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1、广州航海高等专科学校模具课程设计说明书班级:学号:姓名:指导老师:目录前言(设计任务书(一、制件工艺性分析(二、确定冲裁工艺方案(三、工艺和设计计算(四、计算凸凹模的刃口尺寸(五、凹模与凸模的设计与校核(六、模具的其他装置(七、模架的选择(八、压力机相关参数的校核(九、装配图和零件图(附:参考文献(结束语(前言模具课程设计是CAD/CAM专业教学计划安排的非常重要的教学实践环节,也是毕业设计的首选内容。其目的在于巩固模具结构及设计所学知识,熟悉有关资料,树立正确的设计思想,掌握正确的设计方法,培养学生的实际工作能力。通过模具结构设计,学生在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、模具零件结构设计、
2、编写说明书和查阅参考文献等方面受到一次综合的训练,增强学生的动手能力和创新设计能力。本次设计中,本人的设计任务是根据一个座板的工件设计一副模具。本人主要做了如下工作:(结合自己的设计内容写1、2、3、4、设计人:(签名年月日设计任务书: 零件名称材料H62-M料厚 1.5mm图号A003生产批量大批量座板一、冲压件工艺分析 零件名称材料H62-M料厚1.5mm 图号A003生产批量大批量座板1、材料:H 62半硬黄铜,具有良好的冲压性能。2、冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度:为了降低冲压成本,获得最佳的技术效果,在不影响冲裁件使用的要求的前提下,应可能采用经济精度,在未注明的情况下,冲裁件的经济公
3、差等级一般取1213级,通常取IT12级,查尺寸工差表得尺寸公差分别为:13.0022+、02.040-、-21.002.8+、080.150R -、00.21019.62-、1.046、00.562.5-。 3、工件结构:结构简单,形状对称,有利于材料的合理利用。结论:适合冲裁二、确定冲裁工艺方案1、先落料,再冲孔,采用单工序生产。2、落料冲孔复合冲压,采用复合模生产。3、冲孔落料连续冲压,采用级进模生产。方案一:采用单工序模,需要2道工序,且多次中心距定位产生累积误差大,导致孔的位置精度不高,需要两副模具生产,且效率低,不适宜采用。方案二:采用复合模生产,在一副模具当中,同时完成两个或两个
4、以上的工序,精度相比单工序模更高,且效率也高,但是结构复杂,出件较困难,安全性较差方案三:采用级进模生产,生产效率高,在一套模具中完成两次工序,两次定位在一套模具中,精度高。综合以上三个方案分析:结合本组,我选择方案三级进模导正销导正。三、工艺和设计计算1、排样图设计与计算:因该冲裁件结构简单,形状对称,只有两道工序,冲孔与落料,因为是大批量生产,所以采用单排导正销级进模,因t=1.5mm,查表,最小搭边值得:a1=1.0、a=1.2.又因为步距:A=D+a1=45.24+1=46.24mm条料宽度:B0-=(D max2a Z+0-=(402 1.20.5+0-=00.2042.9-故B 原
5、整为:00.2043-所以:得出圆整后的侧搭边值为:1.5 导料板间的距离:B 0max 22D a z =+ =402 1.520.5+ =44mm排样图如下: a1=1.0、a=1.5、A=46.24mm经计算:S 总=1668.72mm ,2S 1+S 2=221R +22R =105.5668+379.94=485.50682mmS=S 总-(2S 1+S 2=1668.7-485.5068=1183.19322mm (1、计算一个步距内的利用率: 100%SA B= 1183.193246.2443=59.51%=(2、计算整个条料的利用率:经查表:整个板料的标准长宽为:900100
6、0经计算:取整个条料的长度为:900;利用率高。 90019.4646.24L n A =取n=19100%n SL B= 191183.193290043=59.49%= (3、计算整个板料的利用率: 经计算条料数为:23.2643B =,所以能取N=23条 经计算整个板料的制件数为:23n=1923=437制件4371183.1932100%100%10057.45%n S =总 2、冲压力与压力中心的计算:(查表3-4;查得0.050.09k K =卸推,查得2300/N mm =,查表刃口高度6h 。取h=71641.5h n t -=个冲件力:12 1.32 1.325.434 1.
