模具课程设计冲孔落料连续模.doc

冲压工艺学学习报告题 目： 落料冲孔连续模报告 学 院： 机械工程学院 专业年级： 工业工程12级 姓 名： 谢 兵 班级学号： 工程12-01-08 指导教师： 伦 凤 艳 二一五 年 十 月 九 日 目录模具设计说明 2 1.冲压件工艺性分析 2 2.冲压工艺方案的确定 3 3.主要设计计算 3 4. 模具总体设计 6 5. 主要零部件设计 66模具总装图 107冲压设备的选定 108、模具的装配 11主要参考文献： 13 学习小结 14模具设计说明题目：落料冲孔连续模报告任务描述：工件名称：冲孔落料件工件简图：如下图 生产批量：中批量生产材料：Q235A材料厚度：2mm零件公差：IT13展开板金件，设计一副冲孔、落料连续模。为弯曲模准备毛坯。图1 工件图1.冲压件工艺性分析（1）冲裁件结构形状分析该冲裁件结构简单，从图中不难看出，此工件只有冲孔和落料两个工序。其外形为规则形，内部有两个小孔和一个方孔，结构较为简单适合冲裁。（2）尺寸制件图给出的外形为规则形，其尺寸为50*70，两个内孔直径为8mm和一个10*15mm的方孔，其尺寸如图1所示，制件厚度为2mm。属于中等尺寸的冲裁件。（3）尺寸精度从图1可知，该制件的公差等级为IT13级，用冲裁加工可以达到该精度要求。其余尺寸为自由公差，精度要求不高，所以均按IT14级确定制件公差。（4）表面粗糙度该制件的厚度为2，查表可知表面表面粗糙度为6.3m。冲裁件内、外形可到达的经济精度为0.16mm和0.23mm，两孔中心距公差为0.12mm，孔中心与边缘距离尺寸公差为0.6mm。2.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：落料和冲孔复合冲压。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，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高，完全能满足工件技术要求。所以经过比较和根据任务要求，采用方案三最为合适。3.主要设计计算 （1）排样方式的确定以及计算设计级进模，先要设计条料排样图。工件图可视为一矩形中间冲孔，直排材料利用率最高。如图一所示的排样方法，可减少废料。第一次冲裁使用活动挡料销，然后第二次可用固定挡料销。因为宽度L=70mm，取搭边a=3.0mm， a2=2.0mm，条料宽度为B=L+2a=76mm，步距为S=52mm，一个步距的材料利用率为77.4% 。 图2 （2）压力中心的确定及相关计算 图a 图3 图b 图a：因为制件对称，压力中心一定在对称轴Y上，及x=0，由机械原理可以计算出，y=34.53mm。图b的压力中心为（39.31,34.57）。（3）冲压力的计算：用平刃口模冲裁时，其冲裁力一般按下式计算： F=LtbQ235-A的抗拉强度b为370500 MPa，取b=440 MPa。所以F=Ltb=338153.6N=338.15KN推件力：FT=nKTF=16.9N选择冲床总压力F=F+FT=355.05N，查压力机规格表，根据总压力初选压力机为J23-40。卸载力、推件力和顶件力系数如下：表一料厚K（卸）K（推）K（顶）钢6.50.0150.040.250.03铝，铝合金0.030.080.030.07纯铜，黄铜0.020.060.030.09（4）工作零件刃口尺寸计算 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。这个模具采用级进模，冲孔的圆孔和方孔是简单规则形状的制件，因冲裁此类的制件的凸凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。对于落料模，由于冲制复杂形状制件的冲压模具，所以采用凸模与凹模配置的加工方法，使设计与制造变得方便。 图4工件精度为IT13，=0.54，磨损系数x=0.8查表得冲裁双面间隙Zmax=0.16， Zmin=0.10 ，校核满足p+dZmaxZmin以凸模为基准件，根据凸模磨损后的尺寸变化情况，将零件图中各尺寸为别为：第一类（A）尺寸：50-0.39mm、27-0.33mm、23-0.33mm、8-0.22mm、15-0.27mm、10-0.22mm第二类（B）尺寸：20+0.33mm第三类（C）尺寸：300.33mm、60.18mm冲孔时，凹模按凸模配加工凸模尺寸计算，凸模刃口尺寸计算如下： 8p=(8+0.50.22)-0.2240=8.11-0.0550 15p=(15+0.50.27)-0.2740=15.14-0.0680 10p=(10+0.50.22)-0.2240=10.11-0.0550落料时，凹模按凸模配加工凸模尺寸配制， 50p=(50+0.50.39)-0.3940=50.20-0.0980 27p=(27+0.50.33)-0.3340=27.17-0.0830 23p=(23+0.50.33)-0.3340=23.17-0.0830 20p=(20-0.50.33)0+0.334=19.840+0.0684. 模具总体设计（1）模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。（2）定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可由活动挡料销定距。（3）卸料，出件方式的选择 因为工件料厚2m，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用固定卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。（4）导向方式选择为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。 5. 主要零部件设计 （1）主要零件的结构设计圆孔冲孔凸模 因为所冲的孔为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用带凸缘凸模，加工简单，便于装备与更换。圆孔冲孔凸模结构如下图所示。图5 圆孔冲孔凸模 图6 方孔冲孔凸模 图7 落料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，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。总长L可按公式计算： L=+h=14.4+14+1+20.6=50mm 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，安排凹模具在模架上的位置时。要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄范围内。其轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度H=kb=0.370=21mm，取H=25mm 凹模轮廓尺寸为13015025mm 对于多工位的级进模凹模可以按下表表1-23选取凹模尺寸，计算后按近似值选取标准凹模。所以取C为42。表2 凹模一般都是采用螺钉、销钉定位和固定的。