垫板模具设计说明书

11序言零件冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计又是实现工艺过程的可靠保证，若冲压工艺有所改动，往往会造成模具的反工，甚至报废，冲裁同样的零件，通常可以采用几种不同的方法。工艺过程上的设计核心就是依据技术上得先进、经济上得合理、生产上的高效、使用上的安全可靠原则，使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下达到最佳的技术效果和经济效益。设计冲压的工艺过程要从分析产品的零件图入手，分析零件图包括技术和经济两个方面：第一、冲压加工方法的经济性分析冲压加工方法是一种先进的工艺方法，因其生产效率高、材料利用率高以及操作简单等一系列优点而广泛应用。由于模具费用高，生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性作用。批量越大，冲压加工单件成本就越低，批量越小，冲压加工单件成本越高，这时采用其它方法制作该零件可能会更经济。第二、冲压件的工艺性分析冲压件工艺性分析是指该零件在冲压加工中的难易程度，在技术方面，主要分析该零件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺要求。良好的工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单、寿命长、产品质量稳定、操作简单、方便等。不论冲压件的几何形状和尺寸大小如何，其生产过程一般都是从原材料切料开始，经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序加工出图纸所需要的零件。对一些组合冲压件或精度较高的冲压件，还需经过切削、焊接或铆接等加工才能完成。本设计是一个冲裁件，各种要求和尺寸如下图1-1所示：2图1-1零件图零件名称垫板图号材料料厚生产批量0.5大批量第1章零件工艺分析1.1材料根据设计要求，本次设计的零件材料为A3即Q235，Q代表的是这种材质的屈服度，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235MPa左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。1.2结构形状1、该冲裁件结构对称、简单，由圆弧组成，无悬臂。2、圆孔直径D0.35t，符合要求。3、孔间距与孔边距C2t,在模具强度和冲裁件质量的限制范围之内。1.3冲裁件的精度与表面粗糙度冲裁件的精度一般分为精密级和经济级两类。精密级是指冲压工艺在技术上所允许的最高精度；而经济级是指模具达到最大磨损时，其所完成的冲压加工技术上可以实现而在经济上最合理的精度。为降低冲压成本，获得最佳的技术经济效果，在不影响冲裁件的使用要求前提下，应尽可能的采用经济精度。由于该零件图上没有标注公差，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸3的公差。根据参考文献【2】第33页表3-2查得各项尺寸公差为：00.5229、0.304.5、0.25023R。冲裁件表面粗糙度为3.2Ram。第2章冲裁工艺方案的拟定在工艺分析的基础上拟定出可能的冲裁方案，如下：1、落料-冲孔单件复合冲压；2、落料-冲孔组合工序冲压；3、先落料，再冲孔，采用单工序模分两次加工。方案一：采用复合模生产，在一副模具中同时完成两个或两个以上的工序。且精度比单工序模要高、效率高等，但模具成本高、结构复杂、安全性较差。方案二：采用级进模生产，在压力机一次行程中，在模具的不同位置上同时完成数道冲压工序。特点是生产效率高，便于实现自动化生产。但模具成本高，机构复杂，多用于生产批量大的制件。方案三：采用单工序模生产，模具结构简单，但要两副模具，成本高且生产效率低。并且工件积累误差大，操作不方便。由于本次工件是大批量生产，所以方案一和方案二更有优势。同时根据工件的特点，其形状简单，尺寸较小，料比较薄等方面因素，进行全面性的研究，比较得出其综合经济效果较高的为方案二，所以本次设计采用方案二，级进模生产。第3章模具设计计算3.1排样计算根据确定的冲裁件工艺方案和模具类型，考虑到工件的结构特点，排样方案设计为少废料单排。如下图3-1所示：由参考文献【2】第17页表2.26查得1.2amm、11.0amm，3Zmm，y=0.2mm根据要求，此次设计采用有侧刃定距装置，参考文献【1】第54页3-21、3-22、3-23有：4条料宽度00'0'max1max121.50.75BLanbLanbaa0000.520.52291.51.221.533.8B导料板之间的距离'max11.5BBZLanbZ'33.8336.8Bmm'1max1.5BLay'1291.80.231Bmm进距等于步距有29130hmm图3-1排样图材料利用率100%ABS则：633.4882100%62.5%3033.8该工件的材料利用率为62.5%。3.2计算冲压力本次设计模具采用弹性卸料和下出料方式：1、冲裁力由参考文献【1】第56页3-24、3-25有：5bFKLt为了方便计算可取材料的0.8bb故而冲裁力可表示为：bFLt其中432461bMPa（参考文献【3】表8-1）在这里取460bMPa。