落料冲孔复合模设计
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落料冲孔复合模具设计说明一、模具结构设计1.模具类型:落料冲孔复合模具由上模、下模和导向列组成。
根据工件的要求和形状,模具可以分为单向落料冲孔模、双向落料冲孔模和多向落料冲孔模等类型。
2.上模设计:上模一般由模座、上模板、射针等部分组成。
上模板与下模具配合使用,冲击力传递到工件上。
上模板应尽可能减小重量,提高模具寿命。
3.下模设计:下模由模座、下模板、导柱等部分组成。
下模板与上模具配合使用,负责支撑工件并传递冲压力。
下模板应具备足够的强度和刚度,以保证冲孔过程中不变形。
4.导向列设计:导向列用于保证上模与下模的定位精度。
导向柱是最常见的导向结构,其作用是使上模和下模在冲孔过程中保持相对位置的稳定性和精确性。
二、材料选择1.模具材料:常用于落料冲孔复合模具的材料有Cr12MoV、SKD11、SKH-9等。
这些材料具备良好的硬度、抗磨性和耐冲击性能,能够满足加工要求,并延长模具使用寿命。
2.工作板材:根据冲孔工件的特点和材料选择不同的板材,如不锈钢板、铝合金板、冷轧板等。
工作板材的选择应考虑其刚度、强度和耐磨性能,以提高冲孔质量和效率。
三、加工工艺1.毛坯选择:根据工件要求,选择适合的板材作为冲孔模具的毛坯。
在选择毛坯时,要注意其尺寸和平整度,以便后续的加工和使用。
2.模具加工:模具的加工过程包括车削、铣削、铣孔、磨削、钳工和装配等工序。
在加工过程中要注意控制尺寸精度和表面质量,确保模具在使用中的稳定性和寿命。
3.表面处理:模具的表面处理可以采用镀铬、硬质合金喷涂、表面渗碳等技术。
表面处理能够提高模具的耐磨性和抗腐蚀性,延长模具的使用寿命。
4.模具调试:模具制造完成后,需要进行调试和试模。
通过调试,可以检查模具的定位精度、冲孔质量和加工效率,确保模具满足设计要求。
综上所述,落料冲孔复合模具设计需要考虑模具结构、材料选择和加工工艺等方面。
通过合理的设计和加工,可以提高模具的使用寿命和冲孔质量,满足金属加工的需求。
落料冲孔复合模具设计落料冲孔复合模具设计绪论模具主要类型有:冲模,锻模,塑料模,压铸模,粉末冶金模,玻璃模,橡胶模,陶瓷模等。
除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模,因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。
(1)冲模:冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。
冲模占模具总数的50%以上。
按工艺性质的不同,冲模可分为落料模,冲孔模,切口模,切边模,弯曲模,卷边模,拉深模,校平模,翻孔模,翻边模,缩口模,压印模,胀形模。
按组合工序不同,冲模分为单工序模,复合模,连续模。
(2)锻模:锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。
按锻压设备不同,锻模分为锤用锻模,螺旋压力机锻模,热模锻压力锻模,平锻机用锻模,水压机用锻模,高速锤用锻模,摆动碾压机用锻模,辊锻机用锻模,楔横轧机用锻模等。
按工艺用途不同,锻模可分为预锻模具,挤压模具,精锻模具,等温模具,超塑性模具等。
(3)塑料模:塑料模是塑料成型的工艺装备。
塑料模约占模具总数的35%,而且有继续上升的趋势。
塑料模主要包括压塑模,挤塑模,注射模,此外还有挤出成型模,泡沫塑料的发泡成型模,低发泡注射成型模,吹塑模等。
(4)压铸模:压铸模是压力铸造工艺装备,压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型,在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。
压铸模约占模具总数的6%。
(5)粉末冶金模:粉末冶金模用于粉末成型,按成型工艺分类粉末冶金模有:压模,精整模,复压模,热压模,粉浆浇注模,松装烧结模等。
目前,我国17000多个模具生产厂点,从业人数五十多万。
除了国有的专业模具厂外,其他所有制形式的模具厂家,包括集体企业,合资企业,独资企业和私营企业等,都得到了快速发展。
研究和发展模具技术,对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义,模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一,随着工业生产的迅速发展,模具工业在国民经济中的地位日益提高,并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。
落料冲孔复合模设计实例在此实例中,我们需要设计一个落料冲孔复合模,用于冲压一块厚度为2mm的方形薄板。
薄板的尺寸为100mm × 100mm。
冲孔部分需要在薄板的四个角上冲孔,冲孔直径为10mm。
同时,需要在薄板的一边进行切割,切割长度为80mm。
