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1、 模 具 设 计 与 制 造 课 程 设 计 说 明 书 姓 名王 琦 学 号20071159 班 级机械 10 班 指导教师谢 延 敏 2011 年 3 月 17 日 目录 绪论 一、设计课题 绪论 模具是成批和大量生产各种机电与家电产品必备的基础工艺装备 是进行少 无切削加工的主要工具是制造业发展的前提。冲压模具依构造可分为单工程 模、复合模、连续模三大类。前两类需较多人力不符经济效益连续模可 大量生产效率高。同样设计一套高速精密连续冲模也要对你所生产的 产品。设计连续冲模需注意各模组之间的间距、零件加工精度、组立精度、 配合精度与干涉问题以达到连续模自动化大量生产的目的。 模具设计与制造
2、专业的培养目标是培养德、智、体、美等方面全面 发展具有良好的职业素质面向制造行业从事模具设计、模具加工工 艺编制、冲压和塑料成型加工、数控机床的操作以及生产管理等工作的高 等技术应用性专门人才。体现为制造方面达到模具制造的补师水平设计 方面达到助理设计师的水平。 在“十五”规划中模具被认为是“工业生产的基础工艺装备”国民经济 的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业发展与之 相适应。中国成模具制造大国当今世界正进行着新一轮的产业调整一些 模具制造逐渐向发展中国家转移中国正成为世界模具大国。 一、 设计课题 材料为 Q235 钢板厚度为 1.5mm中等批量生产要求无严重划伤无冲压
3、毛 刺孔不允许变形。确定所给工件的冲压工艺方案以及所设计模具中典型零件的 机械加工工艺方案。 1、工件图 2、相关数据 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 25 25 10 360.1 46 150.1 30 二、 冲压件工艺性分析 1 冲压工序落料冲压冲孔 2 材料Q235 钢板 3 结构简单对称 4 尺寸精度除 B4、B6 标有偏差外其余均未标有公差属自由尺寸 可按 IT13 级确定工件的公差 5 生产规模中等批量生产。 三、模具工艺方案的确定 1、工序分析 根据零件的结构形状可知需经过冲孔拉伸弯曲。根据工艺要求列出以下 几种方案 1冲 10 孔与落料复合弯曲两个外角弯曲两个内角冲
4、4 个 5 孔。 2冲 10 孔与落料复合两次弯曲外角冲 4 个 5 孔。 3工序合并采用带料级进冲压 2、方案的比较与确定 方案1模具结构简单制作方便由于制作零件平面度差模具数量较 多生产效率低操作不安全需采取安全措施所以不宜采用。 方案2模具结构较为复杂零件公差等级可达 IT13IT10 级。加工小型 件和复杂零件。工序间自动送料可以自动排除冲件生产效率高。 方案3考虑到零件精度不大中等批量生产不宜使用此方案。 综上分析采用方案2冲 10 孔与落料复合两次弯曲外角冲 4 个 5 孔。 四、模具设计工艺计算 1、冲压工艺审查表 工艺性项目 冲压件工艺形状 工艺性允许 值 公 益 性 评 价
5、冲裁工艺 性 形状 落料长方形 3080 符合工艺性 冲孔圆孔 5 10 落料圆角 R2 0.25t=0.25 孔边距 最小空边距 8 t=1 孔径 5 10 1.3t=1.3 弯曲工艺 性 形状 U 形件四角弯曲对 称 弯曲半径 R1.5 0.2t=0.2 孔边距 5 孔的为 2 R+0.5t=2 10 孔的为 7.5 R+0.5t=2 精度 尺寸 长度方向 2- 5 的 孔边距 360.1 为 T10 允许公差 T10 符合工艺性 宽度方向 2- 5 的 孔边距 150.1 为 T10 允许公差 T10 其他为 T13 符合工艺性 2、计算毛坯尺寸 1毛坯尺寸 相对弯曲尺寸5 . 05 .
