《垫片冲压模具设计(模具设计与制造综合实践)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《垫片冲压模具设计(模具设计与制造综合实践)（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 模具设计与制造专业综合实践模具设计与制造专业综合实践学 院： 材料工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 12 模具 1Z 姓 名： * 学 号： 1234* 指导教师： * 二一六年一月JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY目目 录录第一章 模具设计.11.1 冲压的工艺性分析11.2 零件的工艺分析11.3 制定工艺方案21.4 排样设计31.5 冲裁工艺力的计算51.6 压力中心的确定71.7 凸、凹模刃口尺寸的计算81.8 冲压设备的选择101.9 模架的选择 .111.10 模柄的选择121.11 导向装置131.12 卸料装置141.13 定位
2、装置141.14 装配图.16第二章 模具制造.172.1 零件工作原理172.2 零件的加工172.2.1 加工的零件.172.2.2 零件的加工工艺.192.2.3 其他零件.202.3 组装图.25总结.26参考文献.27第一章第一章模具设计模具设计1.1 冲压的工艺性分析冲压的工艺性分析1冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。对冲裁件工艺性影响最大的是制件的结构形状、精度要求、形位公差及技术要求等。冲裁件合理的工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较易、寿命较长、操作方便及产品质量稳定等要求。冲裁件的工艺性应考虑一下几点。（1）冲裁件的形状应尽可能简单、对称，避免形状复杂的曲
3、线。（2）冲裁件各直线或曲线的连接处应尽可能避免锐角，严禁尖角，一般应有 R0.5t（t 为料厚）以上的圆角。如果是少废料、无废料排样冲裁，或者采用镶拼模具时可不要求冲裁件有圆角。（3）冲裁件的孔与孔之间、孔与边缘之间的距离 a 不能过小，一般当孔边缘与制件外形边缘不平行时，at;平行时，a1.5t。（4）冲孔尺寸也不宜太小，否则凸模强度不够。（5）冲裁件凸出悬臂和凹槽宽度 b 不宜过小，一般硬钢为（1.52.9）t，黄铜、软钢为（1.01.2）t，纯铜、铝为（0.80.9）t。（6）在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与制件直边之间的距离 L 不能小于制件圆角半径 r 与一半料厚 t 之和，即 L
4、r+0.5t。（7）用条料少废料冲裁两端带圆弧的制件时，其圆弧半径 R 应大于条料宽度 B 的一半，即 R0.5B。（8）冲裁件的经济精度不高于 IT11，一般要求落料件精度最好低于 IT10,冲孔件精度最好低于 IT9。1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析如下图 1-1 所示，该零件为插片，材料为 10 钢的板材，厚度为 1mm，大批量生产。图 1-1 制件该冲压件的材料为 10 钢，优质碳素结构钢，塑性、韧性很好，易冷热加工成形，具有良好的可冲裁性能。其抗剪强度 330380MPa，抗拉强度 205MPa 左右。该工件只有冲孔个落料两个工序，在冲孔是应有一定的凸凹模间隙。工件的尺寸精度较低
5、，普通冲裁就能满足要求，不需要采用精冲或修整等特殊冲裁方式，最好是采用复合模或级进模，这样将很大地提高生产效率，降低生产成本。另外，产品对于厚度和表面质量没有严格要求，所以采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证。1.3 制定工艺方案制定工艺方案2确定工艺方案首先要确定的是冲裁件的工序数，冲裁工序的组合以及冲裁工序顺序的安排。冲裁工序数一般易确定，关键是确定冲裁工序的组合与冲裁工序顺序。根据制件工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔两种。按其先后顺序组合，可得如下几种方案：方案一：先冲孔，后落料，单工序冲压；方案二：冲孔落料，单件复合冲压方案三：冲孔落料级进冲模。采用级进模生
