单工序落料模设计说明书Word下载.docx
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本人主要做了如下工作:
1、根据座板的结构设计计算各部分尺寸;
2、确定工艺方案;
3、由以上数据画出装配图。
设计任务:
零件名称
垫片
图号
1
材料
Q235
板厚
1.0mm
生产批量
大批量
一、冲压件工艺分析
1、材料:
Q235普通碳素结构钢,具有好的塑性,具有良好的冲压性能。
2、冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度:
零件的尺寸精度、、、已给公差,冲压生产出的零件精度能够符合零件精度要求。
3、工件结构:
结构简单,形状对称。
结论:
适合冲裁
二、冲压件的工艺方案确定
通过以上对该零件的结构、形状及精度的分析,并结合零件的生产批量。
该零件采用落料单工序就可完成冲压加工。
三、确定模具总体结构
1、模具类型的选择
由冲压工艺分析可知,采用单工序模冲压,所以本套模具类型为单工序落料模。
2、定位方式的选择
因为该模具采用条料,控制条料得送进方向采用导料销;
控制条料的送进步距采用挡料销。
3、导柱、导套位置的选择
由于落料件的结构简单,大批量生产都使用导向装置。
导向方式主要有滑动式和滚动式导柱导套结构。
该零件承受侧压力不大,为了加工装配方便,易于标准化,决定使用滑动式导柱导套结构。
4、滑动式模架选择
由于受力不大,精度要求也不高,同时为了节约生产成本,简化模具结构,降低模具制造难度,方便安装调整,故采用后侧导柱导套式模架。
该模架可以三方面送料,操作特别方便。
5、卸料、出件方式的选择
在选用卸料装置的形式时,需考虑出料方式是上出料,还是下出料。
卸料装置根据冲件平整度要求或料的厚薄来确定,对于冲件平整度要求高,且料薄的宜用弹压卸料板。
这样既可压料又可卸料,且卸料板随上模上下运动,直观性强,操作方便,是生产中常用的一种卸料方式。
当板料较厚时,用弹压卸料板难以卸料时,选用固定卸料装置卸料,一般在零件形状简单、要求不高时,采用固定卸料方式,它可简化模具结构,但是因为工作部位封闭,送料只能靠手感,操作不便,安全性差。
由于零件厚度只有1mm,属于薄料,一般采用弹性卸料方式顺便压料,以简化模具结构,降低成本,同时该模具为单工序落料模,为方便制件取出,采取下出料方式。
四、工艺尺寸计算
该冲裁件厚度t=1mm,外形由直线组成,且对称分布,在选取搭边量时可看成方形类零件。
查表p942—1—8(教材),工件间最小搭边值a1=1.5mm,沿边最小搭边值a=2mm,以下面排样方式中的数个零件为单位计算零件利用率。
单个零件面积A0=12288mm2。
1.排样方案的确定
方案一:
方案二:
材料利用率=A0/A=5×
12288/650×
100=94.52%
12288/490×
132=94.99%
比较以上两种方案,知方案二排样材料利用率最高,故采用此排样。
2、凸、凹模刃口尺寸的计算
由于此工件在模具磨损后对其影响不一,所以采用配合加工的方法。
查书本p96表2–4–14、2–4–15.=0.13,=0.10,x=0.75
凹模尺寸:
A、B、C、D段在磨损后均变大
=127.810+0.065Ap=127.690+0.065
=63.80+0.050Bp=63.680+0.050
=34.80+0.050Cp=34.680+0.050
=95.830+0.058Dp=94.880+0.058
式中、——最大、小初始双面间隙
Ad、Bd、Cd、Dd、—落料凹、凸模尺寸
——冲裁件制造公差
x——系数
3、冲、推、卸料力的计算
(1)冲裁力F落为:
F落=KLtτ
其中,L=(A+D)×
2
以上公式中:
F——冲裁力;
K——安全系数,一般取K=1.3;
L——冲裁周边长度;
t——材料厚度;
τ——材料抗拉强度MPa;
则有:
L=(A+D)×
2=(96+128)×
2=448(mm)
材料厚度t=1mm;
材料:
Q235,参考相关资料,其抗拉强度τ=365Mpa,
则:
F落=1.3×
448×
1×
310=180.554(kN)≈181(kN)
(2)卸料力Fx为:
根据以上模具结构类型,采用弹性卸料和下出料,
Fx=KxF,取Kx=0.04,查下表
如下图所示
FX=0.04×
181=7.24(kN)
(3)推件力Ft为:
Ft=KtFn,凹模刃壁垂直部分高度h=5mm,t=1mm,n=5/1=5;
取Kt=0.055,
Ft=5×
0.055×
