课程设计说明书

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1、西北工业大学课程设计班级：05010903姓名：焦健指导教师：康永刚蒋建军完成日期：2012.9设计任务书一、设计内容1、模具的图样设计1）了解制品的工艺性2）了解制品的生产批量3）了解制品所选用的冲压设备2、确定模具设计方案2）确定模具设计的基本结构3） 确定 模具所选用的 标准 件类 型4）确定 模具中凸凹模 的尺 寸5）完成模具图样的设计三、进度安排1、第一周：熟悉任务，消化图纸，收集相关资料，做好前期准备2、第二周：对零件进行工艺性分析，拟定设计方案3、第三周：设计模具，绘制图纸4、第四周：编写说明书，做好答辩准备摘要模具设 计是上学 年课 程飞 机钣金成形工 艺与原理 的应用延 伸。

2、 设 计过程从 零件的工 艺分 析开始的 ，根据工 艺要 求来 确定设计 的大 体 思路。其 开始是确定该模具类型为落料- 拉深复合模，计 算毛坯尺寸， 确定拉深次数，作 工艺计算，计 算出冲裁时的冲压力、卸 料力、推 件 力 ，以 及拉 深时 的拉 深力 和压边 力 ，确 定 模具的压 力中 心， 选择压 力 机和确定 冲模的闭 合高 度，最后根据 前面 所计 算出 的内容确 定模 具 的凸、凹模尺寸和形状。设计出挡料销、卸料板、推件装置、弹簧、 导柱、导 套和模柄等模具的主要零部件，从 而完成整个模具的设计工 作。其中模 具主要零 部件 结构设计 是这次设 计的 主要内容 ，其内容 包 含

3、了凹模结构设计、凸模结构设计、凸凹模结构设计、定 位零件、弹 性卸料装置、钢 性推件装置、弹 簧的选用、导 柱与导套、模 柄与模架 的 选取等重 要零部件 的设 计加工方 法和加工 注意 要点。这样更 有利 于 加工人员的一线操作，使 其通俗易懂加工方便。本 次设计不仅让我熟 悉了课本所学的知识，而 且让我做到所学的运用到实践当中，更 让我 了 解 了 冲 压 模 具 设 计 的 全 过 程 和 加 工 实 践 中 应 注 意 的 要 点 。在 此 次 真 正的感受到去设计一个模具的整个过程中，去 体会知识与实际、理 论 与实际的结合，获益良多。关 键词：落 料 拉 深 冲压 力 冲模闭 合高

4、度 拉 深力1冷冲压工艺规程的编制1.1工艺分析该零件为旋转体零件。属于大批量生产，是一个不带凸缘的圆筒 形零件，且其形状简单、对称，有利于合理排样、减小废料，直线、 曲线的连接处为圆角过渡。其主要的形状、尺寸可以由冲裁和拉深工 序获得。且工件精度要求不高，不需要校形，作为拉深成形尺寸，其 厚度、高度相对值t/d、h/d都比较合适，拉深工艺性较好，因此，该 零件可以用冷冲压加工成形。其零件如图1.1 :000L图1.1 零件图12确定工艺方案冲压该零件所需的基本工序为落料和拉深，及切边。其拉深工艺 方案如下采用落料与拉深复合模进行加工，然后再进行切边修复。冲压生产率高，适合于大批量生产，缺点是

5、冲模面积较小，制造复杂，价格较高2零件成形方案的确定2.1修边余量的确定一般拉深件，在拉深成形后，工件口周边不齐，必须进行修边以 达到工件的要求。因此，在按照工件图样计算毛坯尺寸时，必须加上 修边余量后再计算，查表可得： =1。表2.1无凸缘圆筒形拉伸的修边余量S工件高度h工件的相对高度h/H附图0.20.80.81.61.62.52.542101.01.21.52i10201.21.622.5111 fl205022.53.345010033.856IIh 11i100150456.58r 1 iii j15020056.381020025067.591125078.510122.2毛坯尺寸

6、的计算毛坯尺寸计算公式:式中：D = - d2 4dH -1.72rd -0.56r2=、292 4 29 6.5-1.72 1.5 29-0.56 1.52 =39.20mmD为毛坯直径H=h+ d,h如表2.1图所示2.3计算毛坯相对厚度及是否使用压边圈相对厚度： -D 3 9.0(t/D)% =(1/39)% : 2.6所以查表2.2可知不用压边圈拉深。表2.2采用或不采用压边圈的条件拉深方法第一次拉深以后各次拉深(t/D ) /%m(t/D ) /%mn用压边圈1.50.6012.00.601.50.802.4拉深次数及系数确定计算零件的相对高度有h/d = 6/30=0.2查表有：当

7、h/dv0.6时，拉深次数n=1d 29 m0.74D 393工艺计算3.1凸、凹模间隙值的确定3.1.1冲裁间隙的确定冲裁间隙是指冲裁凸模和凹模之间工作部分的尺寸之间，一般是 指双边间隙。合理间隙值有一个相当大的范围，约为（5%25%）t o 取小间隙利于提高冲件质量，大间隙有利于提高模具的寿命。冲裁间隙的合理数值应在设计凸模与凹模工作部分尺寸时给予 保证，同时在模具装配时必须保证间隙，沿封闭轮廓线的分布均匀， 这样才能保证取得满意的效果。表3.1冲裁模初始双边间隙材料厚度mm08、10、35、09Mn、Q235HPb5g40、5065MnZminZ maxZminZmaxZminZ max

