焊片毕业设计说明书

word1 绪 论大学三年的学习即将完毕，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识与所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速开展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。随着工业的开展，工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快，使模具的需要不断增加，而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。模具是一种特殊的模型，用来塑造(制造)产品；从工艺的角度，模具是一种成型制品的特殊工艺装备。模具是工业生产的根底工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，6080的零部件都依靠模具成形，模具质量的上下决定着产品质量的上下，因此，模具被称之为“工业之母。模具又是“效益放大器，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。 目前，我国冲压技术与工业兴旺国家相比还比拟的落后，主要原因是我国在冲压根底理论与成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺与设备等方面与工业兴旺的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业兴旺国家的模具相比差距相当大。随着国民经济总量和工业产品技术的不断开展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多，但其开展重点应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国尚不能自给，需大量进口的模具和能代表开展方向的大型、精细、复杂、长寿命模具。模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的开展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点开展，而且其开展速度应快于模具的开展速度，这样才能不断提高我国模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期，降低本钱。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来开展。根据上述需要量大、技术含量高、代表开展方向、出口前景好的原如此选择重点开展产品，而且所选产品必须目前已有一定技术根底，属于有条件、有可能开展起来的产品。冲压是一种先进的少无切削加工方法，具有节能省材、效率高、产品质量好、重量轻、加工本钱低等一系列优点,在汽车、航空航天、仪器仪表、家电、电子、通讯、军工、日常用品等产品的生产中得到了广泛的应用.据统计，薄板成型后，制造了相当于原材料的12倍的附加值,在国民经济生产总值中，与其相关的产品占四分之一，在现代汽车工业中，冲压件的产值占总产值的59%。随着我国经济的迅速开展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学三年的课程学习、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业根底课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进展了大量的实习。经过在新飞电器、在中国一拖的生产实习，我对于冷冲模具、塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富和加深了对各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是有了全新的理解。在指导教师的细心指导下和在工厂师傅的讲解下，我们对于模具的设计和制造工艺有了系统而深刻的认识。同时在实习现场亲手拆装了一些典型的模具实体并查阅了很多相关资料，通过这些实践，我们熟练掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。通过在图书馆借阅相关手册和书籍，更系统而全面了细节问题。锻炼了缜密的思维和使我们初步具备了设计工作者应有的素质。设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进展充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导教师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中难免有不妥之处，肯请各位教师指正。