6、 115 . 1tR 因为相对弯曲尺寸大于 0.5所以要求出变形区中性层曲率半径 (mm)。 ktRL4其中k为板料弯曲中性层系数。 查表得当5 . 1tR时44. 0)(Uk。 mmL94. 1144. 05 . 14 2弯曲件毛坯长度公式4321422LLLLL mmL94) 144. 05 . 1 (24)5 . 1225()5 . 1225(25 . 1225462工件展开尺寸为mm3094 3、排料分析 因为坯料形状为矩形故采用单排排料。 查表得工件间mma5 . 11沿边mma8 . 1。 条料宽度 mmaB6 .972941 步距 mmaS8 .3130 板料选用规格 20001
7、0005 . 1mmmm 1纵裁法 每板的条料数106 .9710001n剩余mm24 每条的制件数635 .31)8 . 12000( 2n剩余mm545.13 每板制件数63021nnn %74.8520001000)425259430(630 %100 SBnA(2)横裁法 每板的条料数206 .9720001n剩余mm8 .47 每条的制件数 315 .31)8 . 11000( 2n剩余mm7 .21 mm10008 .47 余料利用件数106 .9710003n 每板制件数630321nnnn %74.8520001000)425259430(630 综上两种方法材料利用率一样但是
8、横裁法弯曲线与纤维方向垂直弯曲性能 好。故选用横裁法。五、冲压力的计算 1、冲裁力的公式及取值 冲裁力的一般公式为tLFp 式中K 一般取 1.3 Q235 的抗剪强度为MPa373304 令310 L为冲裁件周长。 2、力的计算 推件力、顶件力、卸料力系数表 材厚 t/mm 1K 2K 3K 钢 0.1 0.1 0.14 0.0650.075 0.10.5 0.063 0.08 0.0450.055 0.52.5 0.055 0.06 0.040.05 2.56.5 0.045 0.05 0.030.04 6.5 0.025 0.03 0.020.03 铝、铝合金 纯铜、黄铜 0.030.0
9、7 0.030.09 0.0250.08 0.020.06 注卸料力系数3K在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限 冲裁力 NFp82.1668173105 . 1142)494(2)430(3 . 1 卸料力 NFKFpx71.667282.16681704. 03 推件力 NFKFpt98.917482.166817055. 01 冲压力 NFFFFtxpz51.182665 综上公称压力选择 250kN型号可选 JC23-25。 主要零部件设计 一工作零件的设计 模具厚度KbH 查表得22. 0K mmKbH68.209422. 0H取mm21 模具壁厚HC)25 . 1 (mmC425
10、 .31 凹模壁厚mmC42 凹模宽度mmCbB178422942B取标准mm200 凹模长度mmL11442230 凹模的长度要考虑导料销发挥的作用保证送料粗定位精度。 查表取标准mmL125 综上凹模尺寸为mm21125200材料选取为 T10A热处理为 5862HRC。 矩形和圆形凹模的外形尺寸 矩形凹模的宽度和长度 BL 矩形和圆形凹模厚度 H 6350 6363 10、12、14、16、18、20 8063、8080、10063、10080、100100、12580 12、14、16、18、120、22 125100、125125、14080、14080 14、16、18、20、22
11、、25 140125、140140、160100、160125、 160140、 200100、 200125 16、18、20、22、25、28 160160、200140、200160、250125、250140 16、20、22、25、28、32 200200、250160、250200、280160 18、22、25、28、32、35 250 250、280200、280250、315200 20、25、28、32、35、40 315250 20、28、32、35、40、45 凸模的设计 因为该制件形状不是复杂 所以将落料模设计成直通式凸模 直通式凸模工 作部分和固定部分的形状做成一样
12、 直通式凸模采用线切割机床加工。 可以直接 固定在垫板上凸模与凸模固定板的配合按 H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定 板的厚度、 卸料板的厚度、 导料板的厚度的总和 外形凸模下部设置 1 个导正销借用工件上的孔作为导正孔。 外形凸模长度为 mmL4915628 弯曲凸模的设计 弯曲凸模选用直通式采用线切割加工方法。弯曲凸模与凸模固定板采用 H7/r6 配合。凸模材料应选 T10A热处理 5660HRC冲孔凸模与弯曲凸模之间 有一定的间隙。为了保证间隙合理弯曲凸模的宽度取mm25。 定位零件设计 垫板、凸模固定板垫板厚度mm10固定板厚度mm25固定板与垫板外 缘尺寸与凹模相同。 闭合高度为上
13、模板、下模板、凸凹模、凹模、固定板、垫板等厚度的总和 mmH5 .1815 . 0102521414540 所选压力机闭合高度mmH270max 导柱、导套按 GB/T2861. 1 选mmd25模具闭合高度为181.5选导柱长度为 150 按按 GB2861.6-81 选mmd25选导套长度为 85。 7.4 模架及其他零部件的设计 选择上、下模板及模柄:采用 GB2855.6-81 后侧带导柱形式模板。根据最大轮廓尺寸选相近规格标准模板LB 为上模板厚 35下模板厚 40。 按 GB2862.3-81 选 B50100 带凸缘形式的模柄。 卸料螺钉、推杆、顶板的选取按 GB2867.6-81 选卸料螺钉窝深按GB2867.1-81 选推杆按 GB2867.4-81 选取顶板。
