限位板模具设计说明书

南昌航空大学飞制专业专业课程设计题目：垫圈冲压工艺及正装复合模设计专业班级08姓名起止日期2010.12.20至2011.01.16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08学号姓名题目：限位板冲压工艺及冲孔落料连续模设计图纸：设计资料（数据）及要求：1、图纸2、材料3、批量4、公差均见图示备注：板厚为1.2mm.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2010.12.20至2011.01.16指导教师（签名）目录1设计任务书.................................................12冲压件工艺性分析...........................................23冲压工艺方案的确定.........................................44主要设计计算...............................................64.1排样方式的确定及其计算..................................64.2冲压力的计算............................................84.3压力中心的确定及相关计算................................94.4工作零件刃口尺寸计算...................................105模具总体设计..............................................115.1模具类型的选择........................................115.2定位方式的选择.........................................115.3卸料、出件方式的选择...................................125.4导向方式的选择.........................................126主要零部件设计...........................................126.1工作零件的结构设计....................................136.2定位零件的设计.........................................156.3导料板的设计...........................................176.4卸料部件的设计.........................................196.5模架及其它零部件设计..................................217模具装配与总装图..........................................238冲压设备的选定...........................................259冲压工艺卡...............................................28参考文献.....................................................33设计总结及体会...............................................341、设计任务书题目：限位板冲压工艺及冲孔落料连续模设计图纸：设计资料（数据）及要求：1、图纸2、材料3、批量4、公差均见图示备注：板厚为1.2mm.设计要求：5、绘制钣金零件图；6、编制钣金工艺规程；7、绘制模具总装图和非标准零件图；8、编写设计计算说明书。起止日期2010.12.20至2011.01.162、冲压件工艺性分析（一）零件工艺性分析工件为图1所示的落料冲孔件，材料为Q235，料厚t=1.2mm生产批量为大批量。工艺性分析内容如下：1.材料分析Q235为优质碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。2.结构分析零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中有一孔，经计算孔距零件外形之间的最小孔边距为7mm，满足冲裁件最小孔边距lmin≥1.5t=2.25mm的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。3.精度分析：零件上未标注尺寸公差,均按IT14精度等级加工。由以上分析可知，该零件可以用连续冲裁的加工方法制得。3.冲裁工艺方案的确定零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。分析各工序有：方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两道工序、两副模具，成本高而生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二制造精度和生产效率较高，但是定位精度低于方案三。方案三只需要一套模具，提高了生产率，有利于实现生产的自动化，模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，但是模具使用寿命长，有利于大批量生产。通过对上述三种方案的综合比较，选用方案三为该工件的冲压生产方案。4主要设计计算4.1排样、确定步距、计算条料宽度及材料利用率，导料板间距分析零件形状，采用直对排的排样方式，如图1所示。根据零件形状及厚度，确定搭边值。查表2-11得，两工件间按矩形取搭边值b=1.8mm，侧边也按矩形取搭边值a=2mm。级进模送料步距S=（2R+B）×2=(2×22+1.8)=91.6mm条料宽度B按相应的公式计算，B=（D+2a）0-△查表2-13得△=0.6，则取B=（90+2×2）0-0.6=940-0.6画出排样图，如图1所示。图1冲裁零件排样图该冲裁模采用有测压装置的导料板，按公式计算B0=B+Z，查表2-12得Zmin=5,则B0=94+5=99mm4.2冲压力的计算模具采用弹性卸料装置和下出料方式，则总冲压力为F0=F+F推+F卸F=F落+F冲式中F推——推件力F卸——卸料力F落——落料时的冲裁力F冲——冲孔时的冲裁力冲裁力：由表查出τ=304～373MPa，取τ=345MPa。L落=π×22+2×（53-18-4）+π×4+π×18+2×（22+4）=252.16mmL冲=π×30=94.2mmF落=KL落tτ=1.3×252.16×1.2×345=135.71kNF冲=KL冲tτ=1.3×94.2×1.2×345=50.7kNF=F落+F冲=135.71+50.7=186.41kN推件力：由表2-3得系数K推=0.055，n=h/t=6/1.2=5F推=nK推F=5×0.055×186.41=51.26kN卸料力：由表2-3得K卸=0.04～0.05，取0.04，则F卸=K卸F=0.04×186.41=7.46kN总冲压力：F0=F+F推+F卸=186.41+51.26+7.46=245.13kN4.3压力中心的确定及相关计算计算压力中心，应先画出凹模型口图，如图5所示。在图中将xOy坐标系建立在如图所示的位置上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1～L9基本线，每条线都要计算出线总长度、力的作用点到x轴的距离及到y轴的距离。L1、L3、L4、L6、L7是圆弧，其力在x方向的作用点可从有关手册中查出，位于距圆心RS/b处,其中R为半径，S为弦长，b为弧长；L2、L5、L9是直线，力的作用点位于直线中间；L9由1个￠30mm的圆组成，力的作用点位于￠30mm的圆心。有关数据计算结果列于下表中。图5代入压力中心计算公式求得该模具的压力中心点(X0，Y0)的坐标X落=(L1x1+L2x2+…+L10x10)/(L1+L2+…+L10)=0mmY落=(L1y1+L2y2+…+L10y10)/(L1+L2+…+L10)=21.51mmY冲=91.6mmX冲=44mmX0=F冲Y冲/(F冲+F落)=24.91mmY0=(F落Y落+F冲Y冲)/(F冲+F落)=27.63mm落料压力中心数据表基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值XYL1=69.08058.01L2=312228.5L3=6.2823.719.4L4=28.2631.730L5=520-9L6=28.26-31.730L7=6.28-23.719.4L8=31-2228.5合计252.16021.51冲孔压力中心数据表L9=94.291.644合计94.291.644模具总压力中心数据表合计346.3624.9127.634.4冲模刃口尺寸及公差的计算由于零件未要求公差，故零件尺寸精度均按IT14级处理。Q235为软料，查表2-9得冲裁模初始双边间隙Zmin=0.126,Zmax=0.18。查设计手册(表2-8)得磨损系数x=0.5，△为公差落料类：磨损后尺寸表大Dd=(Dmax-x△)+δ冲孔类：磨损后尺寸表小Dd=(Dmin+x△)-δδ=0.25△冲模刃口尺寸及公差的计算尺寸、公差及分类代入公式计算凹模尺寸标注凸模尺寸标注落料A类R220-0.52Dd=(22-0.5×0.52)00.25×0.5221.74+0.13凸模尺寸按凹模刃口实际尺寸配制，保证双边间隙0.126～0.18mm180-0.43Dd=(18-0.5×0.43)00.25×0.4317.79+0.11530-0.74Dd=(53-0.5×0.74)00.25×0.7452.63+0.19落料B类R40-0,3Dd=(4+0.5×0.3)0-0.25×0.3凹模尺寸按凸模刃口实际尺寸配制，保证双边间隙0.126～0.18mm4.15-0.075冲孔类￠300+0.52Dd=(30+0.5×0.52)0-0.25×0.5230.26-0.13