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1、钣金成形课程设计说明书1042制件工艺分析与模具设计 院系 航空航天工程学部(院) 专业 飞行器制造工程 班号 学号 姓名 指导教师 沈阳航空航天大学2011年12月1日- 1 -沈阳航空航天大学课程设计说明书 沈 阳 航 空 航 天 大 学钣金成形课程设计任务书航空航天工程学部 学院 飞行器制造工程 专业班级 姓名 课程设计题目: 1042制件工艺分析与模具设计 课程设计时间: 2011 年 11 月 21 日起至 2011 年 12 月 02 日课程设计的内容及要求:(一) 基本内容: 1、 学会查阅资料和有关手册; 2、 按要求绘制被加工件零件图A4一张; 3、 对所给零件进行成形工艺分
2、析,拟定最佳成形工艺方案并进行工艺设计、计算; 4、 合理地选择模具结构,进行有关的结构设计和计算; 5、 能够正确地进行凸、凹模工作尺寸计算和尺寸标注; 6、 正确地选择压力机设备,进行有关使用参数的校核和计算; 7、 按照有关国家标准正确地绘制模具装配图及非标准件零件图(总量不少于一张0图纸): 8、 编写课程设计说明书(正文字数不少于3500字);(二)基本要求: 1、 借阅参考资料。独立完成零件工艺分析及资料收集工作; 2、 模具结构类型合理,尺寸计算正确;3、 绘制的模具装配图及零件图符合国家机械制图标准规定; 4、 设备选择合理实用; 5、 设计说明书思路清晰;(三)主要参考书:
3、1、 田嘉生. 冷冲模设计基础. 航空工业出版社,1994. 2、 虞传宝. 冷冲压及塑料成型工艺模具设计资料. 机械工业出版社,1993. 3、 许发樾. 模具标准应用手册. 机械工业出版社,1994. 4、 郑大忠. 模具结构图册. 机械工业出版社,1995. 5、 王孝培. 冲压手册. 机械工业出版社,1990. 6、 国家标准总局. 冷冲压国家标准. 国家标准出版社. 1981.(四)评 语 (五)成 绩 指导教师 负责教师 学生签名 摘 要本次综合实训设计垫片的冲压模具,零件结构简单对称,料厚较小,设计者将其设计为级进模模具,主要有冲孔落料两道工序。本说明书以图文并茂的方式对此零件的
4、模具设计加以介绍,主要叙述了从零件的工艺性分析到模具结构的设计、工艺计算、冲模结构的设计以及主要零件设计等,直到最后的模具装配图、零件图、排样图等一系列的设计过程。其中详尽的分析讲述了针对于该零件的冲压模具完整设计方法,读者可以从本说明书中简单、明确的了解该设计的主要思想路线及合理设计制造方案,加深对级进模模具设计知识的了解、应用以及提升关于级进模模具的分析问题、解决问题的能力。关键词:垫片、级进模、冲孔落料、模具、设计目录第1章 冲压工艺分析- 7 -1.1零件工艺分析- 7 -1.1.1产品结构形状及材料分析- 7 -1.1.2产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析- 7 -1.2 冲压工艺方
5、案的确定- 7 -1.2.1第一种方案- 8 -1.2.2第二种方案- 9 -1.2.3第三种方案- 9 -第2章 冲压工艺计算- 11 -2.1排样- 11 -2.1.1搭边- 11 -2.1.2条料宽度和导尺间距离- 11 -2.1.3送料步距- 12 -2.1.4材料利用率- 12 -2.2计算冲压力- 13 -2.2.1冲裁力计算- 13 -2.2.2卸料力、推件力与顶件力的计算- 14 -2.3压力中心的计算- 14 -第3章 级进模凸凹模设计- 16 -3.1模具刃口尺寸的计算- 16 -3.1.1冲孔凸、凹模- 16 -3.1.2落料凹、凸模- 17 -3.2凹模的设计- 19
6、-3.2.1凹模厚度H的计算- 19 -3.2.2凹模长度和宽度- 19 -3.2.3凹模材料- 20 -3.2.4凹模固定方法- 20 -3.3凸模的设计- 20 -3.3.1凸模强度压应力校核- 20 -3.3.2凸模材料- 21 -第4章 基本冲模结构的确定- 22 -4.1模具的形式- 22 -4.2定位装置- 22 -4.3卸料装置- 22 -4.3.1条料的卸除- 22 -4.3.2废料及工件的卸除- 22 -4.4导向装置- 22 -4.5 模架- 23 -第5章 级进模主要零件设计- 24 -5.1卸料弹簧设计- 24 -5.2凸模固定板设计- 24 -5.3垫板设计- 24
