酒瓶起子冲压模具的毕业设计与制造 - 图文

酒瓶起子冲压模具的设计与制造

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摘要

冲压是金属加工中重要的成形方法。全世界的钢材中，有60～70%是板材，其中大部分是经过过冲压制成成品。因此冲压模具在国民经济中占有非常重要地位。冲压模具技术的进步，不仅关系到机械产品的开发和应用，还影响到汽车、家用电器、电子、化工等新产品、新技术的开发和应用。

掌握模具设计和制造技能是模具专业毕业生的必备素质。本次实训的任务是啤酒瓶起子冲压模具的设计与制造，主要进行和工作如下：

1、 对啤酒瓶起子的冲压工艺进行了分析，确定了冲压工艺方案，进行了相 关的设计计算。

2、 制定了模具的总体设计方案，对主要零件进行设计，并绘制了模具总装 图和零件图。

3、 制定了工作零件的加工工艺。

4、 讨论了模具的装配工艺。并对模具进行了安装，试模，冲压了产品样件。

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目 录

第一章 绪论 ........................................................................................................................... 4 1.1 实训意义 ........................................................................................................................ 4 1.2 题目来源 ........................................................................................................................ 5 第二章 冲压工艺设计 ............................................................................................................. 6 2.1 冲压工艺分析 .............................................................................................................. 6 2.2 冲压工艺方案确定 ........................................................................................................ 6 2.3 主要设计计算 ................................................................................................................ 7 2.3.1 排样方式的确定及其计算 ..................................................................................... 7 2.3.2 冲压力的计算 ......................................................................................................... 7 2.3.3 压力中心的确定 ..................................................................................................... 8 2.3.4 工作零件刃口尺寸计算 ......................................................................................... 9 第三章 模具设计 ................................................................................................................... 11 3.1 总体设计 ...................................................................................................................... 11 3.3 模具总装图 .................................................................................................................. 11 3.3 主要零件设计 .............................................................................................................. 12 3.3.1 工作零件的结构设计 ........................................................................................... 12 3.3.2 卸料、顶料部件的设计 ....................................................................................... 15 3.3.3 模架及其它零部件设计 ....................................................................................... 15 第四章 模具制造 ................................................................................................................... 17 4.1落料凹模加工工艺过程 ............................................................................................... 17 第五章 模具装配试模 ........................................................................................................... 20 5.1冲模装配的工艺要点 ................................................................................................... 20 5.2冲模装配顺序确定 ....................................................................................................... 21 5.3试模 ............................................................................................................................... 22 第六章 总结 ........................................................................................................................... 25 参考文献 ................................................................................................................................. 27

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第一章 绪论

1.1 实训意义

工业、农业、国防以及生活中许多日用品都是冲压生产而来的。据统计，全世界的钢材

中，有60～70%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。图1-1为一些典型的冲压件。我国已成为世界制制业的中心。

图1-1 典型冲压件产品 在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。图1-2为轿车覆盖件模具。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。

标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。图1-3为轿车覆盖件模具。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。

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图1-2 汽车模具 图1-3 级进模 掌握模具设计和制造技能是模具专业毕业生的必备素质，对提高我国整体制造水平有重要意义。

1.2 题目来源

这次实训的题目来源于企业的真实产品，由学校指导老师和企业工程师共同确定。啤酒起子是日常生活中广泛使用的产品。设计生产我们熟悉的产品的模具能大大提高我们的兴趣，同时产品难易合适，这样即能确保学生在实训规定的时间内完成，又能应用到多个知识点，锻炼我们多方面的能力。

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第二章 冲压工艺设计

冲压件如图2-1所示，材料为45钢，厚度2mm，制件精度为IT14，形状简单，尺寸也不大，大批量生产，模具寿命不低于10万次。

R6.5502xR12XR2.522.5°22.5°4R70R13A?614.590R6AR70123IT141Cr18Ni9Ti2mm5mm10R12.1 冲压工艺分析

根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在进行冲压工艺设计和模具设计时，应特别注意

以下几点：

（1）要确定落料、冲孔、打字、成形各工序的顺序。

（2）冲裁间隙、拉深凸凹模间隙以及每道拉深工序的高度的确定，应符合制件的要求。 （3）各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序运动稳妥、连贯。

2.2 冲压工艺方案确定

根据该零件的形状特征，需要进行落料、冲孔、打字、成形四道工序。根据落料、冲孔、

打字、成形各工序四道基本工序，可以对它们作不同的组合，排出顺序，即得出工艺方案，具体可排出以下两种合理方案：

方案一：先落料，拉伸，然后打字、成形，使用两副模。 方案二：落料、拉伸、打字、成形组成级进模。

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2图2-1 瓶起子零件图

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方案一中，形位精度相对较底，但是模具结构较简单，制造周期较短，生产成本不高，对精度要求不太高，中小批量生产比较合适，对于模具的磨损修复也比较容易。

