托板冲压模具设计说明书.docx
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1、托板冲压模具设计说明书单位:重庆工业职业学院部门:10模具304设计者:-指导老师:-学号:-日期:2023.112023.3前言该设计是在老师的指导下,按公司里的格式及顺序进行编写的。其中的一些数据都是按照“冲压模具及设备”及“互换性与技术测量”上的表查得的标准数据,而图也是遵循“机械制图”上的标准画法画的。本书的设计以够用为准,着重的考虑它的应用性、实用性及综合性。本书对冲压的工艺、模具的设计、材料的分析等都一一的进行了分析及介绍。本书的要点:根据考虑合理的工艺编制、实现高速化、自动化、提高材料运用率减少材料成本等一些因素,以减少冲压的成本及模具的费用,提高效率。根据公司规定及冲压成型工艺
2、及模具设计的工程技术的规定,设计出公司所需要的、简朴的、应用性好的模具模具及产品。由于编者的水平有限,因此书中存在一些错误和缺陷,恳请读者进行批评指正。 编者 2023.3.14目录前言托板零件图 5第一章 托板零件冲压工艺性分析 6第一节 经济性分析 6第二节 形状与结构 6第三节 精度与粗糙度 8第二章 托板冲压工艺流程设计及优化10第一节 工艺设计内容方案 10第二节 方案分析 10 第三章 托板冲压工艺设计计算13第一节 排样 13第二节 冲压设备的选择 19第三节 冲压压力中心的拟定 20第四节 减少冲裁力的方法 20第四章 托板冲压模具参数计算21第一节 模具凸凹模之间的间隙 21
3、第二节 冲裁模具刃口尺寸的计算 23第一节 模具闭合高度的拟定 26第二节 卸料橡胶的选用 26第五章 模具总装图29第六章 托板冲裁模重要零部件的设计与选用30第七章 冲裁模具使用说明书33 结束语. 36 参考文献 37托板零件图 冲压件:托板生产批量:大批量材料:08Ft=2第一章托板零件冲压公艺性分析一批量经济性分析1. 看冲压件是否需要大小或者中批量生产,由图知可知该冲压件为大批量生产,所以冲压式可采用级进连续冲压或者复合模冲压2. 由于模具费用高有助于大批量生产,由本图纸知为大批量生产,大批量生产时生产效率高,成本较低,比较经济3. 提高材料的运用率以减少成本,进行合理的安排,充足
4、运用材料的空隙,尽量对材料进行循环运用4. 查资料可知材料费用占总成本的百分之七十左右,另加上工人的劳资费 综上说述:冲压生产对大批量生产有独特的优越性,经济性,所以适合冲压工艺生产二材料的合用性 冲压合用的材料不仅要满足冲压件的使用规定,还应满足冲压工艺的规定和后续加工规定,具有良好的冲压成形性能 具有较高的表面质量 材料的厚度公差应符合国家标准 由本图纸冲压件所提供的材料是08F,由冲压模具及设备表2-3知,08F为碳素结构钢,抗剪强度=216304MPa 抗拉强度=275383MPa 为冲压成型的常用材料,故可知08F适合冲压工艺材料需要三 形状与结构1. 此冲裁件的形状简朴规则且适合与
5、冲压,有助于材料大的合理运用,以便节约材料,减少工序数目,提高模具寿命,减少冲件成本 在冲压生产过程中,冲裁件的内外形转角处要尽量避免尖角,应以圆弧过渡,以便于模具加工,减少热解决开裂,减少冲裁时尖角处的崩刃和过渡磨损而引起的尺寸规定变化根据冲压模具及设计表4-2知 当落料时交角90时,最小圆角半径r=0.25t=0.50.25mm 因此相应冲压件图纸上的几处直径为0.5mm,但是为了便于加工所以取直径r=1mm,这时候与顾客进行协商,由于本公司设备有限,制造过程中为了便于模具加工等规定将其图纸进行细小的改动而不会影响尺寸的大小,希望贵公司体谅,并与顾客达成一致意见,然后拟定新的冲件图形,并由
6、顾客签字拟定,新的冲件图如下:冲压件:托板生产批量:大批量材料:08Ft=2 在冲压过程中尽量避免冲裁件上过于窄长的凸出悬臂和凹槽,否则会减少模具寿命和冲裁件质量,由图纸知悬臂和凹槽的宽度B1.5tt为料厚由于冲件材料为软钢,所以B1.2t=2.4 由用户所提供的托板尺寸和形状无过长凸出悬臂和凹槽,故适合冲压生产规定由于此冲裁件托板孔直径=10mm 由表2-3查得08F的 b=275383 查表4-3知b=400700MPa 图形孔1.3t10mm 因此孔的尺寸符合规定2. 孔间距与孔边距冲裁件的孔与孔之间,孔与边沿之间的距离,受模具强度和冲裁件质量的制约,一般规定为C (11.5)t=23m
