冲压课程设计的答案

JIUJIANGUNIVERSITY课程设计题目“垫板”零件冲压工艺及模具设计院系机械与材料工程学院专业模具设计与制造姓名彭清辉年级2012级(B1252)指导教师谢玉敏2014年5月目录第一章绪论···························1第二章冲压件工艺性分析及工艺方案的确定··············32.1冲压件工艺分析························32.2冲压工艺方案的确定······················32.2.1模具结构形式的确定····················4第三章冲压工艺计算························53.1排样设计与计算························53.1.1搭边值的确定·······················53.1.2排样方案的选择······················63.2冲压力的计算·························73.2.1落料力··························73.2.2冲孔力··························73.2.3卸料力··························73.2.4推件力··························83.2.5压力机的初步选定·····················83.3压力中心的确定························83.4工作零件刃口尺寸计算·····················83.4.1间隙值的确定·······················93.4.2工作零件刃口尺寸的计算··················10第四章模具总体设计及部分零件设计················114.1工作零件的结构设计······················114.1.1凸模的结构设计·····················114.1.2凹模的结构设计·····················114.1.3凸凹模的结构设计····················124.2卸料零件的设计························134.3模架的选用··························144.4冲裁模闭合高度的校核·····················154.5定位零件的设计························154.6模柄的选用··························16第五章结束语·························17致谢参考文献···························181绪论冲压是在室温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力使其产生分离或塑性变形从而获得所需零件的一种压力加工方法。而我们把在冲压加工中将材料金属或非金属加工成零件或半成品的一种特殊工艺设备称为冲压模具俗称冲模。冲模可根据工艺性质和工序组合程度分类其中按照工艺性质可分为:冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模根据工序组合又可分为单工序模、复合模、级进模。模具作为高效率的生产工具的一种是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件具有生产效率高可实现高速大批量的生产节约原材料实现无切屑加工产品质量稳定具有良好的互换性操作简单对操作人员没有很高的技术要求利用模具批量生产的零件加工费用低所加工出的零件与制件可以一次成形不需进行再加工能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品容易实现生产的自动化的特点。设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、具使用寿命还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时必须清楚零件的加工工艺设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提新的设计思路必然带来新的模具结构。与机械加工及塑性加工的其它方法相比冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下:1冲压加工的生产效率高且操作方便易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工普通压机的行程次数为每分钟可达几十次高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。2冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度且一般不破坏冲压件的表面质量而模具的寿命一般较长所以冲压的质量稳定互换性好具有quot一模一样quot的特征。3冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件如小到钟表的秒表大到汽车纵梁、覆盖件等加上冲压时材料的冷变形硬化效应冲压的强度和刚度均较高。4冲压一般没有切屑碎料生成材料的消耗较少且不需其它加热设备因而是一种省料节能的加工方法冲压件的成本较低。但是冲压加工所使用的模具一般具有专用性有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形且模具制造的精度高技术要求高是技术密集形产品。所以只有在冲压件生产批量较大的情况下冲压加工的优点才能充分体现从而获得较好的经济效益。模具的标准化及专业化生产已得到模具行业2和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产冲模零件既具的一定的复杂性和精密性又具有一定的结构典型性。因此只有实现了冲模的标准化才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化从而降低模具的成本提高模具的质量和缩短制造周期。