压圈冲压课程设计说明书.doc

eaintheaccidentinvestigation,managementandreporting,eachpostshouldbedevelopedunderthissystemspecialistscheck,cleartheexaminations,time,cyclesandotherrelevantregulations.Strengtheningsitesupervisionandexamination,todetectandinvestigateillegalcommand,illegaloperationsandviolationsofoperatingrules.Secondsafetyreferstotheproductionsite,technologymanagement,equipment,facilities,andsooncanleadtoaccidentsrisksexist.1,accordingtotheextentofthesecurityrisks,solvingisdividedintoa,b,andclevelsofdifficulty;A-level:difficult,miningdifficulties,shallbereportedtothecompany'sproblems.B-class:difficulttoresolvedif 河南机专冲压课程设计说明书
冲压工艺与模具设计课程设计任务书
题 目： 压圈的设计
内 容：（一）冲压件的工艺性分析
(二）确定工艺方案及模具机构形式
(三)模具设计计算
（四)模具总体设计
（五）模具主要零部件的结构设计
（六)冲压设备的选择
(七）绘制模具总装图
（八)拆画零件图
（九)设计总结
（十）参考文献
目 录
（一）。冲压件的工艺性分析……………………………4
（二）.确定工艺方案模具机构形式……………………4
(三)。模具设计计算……………………………………5
（1）排样方式的确定及其计算
( 2) 计算凸。凹模刃口尺寸
（3）外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算
(4)冲压力的计算
（5)压力中心的计算
（四）。模具总体设计……………………………………8
（五）。模具主要零部件的结构设计……………………9
（1）落料凸、凹模的结构设计
（2)弹性元件的设计计算
（3）模架的设计
（六）。冲压设备的选择…………………………………12
（七）。绘制模具总装图…………………………………13
（八）.拆画零件图………………………………………13
(九)。参考文献…………………………………………14
听范读短文的录音。学生根据拼音自由朗读短文，不会拼读的音节求助同学或老师。听老师读短文，把自己不会认读的字和词听清楚。指名朗读，重点纠正“蓝”“绿”“帆”的读音。齐读短文，进一步熟悉短文。你最喜欢哪一句话？指导学生有感情地朗读。ficulties,shallconsistofminingorganizationstosolveproblems.C-class:fromsegmentsandbusinessrisksthatmustbeaddressedintheDepartment.2,open-pitmineunsafetypesinclude:electrical,transport,blasting,fire,andotherslope.3,accordingtotheseverityofthehazardfilledinbyunittroubleshooting,registrationform(seeatt - 11 -11
冲裁模具设计
工件名称:压圈
生产批量：大批量
材 料：Q235
厚 度：2mm
工件简图：如右图所示
(一)．冲压件的工艺性分析
该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的.冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11～IT14.凡产品图样上没有标注公差等级或者公差的尺寸，其极限偏差数值通常按IT14级处理.将以上精度与零件的精度要求相比较，可以为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲压方式进行加工。经查公差表,各尺寸公差为：
φ42-00.62mm φ20+00.52mm 22+00。52mm 4+00。3mm
（二)．确定工艺方案及模具结构形式
该工件所需的冲压工序包括落料、冲孔两个基本工序，可以拟定出以下三种工艺方案：
方案一:先落料，后冲孔，采用单工序模分两次加工。
方案二：落料-冲孔复合冲压，采用复合模加工。
方案三：落料—冲孔级进冲压,采用级进模加工.