7、530029.76Fdt KN =冲2 1.369.08 1.530040.412F klt KN =冲 1229.7640.41270.172F F F KN KN KN =+=+=冲总冲冲 落料力: 1.3 1.3155.1 1.530090.7335F Klt dt KN =落 卸料力:(0.0590.733570.1728.05F K F F KN =+=+=总卸卸落冲推件力:(推废料,推制件1140.0929.7610.765F nK F KN KN =推推冲 2240.0940.41214.55F nK F KN KN =推推冲 340.0990.733532.66F nK F K
8、N KN =推推落n 为卡在凹模内的冲孔废料数目,制件数取n=470.1790.738.0557.96226.91F F F F F KN KN KN KN KN=+=+=推总冲落卸推 由80%P P 公总:得283.6375PKN =公 从满足冲压工艺力的要求看,查手册8-13表:可选用JC23-35,350KN 开式双柱可倾压力机。 查表得如下:工作台尺寸 前后 380 模柄孔尺寸 直径 50 左右 610深度70 垫板尺寸 厚度 60 滑块底面尺寸 前后 190 直径 150左右210公称压力350KN封闭高度调节量60 滑块行程80滑块中心线至床耳距离205 滑块行程次数50(次/mi
9、n 立柱距离 300最大封闭高度280 床身最大可倾角20。工作台孔尺寸 前后 200 左右 290 直径 260压力中心的确定,其中凸模的压力中心为它的几何中心: 如上图所示: 计算如下:冲裁轮廓周长L/mm各凸模压力中心坐标 XY L 1=d =155.10 0 L 2=82、=25.748 26.3 -12 L 3=22=69.08 45.9 0 L 48.2=25.748 65.512合计:L=275.6760X =20.080Y =01122334401234L X L X L X L X X L L L L +=+155.108.265.52245.98.226.3155.125.
10、74869.0825.748+=+20.08=01234LY L Y L Y L Y Y L L L L +=+155.108.2122208.2(12155.125.74869.0825.748+-=+0=得:压力机的中心为(20.08,0四、计算凸凹模的刃口尺寸工作需件刃口尺寸的计算:采用分开加工法由图可知,该需件属于无特殊要求的一般冲孔,落料。外形:00.240-,080.150R -,00.21019.62-,00.562.5-由落料同时获得。内形:0.1028.2+-、0.13022+,由冲孔同时获得。查表3-32得:max min 0.120,0.090Z mm Z mm =由公差
11、表查得:0.1028.2mm +-为IT11级,取X=0.75; 0.13022mm +为IT11级,取X=0.75设凸凹模分别按IT6,IT7级加工制造:冲孔1:(0min T T d d x -=+ (00.0098.20.750.1-=+ 00.0098.275mm -= (min 0AA T d d Z +=+(08.2750.09A+=+0.0158.365mm += 校核:max min T A Z Z +- 0.0090.0150.1200.0900.0240.03(+-(不满足间隙公差要求因此;只有缩小,A T 提高制造精度,才能保证间隙在合理范围内,由此可取:(0.40.12
12、00.0900.012T d -= (0.60.1200.0900.018A d -= 得:00.0120.01822.097522.1875T A d d -+=落料:外形00.240,-未注明公差的取IT11IT12级,所以取IT12级,由落料获得。1.5,t mm =查表,3-32。得:max 0.120,Z mm =min 0.090Z mm =,由公差表查得:00.240-为IT11级,取X=0.75。落料1:(max 0aA D D X +=-(0.02500.025400.750.239.85+=-=(0min T T A D D Z -=-(00.01600.01639.850
