冲压模具课程设计

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1 连续模设计说明 任务描述: 工件名称:冲孔落料件 工件简图:如下图 生产批量:大批量 材料:紫铜 材料厚度:1mm 要求:1.完成模具总装图(3D电子文档); 2.完成总装配图,图纸符合国家制图标准; 3.绘制工程图,图纸符合国家制图标准; 4.编写设计说明书。(A4纸打印)

工件图 2

1.冲压件工艺性分析 此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为紫铜,具有良好的冲压性能,适合冲裁。工件结果简单,有2个直径8mm的孔;孔与孔,孔与边缘之间的距离满足要求,工件的尺寸全部为自由公差,可看着IT14级,尺寸精度底,普通冲裁就能满足要求。

2。冲压工艺方案的确定 该工件包括落料 冲孔 两个基本工序,可有以下三种工艺方案: 方案一:先落料,后冲孔。采用单工序模生产。 方案二:落料—冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三:冲孔—落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单,但需要两道工序两套模具,成本高而生产效率低,难以满足大批量生产要求。 方案二只需一套模具,工作精度及生产效率都比较高,但制造难度大,并且冲压成品件留在模具上,清理模具上的物料影响冲压速度,操作不方便。 方案三也只需要一副模具,生产效率高,操作方便,设计简单,由于工件精度要求不高,完全能满足工件技术要求。 所以经过比较,采用方案三最为合适。

3.主要设计计算 (1)排样方式的确定以及计算 设计级进模,先要设计条料排样图。工件图可视为一矩形中间两个孔,直排材料利用率最高。 如图一所示的排样方法,可减少废料。第一次冲裁使用活动挡料销,然后第二次可用固定挡料销。 搭边值取1mm,壁厚取1.5mm,条料宽度为63.5mm,步距为21mm,一个步距的材料利用率为76%

(2)压力中心的确定及相关计算 画出凹模型口图如下;通过软件得出压力中心点(-2.89,0)。 3

(3)冲压力的计算 该模具采用级进模,选择弹性卸料,下出件。冲压力的相关计算见表1 根据计算结果,冲压设备拟选择 J23-25。 表一 条料及冲压力的相关计算 项目分类 项目 公式 结果 备注

排样 冲裁件面积A A=4020+102-242 1013.5mm2 条料宽度B B=60+21.5+0.5 64mm a=1mm,

1a=1.5mm 步距S S=20+1 21mm

一个步距的材料利用率 BS

nA100% =21645.1013 100% 76%

冲压力 冲裁力F F=KLtb=1.392.561160 19252N L=92.56mm

卸料力xF xF=XK F=0.0419252 770N

查表得

XK=0.04

推件力TF TF=nTKF=80.0619252 9241N n取8

冲压工艺总力ZF ZF=F+xF+TF =19252+770+9241 29263N 弹性卸料

下出件

(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。结合该模具的特点,工作零件的形状相对较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模,凹模,凸模固定板,卸料板,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装配简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算,具体计算见表二所示。 表二 工作零件刃口尺寸的计算 尺寸及分类 尺寸转换 计算公式 结果 备注 4