方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足顾客的要求,而且工件的累积误差大，操作不方便.由于该工件大批量生产，所以方案二和方案三更具优越性。·
该零件φ20mm×22mm的孔与φ42mm的最小距离为9mm,大于此零件要求的最小壁厚（4.9mm)，可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料级进模，复合模模具的形位精度和尺寸精度容易保证,且生产率也高，尽管模具结构比较复杂,但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。级进模虽生产率也高，但零件的冲裁精度稍差，欲保证冲压件的形位精度,需要在模具上设置导正销导正,故模具制造、安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较,该零件的冲压生产采用方案二的复合模为佳。
（三）．模具设计计算
（1）排样方式的确定及其计算
设计复合模时，首先要设计条料的排样图，因该零件外形为圆形，可采用有废料排样的直排比较合适。参考《冲压工艺与模具设计》表2.8确定其排样方式为直排画出排样图
排 样 图
由于R=21﹥2×2查表2。9最小搭边值可知：最小工艺搭边值a(侧面）=1.5mm a1（工件间）=1。2mm 分别取a=2㎜ a1 =2㎜
计算条料的宽度：
B=42+2×2=46mm
步距：S=42+2=44mm
材料利用率的计算:
计算冲压件毛坯的面积：A=π×R2 =π×212 =1384。74mm 2
一个步距的材料利用率:η==1384.74/46×44=68。4﹪
(2）计算凸、凹模刃口尺寸 查《冲压工艺与模具设计》书中表2。4得间隙值Zmin=0。246mm，Zmax=0.360mm。
1)冲孔φ20mm×22mm凸、凹模刃口尺寸的计算
由于制件结构简单,精度要求不高，所以采用凹模和凸模分开加工的方法制作凸、凹模.其凸、凹模刃口尺寸计算如下:
查《冲压工艺与模具设计》书中表2.5得φ20mm凸、凹模制造公差：
δ凸 =0。020mm δ凹 =0.025mm
校核： Zmax—Zmin =（0.360—0。246)㎜=0。114mm
而δ凸+δ凹 =（0.020+0.025）㎜=0.045mm
满足 Zmax—Zmin≥δ凸+δ凹的条件
查《冲压工艺与模具设计》书中表2.6得:IT14级时标准公差△=0。52㎜，因为0.52＞0。20所以磨损系数X=0。5，
按式（2.5） d凸==（20+0。5×0.52)—00.020=mm
D凹===mm
查《冲压工艺与模具设计》书中表2。5得2.2mm×4mm的矩形凸、凹模制造公差:
δ凸 =0。020mm δ凹 =0。020mm
δ凸+δ凹 =0.020+0.020=0.040mm
满足 Zmax—Zmin≥δ凸+δ凹的条件
（3）外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算
由于外形形状简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸、凹模。
其凸、凹模刃口尺寸计算如下：
查《冲压工艺与模具设计》书中表2。5得凸、凹模制作公差
δ凸=0。020mm δ凹 =0。030mm
校核：Zmax—Zmin =0.360—0。246=0.114mm
而δT+δA =0.050mm
满足 Zmax-Zmin≥δ凸+δ凹的条件
查《冲压工艺与模具设计》书中表2。6得：IT14级时磨损系数X=0.5,
按式(2。5） d凸==42.26—00。020mm
d凹==42.506+00.030mm
（4）冲压力的计算
落料力 F落 = Ltτb=（2πR×2×450）N=118.692KN
冲孔力 F冲 = Ltτb=（336。9×10π/180+4+2×2。2）×2 ×450=60。453KN
冲孔时的推件力 F推=n K推F孔
由《冲压工艺与模具设计》书中表2。21得h=6mm 则n=h/t=6mm/2=3个
查《冲压工艺与模具设计》书中表2.7得K推=0。05
F推=n K推F孔=3×0。05×60.453=9.068KN
落料时的卸料力 F卸=K卸F落
查《冲压工艺与模具设计》书中表2。7取K卸=0.04
故 F卸=K卸F落=0。04×118。692=4。748KN
总冲压力为：
F总=F落+F孔+F推+F卸=（118.692+60.453+9。068+4。748）KN=192。961KN
为了保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲
F总′=1。3×F总=1。3×192.961=250.8KN
（5)压力中心的计算
用解析法求模具的压力中心的坐标，建立如下图所示的坐标系XOY.