首先,我们需要确定冲孔的位置和数量。
考虑到薄板的尺寸和形状,我们决定在薄板的四个角上进行冲孔。
冲孔直径为10mm。
为了保证冲孔的准确性和稳定性,我们需要设计一个冲孔模具,包括冲孔钢模和冲孔衬套。
冲孔钢模的尺寸为20mm × 20mm × 10mm。
冲孔衬套的尺寸与冲孔钢模相匹配。
冲孔钢模通过安装在冲床上,固定在冲床的上模座上。
冲孔衬套则通过螺纹固定在冲孔钢模上。
薄板在冲孔时会被钢模和衬套夹住,冲孔钢模通过冲击力将薄板冲孔。
接下来,我们需要设计切割部分的模具。
根据需求,切割长度为80mm。
我们选择使用切割刀具来完成切割操作。
切割刀具的尺寸为80mm × 10mm,其材料为高速钢。
切割刀具通过安装在切割模架上,固定在冲床的下模座上。
切割模架通过滑动导轨与下模座连接,可以准确地控制切割位置和长度。
为了提高生产效率,我们可以选择一次冲孔和切割多个薄板。
这就需要在冲床上设计合适的夹持装置,以固定多个薄板。
夹持装置可以同时夹持多个薄板,使冲孔和切割的连续进行,提高生产效率。
在设计完成后,我们需要进行模具制造和组装。
首先,我们制造冲孔钢模和冲孔衬套,确保其尺寸和形状的准确性。
接着,制造切割刀具和切割模架,保证其切割性能和精度。
最后,将冲孔钢模、冲孔衬套、切割刀具和切割模架组装在冲床上。
当我们需要进行冲孔和切割时,将薄板放入夹持装置中,通过冲床的运动,冲孔钢模将薄板冲孔,切割刀具将薄板切割。
这样,我们就完成了落料冲孔复合模的设计和制造。
总结起来,落料冲孔复合模的设计需要考虑冲孔和切割的几何形状、材料厚度和生产效率等因素。
在此设计实例中,我们根据需求设计了冲孔模具和切割模具,并制造和组装了这些模具。
落料冲孔复合模设计方案实例一、引言随着工业制造技术的不断发展,冲压工艺在各个领域得到广泛应用。
而在冲压过程中,落料冲孔操作是一个非常重要的环节。
为了提高生产效率和产品质量,设计和制造一套高效可靠的落料冲孔复合模非常关键。
本文将以某企业生产的金属工件为例,介绍一种落料冲孔复合模设计方案。
二、设计目标在设计落料冲孔复合模时,需实现以下目标:1. 提高生产效率:减少生产过程中的冲孔次数和时间。
2. 保证产品质量:减少冲压产生的变形和裂纹,提高工件尺寸和形状的一致性。
3. 提高模具使用寿命:减少因冲压而导致的模具磨损和损坏。
三、设计要素1. 材料选择:选用高硬度和高耐磨性的冷作工具钢作为模具材料,以确保模具的使用寿命和稳定性。
2. 设计结构:根据金属工件的形状和尺寸要求,合理设计落料冲孔复合模的结构和布局。
模具的结构应有利于材料的流动和排气,并能够减小冲压时的变形和应力集中。
3. 润滑系统:在模具设计中,考虑设置润滑系统来减少摩擦和热量的产生,以延长模具寿命。
4. 加工工艺:考虑使用先进的数控加工设备和软件,进行精确的模具制造和调试,以确保模具的准确度和稳定性。
四、具体方案基于以上设计要素,我们提出以下具体方案:1. 模具结构设计:采用分层式复合模设计,将落料和冲孔的功能集成在同一个模具内。
同时,在模具底部设计合适的排气孔和排渣槽,以确保材料的流动性和排气性。
2. 润滑系统设计:在模具的摩擦面和冲孔孔径处设置润滑油槽和喷油装置,以减少热量的产生和模具磨损。
同时,结合自动化控制系统,实现润滑油的定量供给和循环利用,提高润滑效果。
3. 加工工艺设计:采用数控加工设备进行模具的制造和加工,结合CAD和CAM软件进行模具的设计和调试。
优化加工工艺参数,确保模具的精度和稳定性。
五、验证和改进在设计完成后,进行模具的试制和测试。
通过实际生产的验证,对设计方案进行评估和改进。
调整模具的结构和加工工艺参数,优化模具的性能和稳定性,以实现更好的生产效果和质量要求。
模具设计课程设计说明书班级: 05010903姓名:常剑学号: 2009301233指导老师:蒋建军康永刚时间: 2012年10月1目录第一章概论 (3)第二章工件工艺性分析及方案确定 (8)第三章排样计算等 (11)第四章冲裁力及压力中心计算 (14)第五章主要工作部分尺寸计算 (16)第六章凸模、凹模及凸凹模的结构设计及校核 (19)第七章主要零部件设计 (24)2第一章概论1.1引言日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品,大到机床的底座、机身外壳,小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳,无不与模具有着密切的关系。
模具的形状决定着这些产品的外形,模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。
因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同,模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具,以及塑胶模具。
随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展,冲压加工技术的应用愈来愈广泛,模具成形已成为当代工业生产的重要手段。
