冲压模具设计说明书复合模
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冲压模具设计说明书 班级:G08模具(3)班 姓名: 楼小波 卢鹏程 学号: 19 20 工件名称:传动片 工件见图:如图(1) 生产批量:大批量 材料:A3 厚度:2mm 1. 此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235—A钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁。抗剪强度为310~380 t/MPa,抗拉强度为380~470 бb/MPa,屈服强度为240 бb/MPa。工件结构相对简单,有2个Φ10的孔,孔与孔,孔与边缘之间的距离也满足要求,最小壁厚为7MM,工件除了12 0-0.11 为IT11级外,其余都是IT14级。尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。 2. 冲裁工艺方案的确定 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—冲孔复合冲模。采用复合模生产。 方案三:冲孔—落料级进冲模。采用级进模生产。 方案一结构简单,但需要两道工序两副模具,成本高生产效率低,难以满足大批量生产的要求。 方案二只需要一副模具,工件精度及生产效率都教高,工件最小壁厚为7MM模具强度较好。
图(1) 方案三也只需要一副模具,生产效率高,操作方便,但是制造精度不如复合模。 通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压声场采用方案二为佳,即复合模。 3. 主要设计计算 (1) 排样方式的确定及其计算 传动片的形状为左右对称,下端水平,采用直对排效率较高。 如图(2)所示的排样方法。查(《冲压工艺与模具设计》表2.5.2 )所得,工件间a1=2MM,沿边a2=2.2MM,条料宽度为70MM,步距S=32MM,一个步距的材料利用率为56%。计算部分见表(1)。
图(2) (2) 冲压力的计算 该模具采用复合模,拟选用弹性卸料,结构采用倒装式复合模。 冲压力的相关计算见表(1) 表(1)。 项目分类 项 目 公 式 结 果
排样 冲裁件面积A A=37/360×π30²+(14.5+32.5)×24-2×π5² 1253.6 条料宽度B B=65+2x2.2+0.6 70 步距S 32 一个步距的材料利用率η η=A/BSx100%=1253.6/(70x32)x100% 56%
冲压力 冲裁力F F=KLtτb=1.3x(37/360x2π30+65+2x14.5+ 2x24+2π5x2)x2x350 203512.4 卸料力Fx Fx=KxF=0.05x203512.4 10180.17 顶件力FD FD=KDF=0.06203512.4 12210.74 冲压工艺总力FZ FZ= F+ Fx +FD= 203512.4+10180.17+12210.74 225902
公称压力:250KN 发生公称压力时滑块离下极点距离:6MM 滑块周边行程80MM调节行程10MM 标准行程均数:100次/MIN 最大闭合高度最低360MM,最高160MM 闭合高度调节是70MM 滑块中心到机身距离190MM 工作台左右尺寸560MM前后尺寸300MM 工作台孔尺寸左右260 MM (3)压力中心 工件为几何对称形状,则复合模的压力中心定位工件的几何中心。 (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简单,适宜采用线切割机床加工,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算,具体计算过程见表(2)。 表(2) 尺寸及分类 尺寸转换 计算公式 结果 备注
落料 65 65 0-0.74 Aj=(Amax-x△)+0.25 0 64.63+0.185 0 查表得冲裁模双面间隙Zmax= 0.36,Zmin=0.24 6,凸模按最小单边间隙配做。
24 24 0-0.52 23.74+0.13 0
30 30 0-0.52 29.74+0.13 0
R30 R30 0-0.52 R29.74+0.13 0
R2 R2 0-0.25 R1.875+0.125 0
冲孔 Φ10 Φ10+0.36
0
dp=(dmin+x△) 0-0.0156 Φ10.18 0-0.0156
12 12 0-0.11 bj=(bmin+x△) 0-0.0275 11.9725 0-0.0275 孔心距 37 37土0.31 dd=(dmin+ x△+2Cmin) 土0.0775 37土0.0775
(5)卸料橡胶的设计
卸料橡胶的设计计算见表(3),选用的4块橡胶板的厚度务必一致,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(3) 项目 公式 结果 备注 卸料板工作行程hI hI=h1+t+h2=1+2+2 5MM 橡胶工作行程HI HI= hI+h修 10MM h修为凸模修磨量,取5MM 橡胶的自由高度H自由 H自由=4 HI 40MM 取HI为H自由的25% 橡胶的预压缩量H预 H预=15%H自由 6MM 一般H预=(10%~15%)H自由 每个橡胶承受的载荷F1 F1=F卸 10180N 选用一个圆筒形橡胶 橡胶的外径 根据外形尺寸选用 橡胶的安装高度H安 H安=H自由-H预 34MM
