冲孔落料复合模设计说明书~~~课程设计
更新时间:2023-10-22 23:15:01 阅读量:3 综合文库 文档下载
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落料模具设计实例
(一)零件工艺性分析
工件为图1所示的落料冲孔件,材料为Q235钢,材料厚1mm,生产批量为大批量。工艺性分析内容如下:
1.材料分析
Q235为普通碳素结构钢,具有较好的冲裁成形性能。 2. 结构分析
零件结构简单对称,无尖角,对冲裁加工较为有利。所以,该零件的结构满足冲裁的要求。
3. 精度分析:
零件上的尺寸均未标注尺寸偏差,为自由尺寸,可按IT10~IT14级精度补标工件尺寸公差。选定IT12确定尺寸的公差。经查得零件各尺寸偏差如下:
?0.1240落料部分:?420 ?0.25图1 工件图
由以上分析可知,该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。
(二)冲裁工艺方案的确定
零件为一落料冲孔件,可提出的加工方案如下: 方案一:先落料,后冲孔。采用两套单工序模生产。 方案二:落料—冲孔复合冲压,采用复合模生产。 方案三:冲孔—落料连续冲压,采用级进模生产。
方案一模具结构简单,但需两道工序、两副模具,生产效率低,零件精度较差,在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度易保证,且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状较简单,模具制造并不困难。方案三也只需一副模具,生产效率也很高,但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度,需在模具上设置导正销导正,模具制造、装配较复合模略复杂。
所以,比较三个方案采用方案二生产。。
(三)零件工艺计算 1.刃口尺寸计算
根据零件形状特点,刃口尺寸计算采用分开制造法。 (1)落料件尺寸的基本计算公式为
DA?(Dmax?XΔ)00??A
0DT?(DA?Zmin)??T?(Dmax?XΔ?Zmin)??T
查得凸、凹模最小间隙Zmin=0.246mm,最大间隙Zmax=0.360mm
1
查得凸模制造公差?T?0.02mm,凹模制造公差?A?0.03mm 有?T??A=0.05≤Zmax?Zmin=0.114 即 DA=(42-?0.50+0.0300.25)?mm0?04 1.8750DT(41.875?0.246)?0.02mm?41.629?0.02mm
(2)冲孔基本公式为
dT?(dmin?XΔ)??T
dA?(dmin?XΔ?Zmin)0?0.21尺寸?200mm
0??A
查得其凸模制造公差?T?0.020mm,凹模制造公差?A?0.025mm,X=0.75。 有?T??A=0.045≤Zmax?Zmin=0.114
0?20.158?0.020 所以 dT?(20?0.75?0.21)0?0.020因该尺寸为单边磨损尺寸,所以计算时冲裁间隙减半,得
dA?(20.158?0.246?2)0?0.12尺寸l40mm
?0.025?20.2810?0.025
查得其凸模制造公差?T?0.02mm,凹模制造公差?A?0.02mm,x=0.75 满足不等式?T??A≤Zmax?Zmin,因该尺寸为单边磨损尺寸,所以计算时冲裁间隙减半,得
dT?(4?0.75?0.12)?0.020?4.090?0.020dA?(4.090?0.246?2)0?0.02000
?4.2130?0.020
2.排样计算
查表得,两工件之间的距离a1=1.5,沿边a2=1.8。调整为整数后,都为2mm,
0?进料步距n=44mm.条料宽度B= (D?2a)?? ,查表得=0.5
式中,B为条料宽度;D为工件直径;a为沿边搭边值;?为条料公差值 所以B=(42+2?2)-0.5=46-0.5 画出排样图如下。
00 2
3.冲压力计算
可知冲裁力基本计算公式为
F?KLT?