由图可知工件上下对称,将工件
冲裁周边分成L1、L2、L3、L4、
L5基本线段，求出各段
长度的重心位置：
因工件相对x轴对称，所以Yc =0,
只需计算XC
L1=2πr=131.88㎜ X1=0
L2=58.77mm X2=-0.68
L3=L5=2。2mm X3=X5=10.9㎜
L4=4mm X4=12㎜
将以上数据代入压力中心坐标公式
X=(L1 X1 +L2 X2+…+ L5 X5 )/ L1+ L2+…+ L5
X=［131。88×0+58。77×（-0。68)+2.2×10。9+4×12+2。2×10。9]/（131。88+58。77+2.2+4+22.2)
=0.28mm
（四）.模具的总体设计
根据上述分析，本零件的冲压包括冲压和落料两个工序，且孔边距较大，可采用倒装复合模，可直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹模空洞中,应在凹模孔设置推件块,卡于凸凹模上的废料可由卸料板推出；而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽,使废料从空洞中落下。由于在该模具中压料是由落料凸模与卸料板一起配合工作来实现的，所以卸料板还应有压料的作用，应选用弹性卸料板卸下条料。
因是大批量生产,采用手动送料方式,从前往后送料。
因该零件采用的是倒装复合模,所以直接用挡料销和导料销
即可。
为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。由于该零件导向尺寸较小，且精度要求不是太高，所以宜采用后侧导柱模架.
（五）。模具主要零部件的结构设计
（1)凸模、凹模、凸凹模的结构设计，包括一下几个方面：
①落料凸、凹模的结构设计
在落料凹模内部,由于要放置推件块,所以凹模刃口应采用直筒形刃口,并查《冲压工艺与模具设计》书中表2.21，取得刃口高度h=6mm,该凹模的结构简单，宜采用整体式.
查《冲压工艺与模具设计》书中表2.22，得k=0。40
即 凹模高度H=ks=0。40×42mm=16.8mm
凹模壁厚C=1.5H=1.5×16。8mm=25。2mm
凹模外形尺寸的确定：
凹模外形长度：L=（42+25。2×2)㎜=92.4㎜
凹模外形宽度：B=(42+25。2×2)㎜=92.4㎜
凹模整体尺寸标准化，取为100mm×100mm×16mm
凹模的工艺路线
工序号
工序名称
工序内容
1
下料
将毛坯锻成平行六面体。尺寸为:155mm×155mm×35mm
2
热处理
退火
3
铣平面
铣各平面，厚度留磨削余量0.8mm，侧面留磨削余量0。5mm
4
磨平面
磨上下平面，留磨削余量0。3～0.4mm磨相邻两侧面，保证垂直
5
钳工划线
划出对称中心线，固定孔及销孔线
6
型空粗加工
在仿铣床上加工型孔，留单边加工余量0。15mm
7
加工余孔
加工固定孔及小孔
8
热处理
淬火回火，保证58~62HRC
9
磨平面
磨上下面及基准面达要求
10
型孔精加工
在坐标磨床上磨型孔,留研磨余量0.01mm
11
研磨型孔
钳工研磨型孔达规定技术要求
②冲孔凸模的设计
为了增加凸模的强度与刚度，凸模固定板厚度取24mm,因凸模比较长，所以选用带肩的台阶式凸模，凸模长度根据结构上需要来确定。
L= h凸模固定板+h落料凹模=（24+16.8）mm=40.8mm （取40mm）
③凸凹模的结构设计
本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模外还有一个凸凹模。根据整体模具的结构设计需要，
凸凹模的结构简图如下图所示：
确定凸凹模安排在模架上的位置时,要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。
校核凸凹模的强度：查《冲压工艺与模具设计》书中表2.23得凸凹模的最小壁厚为4。9mm，而实际最小壁厚为9mm。故符合强度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制,并保证双间隙为0.246mm～0。360mm.
(2)卸料弹簧的设计 根据模具的结构初选6根弹簧,每根弹簧的预压力为F0≥F卸/n=(4。75×103/6）N=791.7N
根据预压力和模具结构尺寸，初选序号62～67的弹簧，其最大工作负荷F1=1120N >791.7N虽弹簧的最大工作负荷符合要求，但其弹簧太长，会使模具的高度增加，所以选用最大工作负荷为1550N范围内的弹簧.