13、.09039.76-=-=校核:max min0.0250.0160.041,0.1200.0900.0300.0410.030A T Z Z +-+=-=(不满足间隙公差条件因此;只有缩小,T A 提高制造精度,才能保证间隙在合理范围内,由此可取:(0.40.1200.0900.0120.60.1200.0900.018T A d d -=-=0.018039.85A D +=故:00.01239.76T D -=(落料1段与落料3段相同 落料2:未注明公差的一般取IT12IT13级,取IT12级,所以:X=0.75,故此外形尺寸为:080.150R -=(max 0AA D D X +=-
14、 (0min A T A D D Z -=-(0.01500.015080.750.1507.4375+=-=(00.00900.0097.43750.0907.3475-=-=校核:max min0.0150.0090.024,0.1200.0900.0300.0240.03T A Z Z +-+=-=(不满足间隙公差条件因此;只有缩小,A T 提高制作精度,才能保证间隙在合理范围内,由此可取:(max min max min 0.40.40.300.0120.60.60.300.018T A Z Z Z Z -=-=故:0.01800.01219.4619.37A T D D +-=(落料
15、5与其他3段边长相同落料6:外形00.562.5-1.5t mm =,查表3-32,得:max min 0.120,0.090Z mm Z mm =由公差表查得:00.562.5-为IT13级,取X=0.75(max 0AA D D X +=- (0m i n A T A D D Z -=-(00.019062.50.750.562.125A+=-= (00.03062.1250.09062.035A-=-= 校核:max min A T Z Z +- 0.0190.0300.049+= 0.1200.0900.030-=0.0490.030(不满足间隙公差条件因此;只有缩小,T A 提高制造
16、精度,才能保证间隙在合理范围内,由此可取:(0.40.1200.0900.0120.60.1200.0900.018T A -=-=0.018000.01262.12562.035A T D D +-=故,孔距尺寸:11460.2460.02588Ld L =+=五、凹模与凸模的设计1、凹模的设计:根据查表得: 因数:k=0.15mm凹模厚度: H=kb(15mm=0.1598= 14.7mm所以凹模厚度为25mm凹壁壁厚: C=(1.52H(30=1.525=35.7mm40mm圆整取C=36mm凹模的外形尺寸: L=2C+98=236+98=170mmB=2C+40=236+40=112m
17、m式中 b-凹模刃口的最大尺寸:k-系数,考虑板料厚度的影响.取标准凹模尺寸:20012525允许误差5102.冲孔凹模刃口形状的选择:凹模刃口有两种基本形式:一种是直壁式,一种是斜壁式.直壁式强度好,刃磨后尺寸不增大,冲件精度高,但冲裁时磨损大,工件易在型空内聚集,严重时会使凹模胀裂,不如斜壁式刃口锋利,每次刃磨的磨量大.为僻免工件易在型空内聚集,凹模刃口形状选择直壁式.如图: 2.凸模的设计:1.凸模材料选用T10A 钢制造,热处理进行淬硬,HRC58-62,其许用抗压强度=1300MPa其结构选用直通凸模(1、凸模长度的计算:1232025 1.51662.5L h h t h mm =
18、+=+=1h -凸模固定板厚度,单位:mm2h -卸料板厚度,单位:mm3h -橡胶厚度,单位:mmt -材料厚度,单位:mm(2、凸模的强度与刚度的校核、承压能力的校核凸模承压能力按下式校核:压=min/A F Z 式中:截面的压应力,单位Mpamin A 最小面积,单位2m mZ F 纵向所承受的压力,它包括冲裁力和推件力(或顶件力单位N压的许用抗压强度,单位MPa模具材料的许用抗压强度大小取决于凸模材料及热处理,选用时,一般可参考下列数值,对于T8A ;T10A ;Cr12MoV;GCr15等工具钢,淬火硬度为5862HRC 时,可取MPa 3106.10.1=(压确定T10A 为凸模材
