冲压模具课程设计垫圈冲压模具设计全套图纸Word文档下载推荐.docx
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关键词:
冲孔;
落料;
倒装;
直排;
creo2.0;
AutoCAD2010
全套图纸,加153893706
一、设计任务:
如图1所示,工件材料为H62-M,料厚为1.5mm。
图1
二、零件工艺性分析:
1.结构与尺寸分析:
零件结构简单,形状对称,零件中部圆孔直径为6.5mm,满足冲裁最小孔径
的要求;
孔与零件边缘间的最小孔边距为
,冲裁件最小孔边距
孔边距远大于凸凹模允许的最小壁厚,因此,零件结构满足复合冲裁的要求。
2.材料分析:
H62-M是黄铜材,含铜量为62%,与其他铜材相比导电性能比较差,材质相对较硬,氧化速度相对较慢的性质,具有一定的冲裁性能。
3.精度分析:
该零件所有尺寸都未标注公差,全部按IT14级确定工件的公差。
一般的冲压均能满足其尺寸精度要求,表面无粗糙度要求。
由以上分析可知,该零件工艺性较好,可以进行冲裁加工。
三、冲裁工艺方案的确定
零件为落料冲孔件,可采用落料-冲孔复合冲压,采用复合模生产。
该方案只需要一副模具,冲压件的形状精度、位置精度和尺寸精度易保证,且生产效率高。
四、确定模具总体结构方案
1.模具类型
根据之前确定的零件冲裁工艺方案,采用倒装复合冲裁模。
2.操作与定位方式
为降低成本,可采用手工送料方式。
板料定位靠导料销和橡皮顶的活动挡料销完成,因为该模具采用的是条料,采用导料板控制材料的送进方向。
3.卸料与出件方式
冲压完毕后,推杆推动推板,推杆和推件块将零件从凹模中推出。
冲孔废料则从凸凹模孔通过工作台孔落下。
4.导向方式
根据零件尺寸大小,该模具为中小型模,采用滑动导柱导套导向。
五、零件工艺计算
1、排样的设计与计算
根据零件的结构形状,考虑到零件为中等批量生产,如果采用交叉双排或多排,则模具尺寸和结构就会相应增大,从而增加模具生产成本,所以本设计决定采用直排结构。
(1)确定搭边值,由于材料厚度t=1.5mm经查表可知,侧面搭边值a=1.2mm,工件间搭边值b=1mm。
(此搭边值为最小搭边值)
(2)计算送料步距A:
经计算求得A=14+b=14+1=15mm
(3)计算料条宽度B:
圆整为
;
圆整后侧面搭边值a=1.6
(4)导料板间的距离
(5)根据以上计算可得排样图如图2所示:
图2
2、冲压力的计算
(1)冲孔力
(2)落料力
(3)冲裁力
式中:
L—冲裁周边长度,单位mm
t—材料厚度,单位mm
—材料抗剪强度,单位Mpa,查表可知
=420Mpa
K—系数,一般取K=1.3
(4)卸料力
(5)推件力
则采用弹性卸料装置和上出料方式的总冲压力
故
从满足冲压力的要求看由国家标准初选J23-16型号压力机:
型号
J23-16
公称压力/KN
160
滑块行程/mm
55
滑块行程次数/(次/min)
125
最大封闭高度/mm
220
连杆调节量/mm
45
滑块中心线至床身距离/mm
工作台板厚度/mm
40
工作台离地面距离/mm
750
模柄孔尺寸/mm
直径
深度
60
滑块底面尺寸/mm
前后
180
左右
200
床身最大可倾角
表1
3、冲模刃口尺寸及公差的计算
(1)由于内外形尺寸都属于自由公差,按IT12级计算,取系数X=0.75,查表2-1得,Zmin=0.21mmZmax=0.25mm则Zmax-Zmin=(0.25-0.21)=0.04mm