,材料厚度2mm,
2?4?199.1计算零件的周长:L=2??21?58.805?2.202?Q235钢的抗剪强度取350MPa,则冲裁该零件所需冲裁力为
F?1.3?199?.1?23?501N811?181KN 1模具采用弹性卸料装置和推件结构,所以所需卸料力FX和推件力FT为
F卸?k卸?F?0.05?181.18?9.06KN
F推?nk推?F?n?0.055?181?2?0.055?181.18?19.97KN则零件所需得冲压力为
F总?F+F卸+F推=181.18+9.06+19.93=210.17KN
初选设备为开式压力机J23—35。
4.压力中心计算
零件外形为对称件,中间的异形孔虽然左右不对称,但孔的尺寸很小,左右两边圆弧各自的压力中心距零件中心线的距离差距很小,所以该零件的压力中心可近似认为就是零件外形中心线的交点。
四、冲压设备的选用
根据冲压力的大小,选取开式双柱可倾压力机J23—25,其主要技术参数如下:
公称压力:250kN 滑块行程:65mm
最大闭合高度:270 mm 闭合高度调节量:55 mm 滑块中心线到床身距离:200mm 工作台尺寸:370 mm×560mm 工作台孔尺寸:200 mm×290 mm
模柄孔尺寸:φ40 mm×60mm 垫板厚度:60 mm
五、模具零部件结构的确定 1.凸、凹模零件设计
(1)首先计算凹模周界的大小。凹模高度和壁尺寸常用下列经验公式确定:
凹模高度 H=k?b,k=0.35~0.50,取0.4 所以H=k?b=0.4?42=16.8 取整H=17mm
凹模壁厚 C=(1.5~2)H C取值30mm
对于形状复杂或尺寸较大的零件,凹模壁厚C取大值。
所以,凹模的总长为L=b+2c=42+2?30=102mm,
凹模的宽度为 B=冲裁件宽度+2c=102mm
最后依据设计尺寸,按冲压模具标准模架凹模周界尺寸系列,确定凹模外形尺寸为125mm×125mm×25mm 。
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(2)凸模外形结构、尺寸确定。
落料凸模截面形状与冲裁件一致,截面尺寸即刃口尺寸,前面一完成。
长度L为固定板厚度、安全距离、修磨余量、凸模进入凹模的深度的总和。其中固定板厚度取20mm,凸模修磨量取5mm,凸模进入凹模深度取1mm,卸料板与固定板之间的安全距离取20,即
L=(20+20+5+1)mm=46mm 2.标准模架的选用
标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸。模具采用后置导柱模架,根据以上计算结果,可查得模架规格为上模座125mm×125mm×35mm,下模座125mm×125mm×45mm,导柱22mm×130mm,导套22mm×85mm×33mm。
3.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)确定橡胶的自由高度H0
H0?(3.5~4)H工H工?h工作?h修磨?t?1?(5~10)?(2?1?7)mm?10mm
由以上两个公式,取H0?40mm。
(2)确定橡胶的横截面积A
A?FX/p
查得矩形橡胶在预压量为10%~15%时的单位压力为0.6MPa,所以
A?9850N0.6MPa?16417mm2
(3)确定橡胶的平面尺寸
根据零件的形状特点,橡胶垫的外形应为矩形,中间开有矩形孔以避让凸模。结合零件的具体尺寸,橡胶垫中间的避让孔尺寸为82 mm×25mm,外形暂定一边长为160mm,则另一边长b为
b?160?82?25?Ab?16417?82?25160mm?115mm
(4)校核橡胶的自由高度H0
为满足橡胶垫的高径比要求,将橡胶垫分割成四块装入模具中,其最大外形尺寸为80mm,所以
H0D?4080?0.5
橡胶垫的高径比在0.5~1.5之间,所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的装模高度约为0.85×40 mm =34mm。
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4.其他零部件结构
凸模由凸模固定板固定,两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄,根据设备上模柄孔尺寸,选用规格A50×100的模柄。
六、模具装配图
模具装配图如图4所示。
七、模具零件图
模具中上模座、下模座、垫板、凸模固定板、卸料板、凸凹模固定板、冲孔凸模、凸凹模、凹模、推件块零件图如图5~14所示。
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