1.2冲压模地位及我国冲压技术1.2.1冲压模相关介绍冷冲压:是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力,使其产生分离或变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。
冲压可分为五个基本工序:冲裁、弯曲、拉深、成形和立体压制。
冲压模具:在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。
冲压模按照工序组合分为三类:单工序模、复合模和级进模。
复合模与单工序模相比减少了冲压工艺,其结构紧凑,面积较小;冲出的制件精度高,工件表面较平直,特别是孔与制件的外形同步精度容易保证;适于冲薄料,可充分利用短料和边角余料;适合大批量生产,生产率高,所以得到广泛应用,但模具结构复杂,制造困难。
冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品。
冲压件的质量、生产效率以及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系。
模具设计与制造技术水平的高低,是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
落料冲孔复合模具设计设计原理:1.冲孔功能:落料冲孔模具主要用于在金属板上进行孔洞冲压,以实现孔洞零件的批量生产。
冲孔的原理是通过模具的压力和冲裁刀具的作用,将金属板材从中间推出特定形状的孔洞。
2.落料功能:落料是指用模具将金属板材从整体中剪下来,形成零件。
落料的原理是将模具的刀口与板材接触,通过对刀口施加压力,将板材从整体中剪断,形成所需的零件。
设计流程:1.确定零件的工艺要求:首先,需要明确待加工的零件的工艺要求,包括要冲孔和落料的位置、孔洞的形状和尺寸、零件的尺寸等。
2.设计模具结构:根据零件的工艺要求,设计模具的结构,包括上模、下模、导柱、导套、冲裁刀具等。
3.确定模具的材料:根据模具的使用寿命和材料的强度要求,选择合适的模具材料,一般选择高硬度和高耐磨性的工具钢。
4.电极设计:对于一些复杂的孔洞形状,可以使用电火花加工技术进行加工。
此时,需要设计电极来完成孔洞的加工。
5.模具加工和调试:根据设计图纸,进行模具的加工和组装。
之后,进行模具的调试和试模工作,确保模具可以满足工艺要求。
6.模具使用和维护:在使用模具过程中,需要根据实际情况进行模具的保养和维护,定期检查模具的磨损情况,及时更换模具零件。
设计注意事项:1.强化模具的刚性:落料冲孔复合模具的刚性对于冲孔和落料的质量有很大影响。
因此,设计时需要合理设计模具的结构,提高模具的刚性。
2.合理选择冲裁刀具:根据孔洞的形状和尺寸,选择合适的冲裁刀具。
冲裁刀具应具有足够的硬度和耐磨性,以确保冲裁的质量和寿命。
3.注意冲孔位置的精度:冲孔位置的精度对于零件的质量和装配性能有很大影响。
因此,在设计模具时需要特别注意冲孔位置的精度要求,并通过合理的设计和加工保证冲孔位置的精度。
4.设计合理的导向装置:为了确保模具在使用过程中的精度和稳定性,需要设计合理的导向装置,保证模具在工作时能够准确导向。
总结:落料冲孔复合模具设计需要根据零件的工艺要求和性能要求来设计模具的结构和工艺。
目录摘要-----------------------------------------------------------------------------------------Ⅰ目录-----------------------------------------------------------------------------------------Ⅱ前言------------------------------------------------------------------------------------------3一、模具的概论---------------------------------------------------------------------------3二、冲压件工艺分析---------------------------------------------------------------------4三、国内外冲压模具发展趋势及其行业特点---------------------------------------7四、复合模具------------------------------------------------------------------------------7 第一章零件冲压工艺分析------------------------------------------------------------8 1.1制件介绍--------------------------------------------------------------------------------8 