19、料:/2min 90.733570.17268.64228.94551688.7Z F F F KN A mm =+=+=推; /min 3228945.51668.7 1.410ZF A MPa =结论:强度足够。(2.凸模失稳定弯曲应力的校核凸模不发生纵向弯曲的最大长度为:(公式见283/2min 2max -Z F n EI l 式中:N F Z 单位凸模所受的总压力,/E 凸模材料的弹性模量,对于模具钢,E=MPa 5102.2 min I 凸模最小截面(即刃口直径截面的惯性矩,对于圆形凸模4min 64d I =,单位4mmd 凸模工作刃口的直径,单位mmmax I n 安全系数,淬
20、火钢n=237.02max =,当凸模有导向时,导向时,取支承系数,当凸模无单位凸模最大允许长度,mml 把上述的代入上式后,min ,I E n 可得出圆形截面的凸模不发生失稳弯曲的极限长度为: 无导向凸模: 22max /11959517.7228945.5Z d l mm F =六、模具的其他装置1、垫板的厚度取10mm 。2、凸模固定板:凸模固定板的形状一般与凹模形状相同,凸模固定板的厚度:Hx=(0.60.8H=(0.60.825=1520mm凸模固定板的厚度取20mm3、挡料销:它是用来控制送料步距的.查表得:选用固定挡销,挡料销的材料牌号为标准规格45钢GB2866.11-81,
21、采用淬火处理,硬度为45 HRC.安装在凹模的左右对称线上,与凹模的配合为H7/n6的过渡配合.4、防转销:为了防止模柄的转动,采用了一个防转销,其尺寸d=d 1=3mm,L=5mm.5、卸料板的确定:材料45钢,长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸,厚度取16mm.6、凸模、凸模固定板、垫板、上模座是用圆柱销和内六角圆柱头螺钉来连接的.凹模与下模座也是用圆柱销和内六角圆柱头螺钉来连接的.(1圆柱销的数量为2根,其尺寸为:5mm.材料采用45钢与上下模座,垫板,凹模,凸模固定板的配合为H7/m6的过渡配合.(2内六角圆柱头螺钉的数量八个,其尺寸为:GB/T170-1985 M12.材料采用45
22、钢.(3 螺母是采用GB/T6170-200 M10,材料采用Q235钢.(4凸模固定板的长200mm,宽125mm,钻有通孔用来装螺钉和圆柱销的,中间开有一个孔和凸模配合的,材料采用Q235钢.(5螺栓L 为80mm7、 卸板料橡胶的自由高度:根据工件材料的厚度为1.5mm ,冲裁时凸模进入凹模深度取1mm ,考虑模具维修时刃磨留量2mm ,再考虑开启时卸料板高出凸模1mm ,则总的工作行程工作h =6mm 。橡胶的自由高度 (30.025.0/工作自由h h =(30.025.0/6=2025mm =取25h mm =自由模具在组装时橡胶的预压量为(自由预h h =%15%10(10%15
23、%252.5mm =3.75取 3.75h mm =预由此可算出模具中安装橡胶的空间高度尺寸为25mm 。 8、导正销的设计: T d d a =-式中:d-导正销的基本尺寸,单位: T d -冲孔凸模直径,单位:a-导正销与冲孔凸模直径的差值,查表课本3-18得出:a=0.10T d d a =-=22.097500.012-0.10=21.997500.012-七、模架的选择根据凹模尺寸的确定查设计手册得模架参数如下:八、压力机相关参数的校核模具的闭合高度计算:510max min -+H H H190102255220H H +-即200所选压力机的最大封闭高度为:280,封闭高度调节量
24、为:60,所以压力机的闭模高度是220mm ,加个20mm 垫板。其中:min H 压力机的最小闭合高度max H 压力机的最大闭合高度九、装配图:(见下图模架L=200B=125开模最大高度225(mm 上模座 20012540 下模座 20012550 导柱 25180 导套259538零件名称 材料H62-M料厚 1.5mm图号 A003生产批量 大批量 技术要求1.冲孔凸模与凸模固定板采用H7/m6配合;2.落料凸模与凸模固定板采用N7/h6配合座板制图审核 比例 数量 材料 图号101 广州航海高等专科学校1:1序号名称料 数量材 备 注 内六角螺钉 导柱 定位销 紧固螺钉卸料板 导
