托架模具设计任务书

1目录一.制件的公艺性分析………………………………………………………3二.冲压工艺方案的制定……………………………………………….…..5三.模具结构形式的论证及确定………………………………………...…6四.排样图设计及材料利用率的计算………………………………….……6无.模具工作零件刃口尺寸及公差的计算…………………………….…..7六.工序压力计算及压力中心确定………………………………………..9七.冲压设备的选择及校核………………………………………………..10八．模具零件的选用、设计及必要的计算…………….…………………10九.模具使用说明书及维护方式…………………………………………..14十.模具装配图……………………………………………………………..16十一.设计心得……………………………………………………….…..18十二.参考文献……………………………………………………….…….192项目设计任务书一．设计（论文）的原始资料及依据工件名称：托架材料：20钢料厚：1.5mm批量：8万件二.设计（论文）主要内容及要求设计具有典型结构的复合模具，要求学生独立完成模具装配图一张，全套工作零件，零件加工工艺过程卡片一张，设计计算说明书一份。三.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求设计说明书内容：1.封面、目录2.任务书及产品图3.制件的公艺性分析4.冲压工艺方案的制定5.模具结构形式的论证及确定6.排样图设计及材料利用率的计算37.模具工作零件刃口尺寸及公差的计算8.工序压力计算及压力中心确定9.冲压设备的选择及校核10．模具零件的选用、设计及必要的计算11.其它需要说明的问题和发展方向等12.设计心得13.附工艺卡片14.附主要参考资料（文献）。四.时间进度安排；顺序阶段日期计划完成内容备注12-3分析冲压零件工艺性，确定冲压工艺方案。24-5确定毛坯形状、尺寸和下料方式。36-7确定冲压模具类型及结构形式。48-10进行工艺计算。选择压力机，绘制模具草图611项目报告会712-13编写设计说明书816绘制模具总装图及零件图，设计总结及答辩，编写设计说明书4托架模具设计一、制件的工艺性分析1、托架件的弯曲工艺分析（1）由托架件的图纸可以看出此件的形状完全对称，弯曲半径左右一致，可以很好的防止弯曲变形时坯料受力不均匀而产生偏移，故适合弯曲成型。（2）查书《冲压工艺与模具设计》表1.4.1知，20号钢适合弯曲成型。（3）弯边高度取值h1＞r+2t1.5＜1.5+2×1.5=4.5所以φ=5mm的半径孔距离宽为25的弯边的弯边高度不适合弯曲，所以应先弯曲然后再冲φ=5mm的孔；对于孔φ=10mm，h2＞r+2t，7.5＞1.5+2×1.5=4.5，故此边可以先冲孔再弯曲。（4）毛坯尺寸计算查《冲压工艺与模具设计》表3.3.3，由r/t=1.0得x=0.42，再由公式180iiiiLlrxt计算出毛坯尺寸。其中L为弯曲件毛坯尺寸总长度，mm；il为各段直线部分长度，mm；为各段圆弧部分弯曲中心角度；ir为各段圆弧部分弯曲半径，mm；ix为各段圆弧部分中性层位移系数。463690(301.5)2(253)(2.51.5)2(1.50.421.5)2103.691042180L毛坯展开图如下：52托架冲孔和落料的工艺性分析（1）、由本图冲压件提供的材料为20钢，查《冲压工艺与模具设计》表1.4.1可知20钢材料抗剪强度τ=220～310Mpa，抗拉强度σb=280～390Mpa，已退火，屈服强度σb=180Mpa，为常用冲压成型的材料，故可知20钢适合冲压工艺材料的需要。（2）、此冲压件的形状简单、规则，厚度t=1.5mm，适合冲压生产，可以有利于材料的合理利用，节约材料。而冲压工艺的冲裁工序合理布置可提高生产效率，提高模具寿命，降低成本。（3）、在冲压过程中应尽量避免冲裁件上过于窄长的凸出悬臂和凹槽，否则会降低磨具的寿命和冲裁件的质量，由所提供冲裁件托架的尺寸和形状知无过长凸出悬臂和凹槽，故适合冲压生产的要求。（4）、此冲裁件托架的内孔直径为5mm≥1.5t，故冲裁的尺寸完全符合冲压生产材料的性能、凸模强度和磨具结构。（5）、零件有孔间距和边缘之间的距离，不受模具强度和零件质量的制约，所以适合冲裁。精度和粗糙度（6）、冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料公差等级低于IT9级，由图样冲压件托架的尺寸和公差要求，对于t=1.5mm的托架冲压生产完全可以达到所需产品的精度要求，故可使用冲压生产。（7）、粗糙度影响零件的外观和质量，在冲裁过程中断面、粗糙度及毛刺程度因素有关，对于本冲压件t=1.5mm的金属材料，Rmax≤0.05可达到冲压件实际尺寸的要求和公差等级的要求。(8)、在生产过程中应尽量采用最简单快捷、省材料的方法生产，由此冲压件托板的基本形状、尺寸可知此适合冲压生产，但在冲压生产中冲裁件的内外形转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡以便于模具加工，减少处理开裂。减少冲裁时尖角处的崩刀和尖角处的摩擦而引起的冲件尺寸要求的变化。二、冲压工艺方案的制定1、工艺类型分析对于一般冲裁件，通常考虑外形采用落料、内形采用冲孔，为保证模具强度和不是孔变形，一般采用两次或者多次工序，当冲件形状复杂或者尺寸较薄弱时通常可将冲件的外形分步冲出，故采用先落料、后冲孔的工艺类型以保证内孔尺寸和外形的尺寸质量。故综合上述工艺类型为①落料②冲孔③弯曲三种类型。62、冲压次数分析冲裁件，工艺类型为①落料②冲孔③弯曲。可以分为单工序次数为4次，也可以为复合工序1次加单工序2次或两道复合工序。