谐振底板冲压模.docx

谐振底板冲压模.docx

《谐振底板冲压模.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《谐振底板冲压模.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

谐振底板冲压模

XX大学

课程设计说明书

题目谐振底板冲压件模具设计

学院：

机械工程学院

专业：

模具设计与制造

学号：

姓名：

指导教师：

完成日期：

目录

目录………………………………………………………………….1

第1章零件基本冲压工艺的确定……………………………………….2

第2章冲压工艺方案的确定………………………………………………3

第3章毛坯的排样…………………………………………………………3

第4章冲压力的计算………………………………………………………4

4.1计算冲裁力与初选压力机………………………………4

4.2确定冲裁的压力中心………………………………………………6

第5章刃口尺寸及卸料件设计…………………………………………6

5.1凸模，凹模刃口尺寸计算

5.2卸料件的设计

5.3模具凸凹模尺寸的计算

第6章模具的总体设计…………………………………………………9

第7章绘制模具结构图及模具零件图…………………………………18

第8章结语与致谢……………………………………………………19

参考文献……………………………………………………………………20

第一章零件基本冲压工艺的确定

如图1所示为一个谐振底板件，材料为Q235A，材料厚度t=3mm,该产品为大批量生产，要求冲件断面去毛刺。

图1

1.1基本冲压工艺性分析压性分析__________________________________________________________________________________________________

1材料：

该冲零件材料为Q235A，是普通的碳素工具钢，材料厚为3mm,具有良好的可冲压性能；

②零件的结构：

该零件的结构比较简单，形状也不复杂，相当于在一个板上冲五孔，再从板料上冲落下来，而且孔的大小和间距都合适冲裁；

③尺寸精度：

该工件图中未注公差，所以所有尺寸都按技术要求中的IT12级进行计算；该零件的尺寸精度要求不高，适合于冲裁。

从以上工艺分析看，该零件适合于冲裁。

第2章冲压工艺方案的确定

该零件为大批量生产，而且工艺性较好，适合于用模具生产，可以采用如下的两种工艺方案进行生产：

方案一：

采用先落料，后冲孔，采用单工序模进行生产；

方案二：

采用先冲孔，后落料进行连续生产，即采用复合模进行生产。

如图1所示，小孔直径为8mm,距离边缘仅为4mm。

若采用方案一：

先在一副模具上进行落料，然后在另一模具上冲孔，采用这种方案，模具结构虽然简单，但是需要两副模具生产，才能完成零件的加工。

而且也容易造成零件位置精度降低，并且难以满足零件大批量生产的要求。

若采用方案二，即先冲出5个孔，然后落料。

这样不但使得凸模及凹模的强度刚度得以提高，延长了模具的寿命。

而且即使模具部分受损，也有利于快速更换。

将有利于提高零件的生产效率及降低每个零件的成本。

为了更好的保证尺寸精度，提高生产效率，降低零件的成本，综合比较方案一和方案二，选择方案二显然较为合适。

第3章毛坯的排样

设计复合模，首先要设计的即为排样方式。

该零件形状比较规则，直排可以显著的减少废料，所以采用直排的方式排样。

根据所选用的工艺方案，采用冲孔和落料两个工位就可以完成该零件的制造。

根据材料的性能厚度和形状可以确定工件的搭边值，查表得：

工件与边缘搭边值a=5mm,

两工件间的搭边值a1=4mm;

一个步距的长度为s=69mm.,

所以可以确定排样图如下：

图2

在冲压零件的成本中，材料费用占60%以上，因此材料的经济利用是一个重要问题。

材料利用率η=A0/A*100%

A0ˉˉˉ工件的实际面积

A-----所用材料面积，包括工件面积与废料面积。

所以由上图2可知材料的利用率为58.4%。

第4章冲压力的计算

4.1计算冲裁力与初选压力机

该模具采用的是复合模，拟采用弹性卸料，冲裁力F0的计算如下:

F0=Ltτ≈0.8Ltσb

式中t－材料厚度（mm）

　　　τ－材料的抗剪强度（MPa）

　　　Ｌ－冲裁周长（mm）

σb－材料的抗拉强度（MPa）

考虑到模具刃口的磨损，凸凹模间隙的波动，材料机械性能的变化，材料厚度偏差等因素，实际所需冲裁力还需增加30%，即

F=1.3F0=1.3Ltτ≈Ltσb

（1）冲孔力冲压过程中，由5个小冲头冲出5个孔，即

τ=（mt/d+0.6）σъ=（1+2t/d）σs（查表得σs为235Mpa）

τ1=1.75*235=411.25，τ2=323.125，τ3=256.692,τ3=263.2

F0=（4π*8*τ1+π*16*τ2+100*τ3+130*τ3）*3=352KN

F=1.3F0=458KN

n=5,F1=n*K1*F,F3=K3*F

F总=F+F1+F3=458+5*0.045*458+0.03*458=574.74KN

根据冲压力的合力预选冲床压力机JN23-63的曲柄压力机.