6、产。单工序模：单工序模是完成一种工序的冲裁模。如落料、冲孔、切边等。单工序模可同时有多个凸模，但其完成的工序类型相同。由于采用单工序模，模具制造简单，维修方便。但生产率低，工件精度低，不适合大批量生产。级进模：级进模又叫连续模，压力机的一次行程中，在模具的不同位置完成两道或两道以上的工序，它具有操作安全的显著特点，模具强度较高，寿命较长。并且级进模生产率高，便于实现机械化、自动化，但模具制复杂，调整维修麻烦工作精度低。复合模：压力机的一次行程中，在模具的相同位置完成两道或两道以上的工序，采用复合模加工成形，生产率较高，不受送料误差影响，内外形状相对位置一致性好，冲件表面较为平整，适宜冲薄件，也
7、适宜冲脆性或软质材料，工件精度高。但模具制造较复杂，调整维修较麻烦，使用寿命低。综上所诉：由于此工件有落料有冲孔，单工序不易于实现，而工件精度要求不高，在冲孔和落料之间有足够的距离，由于该工件较简单，复合模和级进模的制造都不是很复杂，所以应该选择级进模。1.4 排样设计排样设计3排样是指冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法。排样合理与否，对材料利用率的大小有直接影响。（1）排样的方法排样的方法分为有搭边、少搭边和无搭边三种；按工件的外形特征又可以直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多行排级裁搭边等形式。直排：适用于几何形状简单的零件和矩形工件。斜排：适用于 T 形或其他复杂形状工件，这些工件直
8、排时废料较多。直对排: 适用于 T、形工件，这些工件直排或斜排时废料较多。斜对排：适用于 T 形等工件，上诉排样时废料较多。混合排：适用于两种材料和厚度均相同的工件。多样排：适用于大批量生产中，轮廓尺寸较小的工件。裁搭边：适用于大批量生产中，小而窄的工件。综上所述我选择折有搭边排样形式的直排。（2）板料上排样应注意的事项1 注意板料轧制纤维方向，以防止弯曲工件的开裂。2 如果调料宽度就是工件的尺寸时，其所能达到的尺寸精度就是下料精度。3 手工送料时，条料长度不宜超过 11.5 mm。4 当余料尺寸较大时，应尽可能使余料保留完整，以供其他冲压件的应用。(3) 搭边选取两制件之间搭边值 a1=0m
9、m，侧搭边值 a=1.5mm。（4）条料宽度和步距的计算条料宽度计算，即(1-1)0 0)2(ZaLB式中：B条料宽度，mm；L冲裁件垂直于送料方向的尺寸，mm；a搭边，mm；条料宽度公差，mm；Z0条料与导尺间的间距，mm。条料宽度 B=50+21.5=53mm，步距 h=15+0=15mm。制件排样图如 2-1 所示：图 1-2 排样（5）材料的利用率材料利用率的大小可以按以下公式计算。一个进距内的材料利用率为（1-2）%100BSnA式中：A一个冲裁件的面积，mm2；n一个进距内的冲裁件数量；B条料宽度，mm；S进距，mm。其中 A=750mm2；B=53mm；h=15mm。根据式子（2
10、-2）得：94.3%100155375011.5 冲裁工艺力的计算冲裁工艺力的计算（1）冲裁力 F 的计算 冲裁力计算包括冲刺力、卸料力、推荐力、顶出力的计算。冲裁力是凸模与凹模相对运动使工件与板料分离所需要的力，它与材料厚度、工件周边长度、材料的力学性能等参数有关。冲裁力是设计模具、选择压力机的只要参数。计算冲裁力的目的是为了合理地选用冲压设备和设计模具。选用冲压设备的标称压力必须大于所设计的冲裁力，所设计的模具必须能传递和承受所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。3影响冲裁力的因数有很多，主要的有材料力学性能、厚度、冲裁件周边长度、模具间隙大小及刃口锋利程度等。一般平刃口模具冲裁时，其冲裁力一
