垫片零件落料冲孔复合模设计

飞 行 器 制 造 工 程 专 业专 业 课 程 设 计题 目： 落料冲孔复合模设计 专业 班级 姓名 起止日期 至 指导教师（签名） 飞 行 器 制 造 工 程 专 业专业课程设计课题单 班级 姓名 题目： 垫片零件落料冲孔复合模设计 图纸：设计资料（数据）及要求： 工件名称：垫片 生产批量：中批量 材 料：08F 厚 度：2mm 设计要求：1、 绘制钣金零件图；2、 编制钣金工艺规程；3、 绘制模具总装图和非标准零件图；4、 编写设计计算说明书。起止日期 至 指导教师（签名） 目录一、 冲压件工艺分析5二、 冲压工艺方案的确定5三、 主要设计计算5四、 主要零部件设计9五、 工艺规程卡12六、 设计小结13七、 参考文献13一、冲压件工艺分析此工件只有落料和冲孔两个工序。 材料为08F，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有两个10mm的孔；孔与孔之间的距离、孔与边缘之间的距离也满足要求，壁厚为2mm。工件的尺寸全部为自由公差，可取作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。二、冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产；方案二：落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产；方案三：冲孔-落料级进冲压，采用级进模生产；方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低，工序较多；方案二工件的精度及生产效率都较高，易于批量生产，操作简单，而且工件精度也满足要求；方案三生产效率高，模具、工件精度高，但操作、生产难度大，制造成本相对于方案二较大。结论：方案二为佳方案。三、主要设计计算1、排样方式的确定及其计算设计复合模，首先要设计条料排样图。根据材料形状规则，为了达到最大的材料利用率采用直对排。查冲压工艺与模具设计表2.5.2，两工件之间按L50mm件取搭边值工件间=2.0mm，沿边a=2.2mm。采用有侧压装置的模具，能使条料始终沿基准导料板送料，因此条料宽度可以按下式计算：条料宽度为B=，查冲压工艺与模具设计表2.5.3,2.5.4得，条料下料剪切公差错误！未找到引用源。=0.5mm，则B= =（40+22.2+0.5）=44.90-0.5mm。进距的计算：h=20+2=22mm条料宽度:b=40+22.0=44.4mm一个步距的材料利用率的计算：0=(S0/S) 100%=(968-353.4)/（2244.4） 100%=63.5%板料规格拟选用2.011002500(钢板)若采用纵裁: 裁板条数 n1=B/b=1100/44.4=25余0mm 每条个数 n2=(A-a1)/h=(2500-2.0)/22=113余12mm 每板总个数n3=n1n2=25113=2825个 材料利用率:总=n总S0/AB=（2825614.6）/（25001100）=63.14%若采用横裁： 裁板条数 n1=B/b=2500/44.4=56余36mm 每条个数 n2=(A-a1)/h=(1100-2.0)/22=49余20mm 每板总个数n3=n1n2=4956=2744个 材料利用率:总=n总S0/AB=2744614.6/（25001100）=61.3% 由此可见，纵裁有较高的材料利用率，且该零件没有纤维方向的考虑，故决定采用纵裁。 2、冲压力的计算该模具采用落料冲孔复合模，拟选择弹性卸料、下出件。查表得材料45钢的抗剪强度可取为 =304MPa冲裁周边总长：=40+142+20+212+20=174.2mm冲裁力的计算： Fp=KptL=1.32304174.2=137.687（KN）推料力的计算：F推=nK1Fp=60.055137.687=45.436（KN）（n=（12/2=6）卸料力的计算：F卸=K2Fp=0.05137.687=6.88（KN）冲床的总冲压力的计算：F总=Fp+F推+F卸=190.303（KN）2、压力中心的确定计算压力中心时，先画出凹模型口图，在图中将xoy坐标系建立在零件的左边缘线上。由于工件形状相同规则，冲模的压力中心与零件的中心相重合。