公称力NominalPressure630kN.

公称力行程NominalPressureStroke6mm

滑块行程StrokeLength110mm

行程次数No.ofStrokesperminute50次/分

最大装模高度Max.DieHeight330mm

装模高度调节量DieHeightAdjustment80mm

喉深ThroatDepth230mm

工作台板前后BolsterSurfaceF,B450mm

工作台板左右BolsterSurfaceL,R700mm

工作台孔尺寸前后BedOpeningF,B140mm

工作台孔尺寸左右BedOpeningL,R280mm

工作台孔尺寸直径BedOpeningDia240mm

滑块底面前后SlideSurfaceF,B250mm

滑块底面左右SlideSurfaceL,R320mm

模柄孔尺寸Stemholeψ60×70mm

立柱间距离DistancebetweenUprights320mm

工作台至道轨间净距离440mm

垫板厚度ThicknessofBolster80mm

机身最大可倾角Max.InclinableAngledegree20°

主电机功率MainMotorPower4kw

外型尺寸前后OverallDimensionF,B1710mm

外型尺寸左右OverallDimensionL,R1280mm

外型尺寸高度OverallDimensionHeight2460mm

重量Weight4000kg

以上数据来源于江苏善利锻压机床制造有限公司

4.2确定冲裁的压力中心

该模具属于中小型模具，且图形较对称，可以不必计算压力中心。

第五章刃口尺寸及卸料件的设计

在确定工作零件刃口尺寸之前，首先要考虑到工作零件的加工方法和装配方法，结合该模具的特点，工作零件的形状相对比较简单，适宜采用线切割机床加工凹模，凸模，固定板及卸料板等，这种加工方法可以保证这些零件各孔的同轴度，使得装配工作简化，因此工作零件的刃口尺寸计算就按分别加工的方法来计算。

5.1凸模，凹模刃口尺寸计算

（1）计算大冲头及其所对应的凹模的刃口尺寸，大冲头对应冲出工件的相当于落料件，设计时采用凸模与凹模分开加工，要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差（凸模δp，凹模δd），它适用于圆形或简单形状的工件，为了保证间隙值，必须满足下列条件:

δp+δd《Zmax-Zmin

设计时无论是冲孔模还是落料模，新模具间隙都必须选取最小合理间隙值Zmin,使模具具有较长的寿命。

根据所给的零件尺寸，化为标准的落料件尺寸

凸凹模刃口尺寸计算：

凸凹模的双边间隙Zmax=0.450mm,Zmin=0.300mm

由于工件精度为IT=12,所以模具精度采用IT=9

dp=（d+x△）0，-δp

dd=（d+x△+Zmin）+δd,0

Dd=（D-x△）+δd,0

Dp=（D-x△-Zmin）0，-δp

L=L±x△

因为工件形状比较简单，固采用凸模和凹模分开加工，x=0.75

以下公差值查表：

标准公差数值（GB/T1800.3-1998）得到

小孔φ8的公差△=0.15δp=0.036dp=8.113（0,-0.036）dd=8.413（+0.036,0）

大孔φ16的公差△=0.18δp=0.043dp=16.135（0,-0.043）dd=16.435（+0.043,0）

长65的公差△=0.30δd=0.074Dd=64.775（+0.074,0）Dp=64.475（0,-0.074）

宽50的公差△=0.25δd=0.062Dd=49.813（+0.062,0）Dp=49.513（0,-0.062）

长边49中心位置公差△=0.25L=49±0.188

宽边34中心位置公差△=0.25L=34±0.188

δp—凸模的制造公差（mm）;

Zmin—最小单面间隙（mm）.

（1）计算小冲头及其所对应的凹模的刃口尺寸，小冲头对应冲出工件的相当于冲孔件，工件的截面形状如图3所示：

图3

5.2卸料件的设计

由以上的计算可知，卸料力为13.74KN,这个力相对比较大，采用弹簧卸料装置比较合适。

（1）弹簧的设计计算

根据分析采用的复合模冲压力比较大，相应的卸料力也比较大，要求卸料装置的承载能力也比较大。

而弹簧允许承受的负荷较大，而且安装调整比较灵活方便，因此适合于此零件冲模的弹性原件。

根据卸料力求尺寸和规格。

弹性元件采用弹簧，相关计算如下：

弹簧工作行程=卸料板工作行程+模具修磨量（4mm~6mm）

即H工作=h工作+h修磨

h工作=h1+h2+t

式中h1—凸模进入卸料板的高度1mm;

h2--凸模冲裁后进入凹模的深度1mm;

t—板料厚度3mm

即h工作=h1+h2+t=1+1+3=5

H工作=h工作+h修磨=5+（4~6）=9~11

取H工作=10mm

弹簧的自由高度H自由，弹簧的工作高度取自由高度的25%，即可得

H自由=4H工作=40mm

由计算和查表可得D=16

卸料板外形尺寸设计如图4所示

图4

第六章模具的总体设计

6.1模具类型的选择

由冲压工艺分析可知，采用连续冲压，即采用的模具类型为复合模。

6.2定位方式的选择

因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，控制条料的送进步距采用的是挡料销定距，简单，可靠，定位方便。