有：冲孔力14.520.5460=6499.8FN落料力239.54238.80320.5460=22238.7NF所以冲裁力为1228738.5FFFN2、卸料力、推料力由参考文献【1】第56页3-26、3-27、表3-11得：卸料力为XXFKF推料力为TTFnKF由表3-11查得：0.05XK、0.063TK,文献【3】表2-23查得4hmm、480.5n带人上述公式：0.0528738.51436.925XFN80.06323738.511964.204TFN则最大压力：28738.51436.92511964.20442139.66542140ZXTFFFFNN3.3确定压力中心如图3-2，根据图形分析，因为工件图形对称，故落料时落F的压力中心在1O上；冲孔6时F孔的压力中心在2O上。图3-2压力中心示意图设冲模压力中心离1O点的距离为x，根据力矩平衡原理得：30FxxF孔落由此算得6.79xmm故而压力中心为（6.79,0）3.4冲模刃口尺寸及公差的计算1、落料部分对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸增大和变小，因此均属于A、B类尺寸。零件图中末注公差的尺寸由参考文献【4】表3-2查出其极限偏差：00.203R、00.5229由参考文献【1】查表3-4、表3-5、得min0.040Zmm，max0.060Zmm、5.0x，有文献【5】表3-10查得mmp020.0，mmd020.0校核间隙：pmaxmin0.0200.0200.0400.020dmmmmZZmm说明所取凸凹模公差不满足pmaxmindZZ条件，但相差不大可调整如下：7maxmin0.40.40.0200.008pZZmmmmmaxmin0.60.60.0200.012dZZmmmm根据文献【1】第46页公式得变大的尺寸4290dAAx0.520.13400290.50.5228.74变小的尺寸403mindBBx0.24000.052.80.50.22.9该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值minmax~0.040~0.060ZZmm。2、冲孔部分对冲孔0.304.5采用凸、凹模分开的加工方法由参考文献【1】查表3-4、表3-5、得min0.040Zmm，max0.060Zmm、5.0x，有文献【5】表3-10查得mmp020.0，mmd020.0校核间隙：pmaxmin0.0200.0200.0400.020dmmmmZZmm说明所取凸凹模公差不满足pmaxmindZZ条件，但相差不大可调整如下：maxmin0.40.40.0200.008pZZmmmmmaxmin0.60.60.0200.012dZZmmmm将已知和查表的数据代入文献【1】公式3-4、3-5得：冲4.5孔部分：0pxddp000.0080.0084.50.50.34.65mmdZddpd0min80.0120.012004.650.0604.71mm3.5确定各主要零件结构尺寸1、凹模外形尺寸的确定凹模厚度H的确定由文献【2】式2.16、2.17得：凹模高度HKB凹模壁厚1.52CH式中B—凹模孔的最大宽度，mm，但B不小于15mm；C—凹模壁厚，mm,指刃口至凹模外形边缘的距离；K—系数，表2.41,这里K=0.3则：0.3298.7H1.528.713.0517.4Cmm根据实际情况取1258030。2、凸模长度确定由文献【2】2.24得：123Lllll式中L—凸模总长度；1l—凸模固定板厚度；2l—卸料板厚度；3l—导尺厚度；l—附加长度，一般取1520lmm。初定：导尺厚16lmm卸料板厚212lmm凸模固定板厚318lmm有：181261854Lmm3.6模具的其它尺寸91、垫板厚度取8hmm。2、采用弹压卸料装置如下图3-3所示：图3-3弹压卸料装置其中0.10.3hHt60.10.30.55.855.953、弹簧高度取18Hmm。第4章模具的结构设计4.1模架的选择根据凹模尺寸的确定，选择对角模架，由参考文献【2】第416页有如下表4-1所示：表4-1模架的基本参数凹模尺寸125Lmm闭合高度130～150mm80Bmm上模座125×80×25导柱20×120下模座125×80×30导套20×65×23104.2模柄的设计采用压人式模柄，固定段与上模座孔采用H7/m6过渡配合，并加上骑缝销防止转动。装配后模柄轴线与上模座垂直度比旋入式模柄好，。第5章压力机的选择根据模具的闭合高度，所需的公称压力选取：此次设计所用压力机型号为J75G-30,该设备的主要技术参数如下表5-1所示：表5-1J75G-30的主要技术参数公称压力/KN300滑块行程次数/次min150～750滑块行程/mm10～40最大封闭高度/mm260选料长度/mm6～80封闭高度调整量/mm50选料宽度/mm5～80主电动机功率/KW7.5选料厚度/mm0.1～2型号J75G-30第6章模具总装配6.1装配要点1、装配顺序级进模的凹模是装配的基准件，所以应先装下模，再以下模为准配装上模。2、模具装配方法（1）、各组凸、凹模预配；（2）、组装凹模，组装后，应磨平上、下平面；（3）、凸模与卸料板导向孔预配；（4）、组装凸模；11（5）、装配下模；（6）、装配上模；（7）、安装下模其它零件；（8）、装卸料板；（9）、模具装配后总体检查。6.2组件装配1、凹模组件（1）、初步检查修配凹模拼块；（2）、按图示要求拼接各凹模拼块；（3）、组装凹模组件。2、凸模组件的固定形式（1）、单个凸模压入法；（2）、粘接法；（3）、多凹模整体压入法。6.3总装配1、装配基准：凹模组件为基准件，故先安装凹模组件。2、安装凸模组件：以凹模组件为基准安装固定凸模组件。3、安装固定导料板：一凹模组件为基准，安装导料板。4、安装固定承料板。5、安装固定上模弹压卸料装置及导正销。6、检验。7、试冲。12设计总结两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作