落料 R10 R10036.0 AnaxAXRR0)(

0min)2/(TATZRR

RA=9.91008.00 查表得冲裁双面间隙

maxZ=0.07 mm

minZ=0.05 mm 磨损系数X=0.5,模具按IT14级制造。校核满足

)(minmaxZZTA

RT=9.8850012.0 冲孔 8 

836.00

0)(TnaxtXdd

ATAZdd0min)2/(

Td=8.18

0

008.0

Ad=8.205

012.00

孔心距 40 400.62 8/LLA AL=400.155

(5)卸料橡胶的设计 卸料橡胶的设计计算见表三。选用的4快橡胶板的厚度无比一致,不然会造成受力不均匀,运动产生歪斜,影响模具的正常工作。

表三 卸料橡胶的设计计算 项目 公式 结果 备注

卸料板工作行程工h 21hthh工 4 mm

1h为凸模具凹进卸

料板的高度1mm,2

h

为凸模冲裁后进入凹模的深度2mm,

修h为凸模修磨量

取5mm,取工H为自由H的25%,选用4

个圆筒形橡胶

橡胶工作行程工H 修工工hhH

9 mm

橡胶自由高度自由H 工自由HH4 36 mm

橡胶的预压缩量预H 自由预HH%15 5.4 mm

每个橡胶承受的载荷1F 4/1卸FF 192.5N

橡胶的外径D )((pFdD/27.112 46 mm 校核橡胶自由高度自由H 0.5DH/自由1.5 满足要求

橡胶的安装高度安H 预自由安HHH 30.6 mm

4. 模具总体设计 (1)模具类型的选择 由冲压工艺分析可知,采用级进冲压,所以模具类型为级进模。 (2)定位方式的选择 因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置。 5

控制条料的送进步距采用挡料销初定距,导正销精定距。而第一件的冲压位置可由活动挡料销定距。 (3)卸料,出件方式的选择 因为工件料厚1mm,相对较薄,卸料力也比较小,故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产,所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。 (4)导向方式选择 为了提高模具寿命和工件治疗,方便安装调整,该级进模采用中间导柱的导向方式。

5. 主要零部件设计 (1)主要零件的结构设计 a.落料凸模 结合工件外形并考虑加工,将落料凸模设计成直通式,采用线切割机床加工,2个M8螺钉固定在垫板上,与凸模固定板的配合按H6/m5。总长L可按公式计

算: L=21hthh工+h=14.4+14+1+20.6=50mm 落料凸模结构如下图所示

b.冲孔凸模 因为所冲的孔均为圆形,而且都不属于需要特别保护的小凸模,所以冲孔凸模采用台阶式,加工简单,便于装备与更换。冲孔凸模结构如下图所示。 6

c.凹模 凹模采用整体凹模,各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模具在模架上的位置时。要依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄范围内。其轮廓尺寸可按公式计算: 凹模厚度H=kb=0.3x60=18,为了方便橡胶安装,取H=25 凹模壁厚c=(1.5-2)H=27-36m,取c=40 凹模宽度 B=b+2c=60+2x40=140 取B=150 凹模长度 L取130mm(送料方向) 凹模轮廓尺寸为13015025mm,凹模结构如图所示

凹模 7

(2)定位零件的设计 落料凸模下部设置两个导正销,借用工件直径8mm的的两个孔作为导正孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面,导正销导正部分与导正孔采用H7/r6配合。

(3)导料板的设计 导料板内侧与条料接触,外侧与凹模齐平,导料板与条料之间间隙取1mm,这样就可确定了导料板的宽度,导料板厚度取4mm,采用45钢制作,热处理硬度为40-45HRC,用螺钉固定在凹模上。导料板上有活动挡料销凹槽。 (4)卸料板部件设计 a.卸料板的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同,厚度为8mm。采用45钢制造,淬火硬度为40-45HRC。 b. 卸料螺钉的选用 卸料板上设置4个螺钉,公称直径为8mm,螺纹部分为M64。 (5)模架及其他零部件设计 该模具采用对角式导柱模架,导柱分别为28100,导套分别为2842x95。 上模座厚度取40mm,上垫板厚度取10mm,固定板厚度取15mm,下模座厚度取45mm,那么该模具的闭合高度:

闭H=2hHHLHH下模垫上模=40+10+50+25+45-2=168mm 式中:h2为凸模冲裁后进入凹模的深度,h2=2mm L—凸模长度,L=50mm H—凹模厚度,H=25mm 可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模高度(220 mm),可以使用。

6.模具总装图 通过以上设计,可得如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模(3个)、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料,以橡胶为弹性元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。 条料送进时采用活动挡料销21作为粗定距,在落料凸模上安装2个导正销,利用条料上10的孔作为导正销孔导正,以此作为条料送进的精确定距。

7.冲压设备的选定 通过校核,选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足要求。起主要参数如下: 公称压力:250kN 滑块行程:65mm 最大闭合高度:270mm 最大装模高度:220mm 连杆调节长度:55mm