冲裁复合模的设计正文.doc

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山西农业大学工程技术学院毕业说明书

1绪论

1.1模具概述

伴随着现代工业的发展,模具产业发展迅速。

现代模具产业已向大型化、多功能、高精度的方向发展,模具技术含量不断提高,多功能复合模得到进一步的发展,热流道技术和模具标准件日益得到广泛的应用,同时塑料模比例不断提高,快速经济型模具前景十分广阔.我国模具产业也得到了较快的发展,九五期间年平均增速度约13%,至2000年,我国模具总产值预计为260～270亿元,模具行业结构也有了较大的改善,模具商业化程度提高了近10%,中高档模具占模具总量的比例有了明显提高。

当今世界,工业正日益朝着批量化的方向发展。

这样对冲压生产提出了自动化,智能化的要求;从而使模具向简单化、调试方便快速性方向发展,对生产人员要求的普遍性提高。

同时伴随生产还有许多的问题,比如噪音问题,生产的安全性问题,所有这些问题要获得真正有效的解决都离不开冲压生产设备,生产工艺方案的制订,生产人员的状况,生产现场的管理等;而最为重要的是模具设计与制造的能力的提高。

展望未来,冲压生产还有许多可提高之处。

1.2冲模发展状况

目前,我国的模具工业已初具规模,但与先进工业国家相比仍有较大差距.近年来对模具技术的探索和研究主要取得了以下成果:

（1）研究了几十种模具新钢种及硬质合金,钢结硬质合金等新型材料,并采用了一些热处理新工艺,模具寿命有所提高。

（2）发展了一些多任务位级进模,硬质合金模和简单经济模具等新产品。

（3）研究和应用了一些新技术和新工艺。

（4）模具加工设备的生产已具有一定的基础。

目前已能小批量生产精密的坐标磨床,计算器数控仿形铣床,电火花线切割机床,高精度的电火花机床等。

（5）模具计算器辅助设计与制造已有多家单位正在研究开发,有些已经投入使用。

随着工业的发展,国内模具需求量都在激增,其中高精度,高效率,高寿命模具的应用也正日趋广泛.为了满足这种需要,模具技术主要朝着如下几个方面发展:

（1）发展高精度,高效率,高寿命的模具,例如高速冲床所用的模具,多任务位级进模,少无废料级进模等先进,经济的模具。

（2）发展各种简易模具,如低熔点合金模,超塑性模,锌基合金模等。

（3）实现模具标准化,进行模具专业化生产。

（4）发展各种高效,精密,自动化的模具加工设备。

如模具毛坯下料用的高速锯床,阳极切割机床,砂线切割机床,激光切割机床等高级设备。

粗加工用的高速铣床,高速磨床等.精加工用的数控电气仿形床,数控连续轨迹坐标铣床。

CNC低速走丝精密线切割机床,各种高精度电火花机床,精密电解成形机,三坐标测量机等精密加工设备和加工中心,并逐步实现模具自动加工系统。

（5）开发和应用模具CAD/CAM技术,提高模具设计质量和效率,提高制造精度,缩短制造周期。

（6）研究模具新材料,一方面研究高强度,高耐磨及有些特殊性能的合金模具钢;另一方面研究简易模具的材料。

2设计任务书（JR）

2.1零件方案

零件的名称：

冲压垫片（如下图所示）；

生产批量：

大批量；

材料：

08F板厚：

t=2mm；

要求设计落料，冲孔复合模；

图2-1工件图

2.2冲压件工艺的分析

工件如上图所示，我开始考虑用级进模，因为级进冲模在设计上比较灵活，但后来想这种形状较为简单，由于产品批量较大，精度比较要求一般，我采用复合模，一套模具完成此工件的加工。

产品工艺分析包括技术和经济两方面的内容。

在技术方面,根据产品图纸,主要分析冲压件的形状特点,尺寸大小,精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求;在经济方面,主要根据冲压件的生产批量,分析产品成本,阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。

因此,中压件的工艺分析,主要讨论在不影响零件使用的前提下,能否以最简单最经济的方法冲压出来,能够做到的,表示该冲压件的工艺性好,反之，工艺性差。

影响冲压件工艺性的因素主要有零件的形状特点,尺寸大小,设计基准,公差等级和形状位置误差要求,材料的厚度及成形后允许的变薄量,材料的机械性能和冲压性能,在冲压过程中产生的回弹,翘曲的可能性,毛刺大小和方向要求等。

这些因素对确定冲压工序的性质,数量和顺序,对模具的结构形式及制造精度要求等都有很大关系,因此,在制定冲压工艺过程中必须根据零件图认真加以分析,尤其应该注意分析零件在冲压加工中的难点所在.良好的冲压工艺性表现在材料消耗少,冲压成形时不必采用特殊的控制措施,工艺过程简单而且寿命长,产品质量稳定,操作方便等.如果发现零件的工艺性差,则应该在不影响使用要求的前提下,对零件的形状,尺寸及其它要求作必要的修改。