4. 模具总体结构设计 (1)模具类型设计 由冲压工艺分析可知,采用复合模,则模具类型为复合模。 (2)定位方式的选择 该模具采用的是条料,控制条料送进方向采用导料销,无测压装置,控制条料的送进步距采用挡料销定距。 (3)卸料,出件方式的选择 因为工件料厚为2MM,相对较薄,卸料力也较小,故采用弹性卸料。又因为是复合模,故采用上出料。 5.主要零部件设计 (1)工作零件的结构设计 a.凹模设计 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,将压力中心与模柄中心重合。 H=kb b=65 k=0.2(《冲压模具设计与制造》表2.8.1 系数K值P72) H=18.2 取20 C=(1.5~2)H=30~40 凹模长度 L=65+2c=65+60~80=125~145 凹模宽度 L=49+2c=49+60~80=109~129 凹模尺寸 140x125x20 凹模刃口高度 6(《冲压模具设计与制造》表2.9.1) 结构如图(3) 图(3) b.冲孔凸模设计 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结构如图(4)
图(4) c.凸凹模设计 凸凹模高度:卸+弹+固=12+24+16=52 结构如图(5)
图(5) (2)定位零件的设计 挡料销和导料销的设计 挡料销喝导料销内侧与条料接触,安装在卸料板上,尺寸为Φ6材料为45,热处理为43~48HRC。 (3)卸料板的设计, a.卸料板周界尺寸为凹模的周界尺寸,厚度为12MM,卸料板采用Q235钢制造。 b.卸料螺钉的选用 卸料板上设置4个卸料螺钉,公称直径为12MM,卸料螺钉尾部应 留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后,应使卸料板超出凸凹模端面1MM。 (4)模架及其他零部件设计 模具采用后置导柱模架,这种模架的导柱在模具后侧位置,冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据,选择模架规格。 导柱 d/mm x L/mm分别为Φ28x190mm Φ28x140mm 导套 d/mm x L/mm x D/mm分别为Φ40x95mm 上模座厚度H上模取 40mm 上模垫板厚度H垫取 6mm 固定板厚度H周取 20mm 下模座板厚度H下摸取 45mm 那么该模具的闭合高度 H闭=H上模+H垫+L+H+H下摸-h2=109mm L——凸模长度 45mm H——凹模厚度 20mm H2——凸模冲裁后进入凹模的深度H2=2mm 5. 模具总装图 通过以上的设计,可得到如图(7)所示的模具总装图。模具上模部分由上模版,垫板,凸模(2个),凸模固定板,凹模,推荐块,顶杆等组成。卸料方式采用弹性卸料,以橡胶味弹性元件。下摸部分由下摸板,垫板,凸凹模,卸料板,橡胶组成,冲孔废料由漏料孔漏出,成名向上顶出。 条料送进时采用挡料销作定距,操作时完成第一步冲压后,把条料抬起向前移动,且两个导料销代替导料板,条料紧靠导料销向前推。 图(6)
1.下模座板 2.螺钉 3.垫板 4.凸凹模固定板 5.橡胶 6.卸料板 7.凹模版 8.凸模 9.凸模固定版 10.垫板 11.螺钉 12.螺钉 13.模柄 14.下模座板 15.导柱 16.星型顶板 17.导套 18.顶杆 19.推件块 20.导料销 21.挡料销 22.卸料螺钉 23.凸凹模
6. 冲压设备的选取
通过校核,选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足使用要求, 其主要技术参数如下: 公称压力:250KN 滑块行程:65mm 7. 模具零件加工工艺 冲孔凸模的加工工艺 工序号 工序名称 工序内容 设备 刀具 量具 1 下料 图样料Φ18×48mm 锯床 锯条 游标卡尺 2 热处理 退火
3 车端面 车两边端面达到尺寸Φ18×45mm 车床 车刀 游标卡尺
4 车外圆 车Φ17圆类尺寸,车Φ14圆类尺寸至Φ14.5,车Φ10.18圆类尺寸至Φ10.5,倒圆角。 车床 车刀 游标卡尺 5 检验 6 热处理 保证表面热处理为58~62HRC
7 磨外圆 磨Φ14圆至尺寸,磨Φ10.18圆至Φ10.2,留研磨余量 磨床 砂轮 游标卡尺
8 研磨 研磨外圆Φ10.18至尺寸,抛光圆角 研具 千分尺 9 检验
凹模的加工工艺过程 工序号 工序名称 工序主要内容 设备 刀具 量具 1 下料 锯床下料Φ70×120+4 锯床 锯条 游标卡尺 2 锻造 锻六方145mmx130mmx25mm 空气锤 游标卡尺 3 热处理 退火 4 粗铣 铣六面至尺寸140.5x129.5x24.5 铣床 铣刀 游标卡尺 5 平磨 磨六面,对90° 磨床 砂轮 游标卡尺
6 钳工 划线,做螺纹铰孔,销钉孔,打穿丝孔 游标卡尺 7 热处理 淬火,回火58~62HRC 8 平磨 磨六面至尺寸140x125x20 磨床 砂轮 游标卡尺
9 线切割 加工型孔尺寸 线切割机床 游标卡尺 10 铣 铣型孔以为的尺寸 铣床 铣刀 游标卡尺 11 研磨 研磨内孔外形 研具 千分尺 12 检验