目前国外先进工业国家模具标准化生产程度已达7080模具厂只需设计制造工作零件大部分模具零件均从标准件厂购买使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高分工越来越细如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专化生产近年来也有较大发展除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外标准件品种也有扩展精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求主要体现在标准化程度还不高一般在40以下标准件的品种和规格较少大多数标准件厂家未形成规模化生产标准件质量也还存在较多问题。另外标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。3第二章冲压件工艺性分析2.1冲压件工艺性分析该材料形状简单只有落料和冲孔两个工序。材料为10号钢具有良好的塑性和冲压性能适合冲裁。由文献3表9-13查出冲裁件内外形所能达到的精度为IT8IT10。工件结构形状相对简单长方体形状的并且存在尖角其中还有两个大小相等直径为φ1807.00的孔，孔中心与孔中心的距离公差为0.08mm可以冲裁。将以上度与工件简图中标注的尺寸公差相比较可认为该工件的精度要求能够在冲裁加工过程中得到保证其他的尺寸标注等情况也符合冲裁的工艺要求。2.2冲压工艺方案的确定方案一:先冲孔后落料。单工序模生产。方案二:冲孔-落料复合冲压。复合模生产。方案三:冲孔-落料级进冲压。级进模生产。方案一模具结构简单制造周期短制造简单但需要两副模具成本高而生产效率低难以满足大批量生产的要求。方案三只需一副模具生产效率高操作方便精度也能满足要求但模具轮廓尺寸较大制造复杂成本较高。方案二也只需一副模具制件精度和生产效率都较高且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高板料的定位精度比方案三低模具轮廓尺寸较小制造比方案三简单。4通过对上述三种方案的分析比较该工件的冲压生产采用方案二为佳。2.2.1模具结构形式的确定正装式复合模适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件还可以冲制孔边距较小的冲裁件。倒装式复合模不宜冲制孔边距较小的冲裁件但倒装式复合模结构简单又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件卸件可靠便于操作并为机械化出件提供了有利条件所以应用十分广泛。根据零件分析制件的精度要求较低孔边距较大为提高经济效益和简化模具结构适宜采用倒装复合模产。根据以上分析确定该制件的生产采用倒装式复合模具生产。5第三章零件工艺计算3.1排样设计与计算冲裁件在条料上的布置方法称为排样。排样设计包括选择排样方法、确定搭边值、计算条料宽度和送料步距计算材料利用率画排样图。3.1.1搭边值的确定搭边的作用是补偿定位误差保持条料有一定的刚度以保证零件质量和送料方便。搭边过大浪费材料。搭边过小冲裁时容易翘曲或被拉断不仅会增大冲件毛刺有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口降低模具寿命。或影响送料工作。根据零件形状查《冲压模具设计与制造》表2.5.2可知:工件之间搭边值a=2.0mm工件与侧边之间搭边值a=12.2mm。3.1.2排样方案的选择根据对所给零件的分析综合各方面因素权衡利弊采用直排有废料排样方式这样可以保证冲件质量提高模具寿命。可以补偿送料误差以保证冲出合格工件保持条料刚度利于送料避免废料丝进入模具间隙损坏模具。根据直排的排样方式可以将排样分为横排和竖排。图3-1竖排排样图6(1).计算冲压件的毛坯面积:A=(8864)-2×3.14×82mm=5230.082mm3-1(2).条料宽度:B=(L+2a)0=(88+22.2)016.0=92.4016.0mm(3-2)(3).进距:h=(64+2)mm=66mm(3-3)(4).一个进距的材料利用率:%100BhnA=84.05%(3-4)横排排样图如图3-2所示:图3-2横排排样图(1).计算冲压件的毛坯面积:A=2814.326488(=5230.08mm(3-5)(2).条料宽度:B=（L+2a）0=(88+22.2)016.0=92.4016.0mm(3-6)(3).步距:h=88+2mm=90mm(3-7)(4).一个步距的材料利用率:%100BhnA=83.28%(3-8)7通过两种方案的比较方案一的材料利用率比方案二的材料利用率高所以我们选择第一种竖排排样方案。3.2冲裁力的计算用平刃冲裁时其冲裁力F一般按下式计算:F=KLbt(3-9)式中:F-冲裁力L-冲裁周边长度t-材料厚度b-材料抗剪强度K-系数系数K是考虑到实际生产中模具间隙值的波动和不均匀刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数。3.2.1落料力:F1=btL1=(2803752)N=2.1510(3-10)3.2.2冲孔力:btLF22=(55.242375)=3.8410N(3-11)3.2.3落料时的卸料力:1FKFx(3-12)查表取TK=0.55,故FNN451005.1101.205.03.2.4冲孔时的推件力:2FnKFTT(3-13)查表取TK=0.55,故TF1.5NN44101.3108.355.0总压力:TZFFFFF2221=3.6N510(3-14)83.2.5冲压设备的初步选定根据总压力NFZ5106.3,查《冲压模具课程设计指导与范例》表9-9可选用:开式双柱可倾压力机JC23-35公称压力:350KN滑块行程:80mm最大闭合高度:280mm工作台尺寸:380mm610mm(前后左右)滑块中心到床身距离/mm:205mm模柄孔尺寸:Ф50mm70mm(直径孔深)3.3冲裁压力中心的确定(1)按比例画出零件的轮廓形状并确定坐标系标注如图3-3所示(2)分别看坐标轴x,y(3)计算出该冲裁件的压力中心:因为该工件是一个对称工件故其压力中心为工件的中心。综上所述冲裁件的压力中心坐标为(44，32)。3.4工作零件刃口尺寸计算3.4.1间隙值的确定由《冲压模具设计与制造》表2.3.3可得:间隙值minZ=0.246,maxZ=0.360mm3.4.2凸凹模刃口尺寸的计算.加工方法的确定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。因该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。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算。(2).