1.2产品结构形状分析--------------------------------------------------------------------9 1.3产品粗糙度、断面质量分析--------------------------------------------------------9 第二章零件冲压工艺方案的确定---------------------------------------------------9 2.1冲压方案--------------------------------------------------------------------------------9 2.2各工艺方案特点分析-----------------------------------------------------------------10 2.3工艺方案的确定-----------------------------------------------------------------------10 第三章冲模结构的确定--------------------------------------------------------------10 3.1模具的结构形式-----------------------------------------------------------------------10 3.2模具的结构选择-----------------------------------------------------------------------10 第四章零件冲压工艺计算-----------------------------------------------------------10 4.1零件毛坯尺寸计算--------------------------------------------------------------------10 4.2排样的确定-----------------------------------------------------------------------------11 4.3拉伸工艺的拉伸次数和拉伸系数的确定-----------------------------------------11 4.4冲裁力、拉深力的计算--------------------------------------------------------------12 4.5拉深间隙的确定-----------------------------------------------------------------------13 4.6拉深凸凹模圆角半径的确定--------------------------------------------------------13 4.7计算模具刃口尺寸--------------------------------------------------------------------13 4.8模具其他尺寸的计算-----------------------------------------------------------------15第五章模架的选用--------------------------------------------------------------------15 5.1模架的类型-----------------------------------------------------------------------------15 5.2模架的类型尺寸-----------------------------------------------------------------------15 5.3压力中心的确定-----------------------------------------------------------------------16 第六章零件冲压工艺计算-----------------------------------------------------------17 6.1导向零件的选用-----------------------------------------------------------------------17 6.2模柄的选用-----------------------------------------------------------------------------17 6.3卸料装置的确定-----------------------------------------------------------------------17 6.4推件、顶件装置-----------------------------------------------------------------------17 