11、般可以按下式计算F（1-3）bKLtF式中：F冲裁力；L冲裁周边长度；t材料厚度，mm；材料抗剪强度；bK系数。系数 K 是考虑到凸模、凹模刃口磨损，模具间隙波动，材料力学性能变化及材料厚度偏差等因素而增加的安全系数，常取 K =1.3。此件内外周边之和L=130mm。查碳素结构钢的力学性能表知 10 钢的抗剪强度=255Mpa333Mpa，取 255Mpa，制件厚度 t=1mm。4b在一般情况下，材料的，为计算方便，也可用式（1-4）计算冲裁3 . 1b力 F：（1-4）bLtF式中：材料的抗拉强度.b根据(1-3)计算冲裁力： bKLtF=1.31130255=43095(N)43.1（K
12、N）(2)卸料力、推件力、顶件力的计算由于冲裁中材料的弹性变形及摩擦的存在，冲裁后在凹模洞口中。从凸模上卸下板料的力称卸料力；把落入凹模洞口中的冲压件或废料顺着冲裁方向推出的力称为推件力；把落入凹模洞口中的冲压件或废料逆着冲裁方向顶出来的力称顶件力。1 卸料力 FX一般可以按下式计算：（1-5）FKFXX式中：卸料力；XF卸料力系数，取0.04。XKXK根据(2-5)计算卸料力： FKFXX=0.0443.1=1.724KN2 推件力一般可以按下式计算：（1-6）FnKFTT式中：推件力；TFKT推件力系数,取 KT0.055；n同时卡在凹模内的冲裁件（或废料）的个，则 n=2。根据(1-6)
13、计算推件力：FnKFTT=20.05543.1=4.741KN3 顶件力一般可以按下式计算：（1-7）FKFDD式中：顶件力；DF顶件力系数, 取 KD0.06。DK根据公式（1-7）： FKFDD=0.0643.1=2.586KN(3) 公称压力的确定压力机的公称压力须大于或等于冲压力。计算总冲压力，原则上只计算zF同时发生的力，并根据不同的模具结构分别对待。由于该零件采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模，所以：（1-8） ZTkzFFFFFKNFFFFFZTkz151.52586. 2741. 4724. 11 .43选用的压力机公称压力 P（1.11.3）F，取系数为 1.3，则：P1.
14、3F=1.3272.73=1.352.151=67.7963KN1.6 压力中心的确定压力中心的确定冲裁对工件施加的冲压力合力的中心称为冲压压力中心。冲裁模对工件施加的冲裁力合力的中心称为冲裁压力中心。5要使冲压模具正常工作，必须使压力中心与模柄的中心线相重合，从而使压力中心与所选冲压设备滑块的中心相重合。否则再冲压时将产生弯矩，使冲压设备的滑块和模具发生歪斜，引起凸、凹模间隙不均匀，刃口迅速变钝，并使冲压设备和模具的导向机构产生不均匀磨损。6因为我的零件图是一个对称的图形，所以其压力中心位于冲件轮廓图形的几何中心。1.7 凸、凹模刃口尺寸的计算凸、凹模刃口尺寸的计算1.凸、凹模刃口尺寸计算原
15、则7（1）落料 落料件光面尺寸与凹模尺寸基本一致，故应以凹模尺寸为基准；又因落料件的尺寸会随凹模尺寸的磨损而增大，为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件，则落料凹模尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸。而落料凸模基本尺寸，则按凹模基本尺寸减去最小初始间隙。（2）冲孔 冲孔件光面的孔径与凸模尺寸基本一致，故应以凸模尺寸为基准。又因冲孔的尺寸会随凸模尺寸的磨损而减小，故冲孔凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸加上最小初始间隙。2.凸、凹模刃口尺寸的计算8根据模具的加工方法不同，凸、凹模刃口尺寸的计算方法分为两种情况。凸模与凹模分开加工和凸模与凹模配合加工。对于该制件应该选用凸模与凹模分开加工方法。凸模与凹模分开加工主要适用于圆形或形状简单的冲裁件。采用这种方法要分别标注凸模与凹模刃口尺寸与制造公差。同时，为保证一定的间隙，模具的制造公差必须满足下列条件：（1-9）)(6 . 0)(4 . 0minmaxminmaxminmaxdpdp式中：凸模制造公差；p凹模制造公差；d最大合理间隙；