6.3卸料、出件方式的选择

因为工件料厚为3mm,相对较薄，卸料力也比较小，故可以采用弹性卸料。

又因为是连续生产，采用上出件方式比较便于操作和提高生产效率。

6.4导向方式的选择

为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整等因素，该复合模采用后侧导柱的导向方式。

6.5工作零件的结构设计

根据模具设计的基本结构形式，可以确定模具的基本结构原理图，如图5正视图与左视图和图6俯视图所示：

图5

图6

1.落料凹模外形尺寸

高度H=25mm;

凹模板长度L=160mm;

凹模板宽度B=160mm;

其外形尺寸为160×160×25mm

2.凸凹模外形尺寸

高度H=55mm;

凹模板长度L=75mm;

凹模板宽度B=60mm;

3.选用材料都选为Cr12.

热处理之后硬度可达到58～62HRC

凹模的外形尺寸如图7凸凹模和图8落料凹模所示

图7

图8

（2）凸模的设计

①小冲头的设计

根据制造的零件图可以知道，小冲头的结构为圆形。

其截面形状如图9所示：

图9

该凸模截面为圆形，且采用台阶式的结构固定，固定部分采用圆形截面。

凸模长度计算公式L=h1+h2+t+h

式中L—长度,mm

h1—凸模固定板厚度，mm

h2—卸料板厚度，mm

t—板料厚度，mm

h—增加长度，mm

L=45mm

小冲头形状如图10所示，固定部分尺寸为45×14×14mm，

图10

②大冲头的设计

根据制造的零件图可以知道，冲头的结构为矩形和半圆形结合，凸模截面为非圆形，且采用台阶式的结构固定，固定部分采用矩形截面。

固定部分尺寸为45×20×45mm，

大冲头见下图11所示；

图11

③落料凹模设计

由前面的设计可知，凹模的外形尺寸为160×160×25mm，设计时采用直桶式刃口凹模，直桶式刃口凹模制造方便，刃口强度高刃磨后工作部分尺寸不变。

凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上下平面应该保持平行。

型孔的表面有粗糙度要求Ra=0.8,凹模材料选择与凸模一样，热处理后的硬度高于凸模。

设计图在前面已经给出了。

6.6导料销及挡料销的设计与选择

条料采用两个导料销导料，送进方向上采用一个挡料销进行定位，导料，定位都比较方便可靠。

导料销及挡料销固定在凹模板上，在卸料板上设置避让孔，其深度稍大于挡料销头部高度。

挡料销的选择采用固定挡料销查模具设计大典表22.5-58.

挡料销直径d=6mm,L=17mm;即为A6GB/T119.1-2000,材料为35钢，热处理硬度为28～38HRC。

导料销的选择和挡料销一样。

6.7卸料部件的设计

（1）卸料板的设计

根据前面的设计可知采用弹压卸料装置，因而采用弹压卸料板。

卸料板与凸模的单边间隙值为0.30mm和0.20mm.

根据凹模的外形尺寸可以得到卸料板的长度L=160mm,宽度B=160mm，

查表选取标准尺寸H=15mm

即其外形尺寸为160×160×15mm选用材料为45钢,热处理硬度为43～48HRC。

（2）卸料螺钉的选用

卸料板上设置4个卸料螺钉，采用圆柱头卸料螺钉，查模具设计大典表22.5—63，选择公称直径为10mm,L=89mm的螺钉，即圆柱头卸料螺钉M10×89GB/T7650.5。

材料为45号钢，热处理硬度为35～40HRC。

6.8凸模固定板的设计

凹模固定板的平面尺寸与凹模的外型尺寸相同，厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍根据凹模的外形尺寸可以得到凸模固定板的长度L=160mm,宽度B=160mm，H=（0.6～0.8）×25=15～20;

查中国模具设计大典续表22.5-15,取其高度H=20mm

即其外形尺寸为160×160×20mm选用材料为45钢,固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6,压装后将凸模端面与固定板一起磨平。

