五金模具设计实训说明书

五金模具实训说明书 限位板模具设计 机械工程系 2010-5-24至2010-6-12 1 设计任务书 ................................................. 1 2 冲压件性分析 ........................................... 2 3 冲压工艺的确定 ......................................... 4 4 主要设计计算 ............................................... 6 4.1 排样方式的确定及其计算 .................................. 6 4.2 冲压力的计算 ............................................ 8 4.3 压力中心的确定及相关计算 ................................ 9 4.4 工作零件刃口尺寸计算 ................................... 10 5 模具总体设计 .............................................. 11 5.1 模具类型的选择 ........................................ 11 5.2 定位方式的选择 ......................................... 11 5.3 卸料、出件方式的选择 ................................... 12 5.4 导向方式的选择 ......................................... 12 6 主要零部件设计 ........................................... 12 6.1 工作零件的结构设计 .................................... 13 6.2 定位零件的设计 ......................................... 15 6.3 导料板的设计 ........................................... 17 6.4 卸料部件的设计 ......................................... 19 6.5 模架及其它零部件设计 .................................. 21 7 模具装配与总装图 .......................................... 23 8 冲压设备的选定 ........................................... 25 9 冲压工艺卡 ............................................... 28 参考文 献 .................................................... 33 设计总结及体会 ............................................... 34 1 设计课 限位板模具设计 日 期 2010-5-24 单 位 中山职业技术学院机械工程系 指导教师 学号姓名 材料为A3， 料厚t=1.5mm 生产批量：大批量 任务要求： 1、准备相关设计资料和手册，了解当前冲压模具的发展的状况 2、分析冲压件工艺性，确定合理的冲压工艺方案 3、进行相关工艺设计计算 4、进行模具的总体设计 5、进行模具主要零部件设计 6、绘制模具装配图及指定模具零件零件图 7、选择冲压设备 8、填写冲压工艺卡 2 工件为图1所示的落料冲孔件，材料为A3， 料厚t=1.5mm 生产批量为大批量。 工艺性分析内容如下： 1. 材料分析 A3钢（即Q235A）为优质碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。 2. 结构分析 零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中有一孔，经计算孔距零 件外形之间的最小孔边距为6.88mm，满足冲裁件最小孔边距l?1.5t=2.25mm的要求。min所以，该零件的结构满足冲裁的要求。 3. 精度分析： 零件上只有一个尺寸标注了公差要求，由公差表2-53查得其公差要求属IT11，所以 复合冲裁可以达到零件的精度要求。对于未标注公差尺寸按IT14精度等级查补。 由以上分析可知，该零件可以用复合冲裁的加工制得。 3. 零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生 产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保 证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较复杂，模具 制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精 度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复 合模略复杂。 所以，比较三个方案欲采用方案二生产。现对复合模凸凹模壁厚进行校核，查表2-31，当材料厚度为1.5mm时，可得凸凹模最小壁厚为3.8mm，现零件上的最小孔边距为 6.88mm,所以可以采用复合模生产，即采用方案二。 4 主要设计计算 4.1 排样方式的确定及其计算 分析零件形状，应采用直对排的排样方式，零件可能的排样方式有图2所示两种。 