垫片冲孔落料冲压模具设计及制造DOC.doc

毕业设计说明书设计题目垫片冲孔落料冲压模具设计及制造院系机械工程学院专业机械设计制造及其自动化年级学生姓名学生学号指导教师职称高级实验师完成毕业设计（论文）时间2014年5月垫片冲孔落料冲压模具设计与制造目录1冲压件零件图......................................................22冲压工艺性分析....................................................22.1冲压件结构分析..............................................22.2冲压件尺寸精度分析及确定....................................23冲压工艺方案的确定................................................24主要设计计算......................................................24.1排样方式的确定及其计算......................................24.2冲压力的计算................................................34.3压力中心的确定及其相关计算..................................34.4工件零件刃口尺寸的计算......................................45冲压设备的选择....................................................66模具结构选择......................................................66.1模具类型的选择..............................................66.2定位方式的选择..............................................66.3卸料、出件的方式选择........................................66.4导向方式的选择..............................................67主要零部件的设计..................................................67.1工作零件的设计..............................................67.1.1落料凹模设计............................................77.1.2冲孔凸模设计............................................77.1.3凹凸模设计..............................................87.2工作零件力学性能校核........................................87.2.1弯曲应力校核............................................87.2.2压应力校核..............................................87.3固定零件....................................................97.4定位零件....................................................97.5卸料零件的设计..............................................97.5.1卸料板的设计............................................97.5.2卸料弹簧的选择.........................................107.6模架及其他部件.............................................107.7模具闭合高度校核...........................................108模具总装图.......................................................119模具工作过程.....................................................11参考文献...........................................................11附录...............................................................11I2014届机械设计制造及自动化毕业设计说明书垫片冲孔落料冲压模具设计与制造摘要本文介绍了垫片冲孔落料复合模模具的设计，完成冲孔、落料两道工序。冲裁模具的设计首先要通过对零件的工艺分析，确定工艺方案并通过必要的工艺计算，选择合适的冲压设备，然后再进行模具的设计。使用AUTOCAD绘制模具总转图和零件图，从而完成整套模具的设计。模具为倒装式结构，由打杆顶出冲压件，采用弹簧驱动的卸料板卸除条料。排样方式为单排，由活动挡料销和导料销定位、导料。模架为中间导柱圆形模架，压入式模柄。关键词冲孔落料模具设计复合模II垫片冲孔落料冲压模具设计与制造1冲压件零件图材料：65Mn厚度为1mm，小批量生产。工件简图：图1-1零件简图2冲压工艺性分析2.1冲压件结构分析此工件只有落料和冲孔两道工序。材料为65Mn，料厚t=1mm，具有良好的冲裁性能。结构简单，左右分别对称Φ10mm孔，同心圆弧R10mm。2.2冲压件尺寸精度分析及确定零件的尺寸精度均未给出公差，属于自由尺寸，位置精度均在IT6～IT8之间，查表116[1]得，34.60.1mm,R10mm为外形尺寸（非圆形），公差精度取IT14，查表确定公差值为R1000.36mm,孔Φ10mm，公差精度取IT11，查表115[1]确定公差值为1000.05mm。