7、m 由于总长为30减去孔直径10后在除以2知孔边距为10mm ,由于只有一个中心孔,没有孔间距,所以无需考虑孔间距,不会影响冲压生产。四 精度与粗糙度1. 精度 冲裁件的经济公差等级不高于IT11级,一般落料间公差等级最佳低于IT10级,冲孔件公差等级最佳低于IT9级,冲裁可达成的冲裁件公差列于表4-5,由互换性与技术测量知该图纸最高精度选9级精度,对于=2mm的托板冲压生产完全可以达成所需产品的精度规定,故可使用冲压生产2. 粗糙度 冲裁件的断面粗糙度与材料塑性,材料厚度 ,冲裁间隙,刃口锋利限度及凹凸工作部分表面粗糙度值有关,对于本冲压件=2mm的金属材料,R的最大值0.05 表面粗糙度为
8、6.3 可达成冲压实际尺寸的规定和公差等级规定 托板冲压零件图如下:冲压件:托板生产批量:大批量材料:08Ft=2第二章 托板冲压工艺流程设计及优化一 工艺设计内容方案1. 工艺类型2. 工艺次数3. 工艺顺序4. 工艺组合方式1. 工艺类型 对于一般冲压件,通常考虑外形采用冲孔,为了保证模具强度和孔变形,一般采用两次或多次工序,当冲件形状复杂时通常可将外、内形分布冲出,由本图纸知该冲压件只需两个工艺类型 冲孔+落料2. 工艺次数有图纸知此冲压件工艺次数为两次 落料+冲孔3. 工艺顺序 先冲孔后落料4. 工艺组合方式 方案一 单工序模 先冲孔后落料 方案二 单工序模 先落料后冲孔 方案三 复合
9、模 落料+冲孔 方案四 级进模 先冲孔后落料 方案五 级进模 先落料后冲孔二 方案分析 方案一 单工序模 先冲孔后落料 单工序模是指在压力机的一次行程内只完毕一种冲裁工序的模具,冲孔+落料的单工序模是先冲孔后落料的方式完毕产品。单工序模设计结构简朴,模具导向精度高,寿命长,安装方便,但是生产率低,不适合于中批量或大批量生产模具制造的工作量和成本较低,在生产过程中也不安全,需采用一定的安全措施, 方案二 单工序模 先落料后冲孔 此单工序模类同上一方案的工序,于前者刚好相反,而在工艺上采用先落料后冲孔的话,落料时会影响冲件的尺寸精度,此冲压件由两模完毕,成本低,效率低,只适合于小批量生产。 方案三
10、 复合模 冲压+冲孔复合模是指在压力机的一次行程中在模具的同一个工位上同时完毕两道或两道以上不同冲裁工序的冲模,复合模的精度可达IT10IT8级,由于此冲压件最高精度为IT9级,所以精度等级适合于此冲压件,复合模平整度高,模具制造的工作量和成本比单工序模稍高,适合于中批量和大批量生产,但生产率较低,安全性不高,加工速度比较慢,复合模冲孔和落料是同时进行的,所以不需要考虑先冲孔后落料或者先落料后冲孔,由本图知此冲压件为大批量生产,所以乐意采用此复合模 方案四 级进模 先冲孔后落料 级进模式指在压力机的一次行程中,依次在同一模具的不同工位上同时完毕多道工序的冲裁模,由于该冲压件形状简朴,模具制造的
11、工作量和成本比复合模低,适合于中、大批量生产、且比较安全。由于该冲压件的精度是IT9级 而级进模的冲压件精度为IT13IT10级,所以不利于该冲压件的选择,又因模具复杂时制造麻烦对机械规定高,对工人技术规定高,安装复杂、制造周期长,由于此冲压件结构简朴,先冲孔后落料符合该冲压生产。 方案五 级进模 先落料后冲孔 此方案同时具有方案四的优点,但是先落料后冲孔的话,在落料的同时就相称于一个单工序模,不符合级进模的规定,所以此种方案不适合于选用。终上所述方案一和方案二只适合小批量生产,而此冲压件是大批量生产,所以方案一、方案二都不适合选用。方案五不符合规定,也不选用,方案四精度不适合选用,所以方案四
12、也不选用,所以最终选择方案三 复合模第三章托板冲压工艺设计计算1. 排样 (1) 排样方法有 有废料排样 少废料排样 无废料排样 对于有废料排样时,冲件尺寸完全由冲模保证,因此冲件质量好,模具寿命高,但材料运用率低,常用于冲件形状较复杂、尺寸精度规定较高的冲件,由于本冲压件形状简朴,只规定对孔精度比较高,对外面精度没什么规定,所以不采用有费料排样。少废料排样因受到剪裁条料质量和定位误差的影响,其冲件质量稍差,但材料运用率较高,冲模结构简朴,一般用于形状较规则,某些尺寸精度规定不高的冲件。无废料排样虽然冲件质量和模具寿命低,但是材料运用率很高,有助于提高生产效率,由于无废料排样精度低于少废料排样
13、,所以不利于本冲压件的选择,固采用少废料排样。1. 材料运用率材料运用率有两种:一个进距内的材料运用率和一张板料上的总的材料运用率,本冲压件选择一张板料上的材料运用率。0nA1BL100% 式中n一一张板料(或条料、带料)上冲件的总数目 A1一一个冲裁件的实际面积 L 板料(或条料、带料)的长度 B 板料(或条料、带料)的宽度1. 条料宽度的计算1. 料边与搭边最小料边a和最小搭边值a1,由冲压模具及设计表418知排样一:横裁横排排样二:横裁纵排排样三:纵裁横排排样四:纵裁纵排2. 条料宽度由于D2a是用于导料板导向且有侧压装置时,这样算出的条料宽度比较抱负化,条料宽度还与定位方式有关,所以要