a b 图2零件的可能排样方式 比较方案a和方案b一个步距地材料利用率如下图3： 图3 经过计算，发现方案a的材料利用率为62%，而方案b的则为67%，所以应采用方案b。现采用1500mmx950mm的钢板，则需计算采用不同的剪裁方式时，每张板料 能出的零件总个数。 （1）裁成宽93.99mm、长1500mm的条料，则一张板材能出的零件总个数为 (950/93.99)x(1500/45.5)=10x32=320 (2) 裁成宽93.99mm、长950mm的条料，则一张板材能出的零件总个数为 (1500/93.99)x(950/45.5)=15x20=300 比较以上两种剪裁方法，应采用第1种剪裁方式，即裁成宽93.99mm、长1500mm的条料。其具体排样图如图4所示。 4.2条料及冲压力的相关计算 项项目 公式 结果 备注 目 分 类 2排冲裁 2861．2mm2A=3568.09-15π 样 件面 积A 条料S=2.3x2+53+9+27.39 93.99mm 查表2-14，最 宽度小搭边值 B a=2.3,a=1.5,1 采用无侧压压步距S=22x2+1.5 45.5mm 装置条料与导S 料板间间隙为一个η=nA/BSx100%=2861.2/(93.99x45.5)x100% 67% 0.5mm。 步距 的材 料利 用率 η 冲冲裁242151N L=354.8mm, F=KLt τ =1.3x354.8x1.5x350压力F τ =350MPa力 卸料Fx=KxF=0.05x242151 12107.6N 查表2-23得 力Fx Kx=0.05 推件Ft=nKtF=6x0.05x242151 72645.3N N=h/t=9/1.5=6 力FT 冲压Fz=F+Fx+Ft=242151+12107.6+72645.3 326903.9N 工艺 总力 FZ 4.3压力中心的确定及相关计算 计算压力中心，应先画出凹模型口图，如图5所示。在图中将xOy坐标 系建立在如图所示的位置上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L～L基本线，110 每条线都要计算出线总长度、力的作用点到x轴的距离及到y轴的距离。 L、L、L4、L５L８、L9是圆弧，其力在x方向的作用点可从有关手册13、 中查出，位于距圆心2R/兀处；L3、L6、L是直线，力的作用点位于直７、L10 线中间；L由1个￠30mm的圆组成，力的作用点位于￠30mm的圆心。有关数 2 如图5 据计算结果列于下表中。代入压力中心计算公式求得该模具的压力中心点的 坐标 = ( L1x1+L2x2+…+L10x10)/(L1+L2+…+L10)=0mm0 X Y=(1y1+2y2+…+10y10)/(1+2+…+10)=26.04mmLLLLLL0 压力中心数据表 基本要素长度L/mm 各基本要素压力中心的坐标值 X Y L1=69.115 0 53.34 L2=94.2478 0 44 L3= 31.1548 22 28.42 L4= 6.901 23.71 10.17 L5= 29.6645 31.82 0 L6=28 14 -9 L7=28 -14 -9 L8=29.6645 -32.82 0 L9=6.901 -23.71 10.17 L10=31.1548 -22 28.42 合计354.8034 0 26.04 4.4 工作零件刃口尺寸计算 在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，需要考虑工作零件的加工方 法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适 宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模凸模固定板以及卸料板，这种 加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此，工 作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算见表2 2 0 R22 R22 -0.01 查表得冲裁双面间+δ R=(R－xΔ) x0 dma隙Z=0.24mm max0 0 R9 R9 -0.R=(R-Z/2)Z=0.132mm Pdmin-δ min 磨损系数x=0.5 R4 模具按IT9级制造 校核满足 +δ 30 D=(d－xΔ)0 pminδ+δ?(Z-Z) pdmaxmin0 D=(d-Z/2) dpmin-δ 56 L=L?Δ/8 A 53 6 主要零部件设计 6.1.1 落料凸模（四号，宋体） （正文：小四宋体，1.5倍行距） 6.1.2 冲孔凸模（四号，宋体） 中山职业冲压 接 线 片 共 1 页 技术学院 工艺卡 零（部）件号 第 1 页 每毛坯可制毛坯质辅材料牌号及规格材料技术要件数 量 助毛坯尺寸（mm） （mm） 求 材 料 H62黄铜 条料1x72x900 123 1x1800x900 工艺 备工序号 工序名称 工序内容 加工简图 设备 装备 注 1 剪床上裁板 下料 剪板机 72x900 冲孔与落料落料冲2 冲孔落料 复合模 J23-35 孔复合简图 模 编制 审核 会签 签字 日期 （日期） （日期） （日期） [1] 吴裕农主编 冲压工艺与模具设计制造 科学出版社 2009年8月第一版 [2] 冲模设计手册编写组. 冲模设计手册 机械工业出版社 [3] 夏巨谌、李志刚主编 中国模具设计大典（电子版） 中国机械工程学会出版 [4] 罗益旋编 最新冲压新工艺新技术及模具设计实用手册（电子版）银声音像出版社 [5] 杨玉英主编。实用冲压工艺及模具设计手册。北京：机械工业出版社，2004.7 （正文：小四宋体，1.5倍行距）