2 零件的工艺性分析工件名称：焊片生产批量：大批量材料：H62 图1 零件图(焊片 材料H62)2.1 零件的总体分析图示零件材料为H62，适合一般的冲压加工。此工件只有落料和冲孔两个工序，结构相比照拟简单，具有良好的塑性、韧性、冷冲压性能，能够进展一般的冲压加工。零件形状较为简单，采用圆弧过渡，但零件对称分布，有冲孔、落料两个工序特征。此焊属于中等尺寸零件，料厚0.7mm，外形较为简单，采用圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损，尺寸精度要求一般。此焊片只有一个6.3与一个宽4.5长3的孔。图示零件的尺寸全部为未注公差的一般尺寸，一般按IT14级取，尺寸精度较低，普通冲裁完全可以满足要求。为防止工件变形和保证模具强度，孔边距和孔间距不能过小。【1】其最小许可值当取：。根据工件的尺寸可得，所以工件的尺寸符合要求。【1】。由任务书零件图易于看出工件的尺寸符合要求。图示零件的尺寸均未注公差的一般尺寸，按惯例取IT14级，尺寸精度较低，符合一般冲压的经济精度要求。3 工艺方案确实定该零件所需的根本冲压工序为落料和冲孔，可拟订出以下三种工艺方案。方案一：单工序模生产。方案二：落料冲孔复合模。方案三：冲孔落料级进模。 采用方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为大批量生产，方案二和方案三更具有优越性。该零件6.3mm的孔与外圆之间的最小距离为2.85mm，大于此凸凹模允许的最小壁厚，可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料连续模。但复合模模具的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高。尽管模具结构比拟复杂但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。级进模虽生产率也高，但零件的冲裁精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装较复合模复杂。通过对上述三种方按的分析比拟，该零件的冲压生产采用方按二的复合模为佳。4 排样设计与计算设计复合模时，首先要设计条料排样图。根据工件的形状选择有废料排样，且为直对排的形式，虽然材料的利用率低于少废料和无废料排样，但工件的精度高，且易于保证工件外形的圆角。【1】。取最小搭边值为，最小搭肩值。设计模具时，条料的排样很重要。分析零件形状可知，确定排样方案：条料从右至左送进，落料凸模的冲压力比拟均匀，零件形状精度容易保证。条料的排样如图2所示。图2 排样方案按如上排样方式：由公式计算如下：. 所以确定条料的宽度B为27mm步距所以步距为18.5mm。根据一般的市场供给情况，原材料选用200X400X0.7的H62的铜板。每块可剪27X200规格条料10条，材料剪切利用率达96。材料利用率通用公式【1】式中A一个冲裁剪的面积。n 一个步距的冲裁件数量。B条料宽度S步距。 材料利用率：=5 计算冲压力和初选压力机由工件结构和前面所定的冲压方案可知，本模具采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模。考虑到模具刃部被磨损、凸凹模不均匀和波动、材料力学性能与材料厚度偏差等因素的影响。本模具采用普通平刃口模具冲裁，其冲裁力P按下式计算：式中 P冲裁力KN。K系数，一般取1.3 L冲裁件剪切周边长度mm。t冲裁件材料厚度mm被冲材料的抗剪强度。上式中抗剪强度与材料种类和坯料的原始状态有关，可在手册中查询，为方便计算，可取材料的，故冲裁力表达式又可表示为：查手册【3】H62的 取极限值b=450MPa所以落料力F=Ltb =冲孔力F=Ltb =冲孔时的推件力F=nKF取直筒形刃口形式，由表2.21查的，h=5mm，如此n=h/t=5/0.7=7个n同时卡在凹模的工件(或废料)数,其中n=h/th凹模刃部直壁洞口高度mm，t料厚( mm) 查表2.7得，K=0.05 所以推件力F=nKF= 落料时的卸料力F=KF卸料力F=KF=所以总冲压力F=F+F+F+F= 为保证冲压力足够，一般冲裁压力机吨位应比计算的冲压力大30%，即F=压力机的公称压力必须大于或等于工序总力。查手册【2】初选开式可倾压力机参数初选压力机型号为J23-16和J23-25，见表一。表一 所选择压力机的相关参数型号公称压力/kN滑块行程/mm最大封闭高度/mm工作台尺寸/mm可倾斜角/。封闭高度调节量/mmJ23-16160552203004503545J23-252506527037056030555.3 确定压力中心用解析法求模具的压力中心的坐标。按比例画出零件尺寸，选用坐标系XOY。如如下图3所示。因零件左右对称，即xc0。故只需计算yc。