E字形山形片（BS13-F12）钣金成形工艺及冲压模具设计.zip

1 任任务务书书 届次届次 XXXX 姓名姓名 XXXX 班级班级 XXXX 学号学号 XXXX 一、设计题目： 山形片 (BS13-F12) 钣金成形工艺及模具设计 二、产品零件图及要求： 三、 设计内容： 1产品零件的钣金冲压工艺规程：1 份 2钣金成形模具设计图样（含二维总装图、非标准零件图）：1 套 3设计说明书：1 份 发题日期：20XX 年 12 月 23 日 完成日期：201XX 年 5 月 15 日 指导教师： XXXX 专业主任： XXXX 名称山形片材料硅钢/t=0.5生产批量中批生产条件不限 1 目录目录 摘要 4 关键词4 1 1 前言前言4 2 2 零件图的分析零件图的分析5 2.1 零件的功用与经济性分析 5 2.2 零件的冲压工艺性分析5 2.2.1 结构形状与尺寸5 2.2.2 精度与表面粗糙5 2.2.3 材料5 3 3 冲压工艺分析冲压工艺分析6 3.1 冲压工艺方案的确定6 31.1 冲压工序性质与数量的确定6 3.1.2 冲压工艺方案的分析与确6 3.2 冲压工艺参数的计算6 3.2.1 排样设计与下料方式的确6 3.2.2 各工序冲压力的计算与冲压设备的选择7 3.3 冲压工艺的规程的编制9 4 4 冲压模具设计冲压模具设计9 4.1 模具类型和结构形式的确定9 4.1.1 模具结构类型的确定9 4.1.2 工件的定位方式的确定9 4.1.3 卸料与出件方式的确定9 4.1.4 模架类型及模具组合形式的确定9 4.2 模具零件的设计与选用9 4.2.1 工作零件的设计9 （1）凸、凹膜间隙的确定9 （2）凸、凹模工作尺寸的计算9 （3）模具压力中心的确定11 （4）凸模结构形式及尺寸的确定11 2 （5）凹模结构形式及尺寸的确定11 4.2.2 定位零件的设计与选用12 4.2.3 卸料与出件装置的设计12 （1）卸料装置设计12 （2）推件装置设计12 4.2.4 支承固定零件的设计与选用12 （1）凸（凹）模固定板12 （2）垫板12 （3）模柄12 4.2.5 模架及其零件的选用12 4.2.6 紧固件的选用13 4.3 模具图样的绘制及压力机校核13 4.3.1 模具装配图的绘制13 4.3.2 模具零件图的绘制13 4.3.3 压力机技术参数的校核13 5 5 模具的工作原理与使用维护模具的工作原理与使用维护13 6 6 设计总结设计总结15 参考资料16 致 谢16 3 山形片钣金成形工艺及模具设计山形片钣金成形工艺及模具设计 摘 要：此说明书以设计山形片零件模具为主线，主要阐述了山形片零件的模具设 计。制件为山形片，主要设计该件的落料、冲孔复合模。材料为硅钢，其材料的力学 性能良好，经计算，此制件适合用冲孔、落料工艺生产。设计这套模具首先分析材料 是不是适合冲裁，选用冲裁工艺是否经济，是不是需要后续工序，如校平、整形等， 然后计算冲压力选定压力机，最后确定模具的结构和工作零件的结构，并计算其工作 零件的尺寸，其他的一些零件则在设计的时候尽量选用标准件，节约模具的制造成本， 这些前提条件做好后,用绘图软件绘制模具总装图和零件图，编写零件的加工工艺规 程。 关键词：垫片；钣金；成形工艺；模具；设计 1 1 前言前言 当前钣金成形技术的发展状况： 此毕业设计说明书内容共 6 章，主要为零件图的分析、钣金成形工艺设计、钣金 模具设计、模具的工作原理与使用维护、设计总结等内容，在完成这些任务的过程中， 我们会翻阅很多有关此类书籍，如：冲压模具及其设备、机械制图手册，从中我们进 一步系统的学习和温习了大学三年所学的专业知识和理论与实践相结合的内容。 此次毕业设计的目的如下： （1） 综合运用和巩固本课程及有关课程的基础理论和专业知识，培养学生从事 钣金成形工艺及模具设计的初步能力，为以后实际工作打下良好的基础。 （2） 培养学生分析问题和解决问题的能力，经过毕业设计环节，学生能全面理 解和掌握钣金成形工艺、模具设计等内容；能够掌握钣金成形工艺与模具设计的基本 方法和步骤；能够独立解决在制定钣金成形工艺规程，设计模具结构中出现的问题； 而且会查阅技术文献和资料，以完成从事钣金成形技术工作的人员在模具设计方面所 必须具备的基本技能训练。 （3） 培养我们认真负责，踏实细致的工作作风和严谨的科学态度，强化质量意 识和时间观念，养成良好的职业习惯。 2 零件图的分析 4 2.1 零件的功用与经济性分析 （1） 零件（山形片）的作用 该零件主要用于变压器，起导电变压的作用。 （2） 零件（山形片）的经济性分析 ： 该零件材料为硅钢，厚度 0.5mm。该零件的年产量属于中批量，零件外形简单对 称，采用冲压加工经济性良好。 2.2 零件钣金成形工艺性分析 图 2-1 2.2.1 结构形状与尺寸分析： 由零件图 2-1 可知，该制件结构简单对称，无悬臂和窄槽，但外形有 90尖角， 将尖角改为 R1 圆角。通过零件图样尺寸分析知，零件未注公差尺寸，可按 IT14 级确 定工作尺寸的公差。 2.2.2 精度与表面粗糙度： 此零件没有严格的表面粗糙度要求，尺寸均为自由公差，所以加工此零件时，模 具结构简单，加工方便。 2.2.3 材料： 5 零件所用材料硅钢的冲裁性能较好。 综上所述，该零件的形状、尺寸、精度、材料均符合拉深工艺性要求，故可以采 用冲压方法加工。 3 钣金成形工艺设计 3.1 成形工艺方案的确定 3.1.1 成形工序性质与数量的确定： （1） 成形工序性质的确定： 该零件的主要成形方法是冲裁。 （2）成形数量的确定 该零件需要落料和冲孔两道工序。 3.1.2 冲压工艺方案的分析与确定: 根据以上基本工序，可拟定出以下三种冲压工艺方案： 方案一：落料、冲孔单工序模 方案二：落料与冲孔复合 方案三：采用多工位级进模 分析比较上述三种工艺方案，可以看出：方案一模具简单，数量多，冲压效率低。 方案二相对于方案一模具较复杂，数量少，冲压效率提高。方案三相对于前两种方案 模具最复杂，制造周期长，数量少，冲压效率最高，适合大批量生产。 冲压工艺方案比较表 项目方案一方案二方案三 模具结构简单一般结构较复杂 模具数量2 套1 套1 套 生产效率较低较高高 通过上述方案性能的比较，考虑到产品是中批量生产，采用方案二是最合理的。 3.2 冲压工艺参数的计算 3.2.1 排样设计与下料方式的确定： 1.排样 板料规格拟选用 0.5mm900mml800mm(45 钢板)。因坯料长度为 106mm，考虑 6 到零件的形状采用条料直排。条料定位方式采用导料销导向和挡料销定距，取搭边值 a1=2.2mm，a= 2.5mm(查表 4-6)则 进距Dmax+ a1=72 amm+2.2mm=74.2mm 条料宽度 B0-= （D+2a）0-=（106mm+22.5mm）0-0.15=1110-0.6 式中 为条料宽度单向（负向）偏差，由表 4-5 查得。 如图所 示为零件的排样图： 2.裁板方案 1) 板料纵裁利用率 条料数量 条8111/900/ 1 bBn 每条零件数 =(L a )/S=(1800-2.2)/74.2=24 个 2 n 1 每张板料可冲零件数 个192248 21 nnn 材料利用率 7 =66 0 0 100 LB nA 0 0 100 9001800 5590190 0 0 （式中 A=5590mm2是由 CAXA 软件计算出制件的有效面积） 2) 板料横裁利用率 条料数量 条16111/1800/ 1 bLn 每条零件数 个122 .74/2 . 2900/ 12 saBn 每张板料可冲零件数 个1921216 21 nnn 材料利用率 192 5590 100%100%66.3% 1800 900 nA LB 由此可见，横裁比纵裁的材料利用率稍高，又考虑剪板方便，故决定采用横裁法。 3.2.3 各工序冲压力的计算与冲压设备的选择： 1落料冲孔工序 落料力 5680.5441125244 其中 b LtF 1 NN b 441 （由 CAXA 计算出落料的有效周长为 568mm) 冲孔力 式中 2 2 18.850 0.5 4418312.85 b FLtNN 441 b N （由 CAXA 计算出冲孔的有效周长为 18.850mm) 卸料力 8 式中 1 0.045 1252445635.98 XX FK FNN 045 . 