模具设计与制造说明方案.doc

模具设计与制造 课程设计说明书 姓 名： 学 号： 班 级： 指导教师： 2011年3月18日 设计题目 材料为 Q235钢板，厚度为1.0mm，中等批量生产，要求无严重划伤，无冲压毛刺，孔不允许变形。确定所给工件的冲压工艺方案以及所设计模具中典型零件的机械加工工艺方案。 工件图 如下 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 30 30 Φ12 42±0.1 52 20±0.1 36 一、 冲压工艺方案设计部分 1．冲压工艺性分析 冲压工序：冲孔、切断、弯曲。 工件材料：Q235钢，具有良好的冲压性能适合冲裁。 工件结构： 如上图：相对简单，形状对称。在两侧上分别各有Φ5mm的小圆孔，孔与边缘之间的距离满足要求，中心有尺寸为Φ12的圆孔，钢板厚度为1.5mm的弯曲件。 尺寸精度： 除了B4于B6已经给定为IT12级，其它工件尺寸都是自由公差。为控制成本，尺寸精度应该不高于IT11级，于是取自由公差也取为IT12级。满足弯曲和冲裁工艺对精度等级的要求。 下面分析此工件的工艺性，以便工艺方案的确定。 （1）冲裁的工艺性 a：冲裁件形状简单、对称、没有复杂形状曲线 b： 冲裁件孔径应受冲孔凸模的强度与刚度的限制，不宜太小，否则容易折断或弯曲，现计算最小孔径是佛满足要求。 Q235钢的抗拉强度为375—460MPa之间，抗剪强度=抗拉强度/1.3，于是计算得到Q235钢的抗剪强度为288.5—353.8 MPa之间，小于400MPa，必须满足条件d不小于t。而题中最小孔径d为5mm，工件厚度t为1.0mm， 满足条件 c： 冲孔件上得孔与孔、孔与边缘之间的距离不宜过小，以避免工件变形、模壁过薄或应材料易被拉入凹模而影响模具寿命。一般孔边距去（1—1.5）t，对于壁厚t小于1.55mm的工件最小孔距为3.1t，现计算最小的孔间距与最小的孔边距是否瞒住条件，如满足条件，则所有孔满足条件。 孔间距=B6=20mm＞3.1t 孔边距=(（B5-B4）/2)-2.5=2.5mm＞1.5t 满足条件 d： 在弯曲或拉伸件上冲孔时，为避免受水平推力而折断，孔壁与工件直壁保持一定的距离，使L≥R+0.5t 此题中L1=(（B4-B2）/2）-2.5=3.5mm R+0.5t=2.0mm 满足条件L1≥R+0.5t 因为L2＞L1所以也满足条件L2≥R+0.5t （2）弯曲工艺性 a： 弯曲半径 弯曲件的弯曲半径不宜过小或过大。过大应受到回弹的影响，精度不易保证；过小会产生拉裂，弯曲半径应不小于材料的许可最小弯曲半径。查表得到Q235钢最小弯曲半径数值为0.5—1.0。验证此题工件有： R/t=1.5/1.0=1.5 1.5＞1.0 满足条件 b： 直边高度 保证弯曲件的直边高度H不小于2t，验证此题工件有： H=B1-2R=27mm 2t=2.0mm H＞2t 满足条件 c： 孔边距离 如果弯曲毛坯有预先的冲制的孔，为使孔型不发生变形，必须使孔置于变形区外，即孔边距L满足以下条件： t＜2mm时，L≥t 验证此题工件有： L1=(（B4-B2）/2)-t-R-2.5=1.0mm L≥t 满足条件 d： 形状与尺寸的对称性 此弯曲件的形状与尺寸对称，无高度差。符合弯曲工序的基本要求。 2．模具工艺方案的确定 方案一：先落料，再弯曲，最后冲孔。采用单工序模进行生产。 方案二：先落料冲大圆孔，再切边复合弯曲，最后冲小圆孔，采用复合模进行生产。 方案三：冲孔-落料-弯曲级进冲压。采用级进模进行生产。 方案一： 模具结构简单，便于设计加工，但生产成本高而生产效率低，可行性不高； 方案二： 生产精度与效率高，尽管模具结构较复杂，但因零件简单对称，模具制造并不困难，且送进操作方便，可行性高； 方案三：生产效率高，但模具结构比较复杂，可行性较高。 结论：采用方案二最佳。 3．主要涉及的计算 （1）冲裁模的设计计算 由于此题工件形状较简单，拟采用凸模与凹模分开加工的加工方法。 查模具间隙表可得，对于厚度t=1.0mm的Q235钢来说，其冲裁模刃口双面间隙Z的最小