钣金成型课程模具设计

钣金成型课程设计说明书 制件工艺分析与模具设计 院系： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 沈阳航空航天大学 2017 年 12 月 1 日 摘要摘要 本次综合实训设计垫片的冲压模具，零件结构简单对称，料厚较小，设计 者将其设计为级进模模具，主要有冲孔落料两道工序。本说明书以图文并茂的方 式对此零件的模具设计加以介绍， 主要叙述了从零件的工艺性分析到模具结构的 设计、 工艺计算、 冲模结构的设计以及主要零件设计等， 直到最后的模具装配图、 零件图、 排样图等一系列的设计过程。其中详尽的分析讲述了针对于该零件的冲 压模具完整设计方法，读者可以从本说明书中简单、明确的了解该设计的主要思 想路线及合理设计制造方案，加深对级进模模具设计知识的了解、应用以及提升 关于级进模模具的分析问题、解决问题的能力。 关键词：垫片、级进模、冲孔落料、模具、设计 目录目录 第第 1 1 章冲压工艺分析章冲压工艺分析. 1.1 零件工艺分析. 1.1.1 产品结构形状及材料分析 1.1.2 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析. 1.2 冲压工艺方案的确定. 1.2.1 第一种方案. 1.2.2 第二种方案 1.2.3 第三种方案 第第 2 2 章冲压工艺计算章冲压工艺计算 2.1 排样. 2.1.1 搭边 2.1.2 条料宽度和导尺间距离. 2.1.3 送料步距. 2.1.4 材料利用率. 2.2 计算冲压力. 2.2.1 冲裁力计算. 2.2.2 卸料力、推件力与顶件力的计算 2.3 压力中心的计算 第第 3 3 章级进模凸凹模设计章级进模凸凹模设计. 3.1 模具刃口尺寸的计算. 3.1.1 冲孔凸、凹模. 3.1.2 落料凹、凸模 3.2 凹模的设计. 3.2.1 凹模厚度 H 的计算 3.2.2 凹模长度和宽度. 3.2.3 凹模材料. 3.2.4 凹模固定方法 3.3 凸模的设计. 3.3.1 凸模强度——压应力校核 3.3.2 凸模材料. 第第 4 4 章基本冲模结构的确定章基本冲模结构的确定 4.1 模具的形式. 4.2 定位装置. 4.3 卸料装置. 4.3.1 条料的卸除. 4.3.2 废料及工件的卸除. 4.4 导向装置 4.5 模架. 第第 5 5 章级进模主要零件设计章级进模主要零件设计. 5.1 卸料弹簧设计. 5.2 凸模固定板设计. 5.3 垫板设计. 5.4 卸料板设计. 5.5 模座的选择. 第第 6 6 章压力机校核章压力机校核. 6.1 模柄孔的校核. 6.2 模具闭合高度的校核 6.3 压力机工作台尺寸的校核 6.4 冲裁力校核. 总结总结 参考文献参考文献 第第 1 1 章冲压工艺分析章冲压工艺分析 1.11.1 零件工艺分析零件工艺分析 1.1.11.1.1 产品结构形状及材料分析产品结构形状及材料分析 由零件图可知，该零件为矩形片落料圆形冲孔，外形简单对称，整个外形光 滑、 圆整， 无狭槽、 尖角； 孔与孔之间、 孔与零件边缘之间最小距离 c 满足 c1.5t 要求（其中料厚 t 为 2.0mm, 可得出 c=（62.8-9-50.5）/2=3.3mm, 1.5t=3mm） 。 对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公 差符合国家标准。本设计的产品材料是 08 号钢，其力学性能是强度、硬度和塑 性指标适中， 用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于表面质量等没 有严格要求， 所以尽量采用国家标准板材，其冲裁出的产品的表面质量等就可以 保证。 经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。 1.1.2 1.1.2 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析 1)尺寸精度 根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，采用 IT14 级精度，普 通冲裁可满足要求。 2)粗糙度、 断面质量 查 《冲压手册》 表2-12得， 一般冲裁件冲材料厚度t≥ 2.0mm 金属板料时，其断面粗糙度为 3.2μm；本产品在断面粗糙度和尺寸精度上均要 求不高，所以断面质量可以保证，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。 1.21.2 冲压工艺方案的确定冲压工艺方案的确定 完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工的工艺方案分为以下三种： 1.2.11.2.1 第一种方案第一种方案 采用单工序逐步加工 1)冲孔落料单工序模，工序简图见图 1-2-1-1。 2)落料冲孔单工序模，工序简图见图 1-2-1-2。 特点：由于单工序模，模具制造简单，维修方便。但生产率低，工件精度低， 不适合大中批件的生产。 图 1-2-1-1 冲孔落料单工序模简图 图 1-2-1-2 落料冲孔单工序模简图 1.2.21.2.2 第二种方案第二种方案 采用复合模加工成形，工序简图见 1-2-2。 特点：生产率较高，工件精度高。但模具制造较复杂，调整维修较麻烦，使 用寿命低。 图 1-2-2 冲孔落料复合模 1.2.31.2.3 第三种方案第三种方案 采用级进模加工成形，工序简图见图 1-2-3。 特点：生产率高，便于实现机械化、自动化，适合加工复杂的小型冲裁件， 但模具制造复杂，调整维修麻烦，工件精度较低。 图 1-2-3 冲孔落料级进模 根据本零件的设计要求以及各方案的特点， 决定采用第三种方案级进模加工 成形比较合理。 第第 2 2 章章 冲压工艺计算冲压工艺计算 2.1 2.1 排样排样 采用直排有废料排样， 虽然此零件斜排能够提高材料利用率，但是设计计算复 杂。排样图见 2-1-1。 图 2-1-1 排样图 2.1.12.1.1 搭边搭边 查《冲压手册》表 2-17 得，当 t=1.0mm 时，确定侧搭边值 a=2mm,工件间搭 边值 a1=2.4mm。 2.1.22.1.2 条料宽度和导尺间距离条料宽度和导尺间距离 采用单边侧刃。 条料宽度：B=L+2a’+nb=L+1.5a+nb (a’=0.75a)式（2-1） 导尺间距离：A=B+Z0=L+1.5a+nb+Z0式（2-2） A1=L+1.5a+Y式（2-3） 式中 L——冲裁件垂直于送料方向的尺寸,L=62.8mm; n——侧刃数,n=1； b——侧刃切去的条料宽度,查《冷冲压模具设计难点与技巧》表 1-7 得 b=1.5mm； Y——冲切后条料宽度与导料板的间隙，查《冷冲压模具设计难点与技 巧》表 1-7 得 Y=0.10mm； Z0——条料与导料板之间的间隙，查《冷冲压模具设计难点与技巧》表 1-6 得 Z0=0.1mm； ∴ B=62.8+1.5×2+1×1.5=67.3mm A=67.3+0.1=67.4mm A1=62.8+1.5×2+0.10=65.9mm 2.1.32.1.3 送料步距送料步距 级进模送料步距 S=D+a1=62.8+2.4=65.2式（2-4） 式中 D——冲裁件横向最大尺寸,D=40mm; 2.1.42.1.4 材料利用率材料利用率 一个步距内材料利用率η=A/BS×100％式（2-5） 式中 A——一个步距内冲裁件的实际面积 B——条料宽度 S——步距 图 2-1-4 面积计算参照图图 2-1-4 A= 62.8×62.8-4×π×4.52-π×25.252=1687