将工件冲裁周边分成L1、L2、L3、L4、L10、L11根本线段，求出各段长度的重心位置:L13mm Y1=0L26mm Y2L32.85mm Y3=11.6mm L42.25mm Y4=15.97mm L52.25mm Y5=22.68m 图3 压力中心的计算6 模具结构形式的选择与确定6.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用倒装复合冲压，所以模具类型为倒装复合模。因为该模具采用的是条料，所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁条料的定位。为了提高模具寿命和工作质量，方便安装调整，该复合模采用后侧导柱的导向方式。6.4 卸料方式该模具采用倒装结构，冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模孔推下。工件厚度为0.7mm，料厚相对较厚，卸料力也比拟小，故可采用弹性卸料。6.5 送料方式采用手动送料。7 模具工作零部件刃口尺寸的计算该零件属于无特殊要求的一般冲孔落料件，外形尺寸由落料获得，小孔尺寸如此由冲孔得到。查表2.3.3可 冲孔6.3的孔凸凹模刃口尺寸的计算；由于制作简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工方法制作凸凹模。其凸凹模刃口尺寸计算如下：查表2.5得凸凹模制造公差： 校核-=0.014，而+满足的条件 查表2.6得模具的精度等级为IT14级。【4】 取孔的凸、凹模刃口尺寸的计算凸模尺寸凹模尺寸6.3凸缘强度的校核：经查有关文献得：黄铜的抗疲劳强度。凸模材料选用优质碳素工具钢淬火，其直径d=6.3.凸模材料许用应力.根据式2.45得：7.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的计算此落料件为形状较为复杂的零件，所以利用凸凹模配作法，这种方法有利于获得最小的合理间隙，放宽对模具的加工设备的精度要求。以落料凹模为基准件，由公差表查得工件个尺寸的公差等，确定x采用配作法，计算凹模的刃口尺寸，首先是根据凹模磨损后轮廓变化情况正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大还是变小，还是不变这三种情况，然后分别按不同的计算公式计算。a、凹模磨损后会增大的尺寸-第一类尺寸A 第一类尺寸：b、凹模磨损后会减小的尺寸-第二类尺寸B 第二类尺寸：c、凹模磨损后会保持不变的尺寸 第三类尺寸C 第三类尺寸：其落料凹模的根本尺寸计算如下：第一类尺寸：磨损后增大的尺寸：落料凸模的根本尺寸与凹模一样，分别是23.74mm,2.063,11.7不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值Zmin=0.100落料凸模、凹模刃口局部尺寸分别见图4、5图4 落料凹模刃口局部尺寸。本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模外，还有一个凸凹模。根据整体模具的结构设计需要，凸凹模的结构简图如图6所示。确定凸凹模安装在模架上的位置时，需要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。，而实际最小壁厚。故符合强度要求：凸凹模刃口尺寸按落料凹模尺寸配合，并保证双面间隙为0.010-0.014mm。凸凹模上的孔中心与边缘尺寸的公差应比零件所标的精度高3-4级。即mm。图5 凸凹模设计8 模具主要零部件设计凹模采用整体式凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。安排凹模在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。整体式凹模装于下模座上, 凹模高度可按经验公式计算，即 凹模高度H=Kb 凹模壁厚C=(1.52)H式中b-凹模孔的最大宽度但B不小于15mmC-凹模壁厚， 指刃口至凹模外形边缘的距离K=系数查表240【5】K=0.3凹模高度H=Kb=mm 按表取标准值H=10mm凹模壁厚C= C=(1.52)H =15mm20mm凹模壁厚取15mm。凹模宽度凹模上螺孔到凹模外缘的距离一般取1.72.0d, 根据上述方法确定凹模外形尺寸须选用矩形凹模板666015/T7643.1【6】8.1.2 冲孔凸模的设计因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式。一方面加工简单，另一方面便于装配与更换。查表1214【5】冲一个孔的圆形凸模可选用标准件B型式。如图7所示。图6冲孔凸模的结构形式凸模长度一般是根据结构上的需要而确定的，其凸模长度用如下公式计算： L=h1+h2+h3+h式中 L凸模长度， mm h1凸模固定板高度，mm h2卸料板高度，mm h3导料板高度，mm h附加高度，一般取1520mm冲裁mm孔凸模尺寸与其组件确定和标准化包括外形尺寸和厚度 凸模长度 L=12+8+2=22mm由小凸模刃口d=mm查手册【2】表2.54可知 h=5mm, D1=6mm, D=4mm, L=22。