181=49.775(kN)
总冲压力F总=F落+Fx+Ft=181+7.24+49.775=238.015(kN)
4、压力机公称压力的计算
选用的压力机公称压力P≥(1.3~1.5)F总
取系数为1.5,则P≥1.5F总=1.5×
238.015=357.0225(kN)
5、冲裁压力中心的确定
由于该落料零件是为对称零件,故冲裁压力中心即为该落料件的对称中心。
五、冲压设备的选择
开式曲柄压力机虽然刚度差,但它成本低,且有三个方向可以操作的优点,故广泛应用于中小型冲裁件、弯曲件、拉深件的生产中。
闭式曲柄压力机刚度好、精度高,只能靠两个方向操作,适用于大中型件的生产。
双动曲柄压力机有两个滑块,压边可靠易调,适用于较复杂的大中型拉深件的生产。
初选压力机公称吨位为400kN,型号为J23-40,因为开式压力机广泛应用于冲压工艺,且允许前后或左右进料操作,操作空间大,操作方便。
其主要工艺参数如下:
公称压力
400KN
封闭高度调节量
65
滑块行程
90
滑块中心线至床耳距离
250
滑块行程次数
45(次/min)
立柱距离
340
最大封闭高度
320
床身最大可倾角
30
工作台尺寸
前后
460
模柄孔尺寸
直径
50
左右
700
深度
70
工作台板
厚度
滑块底面尺寸
300
220
工作台孔尺寸
地脚螺拴
1060
750
六、主要零部件的设计
1、卸料装置的设计
采用的是弹压卸料装置,选用合成橡胶作为弹性元件,已知Fx=7.32kN,根据模具安装空间,取圆筒合成橡胶4个,每个橡胶承受的预压力Fy为:
Fy=Fx/n=7320/4=1830N
取hy=32%h,查表得p=2MPa,则橡胶的横截面积为:
A=Fy/p=1830/2=915
设橡胶孔直径为Dmm,橡胶上螺钉孔直径d为10mm,则有:
A=π/4(D2-d2)=π/4(D2-102)=915
经计算和保证足够的卸料力,
取D=36mm
橡胶的自由高度:
mm
取=28mm
其中,mm
因为0.5<h0/D=28/36=0.78<1.5,所选橡胶符合要求。
橡胶的安装高度:
ha=(0.85~0.9)h0=23.8~25.2mm
取ha=25mm
2.凹模尺寸的设计
落料凹模凹模采用整体凹模,轮廓全部采用数控线切割机床即可一次成形,安排凹模在模架上的位置时,要依据压力中心的数据,尽量保证压力中心与模柄中心重合。
其轮廓尺寸的计算如下:
凹模厚度H凹=Kb,查<
<
冲压模具设计>
>
P92表2-4-88取K=0.18,则:
H凹=0.18×
128=23.04mm,
凹模壁厚C:
C=(1.5~2)×
23.04=34.56~46.08,
取凹模厚度H=30mm,壁厚C取40mm
凹模长L:
L=l+2c=96+2×
40=176mm
凹模宽B:
B=b+(2.5~4.0)H凹=128+(2.5~4.0)×
30=203~248mm
取凹模宽B=250mm
所以凹模的外形尺寸为176mm×
248mm。
故取凹模外形尺寸为250mm×
250mm×
30mm
凹模形状尺寸如图所示:
3、凸模尺寸的设计
因为零件为简单形状制件,采用整体直通式凸模。
凸模长度主要根据模具结构,并考虑修磨、操作安全、装配等的需要来确定。
当按冲模典型组合标准选用时,则可取标准长度,否则应该进行计算。
采用弹压式卸料装置,凸模长度应按下式计算:
凸模长度计算:
L=h1+h2+h
式中——凸模固定板厚度(mm);
——卸料板厚度(mm);
——附加长度(mm);
凸模固定板的厚度h1=(0.6~0.8)H凹=(0.6~0.8)×
30=18~24mm,
取凸模固定板的厚度h1=18mm
卸料板的厚度一般为10~20mm,取卸料板的厚度为18mm
附加长度为h=橡胶安装高度ha+板料厚度t+凸模进入凹模的深度f,其中,ha=25mm,t=1mm,凸模进入凹模的深度取1mm,所以
h=ha+t+f=25+1+1=27mm
L=h1+h2+h=18+18+27=63mm
凸模尺寸如图所示:
4、模架
根据凹模外形尺寸250×
250×
30,选凹模材料为HT200钢上模座选外形尺寸为315×
50,下模座选外形尺寸为315×
60。
模具的闭合高度与压力机的装模高度关系:
Hmax-5≥H≥Hmin+10
式中H——模具闭合高度(mm);
Hmax——压力机的最大装模高度(mm);
Hmin——压力机的最小装模高度(mm);
1)Hmin
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