7、-5.4卸料板设计- 25 -5.5模座的选择- 25 -第6章 压力机校核- 26 -6.1模柄孔的校核- 26 -6.2模具闭合高度的校核- 26 -6.3压力机工作台尺寸的校核- 26 -6.4冲裁力校核- 27 -总结- 28 -参考文献- 29 -第1章 冲压工艺分析1.1零件工艺分析1.1.1产品结构形状及材料分析由零件图可知,该零件为菱形片落料圆形冲孔,外形简单对称,整个外形光滑、圆整,无狭槽、尖角;孔与孔之间、孔与零件边缘之间最小距离c满足c1.5t要求(其中料厚t为1.0mm, 可得出c=8-8.22=3.9mm, 1.5t=1.5mm)。对于冲压件材料一般要求的力学性能是强
8、度低,塑性高,表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料是10号钢,其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中,用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于表面质量等没有严格要求,所以尽量采用国家标准板材,其冲裁出的产品的表面质量等就可以保证。经上述分析,产品的材料性能符合冷冲压加工要求。1.1.2产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析1) 尺寸精度根据零件图上所注尺寸,工件要求不高,采用IT14级精度,普通冲裁可满足要求。2) 粗糙度、断面质量查冲压手册表2-12得,一般冲裁件冲材料厚度t1.0mm金属板料时,其断面粗糙度为3.2m;本产品在断面粗糙度和尺寸精度上均要求不高,所以断面质量可以保
9、证,用冲裁的加工方法是完全可以成形的。1.2 冲压工艺方案的确定完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工的工艺方案分为以下三种:1.2.1第一种方案采用单工序逐步加工1) 冲孔落料单工序模,工序简图见图1-2-1-1。2) 落料冲孔单工序模,工序简图见图1-2-1-2。特点:由于单工序模,模具制造简单,维修方便。但生产率低,工件精度低,不适合大中批件的生产。 图1-2-1-1冲孔落料单工序模简图 图1-2-1-2 落料冲孔单工序模简图1.2.2第二种方案 采用复合模加工成形,工序简图见1-2-2。特点:生产率较高,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。图1-2-2 冲孔落料
10、复合模1.2.3第三种方案 采用级进模加工成形,工序简图见图1-2-3。特点:生产率高,便于实现机械化、自动化,适合加工复杂的小型冲裁件,但模具制造复杂,调整维修麻烦,工件精度较低。图1-2-3 冲孔落料级进模根据本零件的设计要求以及各方案的特点,决定采用第三种方案级进模加工成形比较合理。第2章 冲压工艺计算2.1排样采用直排有废料排样,虽然此零件斜排能够提高材料利用率,但是设计计算复杂。排样图见2-1-1。 图2-1-1 排样图 2.1.1搭边 查冲压手册表2-17得,当t=1.0mm时,确定侧搭边值a=2mm,工件间搭边值a1=1.5mm。 2.1.2条料宽度和导尺间距离采用单边侧刃。条料
11、宽度:B=L+2a+nb=L+1.5a+nb (a=0.75a) 式(2-1)导尺间距离:A=B+Z0=L+1.5a+nb+ Z0 式(2-2) A 1=L+1.5a+Y 式(2-3)式中 L冲裁件垂直于送料方向的尺寸,L=62.5mm; n侧刃数,n=1; b侧刃切去的条料宽度,查冷冲压模具设计难点与技巧表1-7得b=1.5mm; Y冲切后条料宽度与导料板的间隙,查冷冲压模具设计难点与技巧表1-7得Y=0.10mm; Z0条料与导料板之间的间隙,查冷冲压模具设计难点与技巧表1-6得Z0=0.1mm; B=62.5+1.52+11.5=67mm A=67+0.1=67.1mm A 1=62.5+1.52+0.10=65.6mm 2.1.3送料步距级进模送料步距S=D+a1=40+1.5=41.5 式(2-4)式中 D冲裁件横向最大尺寸,D=40mm; 2.1.4材料利用率一个步距内材料利用率=A/BS100 式(2-5)式中 A一个步距内冲裁件的实际面积 B条料宽度 S步距图2-1-4面积计算参照图图2-1-4=arccos(20-8)/23=58.55=90-=31.45A=84/360+204