外形尺寸图如图12

图12

6.9垫板的设计

垫板的用于直接承受凸模的压力，以降低模坐的单位压力，防止模坐被局部被压陷。

查表取垫板厚度为10mm，其外形尺寸为160×160×10mm

6.10模架及其它零部件的设计

该模具采用后侧导柱模架，这种模架的在模具的后侧位置，模具较敞开。

以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格，查简明冲模设计手册，根据模具周界的具体尺寸，采用后侧导柱模架最适合具体规准：

上模座的厚度取50mm即上模座250×225×50JB/T7181.1

下模座的厚度取50mm即下模座250×225×50JB/T7181.1

上模座的厚度为50mm，垫板厚度为10mm，凸模固定版为20mm，落料凹模为25mm，弹簧工作时的高度为15mm,卸料板厚度为15mm，，凸凹模固定板为20mm，下模座的厚度取50mm。

材料厚度3mm

H闭=50+10+20+25+15+15+20+50+3=208mm

查简明冲模设计手册表B-1选择标准模架

闭合高度选取288mm,Ⅰ级精度的模架：

即模架250×225×288-ⅠJB/T7181.1可以选择加80mm的垫板。

由前面初选的压力机可知最大闭合高度330mm，最小闭合高度250mm。

288-5=283>260>250+10=260，所以选择J23N-63压力机，可以使用。

根据设计出来的闭合高度设计导柱和导套

查简明冲模设计手册表B-1选用的导柱22×178JB/T7187.1

选用的导套22×30×88JB/T7187.3

外形尺寸如图13

图13

6.11模柄的选择

根据压力机的相关参数，选择压入式模柄，其直径为50mm,L=95mm的A型压入式模柄：

模柄A50×95JB/T7646.1。

它与模座孔采用过渡配合H7/m6。

用四个螺钉固定以防止转动。

6.12螺钉与销钉的设计

由于凹模板板的厚度为25mm,查简明冲模设计手册表3-30，选取其规格M10.所选的6×17的销1个，10×43的销2个，10×52的销2个，10×60的销2个，M10×59的螺钉4个，M10×42的螺钉4个，M10×89的螺钉4个，M10×69的螺钉4个

第五章绘制模具的结构图及模具零件图

模具的结构图及其零件图见附图。

第六章结语与致谢

课程设计是大学中的一个重要环节，是对几年的学习生活中所学知识的一个汇总和概括，也是对学习的检验。

更是为我以后的学习、工作打下良好的基础。

通过此次的设课程计,我从中受益非浅,使自己深深体会到了做一项设计不是想象的那么简单。

自己亲自设计了这个复合模的模具,从一开始的茫然到不断借鉴资料再到整个模具的设计完成，使自己长了知识也使自己知道：

做设计不仅要用到我在大学所学的东西（如：

《机械制图》、《计算机辅助设计AutoCAD》、《机械设计》、《冷冲压模具设计》等课程），而且还运用了我们从未接触学习过的知识。

更明白了一个道理：

设计一种模具并不是单一的依靠一门学科,模具,它需要的是多方面东西，是通过各个方面的知识积累、动手实践以及大胆的创新做出来,而绝非凭空想出来的；它是实实在在不掺一点水份的,只有自己掌握了各方面的知识才能更好的去制造去设计即将毕业的我，在以后的工作中难免会遇到一些问题或麻烦，这时就要靠自己以前所学的知识和积累的经验去解决这些问题和麻烦。

随着科学技术的高度发达，那些质量优、性能好、效率高、能耗低、价格低廉的产品必将开发出来并淘汰那些老的生产技术或设备。

因此，我们应该树立良好的设计思想，重视对自己进行模具设计能力的培养；善于利用各种信息资源，扩展知识面和能力；培养严谨、科学、创新与创业、艰苦奋斗的企业精神，设计制造出更好的模具。

通过此次的课程设计使我更加明白：

不论做什么事情都要认认真真,通过平时的一点一滴去积累,只有这样踏踏实实去做才能逐步走向成功。

在本设计的设计过程中，得到了老师的大力支持和帮助，在此表示诚挚的感谢！

特别感谢老师对我的指导以及各位老师在四年之中对我的教导和在设计过程中对我的帮助，是我在大学四年里不但学到更多知识，而且学会怎么做人、怎么做事，在此对各位老师的辛勤教导表示感谢。

祝各位老师：

身体健康，万事如意，工作顺利！

参考文献

1.肖景容、姜奎华主编.冲压工艺学.北京：

机械工业出版社，2011

2.周良德、朱泗芳、杨世平主编.现代工程图学.湖南：

科学出版社，2008

3.王卫卫主编.材料成型设备.北京：

机械工业出版社，2012

4.宋满仓主编.模具制造工艺.北京：

电子工业出版社，2011

5.廖念钊、古莹菴、莫雨松、李硕根、杨兴骏主编.互换性与技术测量.北京：

中国计量出版社，2011

6.吴宗泽、罗圣国主编.机械设计课程设计手册.北京:

高等教育出版社，2010