小凸模强度校核 要使凸模正常工作，必须使凸模最小断面的压应力不超过凸模材料的许用压应力，即 对于圆形凸模 式中 圆形凸模最小截面直径，mm t冲裁材料厚度，mm冲裁材料的抗剪强度，取254Mpa【3】凸模材料许用强度，取800Mpa【3】dmin=mm 所以承压能力足够。抗纵向弯曲力校核对于圆形凸模有导向装置 式中 Lmax 允许的凸模最大自由长度，mmF 冲模力,N 凸模最小截面的直径，mm=mm 所以长度适宜。凸模固定端面的压力q =式中q凸模固定端面的压力，MPa F落料或冲孔的冲裁力，N模座材料许用压应力查表得120160Mpa【3】 q =MPa凸模固定板端面压力小于120160Mpa，凸模固定板承受的压力适宜。凸模凸凹模的设计结合工件外形并考虑加工，外形凸模用线切割机床加工成直通式凸模，用两个M8的螺钉固定在垫板上，凸模按下式计算：L=h1+h2+h3+h其中： h1为固定板厚度7mm，h2为卸料板厚度5mm，h3为导料板厚度6 mm， h为附加长度，主要考虑凸模进入凹模的深度1mm与模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间的安全距离15mm20mm等因素。所以：L=7+5+6+4=22 mm凸模固定板材料可用45钢，结构形式和尺寸规格见手册【5】66617。【6】由设计结构可得该套模具所用挡料销与导料销的规格尺寸一样，根据手册【4】选用。型号：/T7649.9 625mm材料为45钢的圆柱挡料销,硬度4348HRC挡料销位置设计：根据排样图与搭边值计算，当所选毛坯板料的一边完成冲裁之后。掉头冲板料的另一侧，板料余量恰好能冲出一个制件。所以挡料销位置不变，也不用使用使用挡料销。由模具整体结构设计，导料销与导料销都应通过卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具闭合状态下，应高出卸料板3mm【1】。根据分析选用废料孔后端定位时挡料销位置如图8 图7挡料销的位置导料销位于条料的同一侧，采用从右向左的送料方式，送料的方向导料销应装在后侧。【7】模具采用倒装结构，选用手册【6】图77b的卸料板形式。由表78查得弹性卸料板厚度为5mm。装模具时卸料板孔与凸凹模得单边间隙为0.10mm，在模具开启状态，卸料板应高出模具凸凹模工作刃口0.30.5mm，以便顺利卸料，卸料板的工作行程为3.5mm。采用圆柱头卸料螺钉45钢，热处理硬度3545HRC 规格 M5在满足模具结构要求的前提下,保证所选用的弹簧能够满足给出所要求的作用力和行程,所以本设计所选用的弹簧在装模和试模过程中依据所需的力进展选取.【5】本套模具的推件装置所需推件力大，且为了推件平稳可靠，应采用刚性推件装置。其结构形式见手册【5】本推件块的端面外形应跟落料凹模的刃口形状一致，整体外形应设计成台阶式以便与凹模配合完成推件，而在冲裁时不致与把推件块推出滑到模外。推件块在自由状态下应高出凹模面0.20.5mm。推件块和凹模的配合：由于外形件的相对尺寸较大，外形形状相对复杂，所以推件形与凹模为间隙配合H8/f8，推荐外形与凹模为非配合关系，属导向。为了使推件装置推出平稳采用3根推杆。每根推杆所承受的力为：由手册查取适合本装置的推杆规格为：222mm 由推出结构需要，推板适宜选用圆形即手册的A型。 打杆选用带肩A型打杆与推板配合以起到平稳推件作用。 其材料45钢 热处理硬度4348HRC 规格： A11【6】由凹模周界L63mm,B=60mm，与卸料板的外形尺寸，材料选为HT200,0I级精度的后侧导柱模架。技术要求按/T80501999的规定。上模座标记：6363下模座标记：63638.5.2 凸模固定板的设计因凸凹模的尺寸较大所以直接用螺钉紧固在下模座上。凸模固定板的设计:为了保证安装、固定牢靠，凸模固定板必须有一定的厚度，由经验公式【6】计算凸模固定板厚度。H=11.5D=11.5查手册【6】表7-2本模具取H=7mm，其外形尺寸应与凹模的外形尺寸一致规格为66mm61mm7mm【6】在本模具采用的弹性卸料装置中，上模座中设有推板等零件的装置和让位空间，会使的其厚度变薄，影响其抗压强度，所以应设一块垫板。其规格根据凹模外形尺寸选取66mm61mm4mm。【6】本组模具采用的是后侧导柱模座只需两对一样型号的导柱导套。本模具冲裁间隙小应按H6/h5配合，材料选用20钢热处理要求渗碳深度0.81.2mm，硬度5862HRC ，技术要求按/T80701995的规定。导柱标记： 16导套标记： 16608.7 紧固零件的设计与标准化【6】本模具采用螺钉固定，销钉定位。