因此，螺钉孔和销钉孔之间的距离，螺钉孔和销钉孔距凹模边缘及刃口的距离不能太近，否则会影响模具的使用寿命。孔距的最小值见表3。表3取A=14mm，B=16mm。 图8 固定板外形尺寸的确定：固定板外形尺寸与凹模外形尺寸一致，厚度等于25mm。（2）定位零件的设计 落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径8mm的的两个孔作为导正孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/r6配合。（3）固定挡料销和导料板的设计 由材料的厚度t=2mm，查资料可取挡料销的高度h=3mm，导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度77mm，导料板厚度取8mm，采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉固定在凹模上。导料板上有活动挡料销凹槽。（4）卸料板部件设计 a.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10mm。采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC。卸料板孔与凸模的单边间隙Z/2=(0.10.5)t,且硬材料的单边间隙取大值，故取Z/2=1mm。 b. 卸料螺钉的选用 卸料板上设置4个螺钉，公称直径为8mm，螺纹部分为M6。 （5）模架及其他零部件设计 该模具采用中间导柱模架，根据凹模周界和闭合高度，选取上下模座的规格尺寸，上模座200*160*40，下模座200*160*45，导柱分别为28*170,导套分别为28*100*38mm，上垫板厚度取10mm，固定板厚度取18mm，下模座厚度取45mm，那么该模具的闭合高度： =40+10+50+25+45-2=168mm式中：h2为凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mmL凸模长度，L=50mm H凹模厚度，H=25mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-40的最大装模高度（250 mm），可以使用。6模具总装图通过以上设计，可得如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（3个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销21作为粗定距，在落料凸模上安装2个导正销，利用条料上8mm的孔作为导正销孔导正，以此作为条料送进的精确定距。7冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱压力机J23-40能满足要求。起主要参数如下：公称压力：400kN滑块行程：80mm最大闭合高度：330mm最大装模高度：250mm连杆调节长度:60mm工作台尺寸（前后x左右）：460x700 mm垫板尺寸（厚度x直径）：65x200 mm模柄孔尺寸：50x91 mm最大倾斜角度：30度 8、模具的装配 根据倒装复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装上模，再装下模，并调整间隙，试冲，返修。具体的情况见表四所示。表4序号工序工艺说明1凹凸模预装1）装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度，形状。2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不适合的应重新修磨或更换。2凸模装配以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并牢固。3装配上模1）在上模座上划中心线，按中心线预装凹模、垫板、凸模固定板2）在上模座上，用已经加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔、攻丝3）将上模座、垫板、凸模固定板、凹模装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉4装配下模1）在凹模中放入0.12mm的纸片，然后将凸凹模与固定板组合装入凹模，将上模翻转2）预装下模，划出与凸凹模固定板相应的螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、销孔3）用螺钉将固定板组合、垫板、下模座连接在一起，但不要拧紧4）将卸料板套装在已装入固定板的凸凹模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的预压缩量，使卸料板高出凸凹模下端约12mm5）复查凸凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉6）切纸检查，合适后打入销钉5试冲与调整装机试冲，并根据试冲结果作相应调整图9模具总装图1.弹簧 2.螺钉 3.下模座 4. 导柱 5.凹模 6始用挡料销 7.定位销 8.螺钉 9.导正销 10.导套 11. 凸模固定板 12.凸模垫板 13.上模座 14. 螺钉15.模柄 16. 螺钉17. 螺钉18.凸模 19. 螺钉 20.固定卸料板 21.托料板 学习小结通过这样学期对冲压工艺学的学习，本来是进行基本知识考试的，但是由于不能按时参加考试，所有只能回学校后在做此报告来作为考察，也谢谢伦师给了我这次机会，让我初步了解模具设计的基本步骤。这几周的学习，从模具的基本冲裁，弯曲，拉深，到胀形与翻边，板料的冲压成形性能与成形极限，最后学到了冲模的机构与设计。在课堂上，老师也提出各种问题，让同学们踊跃的回答，这样既带动了课堂气氛，也让我们马上学马上用到。在本书中，主要学习了冲裁模具，这是一种实用简单的模具，但是在以后的工作中会很快的入手。所有，在课堂上我也认真的听讲，积极的回答问题。从刚开始的什么都不懂，到慢慢的对模具有一点认识，后来在老师的讲解下，基本上掌握了简单冲裁，拉深，弯曲，翻边胀形的工作过程和原理。通过本次的冲压模具设计，让我对这门课有了重新的认识。让我学到了不同与课堂的新东西，增加了直接的动手能力。我相信，在以后的工作中能够努力的学习，在这次选修这门课的基础上，基于我现在所懂的，一定会对模具设计，及其它的机构和以后的运用有进一步的提升。虽然我计的模具不一定好，但是，我觉得通过不断努力，我可以设计一套实用的好模具！ 这次的报告也让我巩固了之前学习的基本知识，办公室软件的应用，收获颇丰！ 主要参考文献：1. 公差配合与技术测量，陈于萍，机械工业出版社2. 机械制图,刘少年主编，机械工业出版社3. 机械制造基础，胡大超，高等教育出版社4. 金属材料与热处理，赵先仲，机械工业出版社5. 机械加工工艺基础，司乃钧，机械工业出版社6. 机械制造技术，李华，高等教育出版社7. 冲压与成型设备，孙凤勤主编，高等教育出版社8. 模具制造工艺学，郭铁良，机械工业出版社9. 冲压模具设计与制造，刘建超、张宝忠主编，高等教育出版社10. 数控机床加工工艺与设备，赵长明，机械工业出版社