杨作良模具设计剖析.doc

专业课程设计说明书 设计题目：五边形落料冲孔复合模 班 级 成型1201 姓 名 杨作良 学 号 201205225 指导教师 徐立新 完成日期 2015.12.30 专业课程设计任务书 任务与要求 1.给定零件图一张。完成模具装配图1张，用CAD绘制1#图幅，按制图标准。 2.完成零件图2张：凸模、凹模。 图纸幅面3#或4#均可，用CAD绘图，要求在零件图上标明：该零件的材料、数量、序号、公差号、热处理及其技术要求。 3.编写设计说明书（不少于20页），并将此任务书及任务图放在首页。 4.运用PRO/E三维设计软件进行设计，在说明书中每个零件都要体现三维，说明书最后须有装配三维和二维图，并说明工作原理。 主要参考资料. （1）教材有关章节 （2）模具设计手册 （3）机械设计基础（教材） （4）机械设计手册 （5）pro/E三维设计教程 设计时间3周 第一周：设计方案讨论确定，完成相关计算，设备选择。 第二周：完成模具三维装配图。 第三周：完成CAD二维图绘制。 （一）零件工艺性分析 工件为图1所示的落料冲孔件，材料为Q235钢，材料厚度1mm，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下： 图1 1.材料分析 Q235为普通碳素结构钢，拥有良好的塑性、韧性。以及较好的冲裁成形性能。 2. 结构分析 零件结构简单对称，对冲裁加工较为有利。零件中心有一正五边形孔，孔的同心圆半径R=34.03，满足冲裁最小孔径≥1.0t=1mm的要求。另外，中心孔距零件外形之间的孔边距为20mm，满足冲裁件最小孔边距≥1.5t=1.5mm的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。 3. 精度分析： 设计任务书中没有要求尺寸公差，我们以IT14精度等级为准。 综上所述，该工件冲裁工艺性良好，可以用普通冲裁的加工方法制得。 （二）冲裁工艺方案的确定 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简单，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。 （三）零件工艺计算 1.刃口尺寸计算 根据零件形状特点及批量生产特点，凸凹模宜采用配作法加工。 未注公差按照IT14级，查公差表得工件尺寸及公差为690-0.74mm、400+0.62mm; 差模具设计指导书表3-22得Zmax=0.14mm 、Zmin=0.10mm;所有尺寸的磨损系数均为x=0.5。 （1）落料凹模的基本尺寸 69.060-0.74mm 对应的凹模尺寸为Da=（69.06-0.5×0.74）0+（0.25*0.74）=68.6900.185 落料凸模的基本尺寸和落料凹模的基本尺寸相同，同时在技术条件中注明：凸模刃口尺寸与凹模配作，保证间隙在0.10~0.14mm。 （2）冲孔凸模的基本尺寸 400+0.62mm 对应的凸模尺寸为 Dt=（40+0.5*0.62）0-(0.25*0.62)=40.310-0.155 冲孔凹模的基本尺寸和冲孔凸模的基本尺寸相同，同时在技术条件中注明：凹模刃口尺寸与凸模配作，保证间隙在0.10~0.14mm。 . 2.排样计算 根据工件特点，采用图2所示的排样方式，磨具设计指导书表3-21得到，搭边值a1=1.5mm，a=1.8mm。 一个步距内的材料利用率?=A/BS*100% 由上式求得?=43.8% 图2 步距S=113.24mm 条料宽B=109.87mm 3.冲压力计算 本模具采用正装复合模，选择弹性卸料和上出件方式。冲压力计算如下： 已知知冲裁力基本计算公式为F=KLt?b 工件周长为69.06*5=345.3mm，材料厚度1mm，Q235的抗剪强度取350MPa，则所需的冲裁力为： F=1.3*345.5*1*350N=157111N≈157KN 卸料力 FX=KXF=0.05*157KN=7.85KN 顶件力 FT=KdF=0.05*157KN=7.85KN 冲压力 FZ=F+FX+FT=157+7.85+7.85=172.7KN 根据计算结果，初选设备为开式压力机J23—25。 4