6.5定位装置--------------------------------------------------------------------------------18 第七章零件冲压工艺卡的编制-----------------------------------------------------18 7.1落料凹模的选材、加工及热处理工艺过程--------------------------------------18 7.2凸模的选材、加工及热处理工艺过程--------------------------------------------19 第八章制件冲压工艺卡的编制-----------------------------------------------------19致谢-------------------------------------------------------------------------------------------20结束语----------------------------------------------------------------------------------------20参考文献-------------------------------------------------------------------------------------21前言板料冲压是金属加工的一种基本方法,他用以生产各种板料零件,具有生产效率高、尺寸精度好、重量轻、成本低并易于实现机械化和自动化等特点。
落料冲孔复合模的设计
落料冲孔复合模是一种常用的模具,常用于金属成形加工中。
下面介绍落料冲孔复合模的设计步骤。
1. 确定产品设计要求:包括产品尺寸、形状、质量要求等。
2. 确定材料选择:考虑到产品的使用环境及性能要求,选择适
合的材料。
3. 制定加工工艺:根据产品的尺寸、形状进行材料切割、折弯、冲孔等加工工艺的制定。
4. 设计模具结构:根据产品的工艺要求,选择合适的模具结构,包括打孔模、落料模、定位模等。
5. 设计模具的排列和定位:根据产品尺寸和工艺要求,确定模
具的排列和定位。
6. 设计模具的冷却系统:在模具设计中,合理的冷却系统可以
提高加工效率和降低成本。
7. 完成模具设计:根据以上步骤制定的要求,完成模具设计,
注意要对设计进行合理的校核和评估。
8. 制作模具:根据设计图纸和工艺流程制作模具。
9. 检验模具:对制作好的模具进行严格的检验和试模,确保模
具符合要求。
以上是落料冲孔复合模的设计步骤。
落料冲孔复合模的模具设计⽬录第1章前⾔ (1)第2章冲压成型⼯艺分析和⽅案确定 (2)2.1 设计任务 (2)2.2 ⼯件的⼯艺分析及⽅案确定 (3)第3章模具⼯艺计算 (4)3.1 排样设计与计算 (4)3.2 冲裁⼒计算 (5)3.3 压⼒机选择 (5)3.4 凸、凹模刃⼝尺⼨计算 (6)第4章模具结构设计 (8)4.1 凸、凹模外形结构与轮廓尺⼨ (8)4.2 模架的选择 (9)4.3 模具结构的总体设计 (10)4.4 模具的装配 (11)4.5 模具的⼯作过程 (11)4.6 装配技术要求 (12)4.7 冲模⼯作零件机械加⼯⼯艺过程 (13)4.8 冲模的安装 (13)参考⽂献 (15)致谢 (16)第1章前⾔近年来,中国模具⾏业逐渐受到⼈们的重视和关注,并且⼀直以百分之⼗五左右的增长速度快速发展。
模具⼯业是国民经济的重要基础⼯业之⼀,是⼯业⽣产中的基础⼯艺装备,是⼀种⾼附加值的⾼精密集型产品,也是⾼新技术产业化的重要领域,其技术⽔平的⾼低已经成为衡量⼀个国家制造业⽔平的重要标志。
中国模具产业除了要继续提⾼⽣产能⼒,今后更要着重于⾏业内部结构的调整和技术发展⽔平的提⾼。
结构调整⽅⾯,主要是企业结构向专业化调整,产品结构向着中⾼档模具发展,向进出⼝结构的改进,中⾼档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加⼯及激光技术在模具设计制造上的应⽤、⾼速切削、超精加⼯及抛光技术、信息化⽅向发展。
⼤学期间通过对专业课的学习,掌握了基本的专业知识。
学习完机械原理、机械零件,使我认识了机械间的传动以及机械传动装置的总体设计;通过对液压传动、材料成型设备的学习,了解了液压机和各种成形设备的⼯作原理和特点;塑性成形,尤其是冲压⼯艺与模具设计这门课的学习,使我跟深刻的认识到本专业进⼊社会真正的⼯作⽬的是什么,⼯作范围是什么。
为了更深⼊的了解冲压设计模具,我选择了⼀套落料冲孔复合模具设计。
这套模虽简单但⼏乎涵盖了冲压⼯艺设计中的所有的知识点以及应该注意的东西。