0 X K 推件力 式中查表可知， 2 14 0.55 8312.8564008.95 TT FnK FNN55 . 0 T K 为留在凹模里的废料片数（设凹模刃口高度，则）nmmh7/7/0.514nh t 冲压总力 121252448312.855635.9864008.95203201.78203T x FFFFFNNNNkN 显然，只要选 400 kN 压力机即可,依据下表可确定型号为 JB23-25 开式可倾压力机。 ， 3.3 冲压工艺规程的编制 见冲压工艺规程编制表 4.冲压模具设计 4.1 模具类型和结构形式的确定： 4.1.1 模具结构类型的确定： 1冲孔落料复合模 由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为冲孔-落料复合模。 4.1.2 工件的定位方式的确定： （1）冲孔落料复合模：零件的生产批量属于中批。合理安排生产可采用手工送 料方式能够达到要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑零件尺寸、 料厚适中，为了便于操作，保证质量，采用挡料销定距的定位，导料销导料的方式。 4.1.3 卸料与出件方式的确定： （2）冲孔落料模：考虑到工序件的结构，为了保证工件质量，采用弹性卸料方 式，并起压料作用。冲孔废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出料方式。 4.1.4 模架类型及模具组合形式的确定： （1）模架类型的确定： 9 冲孔落料复合模：考虑到零件精度不高，从装模方便的角度考虑，采用后侧导柱 导向模架。模架精度等级为 II 级。 4.2 模具零件的设计与选用 4.2.1 工作零件的设计： （1）凸凹模间隙的确定： 该制品精度不高，所以凸凹模间隙根据经验法查表得： Zmin=0.06mm，Zmax=0.08mm。 （2） 凸凹模工作部分刃口尺寸的计算： 使用配作法加工计算其落料凹模刃口尺寸如下： 1）磨损后变大尺寸为 72，106，19,30,9.5。按未注公差计算（IT14 级） ，mm, 0 0.74 72 mm，mm，9.5。 0 0.87 106 0 0.52 19 0 0.52 30 0 0.36 1 0.74 0.19 4 1max11 000 ()(720.5 0.74)71.63AAxmm 1 0.87 0.22 4 2max22000 ()(1060.5 0.87)105.37 p AAxmm A = (A-x) =(19-0.5 0.52) =18.74mm 33max 30 1 0.52 4 0 0.11 0 A =(A-x)=(30-0.5)=29.74 4max4 40 0.52 1 0.52 4 0 0.11 0 A =(A-x)=(9.5-0.5)=9.24 5max5 50 0.52 1 0.36 4 0 0.09 0 式中分别由表 4-8 查得。5 . 0 x 2）磨损后减小的尺寸无 3）磨损后不变的尺寸：870.44 C =(C+)=(86.56+=87 1min1 1 2 1 8 1 0.5 0.87)0.87 8 0.11 其中，凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配作， （查表书中 34）保证双面间隙值为 0.10.15mm。 冲孔凸摸刃口尺寸如下：为磨损后变小的尺寸 B =（B+x）= (6+0.56 0.3 0 1min1 0 4 1 ) =6.15mm 0.3 0 1 0.3 4 0 0.08 其中，凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配作， （查表书中 34）保证双面间隙值为 0.10.15mm。 10 （3）模具压力中心的确定： 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，为了制件能被模具平稳的冲裁