由零件图可看出零件中心坐标为即为两圆心连线中点坐标3、冲压设备的选择根据上述计算结果，冲压设备拟选用公称压力为250KN的开式压力机。4、工作零件凸、凹模刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件凸、凹模刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算。查得：2Cmin=0.13mm，2Cmax=0.18mm查互换性与技术测量表18和冲压工艺与模具设计表2.3.1，由于取IT14，所以x=0.5落料：400-0.52mm，200-0.43 mm，140-0.43 mm；冲孔：100+0.36 mm孔间距：20（靠冲孔保证）设凸模、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则（1） 冲孔（100+0.36）查互换性与技术测量表18，得：d =0.015，p =0.009,则：0-p dp=（dmin+ x） =（10+0.50.36）0-0.009=10.180-0.009mm 0+ddp=（dmax+2Cmin） =（10.18+0.13）0+0.015=10.310+0.015mm校核：0.009+0.0150.180.130.0240.05（满足间隙公差条件）（2）落料（400-0.62）查互换性与技术测量表18，d =0.025，p =0.016 0-p0+dDd=（Dmax-x） =（40-0.50.62）0+0.025=39.690+0.025mm Dp=（ Dd-2Cmin） =（39.69-0.13）0-0.016=39.560-0.016mm校核：0.025+0.0160.180.130.0410.05（满足间隙公差条件）落料（140-0.43）查互换性与技术测量表18，d =0.018，p =0.011 0-p0+dDd=（Dmax-x） =（14-0.50.43）0+0.018=13.7850+0.018mm Dp=（ Dd-2Cmin） =（13.785-0.13）0-0.011=13.6550-0.011mm校核：0.018+0.0110.180.130.0290.05（满足间隙公差条件）落料（200-0.32）查互换性与技术测量表18，d =0.025，p =0.016 0-p0+dDd=（Dmin-x） =（20-0.50.36）0+0.025=19.7850+0.025mm Dp=（ Dd -2Cmin） =（19.785-0.13）0-0.016=19.6550-0.016mm校核：0.025+0.0160.180.130.0410.05（满足间隙公差条件）（3）孔间距（200.26） Ld=（Lmin+0.5）0.125 =200.1250.52=200.065（mm） 5、卸料弹簧的设计因为工件料厚为2mm，相对较薄， 卸料力也比较小， 故可采用弹性卸料。 由于是复合模设计故采用弹簧卸料，由于卸料力F卸=6.88（KN），为了满足卸料和模具设计要求， 拟采用8个387.075的卸料弹簧（材料为65 Mn钢，淬火HRC4450）。弹簧的具体规格如下：外径D=36mm，钢丝直径d=6.0mm，节距t=10mm，最大工作负荷F2=2700N，最大工作负荷作用下的总变形量2=11mm，弹簧自由长度H0=58mm，有效圈数n=6mm，最大工作负荷下的单圈变形量f=1.83mm每个弹簧的所承受的负荷： F预=F卸/n=6.88/8=0.86（KN） 预= F预2/ F2=86011/2700=3.5mm预+F工作+h修磨=3.5+（2+1）+4=10.5mm2=11mm10.5mm所设计的符合要求。 6、导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用后侧导柱的导向方式。四、主要零部件设计1、工件零件的结构设计（1）凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，用2个M8螺钉固定在垫板上。 外形凸模的高度是凸模固定板（约15mm）、卸料板（约12mm）、导料板厚度（约10mm）、附加长度（约23mm）的总和，则凸模高是以上四项的代数和，定为60mm。因为所冲的孔均为圆形，而且所需冲的孔为10，较小，所以冲孔凸模采用阶梯式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。