方案二中，采用级进，模具结构复杂，制造周期长，生产成本高，因此只有在大量生产中才较合适。

根据零件的精度要求，结合现有条件和技术水平，产量及经济方面考虑，选择方案一，使用两副模。根据小组分工，本人负责设计落料冲孔模。

2.3 主要设计计算

2.3.1 排样方式的确定及其计算

设计落料—冲裁模，首先要设计条料排样图。根据工件的特点，采用如图2-2所示的排样方法，搭边值取2.7mm和2.2mm，有侧压装置（手工送料）时条料宽度B为：

2.72.22.7119.5-0.607.518236 2-2开瓶起子落料-冲孔排样图(有侧压装置)

B＝[D+2(a)]-δ=[114.5 mm +2× 2.2]-0.6=119.5-0.6mm

步距离A为36 mm，查板材标准，选1500mm?1000mm的45钢板。一张硅钢板能生产648个零件，材料总利用率为56%。

2.3.2 冲压力的计算

该模具采用倒装复合模，拟选择弹性卸料、打杆出件。冲力的相关计算如下： 冲裁力F：

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F?1.3tL?

=333KN

式中：t——材料厚度，2mm; L——冲裁周边长度，291mm ?——材料抗剪强度，440Pa/mm2。 卸料力FＱ＝KF=0.05?333KN=17KN

推料力FＱ1＝nＫ1F =4?0.04?333KN=53KN（K1=0.04，n=h/t=8/2=4）根据计算结果，冲压设备拟选J23-40A。

2.3.3 压力中心的确定

零件为不规则几何体，压力中心应进行计算。工件与X轴对称，所以压力中心应在X轴上。计算公式为：

为简化计算，将工件圆角连接变成尖角，如图2-3所示

73.464.45031R38R6.545.5(X1,0)a)58°14.531.2R3516.847°(X2,0)b)6.71065.5?4(X0,0)c)

图2-3a为起子落料压力中心位置，根据计算公式得：X1=45.3mm 图2-3b为起子冲缺口压力中心位置，根据计算公式得： X2＝9.9mm 图2-3c为起子落料—冲孔压力中心位置，根据计算公式得： X0＝50mm

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2.3.4 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，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合模具结构及工件生产批量，模具制造宜采用配合加工落料凸模、凹模、凸凹模及固定板、卸料板，使制造成本降低，装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算按配合加工的方法来计算，具体计算见如下：

000090R6.5R38R6?0.87?0.36?0..62未注公差按IT14级，查公差表得工件尺寸及公差：、、、?0.36、0?0.3?0.36?0.62?0.25?0.25R200R38?410R35R2R2.5?0.52、?0..62、0000、0、、、、50?0.31、

65.5?0.37。

尺寸4?0.15可用尺寸16.8?0.215代替。

查表得，Zmin＝0.16mm，Zmax＝0.20mm，未注公差按IT14级，所有尺寸均选x＝0. 5。 落料凹模的基本尺寸：

?(0.25?0.87)?0.22)0?89.70mm 900?0.87 对应凹模尺寸为(90mm?0.5?0.87mm?(0.25?0.36)?0.09 对应凹模尺寸为(R6.5mm?0.5?0.36mm)?R6.3mm R6.5000?0.36?(0.25?0.62)?0.155)0?R37.70mm R380?0..62 对应凹模尺寸为(R38mm?0.5?0.62mm?(0.25?0.36)?0.09)0?R5.80mm R60?0.36 对应凹模尺寸为(R6mm?0.5?0.36mm?(0.25?0..52)?0..13)0?R19.70mm R200?0.52 对应凹模尺寸为(R20mm?0.5?0.52mm

落料凸模的基本尺寸与凹模相同，同时在技术条件中注明：凸模刃口尺寸与落料凹模刃口实际尺寸配制，保证间隙在 0.16～0.20mm之间。 冲孔凸模的基本尺寸：

?0.300?40(?4mm?0.5?0.3mm)??4.2?0.25?0.3?0.075mm 对应凸模尺寸为00?0.36(10mm?0.5?0.36mm)?10.2100?0.25?0.36?0.09mm 对应凸模尺寸为00?0.62(R35mm?0.5?0.62mm)?R35.3R350?0.25x0.62?0..155mm 对应凸模尺寸为00?0.25(R2mm?0.5?0.25mm)?R2.1R20?0.25x0.25?0.06mm 对应凸模尺寸为

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00?0.25(R2.5mm?0.5?0.25mm)?R2.6R2.50?0.25x0.12?0..06mm 对应凸模尺寸为

16.8?0.215 对应凸模尺寸为

0((16.8.mm-0.215mm)?0.5?0.43mm)0?0.25?0.43?16.8?0.11mm

冲孔凹模的基本尺寸与凸模相同，同时在技术条件中注明：凹模刃口尺寸与冲孔凸模刃口实际尺寸配制，保证间隙在 0.16～0.20mm之间。

50?0.31、65.5?0.37为定位尺寸，对应模具尺寸为50?0.08、65.5?0.09

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