冲压模具设计说明书
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落料冲孔模具设计说明书姓名:学号:学院:专业:目录:一、设计要求二、零件工艺性分析三、制定冲压工艺方案四、零件工艺计算1、冲裁件的排样设计与计算2、设计冲压力和压力中心3、设备选择五、模具设计1、确定模具的结构形式2、凹凸模刃口尺寸计算六、模具零部件结构的确定1、凹模设计2、卸料板的设计3、固定板的设计4、垫板的设计5、卸料装置中弹性元件的设计6、凸模设计7、凸凹模设计8、选择紧固件和定位零件9、选择模架及其它安装零件10、模柄的设计一、分析冲压工艺性1.材料该冲裁件的材料为20#钢,具有较好的冲压性能。
2.零件结构该冲裁件结构简单,未注圆角半径均为R3,比较适合冲裁。
3.尺寸精度图中尺寸未注公差,属于自由尺寸,据《模具设计及CAD》P15知非圆形件一般按IT14精度来处理,冲模可按IT11精度制造。
标准公差数值可查《现代冷冲模设计应用实例》表2-16.以上分析可以看出,该零件适合冲裁。
二、制定冲压工艺方案该零件包括落料、冲孔两个基本工序,可以采用以下三种工艺方案。
方案一:先落料,再冲孔,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—落料连续生产,采用级进模生产。
方案一模具结构简单,但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工,生产效率低,难以满足零件大批量生产的要求。
由于零件结构简单,为提高生产效率,应采用复合模或级进模生产。
为更好保证尺寸精度,最后确定用复合模生产。
送料方式选手动送料,卸料方式选弹性卸料。
三、排样方式的设计1.分析零件形状考虑到定位方便,采用单行直排;2.搭边值确定查《冲压模具简明设计手册》表2-26得,a=3.5mm b=2.5mm确定排样图如图所示3.步距步距为126.5mm4.条料宽度B错误!未找到引用源。
=(D+2a+Z)0-δ=a=3.5 Z=1.2 δ=-1.2A=B+Z=152.7+1.2=153.9根据实际情况,料宽定为152mm四、计算冲压力1.落料力材料厚度:t=1.5mm查《现代冷冲模设计应用实例》表2-1知条料抗剪强度:τb=300MP长度L 采用Auto-CAD 的查询功能方法得出为469mm 。
则有:F 落=1.3L 1t τb =1.3×469×1.5×300=274365N=274.365KN2.冲孔力采用Auto-CAD 的查询功能方法得出为L 2=66.7mmF 冲=1.3L 2t τb =1.3×66.7×1.5×300=39019.5N=39.02KN由于采用弹性卸料装置和下出料方式,查课本表2-6有:卸K =0.045,推K =0.055,3.卸料力F 卸=K 卸F 冲=0.045×39.02=1.76KN4.推件力查《冲压模具简明设计手册》表2-40,根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=7.5mm,则n=7.5/1.5=5F 推=nK 推F 冲=5×0.055×39.02=10.73KN5.总冲压力F 总=F 落+F 冲+F 卸+F 推=274.37+39.02+1.76+10.73=325.88KN6.压力中心计算(1)按比例绘出凸模工作部位的轮廓图;(2)以的圆心作为坐标原点,选择坐标轴x-y 轴。
(3)将轮廓图分为由直线和圆弧14部分组成。
计算出每一个凸模轮廓周长L1、L2、L3……Ln ,然后计算各部分的压力中心坐标。
(4)直线和圆弧的压力中心的确定。
直线线段的重心即是线段的中点,圆弧的长度和压力中心按以下两式计算X 0=X 0为圆弧压力中心与圆心距离Α为中心半角r 为圆弧半径L为展开长度(5)压力中心坐标位置公式x0=(l1x1+l2x2+....+l n x n)/(l1+l2+...+l n)Y0=(l1y1+l2y2+...+l n x n)/(l1+l2+...+l n)(6)计算得压力中心坐标x0=-3.56 y0=-19.487.设备选择根据总的冲压力,查《现代冷冲模设计应用实例》表2-8得选择压力机型号为JG23-40(开式双柱可倾式压力机),主要技术参数如下:公称压力 400KN滑块行程 100mm滑块行程次数 80次/min最大封闭高度 300mm滑块中心线至床身距离 80mm立柱距离错误!未找到引用源。
00mm工作台尺寸前后420mm 左右 630mm工作台孔尺寸前后150mm 左右300mm 直径200mm模柄孔尺寸厚度50mm 直径70mm五、模具设计1.模具结构选择落料—冲孔复合模可以采用正装和倒装两种形式。
该冲压件精度一般IT14,为了操作方便、安全和提高效率且冲孔废料不会出现在工作台面上,所以选择倒装结构。
2.凹凸模刃口尺寸计算由于零件为复杂薄板工件,采用凸凹模配合加工。
