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1、 课程编号:XXXX大学专业课程设计说明书 设 计 人: XXX 专业班级: XXX 学 号: XXXXXX 指导教师: XXX 日期: X年X 月 X日目 录一、绪论 3二、设计任务书及产品图 4三、零件的工艺性分析 6四、冲裁零件工艺方案的确定 7五、排样 7六、工序压力计算、压力中心的确定、压力机的选择 8七、模具工作零件刃口尺寸和公差的计算 9八、模具零件的选用及设计10九、模具部分结构件详细设计及模具结构简图14十、其他需要说明的内容18十一、参考资料18 一、绪论1.1冲压的概念、特点及应用 冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从
2、而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)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成所需零件,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,隶属于材料成型工程术。 冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,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,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济 方面都具有许多独
3、特的优点。 主要表现如下:(1) 冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工,普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次,高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上,而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高。(4)冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较
4、少,且不需其它加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。但是,冲压加工所使用的模具一般具有专用性,有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具 制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。所以,只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点才能充分体现,从而获得较好的经济效益。 冲压地、在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件,如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当的大,少则60%以上,多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件,
5、现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说,如果生产中不谅采用冲压工艺,许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。二、设计任务书及产品图已知:(1) 边接板零件图:(2) 生产批量:20万件 (3) 零件材料:10钢(4) 材料厚度:2.0mm。 求作:(1) 进行冲压工艺性分析(从材料、零件结构、尺寸精度几个方面进行)。 零件图(2) 确定工艺方案及模具结构类型。 (3) 进行相关工艺计算,包括: 排样设计; 冲压力计算及压力中心的确定; 凸凹模刃口尺寸计算; 模具零件结构尺寸计算; 设备选择等。(4) 绘制模具总装配图(5) 绘制
6、工作零件及主要零件的零件图 (6) 编写课程设计说明书 要求:根据所设计工件的尺寸、形状、批量等原始数据和要求,每人独立设计、绘制完成一套冲压模具。包括:(1) 模具装配图1张(按照1:1比例,或适当比例);(2) 模具工作零件图2-3张(按照1:1比例,或适当比例);(3) 设计说明书1份;三、零件的工艺性分析 所示零件为一带孔冲压件,其冲压工序主要包括:毛坯冲孔、落料。3.1 分析零件冲压工艺性 图示零件尺寸均为标准公差的尺寸,符合比较精确的冲裁模精度要求,模具精度可取IT8即可; 零件材质为10钢,能进行一般的冲裁加工; 冲孔的工艺性:孔径基本尺寸为8.5mm,尺寸精度要求一般,可采用冲
7、孔工艺; 落料的工艺性:零件外径尺寸为20mm,外形复杂程度一般,因此可进行冲裁落料工艺。综合以上各方面情况,可以确定零件主要冲压工序的工艺性良好。 生产批量:20万件 零件材料:10钢 材料厚度:2.0mm四、冲裁零件工艺方案的确定所给零件所需的基本工序为冲孔和落料,可以拟定出如下两种工艺方案: 方案一:用简单模分两次加工,即落料-冲孔。 方案二:采用级进模冲裁,先冲孔,后落料。 如果采用方案一,生产效率低,工件尺寸的积累误差大,操作不方便,只能进行小批量生产。而零件要求为大批量生产。从零件的精度要求,零件的形状,尺寸标注及生产批量看,比较适合采用级进模冲裁。所以选用第二套方案。即采用级进模
8、。 而级进模的这套方案又可分为: 采用导正销定距的冲孔落料模; 采用侧刃定距的冲孔落料模。 由于本次加工零件厚度为2mm,定位销定距定位精度高,送料方便,生产效率高,所以采用定位销定距。即为:采用定位销定距的冲孔落料级进模。 五、排样由于设计要求,采用单排排样方式。5.1 搭边值的确定:查表冲压工艺与模具设计 表2-13知:中央搭边值为1.2mm,侧搭边为1.5mm。5.2 进距长度的确定: S=20+1.2=21.2 mm5.3 条料宽度的确定:B=60+21.5=63 mm5.4 导板间距: BO=B+Z=63+0.5=63.5 mm5.5 材料利用率: =100%=820/(63*21.
9、2)*100%=61.4% 六、工序压力计算、压力中心的确定、压力机的选择 F=kLt式中 F-冲裁力(N); L-零件剪切周长(mm);t-材料厚度(mm); -材料抗剪强度(MPa); k-系数,一般取k=1.3。由CAD图计算得:L=199.5,查材料性能数据库得=335MPa则冲裁力 F=kLt=173.8KN卸料力的计算F卸=K卸F查冲压工艺与模具设计表2-2,得K卸=0.04F卸=6.95 KN推件力的计算=F 查冲压工艺与模具设计表2-2,得=0.055取工件数n=1则推件力的大小为=nF=9.65 KN总冲压力的计算 =F+F卸+ =190KN; 查表,选择开式压力机: 公称压
10、力:250KN 滑块行程:80mm 封闭高度调节量:70mm 最大封闭高度:180mm 模柄孔尺寸:50706.3 模具压力中心的计算: 冲裁模压力中心是冲裁合力作用点。 建立坐标系如下图: X = 146.1*(-10.6)+53.4*10.6/199.6 = -5 Y = 0压力中心座标为:(-5,0) 七、模具工作零件刃口尺寸和公差的计算 凸、凹模采用配合加工的方法生产,先由手册附录中查得各相关尺寸的极限偏差。 查表得:=0.246mm =0.360mm -=0.360-0.246=0.116mm7.1 凸凹模制造公差:由课本表2-10查得凸凹模制造公差: 1、冲孔部分:p=0.02 d
11、=0.02 p+d=0.04 - 2、落料部分:p1=0.02 d1=0.025 p1+d1=0.045 - p2=0.02 d2=0.02 p2+d2=0.04 -7.2 确定凸凹模刃口尺寸: 1.落料部分:以凹模为基准 查表得X1=0.5 ,X2=0.75 =(D-X1)= 9.9mm A=(A-X2) = 13.9mm 凸模按凹模刃口实际尺寸配做,并保证双面间隙 =0.246mm 0.360mm2.冲孔部分:以凸模为基准 查表2-10得=0.75 = =8.59_ mm 凹模按凸模刃口的实际尺寸配做,并保证双面间隙 =0.246mm 0.360mm八、模具零件的选用及设计8.1、凹模的选
12、用及设计 凹模厚度 H=kb() =0.3060=18mm取20mm。 凹模壁厚 C=(1.52)H =3040mm取35mm;凹模长度L:60+221=102mm,取为160mm宽度B:130mm查冲压手册表22.5-15选取标准件 L=16016020材料为T10A,HRC为6062 8.2、凸模固定板的选用根据选取好的凹模,查中国模具设计大典表22.5-16,选取固定板标准件为:L=16016025;材料选用45钢, 8.3、矩形垫板的选用查中国模具设计大典表22.5-17,选取垫板标准件为:L=16016010材料选用T8A8.4、卸料板的选取查中国模具设计大典表15.28,选取标准件为:L=16016010取卸料板和凸模的单边间隙=0.3t=0.6mm材料为Q235,HRC38438.5、凸模的设计凸模的长度公式为L=h式中 L-凸模长度(mm); -