此零件外形对称,无尖角,成品的精度要求不是很高,外形公差要求为±0.25mm,角度公差要求为±1.00°。

考虑到装配的要求,抽孔必须保证抽起高度,孔距有位置要求,但孔径无公差配合.因为要和下盖接触,所以两侧的小孔位置也必须保证。

由以上分析可知,该零件为板材冲压件,尺寸精度要求不高,工艺上虽有难度,但易于刻服,又属批量生产,因此可以用冲压方法生产。

3设计计算说明书（SS）

3.1确定冲压的基本工序

如上图零件图所示，该零件行进冲压加工的基本工序为冲孔、落料。

根据零件要求进行工艺计算分析。

3.2确定基本工序的尺寸公差

零件图上的尺寸未标注公差，按照IT14级确定工件的公差。

经查表（GB1800—79）得各尺寸的公差为：

查表得：

Φ42-0.620　φ200+0..52，240+0..52，40+0..3

3.3排样及材料的利用率

毛坯直径为42，考虑操作方便，采用单排排样。

首先查表明确搭边值。

根据零件形状，两零件之间按照圆形取搭边值a=1.2mm，侧边搭边值取a1=1.5。

所以进料步距为S0=43.2mm。

条料宽度的计算：

B=（D+2a1）-Δ0查表2-12得Δ=0.5；

所以B=（42+2X1.5）-0.50=45-0.50mm。

3.4计算工序压力

P0=P＋P推

P冲=KL冲tτ=1.3×66.5×2×188÷1000=32.5KN

P落=KLt

08钢查表抗剪强度～360,取

P落=KL落tτ=1.3×131.9×2×188÷1000=64.5KN

P=P冲＋P落=32.5＋64.5

=97KN

计算推料力：

P推=n×K2×P冲

查表1-7得K2=0.050，

取n=4，

P推=4×0.055×32.5=7.15KN

计算总的冲压力：

P0=P+P推=97＋7.15=104.15KN。

卸料力有两种即下模卸条料的力PS1和上模卸工件的力PS2：

PS1=0.05×64.5=3.225KN；

PS2=0.05×（64.5＋32.5）=4.85KN。

式中：

P0——理论上总的冲压力；

P—总的冲裁力；

P推——总的推件力；

P冲——冲孔时所用的冲裁力；

P落——落料时所用的冲裁力；

Τ—为材料的抗剪强度；

L冲——为冲孔轮廓的周长；

L落——为落料轮廓的周长；

3.5冲压设备的的选择

为使压力机能安全工作，取：

≥（1.6-1.8）p.=177.055KN；

公称压力：

250KN；

滑块块行程：

100mm；

最大封闭高度：

270mm；

连杆调节量：

55mm；

滑块底面尺寸：

左右250；

前后220；

工作台尺寸：

1345X950mm；

模柄孔尺寸：

40X60mm；

工作台板厚度：

50mm；

最大大角度：

30；

电动机功率：

2.2KW。

3.6确定压力中心

根据图形分析，因为工件图形对称，故落料和冲孔的中心都在工件的几何中心，根据力矩平衡原理得：

PX=（43.2-X）P

由此计算得X=14.474mm。

3.7冲模刃口尺寸及公差的计算

（1）冲孔凸模刃口尺寸计算：

dp=（dmin+ΧΔ）-δp0

内孔基本尺寸为20㎜的刃口尺寸dp1：

因为d1min=20mm；

查公差表得Δ=0.52，δp=0.25×Δ=0.13；

查表2-21得Χ=0.5

所以dp1=20.26-0.130mm

内孔基本尺寸为22mm的刃口尺寸dp2：

因为d2min=22mm，查公差表得Δ=0.52，δp=0.13；

所以dp2=22.26-0.130mm

内孔基本尺寸为4mm的刃口尺寸dp3：

因为d3min=4mm；查公差表得Δ=0.3，δp=0.075；

所以dp3=4.150-0.075mm

（2）落料凹模刃口尺寸：

压圈外圆基本尺寸为42mm，

查公差表得Δ=0.62mmδd=0.155，

因为Dmax=42mm，

Dd=（Dmax-ΧΔ）0+δ=41.690+0.155mm。

（3）凸凹模内部刃口尺寸根据凸模刃口实际尺寸配作保证双面间隙为0.25-0.36mm。

凸凹模外部刃口尺寸根据凹模刃口实际尺寸配作保证双面间隙为0.25-0.36mm。

3.8确定个主要零件的结构尺寸

（1）凹模外形尺寸的确定

凹模厚度H的确定：

H=（0.1×104150）1/3P0=104150N

所以H=21.8mm

查≤模具设计与制造实训≥表6-2取H=25mmC=34mm

根据压力中心图可以得出凹模外径D=110

（2）取凸凹模垫板的厚度为9mm，直径为110mm。

（3）取凸凹模固定板的厚度为15mm，直径为110mm。

（4）取回程卸料板的厚度为10mm，直径为110mm。

（5）取凹模垫板的厚度为8mm，直径为110mm。

（6）取凸模固定板的厚度为20mm，直径为110mm。

（7）取凸模垫板的厚度为8mm，直径为110mm。

（8）凸模长度的确定：

L凸=h1+h2+h3=25＋8＋20=53mm

其中h1为凹模厚度25mm，h2为凹模垫板厚度8mm，h3为凸模固定板厚度20mm。

（9）模架的选用：

选用125×125×160-190IGB/T285.3-90（滑动导向后侧导柱模架）。

3.9工艺方案的确定

在工艺分析的基础上,根据产品图纸进行必要的工艺计算,然后分析冲压件的冲压性质,冲压次数,冲压顺序和工序组合方式,提出各种可能的冲压工艺方案.通过对产品质量,生产效率,设备条件,模具制造和寿命,操作安全以及经济效益等方面的综合分析和比较,确定出一种适合于本单位生产的最佳工艺方案.确定工艺方案时应考虑到以下内容。

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