004 [5] 梁炳文主编，《冷冲压工艺手册》，北京航空航天大学出版社，1999 [6] 许发樾主编，《实用模具设计与制造手册》，机械工业出版社，2005 [7] 王荣主编，《模具识图与制图》，机械工业出版社，2009 [8] 杨月英 张琳主编，《中文版AtuoCAD2008机械绘图》,机械工业出版社，2008 [9] 陈于萍 周兆元主编，《互换性与测量技术基础》，机械工业出版社，2005 [10] 肖祥芷 王孝培主编，《中国模具设计大典》，江西科学技术出版社，2003 李德群 唐志玉，《中国模具工程大典》，电子工业出版社，2007 [11] [12] 韩泰荣主编，《模具设计与制造简明手册》，上海科学技术出版社，1985 21