模具课程设计冲孔落料连续模

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Ｏ一五年十月九日北华大学机械工程学院学习报告-1-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..............................................................................................................-5-5.主要零部件设计............................................................................................................-5-6．模具总装图.....................................................................................................................-9-7．冲压设备的选定.............................................................................................................-9-8、模具的装配.....................................................................................................................-9-主要参考文献：.................................................................................................................-12-学习小结.............................................................................................................................-12-北华大学机械工程学院学习报告-2-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Ｒａ为6.3μm。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，孔中北华大学机械工程学院学习报告-3-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北华大学机械工程学院学习报告-4-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=LtσbQ235-A的抗拉强度σb为370～500MPa，取σb=440MPa。所以F=Ltσb=338153.6N=338.15KN推件力：FT=nKTF=16.9N选择冲床总压力FΣ=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=10.06~0.090.10.140.1~0.50.04~0.700650.080.5~2.50.025~0.060.050.062.5~6.50.02~0.050.0450.056.50.015~0.040.250.03铝，铝合金0.03~0.080.03~0.07纯铜，黄铜0.02~0.060.03~0.09（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北华大学机械工程学院学习报告-5-工件精度为IT13，Δ=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δp+δd≤﹙Zmax－Zmin﹚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：30±0.33mm、6±0.18mm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+0.5×0.22)−0.2240=8.11−0.055015p=(15+0.5×0.27)−0.2740=15.14−0.068010p=(10+0.5×0.22)−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+0.5×0.39)−0.3940=50.20−0.098027p=(27+0.5×0.33)−0.3340=27.17−0.083023p=(23+0.5×0.33)−0.3340=23.17−0.083020p=(20−0.5×0.33)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。北华大学机械工程学院学习报告-6-图5圆孔冲孔凸模图6方孔冲孔凸模图7落料凸模北华大学机械工程学院学习报告-7-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=21hthh工+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=0.3×70=21mm，取H=25mm凹模轮廓尺寸为13015025mm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。北华大学机械工程学院学习报告-8-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=(0.1~0.5)t,且硬材料的单边间隙取大值，故取Z/2=1mm。北华大学机械工程学院学习报告-9-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：