落料冲孔复合模设计说明书院系:机电工程学院专业:材料成型及控制工程班级:09及材控二班学号:20091185姓名:李明红指导老师:周健老师目录1、概论______________________________________22、工艺分析方案及确定________________________23、模具结构的确定____________________________44、工艺计算__________________________________55、主要工作零件的设计________________________96、总装配图__________________________________157、参考文献__________________________________161、概论模具是工业生产的基础工艺装备。
振兴和发展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。
在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中,60~80%的零部件,都要依靠模具成形。
用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。
模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。
模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、模具使用寿命,还可以提高产品的经济效益。
本次设计的是一套落料冲孔模,经过查阅资料,对零件进行结构和工艺分析,通过冲裁力、顶件力卸料力等力计算并确定压力机的型号。
对模具各部分进行强度校核,确认其是否满足使用要求。
总而言之,要通过合理的设计,能够制造出既节省原材料,又能加工出符合要求的零件的落料冲孔模。
2、工艺方案分析及确定2.1零件冲压工艺分析(1)、产品结构形状分析图2-1材料:08F 料厚:1生产批量:大批量生产由图分析,零件为一落料圆形中间冲制一个星形而成。
在设计时,需满足以下要求:○1、必须保证操作安全、方便。
○2、保证生产率和高质量件的同时,力求低成本和模具的寿命长。
○3、保证模具的强度和外形的美观。
(2)、工艺方案的确定。
完成此工件需要冲孔落料两道工序,加工方案有三种:结合以上分析,该工件采用第二种方案比较合理。
3、模具结构的确定(1)、模具形式确定复合模又可分为正装式复合模和倒装式复合模,正装式复合模冲出的冲件平直度较高,但冲孔废料落在下模工作面上不易清楚,有可能影响操作和安全,从而影响生产率。
倒装饰复合模冲孔废料直接由冲孔凸模从凹模内孔推下,无顶件装置,结构简单。
操作方便。
通过以上分析,该工件采用倒装式复合模。
(2)、定位装置采用伸缩式挡料销纵向定位。
(3)、卸料装置条料卸除:采用弹性卸料版,由于是倒装复合模,弹性卸料版安装在下模。
工件卸除:采用打料装置将工件从落料凹模中推下,落在模具工作表面上。
冲孔废料卸除:下模座直接由漏料孔排出(4)、导向零件采用滑动式导柱导套极限导向。
(5)、模架采用中间导柱模模架,导柱分布在矩形凹模的对称中心线上,受力平衡,滑动平稳,拔模方便。
4、工艺计算(1)、排样设计零件外形为圆形,可以采用单排,交叉双排或多排;考虑到工件为大批量生产,若采用双排或多排会增大模具尺寸结构,从而增加模具的生产成本,故采用单排结构;如图所示:图4-1:排样图确定搭边值:根据参考文献当t=1时,a=2,b=1.5.计算调料宽度:采用无侧压装置,所以Z=0.1,∆=0.5B0∆-=(D max+2a+Z)0∆-=(30+2×2+0.1)0∆-=34.105.0-㎜导料销之间的距离A=B+Z=34.2㎜材料利用率计算:ή总=BLnA×100%式中:n——一张板料上的冲裁件总数目;A———一个冲裁件的实际面积;B———板料的宽度;L———板料的总长度;若取工件工件数为14,则:L=14×30+15×1.5=442.5㎜取L=443㎜,所以条料规格为443㎜×34.1㎜×1㎜利用CAD 计算得一个冲裁件的面积A 1=545.2083 ㎜2ή总=5.4421.342083.54514⨯⨯×100%=50.585% (2)、计算冲裁力冲裁力计算公式为F=F 孔+F 落式中:F ——冲裁力(N)F孔——冲孔冲裁力(N)F 落——落料冲裁力(N)① 冲孔冲裁力的计算:F 孔=KL 孔t τb式中: L 孔——冲裁周边长度(㎜),L 孔= 87.1851㎜ t ——材料厚度(㎜),t=1㎜τb ——材料抗剪强度(MPa )τb ≈210~400Mpa,取τb =350 MpaK ——系数(取K=1.3)。
所以F 孔=1.3×87.1853×1×350 =39.67 KN② 落料冲裁力的计算:F 落= KL 落t τb 式中L 落=94.2478㎜所以F落=1.3×94.2478×1×350=42.89 KN故冲裁力F=F 孔+F 落=39.67 KN+42.89KN=82.56 KN(3)、卸料力F X 、推件力F T计算:查表可得相应的K X 、K T 、K D 分别为0.05、0.055。