试选68～72号中69号弹簧，校验弹簧最大许可压缩量Lmax大于弹簧实际总压缩量L总。69号弹簧的具体参数是:弹簧外径D=45mm,材料直径d=9mm,自由高度H0=80mm,节距t=11。5mm,F1=1550N,极限载荷时弹簧高度H1=58.2mm。
弹簧的最大的最大许可压缩量Lmax=(80-58。2）mm=21.8mm
弹簧预压缩量L/=LmaxF0/F1=791.7×21.8/1550=11.13mm
校核:卸料板工作行程t+h1+h2=2+1+0.5=3.5mm
凸模刃磨量和调节量 h3=6mm
弹簧实际总压缩量 L总=L/+t+h1+h2+h3=（11。13+3。5+6）mm =20.63mm
由于21.8>20.63，即Lmax〉L总，所以所选弹簧是合适的。
69号弹簧规格为：
外 径： D=45mm
钢丝直径： d=9mm
自由高度： H0=80mm
装配高度： H2= H0- L/=(80—11.13）=68。87mm
弹簧的窝座深度：h= H0—Lmax+ h卸料板+ t +1- h凸凹模— h修模
=（80—21.8+14+2+1-58—6)mm=11。2mm
弹簧外露高度：H3= H2—h— h卸料板窝深=（68。87-11.2—7)mm=50.67mm
.(3)模架的设计 模架各零件标记如下：
上模座：100mm×100mm×20mm
下模座：100mm×100mm×25mm
导 柱:B32h5×120mm×35mm
导 套：B32H6×65mm×23mm
模 柄：φ38mm×60mm
垫板厚度：100mm×100mm×24mm
卸料板厚度：100mm×100mm×14mm
凸模固定板厚度：100mm×100mm×24mm
模具的闭合高度：H闭= h上模座+h垫板+h凸模固定板+h落料凹模+t+ h卸料板+h橡胶垫+h下模座
=（20+6+24+16+2+14+50+25）（mm）
=157mm
（六）。冲压设备的选择
通过校核,选择开式双柱可倾压力机J23—25能满足使用要求。其主要技术参数如下表。
公称压力/KN
250
滑块行程/mm
60
行程次数（不小于)（次/min)
100
封闭高度/mm
300
最大封闭高度调节量/mm
70
滑块中心至机身距离/mm
180
(标准型)工作台尺寸(左右×前后）/mm
500×350
(标准型)工作台孔尺寸(直径)/mm
150
（标准型)立柱间距离（不小于）/mm
240
模柄孔尺寸(直径×深度）/mm
Ф38×60
工作台板厚度/mm
55
倾斜角（不小于）（°）
20
电动机/kw
2.2
外形尺寸(前后×左右×高）/mm
1100×800×2000
总重量/公斤
1300
（七).绘制模具总装图
工作原理：
条料送进时采用固定挡料销进行定位,而有导料销保证送料沿正确的方向送进。当条料送到指定位置时，上模在压力机的作用下下行，卸料板首先接触条料。上模部分继续下行，即可完成冲孔落料复合工序。当冲压完成时，在压力机的作用下上模上行回程，卡在凸凹模上的条料由弹性卸料板卸下,当模具上的打料杆碰到压力机上的打料横梁时，打料横梁给模具打料杆一个作用力，在此作用力的作用下，将冲孔废料推出来.而制件则有下模座的推件装置推出,此时即完成一次冲裁.然后，把条料抬起，越过挡料销，在送进一个步距的距离，即可进行下一次冲裁。
(八） 拆画零件图
（九）参考文献:
【1】原红玲.冲压工艺与模具设计.机械工艺出版社,2008.8
【2】李学锋。模具设计与制造实训教程.化学工业出版社，2004。
【3】欧阳波仪。现代冷冲模技术。化学工业出版社，2006.
【4】杨占尧。冲压模具图册。高度教育出版社，2008。
【6】王小彬. 冲压工艺与模具设计。电子工业出版社，2006。
【7】陈于萍.高晓康。互换性与测量技术. 高度教育出版社,2005.