其具体数据如下：六角圆柱头螺钉标记：GB/T70.1 M636 螺钉标记：GB/T5782 M615 销钉标记：GB/T11.21 8m6369 冲压设备的的选用通过前面的设计知道，上模座厚度为20mm，上模垫板厚度为4mm，固定板厚度为7mm，凸模长度为22mm，凹模厚度为15mm，下模座厚度为25mm，凸模冲裁后进入凹模的深度为0.7mm。该模具的闭合高度： =模具闭合高度90mm,根据前面初选的压力机，选择JC2325型压力机，其工作台尺寸为370560mm,最大闭合高度为270mm，连杆调节长度为55mm.最终经过校核，选择JC2325型压力机能满足使用要求。其主要技术参数如下： 工称压力：250KN 滑块行程：55mm 最大闭合高度270mm 最大装模高度：250mm 连杆调节长度：55mm 工作台尺寸前后左右：360mm560mm 垫板尺寸厚度孔径：40mm210mm 模柄孔尺寸:6075mm 最大倾斜角度：30010 模具总装图由以上设计，可得到模具的总装图装配图见附图。模具上模局部主要由上模板、垫板、凸模固定板、凹模板、推件块等组成。推件方式由刚性推件装置凭借压力机的压力来完成废料的推出。下模局部由下模座、凸凹模、卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以弹簧为弹性元件。其工作过程是：条料在送进模具时由挡料销限位，导料销导向，使得条料准确定位。模具在工作时，上模局部随压力机下行，当上模局部与条料接触时，卸料板起压料作用与凹模一起作用将条料压紧随上模下行，压力机滑块继续下行冲孔凸模进入凸凹模在压力与刃口作用下完成冲裁。压力机滑块回程，上模局部跟着一起上行，在打料杆等一系列推件装置的作用下将制件推出凹模腔，冲孔废料从凸凹模型孔落下，与此同时卸料板在弹簧恢复的作用下也将条料从凸凹模上拨落下来，完成卸料，卸料装置复位。条料再送进一个步距等待下一次回程冲裁。 图8 模具装配图1 下模座 2 导柱 3卸料螺钉 4 凸凹模5 卸料板 6 活动挡料销7 凹模 8 导套 9 凸模固定板 10 连接打杆 11 上模座 12 螺钉13 打杆 14 模柄 15 推板 16 垫板 17 销钉 18 螺钉 19冲孔凸模20 推件块 21 弹簧 22 螺钉 23 销钉完毕语焊片属于形状较为简单的冲压件，分析其工艺性，并确定工艺方案。根据计算确定本制件的排样方案与冲裁力，然后选取适宜的压力机。本设计主要的设计要点是工件为外形是圆弧过渡，工件为非对称件，必须计算好压力中心使压力中心与压力机的滑块中心相重合。最后根据上面的设计绘出模具的总装图。毕业设计是大学三年学习中的最后一个实践环节，是对以前所学的知识与所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速开展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业根底课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进展了大量的实习。经过在新飞电器、中国一拖的生产实习，我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导教师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进展充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中，难免遇到了一定的困难，但在指导教师的悉心指导和自己的努力下，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位教师指正。 致 首先感本人的导师原红玲教师，她对我的仔细审阅了本文的全部容并对我的毕业设计容提出了许多建设性建议。原红玲教师渊博的知识，诚恳的为人，她我受益匪浅，在毕业设计的过程中，特别是遇到困难时，她给了我鼓励和帮助，在这里我向她表示真诚的感！感母校机电高等专科学校的辛勤培育之恩！感材料工程系给我提供的良好学习与实践环境，使我学到了许多新的知识，掌握了一定的操作技能。感和我在一起进展课题研究的同窗同学，和他们在一起讨论、研究使我受益非浅。最后，我非常庆幸在三年的的学习、生活中认识了很多可敬的教师和可亲的同学，并感激师友的教导和帮助！参考文献【1】建超、宝忠主编，冲压模具设计与制造。高等教育，2004年6月【2】王孝培主编，中国模具设计大典之冲压模具设计。科学技术，2003年1月【3】虞莲莲、曾正明主编，实用钢铁材料手册。机械工业，2001年2月【4】寇世瑶主编，互换性与测量技术。高等教育，2004年7月【5】炳尧，泰荣，殷振海，文森编，模具设计与制造简明手册。科学技术，1988年3月【6】高军，熹平，修大鹏主编，冲压模具标准件选用与设计指南.化学工业，2007年7月【7】薛啓翔主编，冲压模具与制造。化学工业，2004年3月【8】中国机床总公司编著，全国机床产品供货目录。机械工业，2002年6月【9】炳尧主编，模具设计与制造简明手册.科学技术，1985年6月【10】王孝培主编，冲压手册。机械工业，1988年2月28 / 28