8、ZminZmax0.5极小间隙（或无间隙）0.90.0720.1040.0900.1260.0720.1041.00.0900.1260.1000.1300.0900.1261.20.1000.1400.1320.1800.1000.140故 Zmin -0.13.1.2拉深间隙的确定D凹- D凸拉深模的间隙是指单边间隙，即z _2。确定间隙的原则是 既要考虑板料厚度的公差，又要考虑筒形件口部的增厚现象，根据拉 深时是否采用压边圈和零件尺寸精度要求合理确定。筒形件拉深时， 间隙z可按间隙为（1 1.1）t确定。本模具单边间隙值为1.1mm o3.2凸、凹模工作部分的尺寸3.2.1总裁模凸、凹模

9、配合加工时工作部分的尺寸冲裁模确定凸凹模加工尺寸的原则：落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙刃口磨损后冲件尺寸减小，取接近或等于冲件的最大极限尺寸。在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有 合理的间隙值。一般冲模精度较冲件精度高23级。此处取IT8表3.2配合加工时，凸凹模尺寸的计算公式工序 性 质制件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料AZ按凹模尺寸配制，其双面间隙为Zmin ZmaxAd=（A-x汀心Bd = （ B + X心）_0.25也Cc帕 CoCd =（C+O.M 肚0.125AClCd =（C-0皿）0.125iC Cd =C0.12

10、5i冲孔AlAp =（A-xAf25凸按凸模尺寸配制，其 双面间隙为Zmin ZmaxBo亠 0Bp = （ B + X也）_0.25也CCoCp =（C +0.5A ）0.125也clCp =（C -0.5也）0.125占C 士 ACp =C0.125 也凹模磨损后落料件尺寸增大，由表3.2得：A =（A x：）75：式中Ad -凹模刃口尺寸，单位为mmA工件基本尺寸，单位为mm工件的公差，本工件公差为0.03 mm- -磨损系数。此处x =0.75所以凹模的尺寸为：A（A-x ）0.25凸模尺寸为:-39.1610018Ap =代 - Z39.161-0.1= 39.O61Oo.oi23.

11、2.2拉深模凸、凹模工作部分的尺寸拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差，当工件要求外形 尺寸时以凹模尺寸为基准进行计算，即:出自文献1 式3.1凹模尺寸：Dd =(Dmax0. 75 丫凸模尺寸：Dp =(Dmax 0. 75； - Z0)pD max工件外径，单位mm，本工件为30mm故Dd = (30 0.75 0.039)。 . 0=729.970n0m0Dp = (30 0.75X 0.039 1.1 x 2)；04 = 27.77；04mm3.3拉深模凸、凹模圆角半径一般来说，rd尽可能大些，大的rd可以降低极限拉深系数，而且 可以提高拉深件的质量。筒形件首次拉深时的凹模圆角半径

12、可由下式确定：rd =0.8 D -d ) =2 m5m因本工件为一次拉深成形，所以凸模圆角半径与零件底部圆角半 径的数值相等。即：Rp = 1 mm。3.3.1排样和裁板方式的经济性分析排样：排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。据零件外形与尺寸,本零件的排样方法为直排。3.3.2搭边排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边用以补偿定位误差，保证冲出合格的冲件,保证条料刚度,便于送料表3.3最小工艺搭边值材料厚度t手工送料自动送料圆形非圆形往复送料aiaaaa1aa1a121.5222.52.53.5232322.52.533.54342.5333.54534故工件间距a

13、 =1.5mm，侧边距a =1.5mm3.3.3条料宽度计算条料宽度B（mm），当导料板之间（或两个单边导料销）时，条料宽度 计算按下式计算：B = D 2 ia即：B=39+ 2 X 1.5=42mm进距h=D+a=39+1.5=40.5mm3.3.4裁板方式的确定条料大多由板料剪裁而得，条料宽度一经决定，就可以裁板。板 料一般都是长方形的，所以就有纵裁（沿长边裁，也就是沿展制纤维 方向裁）和横裁（沿短边裁）两种方法。因为纵裁裁板次数少，冲压 时调换条料次数少，工人操作方便，生产率高，所以在通常情况下应 尽可能纵裁。3.3.5排样方式设计排样图是排样设计最终的表达形式，排样图是编制冲压工艺与设 计模具的重要工艺文件。一张完整的模具装配图，在其右上角应画出 冲裁件图及其公差，送料步距及搭边a,a1值。151.5图3.1排样图3.4冲裁工艺力的计算3.4.1冲裁力的计算在冲压过程中，压力机除了要克服冲裁力外，往往还需要克服卸料力、推件力、顶件力等压力。普通平刃的冲裁模，其冲裁力一般按下式计算： 式3.4F冲二 K Lt式中：F冲冲裁力，单位为NK- -系数要考虑到刃口钝化，间隙不均匀，材料力 学性能与厚度波