系数x可查课本表2-5得到x=0.5(1)冲孔:a磨损后凸膜尺寸变小A t=:(22.2+0.5×0.52)0-0.13=22.460-0.13:(16.2+0.5×0.43)0-0.108=16.420-0.108b磨损后凸模具尺寸不变Ct=C±δ/2:23±0.065错误!未找到引用源。
(2)落料a磨损后凹模尺寸变大Aa=(A-xΔ)+δ0:: 6.18+0.090:18.26+0.13050.77+0.1850b磨损后凹模尺寸变小C磨损后凹模尺寸不变:8±0.045:68±0.092(六)模具零部件结构的确定1.凹模设计:采用直筒式孔口凹模,一般不做强度计算,查课本表2-15知:凹模最小厚度H=28mm 凹模最小壁厚c=40mm可知凹模长度L=144.5+40错误!未找到引用源。
2=224.5mm凹模宽度B=124+40错误!未找到引用源。
2=204mm为配合模架模座的选取,取凹模长度和宽度均为250mm。
即凹模板为250×250×28 GB/T2855.1-20082.卸料板的设计用卸料板卸料,卸料板的平面外形与凸凹模板相同,卸料板起厚度HH=1×28=28mm 材料为45号钢。
H=(0.8-1.0)Hd3.固定板(1) 凸模固定板:凸模固定板的外形尺寸与凸模的外形尺寸一致,厚度为根据标准件要求,H=(0.6~0.9)×28,选择17mm,选取板的规格为 250×250×17(2) 凸凹模固定板:凸凹模固定板与垫板的尺寸一致,根据标准件要求厚度取20mm, 规格为250×250×204垫板的设计垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力,以防止模座被挤压损伤,因此在与模座接触面之间加上一块翠英磨平的垫板,垫板的外形尺寸与凸模固定板相同,厚度取10mm,选取规格250×250×105.卸料装置中弹性元件的计算模具采用弹性卸料装置,弹性元件选用橡胶,其尺寸计算如下:(1)确定橡胶的横截面积A错误!未找到引用源。
查《冲压模具标准及应用手册》表8-13知矩形橡胶在预压缩量为15%时的单位压力是0.5Mp, 所以A=P/p=1760/0.5=3520mm 2(2)确定橡胶的平面尺寸根据零件的形状特点,橡胶的外形选为扇形。
由于要布置固定螺钉和销钉,所以采用八块圆心角为80°扇形橡胶双层均布安装在卸料板上则:设扇形内径为90mm ,外径为150mm :20106360804575822=⨯-=)(πA mm2 此时,卸F N A P ≥=⨯==100505.020106q 所以,该方案满足预紧力卸料力的要求。
(3)确定橡胶的自由高度H ①0.30~0.25L H =L 是考虑修模最后的卸料或压边的工作行程L=t+1=2mmH ≥8mm 。
②橡胶的自由高度H 应满足5.15.0≤≤D H=D mm 3.1068/21005027.190q /27.1d 22=⨯⨯+=+FH0取55mm 。
(4)计算橡胶装模高度0H橡胶的装模高度约mm 75.465585.0=⨯,所以选用的橡胶规格合理, 装模高度H 取为47mm ,工作高度H=47-t-1=45mm.6.凸模设计冲孔凸模采用阶梯式凸模长度L=L固+L凹=17+28=45mm凸模刃口具体尺寸见凸模零件图。
7.凸凹模设计凸凹模的壁厚10mm,最小壁厚=1.5t=2.25mm,所以满足最小壁厚要求。
凸凹模高度H=H卸+H固+H橡=28+20+47=95mm,具体各部分尺寸见凸凹模零件图。
8.选择紧固件和定位零件卸料板上设置1个卸料螺钉,查《冲压模具简明设计手册》表15-35得卸料螺钉选用圆柱头内六角卸料螺钉,公称直径为10mm,卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。
查《现代冷冲模设计应用实例》表2-31选用2个内六角圆柱头螺钉(GB70-85),公称直径均为10mm。
定位采用定位销。
9.选择模架及其它安装零件及安装要求,查《冲压模具简明设计手册》表15-10及表15-11,由凹模周界160选取凹模周界:L×B=250×250上模座:250×250×45下模座:250×250×55查《冲压模具简明设计手册》表15-24及表15-22得导柱d错误!未找到引用源。
L:40×180导套40×115×4310.模柄的设计由压力机型号JG23-40,可查的模柄孔的直径为70mm,查《现代冷冲模设计应用实例》表2-39选压入式模柄A50错误!未找到引用源。
95 GB 2862.1-81。
参考文献落料冲裁模具设计说明书1、郝滨海主编模具设计及CAD 山东大学出版社2、郝滨海编著冲压模具简明设计手册化学工业出版社3、欧阳波仪编著现代冷冲模具设计应用实例化学工业出版社4、姜银方袁国定主编冲压模具工程师手册机械工业出版社5、模具设计与制造技术教育丛书编委会模具结构设计机械工业出版社11。