与固定板接触的直径为8mm，与固定板的配合采用H6/m5。凸模材料选用Cr12MoV，热处理硬度为：11151130油淬空冷后在510520回火三次，硬度为6062HRC。（2）凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模厚度 H=kb=0.4240mm=16.8mm（查冲压工艺与模具设计表2.8.1得k=0.42） 凹模壁厚 c=（1.52）H=25.2mm33.6mm由于为复合冲孔落料模，因此凹模的壁厚应适当增大 取凹模厚度H=40mm，凹模壁厚c=30mm凹模宽度B=b+2c=（30+240）mm=110mm为了确保安全和模具的使用,取B=140mm凹模长度L取50mm凹模轮廓尺寸为140mm50mm凹模材料选用Cr12MoV，热处理方式同凸模。（3）凸凹模凸凹模的基本尺寸依据于凸模和凹模的外型尺寸以及计算的刃口尺寸确定；需要4个M10的螺钉固定在下模座上和2个与下模座配作的10销钉。凸凹模的最小壁厚为4.9mm,可将凸凹模的固定板尺寸定为100mm70mm22mm凸凹模的外型尺寸依据刃口尺寸而定凸凹模的材料选用Cr12MoV，热处理方式同凸模。（4）卸料部件的设计 卸料板的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为12mm。卸料板上要有挡料销 卸料板采用45号钢制造，淬火硬度为4045HRC。卸料螺钉的选用 卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10mm，螺纹部分为M810mm。卸料钉尾部应留有足够的行程空间,卸料螺钉拧紧后， 应使卸料板与凸模端面齐平。（5）模架及其它零部件设计该模具采用后侧滑动导柱模架，这种模架装卸方便,易于操作。以凹模周界尺寸为依据，选择 模架规格。导柱d/mmL/mm设计为30180；导套d/mmL/mmD/mm分别为308040。上模座厚度H上模取40mm，下模座厚度H下模取45mm，那么，有以上设计可知该模具的闭合高度：闭和高度=上模板厚度垫板厚度+凹模厚度+凹模垫板厚度+下模板厚度-冲头进入凹模深度=(40+45+50+60-2)mm=203mm250KN压力机最大闭合高度为:固定台和可倾式最大闭合高度为250mm(封闭高度调节70mm)、活动台式最大为360mm、最小为180mm。故实际设计的模具闭合高度203mm符合设计要求，即有：250-5203250-70+10或360-5203180+10故闭合高度设计合理。（6）冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾式250KN压力机即能满足使用要求。其主要技术参数如下： 公称压力：250KN滑块行程：65mm最大闭合高度：270mm最大装模高度：220mm工作台尺寸（前后左右）：370mm560mm垫板尺寸（厚度孔径）：50mm200mm模柄孔尺寸：40mm60mm最大倾斜角度：30冷冲压工艺规程卡片飞行器制造工程专业产品名称工件名称吊耳产量第 页产品图号工件图号共 页材料牌号及技术规格08F毛料形状及尺寸选用板料 纵裁成2.011002500 2.0110044工序号工序名称工 序 草 图 工装名称设备检验要求工种备注0下料2.011002500剪床1落料冲孔冲孔落料复合模250kN压力机按草图检验2去毛刺滚筒3检验按冲压件图检验原底图 总号日期 更改标记编制校对核对文件号签名 底图 总号签字签名日期日期五、参考文献冲压工艺与模具设计 成虹 高等教育出版社互换性与技术测量 李硕根 杨兴骏 中国计量出版社冲压工艺模具学 卢险峰 机械工业出版社冲压设计资料 王孝培 机械工业出版社工程材料及成形技术 艾云龙 科学出版社六、设计小结两个星期的课程设计顺利结束了，在这两个星期中通过翻阅资料和数据的 查找计算设计让我收获颇多，不仅对专业理论知识有了进一步的理解和加深还可以更加熟练的使用AutoCAD作图软件，期间虽然花费了较多时间走了不少弯路但在同学的帮助和共同讨论之后最终逐步完善的了课程设计内容，觉得很值得，锻炼了动手能力,巡熟渐进,要细心有耐心,为即将开始的毕业设计打好基础,也让自己 更加有信心来做好每一件事情.1450