3、冲压顺序a：①先落料后冲孔后弯曲②先冲孔后落料后弯曲；b：①先冲孔后落料②采用定距刃切边控制送料进距，之后单独弯曲再冲孔4、冲压工序的组合方式根据制件工艺性分析，可用以下3种工艺方案：方案（1）：弯曲-落料-冲孔，采用单工序模生产。方案（2）：弯曲-落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案（3）：弯曲-落料-冲孔连续冲压，采用级进模生产。5、冲压工艺方案的分析与比较方案（1）属于单工序冲压，模具结构简单。但需三道工序三套模具（即弯曲模、落料模、冲孔模），生产效率低，难以满足该制件的批量生产要求。方案（3）只需一套模具，生产效率高，但模具结构复杂且尺寸大，精度不是太高，而且模具制造困难。方案（2）也只需一套模具，在冲床的一次行程中，同一工位上完成这三种冲压工序，使产品一次成型，节省制造成本，生产效率高，精度比级进模高且结构尺寸不是很大。尽管模具结构较方案（1）复杂，但由于制件的几何形状对称，模具制造并不困难。另外，考虑到制件板料容易窜动，为保证制件精度，采用先弯曲、后落料、再冲孔的复合冲裁方法，选择方案（2）。三、模具结构形式的论证及确定根据任务书的设计要求，成产批量为大批量生产，因此尽量考虑将几道工序组合在一起的工序集中方案，采用一副模具可以完成多道冲压工序的复合模或级进模结构。根据图示零件的结构特点，在大批量生产时，可以把弯曲、落料、冲孔三个工序合并成一道工序，用一副复合模具冲压完成。级进模的连续冲压也可以完成弯曲、落料、冲孔等三个工序的组合加工，但是工位数越多，可能产生的累积误差越大，因而对模具的制造精度和维修提出了较高的要求。综上所述，采用复合模具最符合该零件的生产要求。四、排样图设计及材料利用率的计算1、排样设计根据零件加工要求，同事考虑到减少废料的量，综合考虑，才用少废料排样法，排样图示如上。该种方案条料宽度小，同时也减少了模具宽度，同时减少了条料的浪7费，增加了材料的利用率。根据《冲压工艺与模具设计》表2.5.2查得搭边值：11.8a，2.0a、105.8smm。2、材料利用率计算由于零件倒角较小可以将其视为直角边，减少计算量，根据上述搭边值可得材料利用率为2201043052.5100%100%84%105.834SS五、模具工作零件刃口尺寸及公差的计算由零件图可知，该零件属于无特殊要求的一般冲裁件。外形尺寸10430由落料获得，10、25及尺寸36由冲孔同时获得。查《冲压工艺与模具设计》表2.,2.4，minmax20.21,20.25cc。由于零件图没有标注尺寸公差，则取孔公差为12IT级公差为0.12，查表2.3.1系数0.75x；外形为公差为1.0，取0.5x。设凸模、凹模分别按6IT和7IT级加工制造，则1、冲孔0.120100001min10.0080.008()(100.750.12)10.09ppddxmmmm0.0120.01211min000(2)(10.090.21)10.3ddpddcmmmm0.12050002min20.0080.008()(50.750.12)5.09ppddxmmmm0.0120.01222min000(2)(5.090.21)5.3ddpddcmmmm8校核：maxmin22pdcc0.0080.0120.020.250.210.04，故满足间隙公差条件。2、落料1040.50.0250.0251max1000()(1040.51)103.5ddDDxmmmm00011min0.0160.016(2)(103.50.21)103.29ppdDDcmmmm300.50.0250.0252max2000()(300.51)29.5ddDDxmmmm00022min0.0160.016(2)(29.50.21)29.29ppdDDcmmmm校核：maxmin22pdcc0.0160.0250.0410.04由此可知，只有缩小p、d，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取：maxmin0.4(22)0.40.020.008pccmmmmmaxmin0.6(22)0.60.020.012dccmmmm故：0.01210103.5dDmm0.0122029.5dDmm010.008103.29pDmm020.00829.29pDmm3、孔距尺寸(360.5)min(0.5)0.125(360.5)0.510.1251360.125dLLmmmm试中，DD——落料凹模基本尺寸，mm；pD——落料凸模基本尺寸，mm；maxD——落料件最大极限尺寸，mm；dd——冲孔凹模基本尺寸，mm；pd——冲孔凸模基本尺寸，mm；mind——冲孔件孔的最小极限尺寸，mm；DL——同一工步中凹模孔距基本尺寸，mm；minL——制件孔距最小极限尺寸，mm；——制件公差，mm；min2c——凸模、凹模最小初始双面间隙，mm；p——凸模下偏差，可按IT6选用，mm；d——凹模上偏差，可按IT7选用，mm；9x——系数六、工序压力计算和压力中心确定1、冲裁力计算根据实际冲裁情况，选用平刃冲裁模，其冲裁力pF按下式计算：11.31.5268300156780ppFKtLN21.31.51030018369ppFKtLN式中，为材料抗剪强度，MPa;L为冲裁周边总长，mm；t为材料厚度，mm；系数pK一般去1.3。影响卸料力、推料力和顶件力的因素很多，要精确地计算是困难的。在实际生产中长采用经验公式计算：卸料力：0.041567806271.2QpFKFNN推料力：1110.051567807839QpFnKFNN顶件力：220.061567809406.8QPFKFNN式中,——冲裁力，N;K——卸料力系数，取0.04；1K——推料力系数，取0.05；2K——顶件力系数，取0.06；梗塞在凹模内的制件或废料数量，1.511.5hnt，h为直刃口部分的高，m