14、选择定位方式,定位方式有a定位方式b中级定位c高级定位。初级定位是用导料板导向且无侧压装置,适合于大批量生产,由于此冲压件为大批量生产,所以适合本冲压件的选择,中级定位是用导料板导向且有侧压装置,导正销重要用于级进模,而本冲压件为复合模,所以不利于本冲压件选择,由于此冲压件条料的公差不大,所以不需要侧压装置,所以也不利于此冲压件的选择,侧刃装置比较浪费材料,又由于此冲压件为小型零件,所以不利于用侧刃装置,综上所述此冲压件应当选初级定位。排样一: 搭边a11.4,料边a2.6, 查表420知Zmin0.5,所以取0.8 条料宽度B-0.200Dmax2aZ-0.200305.20.836,进距S
15、581.459.4 板料规格选用29002023 每板条料数n1 9003625条 每条零件数n22023-1.459.433件 每板零件数nn1n22533800件 材料运用率1nA1BL10080038303.1483.14564900202310058.9 排样二: 搭边a12.1,料边1.6 条料宽度B-0.200Dmax2aZ-0.200=583.20.862 进距S302.1=32.1 板料规格选用25002023 每条板料数n1500628条,余3 每条零件数n220232.132.162 每板零件数nn1n2496件 材料运用率2nA2BL49638303.1483.14564
16、500202310065.8排样三: 搭边a12.1,料边1.6 条料宽度B-0.200Dmax2aZ-0.20062 板料规格选用29002023 每板条料数n120236232条,余15 每条零件数n29001.632.127件 每板零件数nn1n23227864 材料运用率386438303.1483.14564900202310063.6排样四: 搭边a11.4,料边2.6 条料宽度B-0.200Dmax2aZ-0.20036 板料规格选用212503500 每板条料数n130003683条,余10 每条零件数n212502.659.421件 每板零件数nn1n21743件 材料运用率
17、4174338303.1483.145641250350010052.8综上所述,排样二材料运用率最高,所以选用排样二,排样图如下:2.冲压设备的选择1. 冲压力的计算PP冲裁P卸料P顶件P推件 :冲裁力FKLtb L冲件周边长度由于此冲压件为复合模,所以L38214224163.143.1410193.64t冲压件厚度本冲压件厚度为2材料抗剪强度,由于本冲压件的材料为08F,查表2-3知,216314,取300Mpa为了保证冲件过程的安全,K取1.3所以FKLtb1.3193.642300151039.2N: 卸料力FxKxF由于此冲压件材料为08F,厚度t2,查表4-22知,Kx取0.04
18、5,所以Fx0.045151039.26796.764N :推件力FtnKtF 由于冲压件厚度t2,查表4-22知Kt=0.055 n一般取(35)t,取n8 Ft=240.055151039.2=33228.6242=66457.248: 顶件力Fd=KdF 查表4-22知Kd=0.06 所以Fd=KdF=0.06151039.29062.352由于此冲压件厚度比较小,平面度规定较高的冲件,所以卸料装置选弹性卸料。又由于推件力和顶件力不能同时出现,FtFd,所以出件装置选用推件装置。所以PP冲裁P卸料P推件151039.26796.76433228.6241944293.212设备吨位P0.
19、8238.8KN243KN查表3-5知,选择J23-25开式双柱可倾式压力机3.冲压压力中心的拟定由于此冲压件上、下、左、右所有对称,中心在重心位置,即在零件中心孔的圆心。4.减少冲裁力的方法减少冲裁力的方法有采用阶梯凸模冲裁采用斜刃口冲裁采用加热冲裁。采用斜刃口冲裁时规定必须保证冲件平整,只允许废料产生弯曲变形,且刃口制造与刃磨比较复杂,刃口容易磨损,冲件也不够平整且省力不省工,一般只合用于大型厚板冲件的冲裁,而本冲压件为小型薄板,所以不宜选用。加热冲裁由于工艺加热冲裁工艺复杂,冲件精度也不高,只合用厚板或表面质量与精度规定都不高的冲件,由于此冲压件为薄板,所以也不宜选用,综上所述应选用采用
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