补标公差后的零件图如图3-1所示。图2-112014届机械设计制造及自动化毕业设计说明书3冲压工艺方案的确定该零件包括落料和冲孔两道工序，可以采用以下三种工艺方案。方案一：先冲孔，再落料，采用单工序模生产。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。方案一模具结构简单，但需要两道工序两具模具，成本高而且生产效率低，不能满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，生产效率高，模具强度好，制造简单，并且冲压时，卸料板在冲裁时压紧板料，零件的平直度较好工件留在模具上，手动取出零件。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作简单方便，但级进模在送料是很难保证工件的位置精度，无法达到零件较高的位置精度要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳，设计成倒装式复合模可以很好地保证工件的位置精度。4主要设计计算4.1排样方式的确定及其计算根据该工件的实际情况，提高材料的利用率，应采用直排法，根据材料的性能、厚度和手工送料，查表1114[1]可确定搭边值：工件也边缘搭边a0.8mm两工件间的搭边a11mm条料宽度按相应的公计算：B(D2a)0式中B—条料宽度；D—工件长度；—条料公差值；a—侧边搭边值。查73[1]表得=0.4mm。2垫片冲孔落料冲压模具设计与制造B(54.620.8)00.456.200.4mm排样图如图5-1所示，采用正面送进方式。两个工件的步进距离S为21mm。图4-1排样图4.2冲压力的计算计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机、设计模具和检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的需求。1）落料力F落料1.3L1t1.31321588103100.9(KN)其中588MPa（查表161[1]），L1132mm为周长。2）冲孔力F冲孔1.3L2t1.3102158810348.03(KN)3）卸料力FXKXF落料0.05（）100.95.045KNKX取0.05（查表1125[1]）。4)推废料力FTnKTF冲孔（）20.05548.035.28KNKT取0.055，nh/t2/12(高度h取4mm)。5）总冲压力F总F落料F冲孔FXFT100.948.035.0455.28159.255(KN)4.3压力中心的确定及其相关计算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模，压力中心应32014届机械设计制造及自动化毕业设计说明书通过模柄的轴心线。否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。如图5-2建立x-y坐标系，该工件为对称形状冲裁件，几何中心为其压力中心。即该零件的压力中心位于A（0,0）。图4-24.4工件零件刃口尺寸的计算经分析，该零件的形状简单。落料凸模与凹模为了保证所要求的精度，采用线切割配合法来加工。落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙配制，即以落料凹模，冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙配制。根据工件的要求确定采用小间隙冲裁。根据材料性能和厚度查表1126[1]可确定Zmin0.09mm，Zmax0.126mm。1）100.05mm孔的冲裁刃口尺寸计算0根据孔径、料厚和公差查表1132[1]得凸凹模偏差：凸-0.02mm，凹0.02mm。由表1134[1]查得：x0.5。校核间隙：凸凹0.04ZmaxZmin0.036从上式课得出凸、凹模公差不能满足凸凹ZmaxZmin的条件，但相差不大，可调整如下：凸=0.4（ZmaxZmin）=0.4×0.036=0.0144(㎜)凹0.6(ZmaxZmin)0.60.0360.0216(mm)根据表1135[1]中公式，将调整后的公差值代入，得凹凸模刃口尺寸：d凸（dx0（0.500（）））凸100.050.014410.0250.0144mmd凹（dx）凹（0.021610.11500.0216））（Zmin010.0250.090mm2）落料凹模尺寸2000.16mm。查表1132[1]得凸凹模偏差：凸-0.02mm，凹0.025mm。校核间隙：凸凹0.045ZmaxZmin0.036mm从上式课得出凸、凹模公差不能满足凸凹ZmaxZmin的条件，但相差不大，可调整如下：凹0.6(ZmaxZmin)0.6(0.1260.09)0.0216(mm)D凹(Dx)0凹(200.50.16)00.021619.9200.0216mm4垫片冲孔落料冲压模具设计与制造落料凸模尺寸按凹模尺寸配制，线切割留双边间隙0.09mm(单边0.045mm)。5冲压设备的选择根据上述冲压力的计算，选择型号为J11-250，单柱固定台压力机。公称压力250KN滑块行程70mm滑块行程次数80次/分最大封闭高度310mm模柄孔尺寸（直径x深）4060mm工作台尺寸320x530mm工作台孔尺寸130mm6模具结构选择6.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合模冲裁，凸凹模装在模具的下方，故该模具为倒装式复合模。6.2定位方式的选择因为该模具采用的条料，所以控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。控制条料的送进步距采用活动挡料销定距。6.3卸料、出件的方式选择加工工件料厚为1mm，相对较薄，冲裁后箍在凸凹模上的工艺废料用弹压卸料板卸料。工件采用上出件方式，即压入凹模内的工件利用上模的打料机构打出。6.