由于为倒装式复合模,故每冲孔一次,工件都会被推件板推出,故n=1.F X=K X F 落=0.05×42.89KN= 2.14KNFT =nK T F落=1×0.055×42.89 KN=2.36KN(4)、总冲压力的计算冲裁时,压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和,即大于总的冲压力,当采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时: F总=F+F X +F T =(82.56+2.14+2.36) KN =87.06 KN所以选择压力机吨位为J23-25(5)、计算模具压力中心由于该工件为对称工件,所以模具的压力中心为其几何中心。
(6)、计算模具刃口尺寸①、冲孔凸凹模尺寸计算由基本尺寸可查的最大初始双面间隙Zman =0.140 ㎜,最小初始双面间隙Zmin =0.100 ㎜。
查表得x=0.75,取δp =0.4(Zman -Zmin )=0.4×0.040 ㎜=0.016㎜δd =0.6(Zman -Zmin )=0.6×0.040 ㎜=0.024 ㎜可满足p δ+d δ=0.040≤Zman -Zmin 的条件。
由计算公式得:d p =(d min +x ∆)0pδ-=24.0360016.0- ㎜ d d =(d p +Zmin )dδ+0=24.136024.00+ ㎜ ②、落料凸凹模尺寸计算由基本尺寸可查的最大初始双面间隙Zman =0.140 ㎜,最小初始双面间隙Zmin =0.100 ㎜。
查表x=1,同样取δp =0.016㎜,δd =0.024 ㎜可满足使用要求。
Dd =(Dmax- x ∆)dδ+0=29.90024.00+ ㎜ Dp =(Dd -Zmin )0pδ- =29.800016.0- ㎜5、主要工作零件的设计(1)、落料凹模设计计算凹模高度 H=kss ——垂直送料方向的凹模刃壁间的最大距离(㎜)k —— 系数,考虑板厚的影响,查表得k=0.4。
所以 H=ks =0.4×30 ㎜=12 ㎜因该工件为圆形,故可选用圆形凹模,取凹模刃壁至凹模边缘的距离S 2=30 ㎜ ,故凹模总尺寸D=90㎜,凹模形状尺寸如图:图5-1 :落料凹模(2)、冲孔凸模长度L及校核①、冲孔凸模长度:L=H1+H+H垫;H1=(0.6~0.8)H;式中:H1——凸模固定板厚度,H1=0.7×12=8.4㎜取H1=9㎜H——落料凹模厚度;H垫——垫板的厚度,取H垫=15㎜。
所以L=H1+H+H垫=(8.4+12+10)㎜=36㎜,如图示:图5-2:冲孔凸模②、承压能力的校核:凸模承压能力按下式校核:σ=AF ≤[σ]; 式中:σ——凸模最小截面的压应力(MPa )F ——凸模纵向所承受的压力,即F孔=39.67KN ;A ——凸模最小截面积;由CAD 面积查询得A=161.6501 ㎜2[σ]——凸模材料需用抗压强度。
查表可得:[σ]≥295 MPa 。
所以σ=AF =245.406 MPa ≤[σ],满足使用要求。
③、失稳弯曲应力的校核:对于截面为星形的凸模有:L max ≤1200FJ ,式中:J ——凸模最小截面惯性矩。
F ——凸模纵向所承受的压力,即F孔=39.67KN ; 利用CAD 计算星形的惯性矩J=2822.2454㎜4。
所以1200F J =1200×396702454.2822=320.07 L max =35.4㎜。
满足使用要求。
(3)、凸凹模长度确定,壁厚校核;凸凹模长度L 1 =H 卸+H 弹+H固 -0.5;取凸凹模的固定板H固=0.8×12=9.6㎜ 故取凸凹模固定板厚度为10 ㎜。
由橡胶的计算可得H 弹=46㎜,取卸料版厚度H 卸=10㎜。
所以L 1 =H 卸+H 弹+H固 -0.5=10+46+10-0.5=65.5㎜。
图5-3:凸凹模凸凹模壁厚校核:查参考文献知倒装式凸凹模壁厚最小值h min =2.7 本设计中n=(29.8-24.136) ㎜=5.664㎜,满足使用要求。
(4)、橡胶的选用与计算:橡胶允许的负荷较大,安装调整灵活方便,是冲裁模中常用的弹性元件。
橡胶垫产生的力 F=AP式中:F——橡胶所产生的压力,设计时取大于或等于卸料力。
此处取F=2.14 KN ;P ——橡胶所产生的单位面积压力(N/㎜2),与压缩量有关,其值可按查资料确定。
取A=4π×902-4π302-4×4π×92=5400.23㎜2.所以 P=A F =0.396 MPa 。
取压缩量为25%,预压缩量20%,工作行程t ≈2.3.所以H 弹=20.025.03.2-=46 ㎜。
校核橡胶高度与直径的比值9046=0.51 满足使用要求。
如图所示:图5-4:弹性橡胶(5)、卸料版的选取取卸料版的厚度为10㎜,其上因有导料销和挡料销,其设计如图示:图5-5:弹性卸料版(6)、垫板的选取为避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击力而出现凹陷,致使凸模松动,在模座与凸模间加垫板,垫板厚度一般为6~10㎜,该设计取垫板厚度为7㎜。
(7)、压力机校核模具的闭合高度H闭=156㎜压力机的最大闭合高度Hmax=220㎜,H min=120㎜.所以Hmax-5≥H闭≥H min+10.故压力机可用。