25、正销 落料凸模 凸模固定板 上模座 紧固螺钉 模柄 防转销钉 定位销 紧固螺钉 垫板 冲孔凸模 冲孔凸模 橡胶 导套 导料板 下模座HT200 Q235 CrWMn HT200 45 Q235 CrWMn 45 20 Q235 20 CrWMn 45 145 45 45 45 45 手动挡料销固定挡料销 4545 3.导正销与落料凸模采用H7/r6 配合 4.固定挡料销与凹模的采用 H7/n6 配合5.压力机的模柄直径为50mm,深度为70mm; AAAA落料凸模制图比例1:1数量1材料图号审核T10A其余技术要求刃口部分热处理硬度HRC达到5862。1.2.刃口部分热处理1012mm。3.尾
26、部回火至4050HRC。铆接2mm4.5.导正销与落料凸模采用H7/r6配合01冲孔凸模制图比例1:1数量材料图号01审核其余技术要求刃口部分热处理硬度HRC达到5862。1.2.刃口部分热处理1012mm。3.尾部回火至4050HRC。铆接2mm4.T10A2模具设计课程设计 其余 技术要求 1.刃口部分热处理硬度HRC达到5862。 2.刃口部分热处理1012mm。 3.尾部回火至4050HRC。 4.铆接2mm 冲孔凸模 制图 审核 比例 数量 1：1 1 材料 T10A 图号 01 26 模具设计课程设计 其余 A-A A A 配作 配作 技术要求 1.刃口部分热处理硬度HRC达到58
27、62。 2.刃口部分热处理1012mm。 3.尾部回火至4050HRC。 凹模 制图 审核 比例 数量 1：1 1 材料 T10A 图号 01 27 模具设计课程设计 参考文献： 参考文献： 1 2 3 4 5 陈剑鹤. 模具设计基础. 北京：机械工业出版社, 2006 史铁梁. 模具设计指导. 北京：机械工业出版社, 2007 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社, 2004 王芳. 冷冲压模具设计指导. 北京：机械工业出版社, 2002 周斌兴. 冲压模具设计与制造实训教程. 北京：国防工业出版社, 2006 28 模具设计课程设计 结束语 紧张的模具设计，在老师和我们
28、的共同努力下，终于结束了。 紧张的模具设计，在老师和我们的共同努力下，终于结束了。通 设计 过这次实习，使我在原来的理论基础上增加了实战性的知识， 过这次实习，使我在原来的理论基础上增加了实战性的知识，同时我 也感受到要成为一个模具设计师需要付出很多努力。 也感受到要成为一个模具设计师需要付出很多努力。 本次设计中，本人在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、 本次设计中，本人在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、模具 零件结构设计、 零件结构设计、编写说明书和查阅参考文献等方面受到一次综合的训 技术。 练，增强了动手能力和创新设计能力，并且充分利用了 CAD 技术。最 增强了动手能力和创新设计
29、能力， 来进行模具的设计和出图。 后利用常用的 CAD 软件 AutoCAD 来进行模具的设计和出图。利用 CAD 技术，比动手画图更省时和省力， 技术，比动手画图更省时和省力，设计过程中充分体会到 CAD 技术带 来的方便， 可见 CAD 技术在冲模设计中已从研究阶段走上了实用阶段。 技术在冲模设计中已从研究阶段走上了实用阶段 段走上了实用阶段。 来的方便， 中完成。 最后本人还把该副模具的装配模型在 UG 中完成。 这次设计得到老师的帮助和辅导，在这里表示衷心的感谢。 这次设计得到老师的帮助和辅导，在这里表示衷心的感谢。通过设 计，我们收获很大，真正体会到设计的过程与乐趣，明白了 CAD 技术 我们收获很大，真正体会到设计的过程与乐趣， 和模具技术在实际生活中的重要性，以后我一定更加努力学习， 和模具技术在实际生活中的重要性，以后我一定更加努力学习，为将 来打下坚固的基础。 来打下坚固的基础 29