(2)落料件尺寸的基本计算公式为:
经查公差表得:
凸模按IT6级加工制造,凹模按IT7级加工制造;
D1:
校核:
D2:
因此,只有缩小
,提高制造精度,才能保证间隙在合理范围内,由此可取
D3:
R1
R2:
(3)冲孔
属于孔类尺寸,公差等级按IT12级,查得孔
凸模按IT6级加工制造,凹模按IT7级加工制造,查表得
即0.024<
0.04;
因此,满足公差校正条件。
4、压力中心计算
由于零件为简单对称件,所以零件的压力中心就是零件的几何中心。
六、模具零部件结构的确定
1.凹模的外形尺寸设计与形状的选择
凹模厚度:
凹模壁厚:
,取C=35mm。
b—凹模刃口的最大尺寸,单位mm
k—系数,考虑板料厚度的影响,查表2-19得k=0.35~0.5,取k=0.4
凹模外形尺寸的计算:
长度:
宽度:
由于直壁式凹模的刃口强度较高,修磨后刃口尺寸不变,所以凹模形状采用直壁式的。
选择后侧式导柱模架,经模架确定凹模的尺寸为A=130mm,B=90mm,H=18mm。
2.凸模外形尺寸的设计与形状的选择。
(1)凸模长度的计算:
由于采用弹压卸料板
L—凸模长度,单位mm
h1—凸模固定板厚度(凹模厚度的0.8倍左右),单位mm
h2—卸料板厚度,单位mm
h—增加长度,它包括凸模的修磨量,凸模进入凹模的深度(0.5~1)mm,凸模固定板与卸料板之间的安全距离等,一般取10~20mm,取h=10mm
(2)凸模的强度与刚度的校核
(a)承压能力的校核
凸模承压能力按下式校核:
凸模的许用应力决定于凸模材料的热处理和凸模的导向性,这里选择一般工具钢,凸模淬火硬度为58~62HRC时,可取
,确定凸模材料为碳素工具钢T10A。
(b)凸模失稳弯曲应力的校核
凸模不发生失稳弯曲的最大长度为:
E—凸模材料的弹性模量,对于模具钢,E=
(d为凸模工作刃口的直径,单位mm)
n—安全系数,淬火钢n=2~3
把上述的
可得出圆形截面的凸模不发生失稳弯曲的最大长度为:
;
因此,凸模长度满足要求。
七、模具其它零件的设计与计算
1.固定板的设计
选择材料为Q235钢,凸模固定板的外形尺寸取和凹模外形一样的尺寸,考虑到紧固螺钉及销钉的位置,其厚度取凹模厚度的0.6~0.8倍,可取固定板厚度为12mm;
落料、冲孔凸模固定板的外形尺寸为:
,固定板与凸凹模之间采用过渡配合H7/m6.
2.垫板的设计
材料选择45钢,长和宽的尺寸选用典型模架组合尺寸,垫板的外形尺寸为:
3.导料板的确定
材料选择T8钢,长和宽尺寸选用典型模架组合尺寸,导料板的外形尺寸为:
,查表可取厚度H=6mm,由此表还可知挡料销高度h=3mm。
4.卸料板的设计
材料选择为Q235钢,长和宽尺寸取与凸模固定板相同的尺寸,厚度取凹模厚度的0.6~0.8,卸料板外形尺寸为
卸料板凸台部分高度为:
h=H-(0.1~0.3)t取h=5.7mm,H为导料板高度。
5.选择上、下模座
上、下模材料选用HT250钢,选用矩形模座,外形尺寸应比凹模相应尺寸大40~70mm,厚度为凹模厚度的1~1.5倍。
选标准模架:
上模座选GB/T2855.1-90,外形尺寸为
下模座选GB/T2855.2-90,外行尺寸为
6.选择模柄
由压力机型号J23-16,可查的模柄孔的直径为40mm,深度为60mm,材料Q235;
因此,模柄的外形尺寸为
7.选择导柱、导套
采用滑动导柱、导套,材料20钢,为了增加表面硬度和耐磨性,进行表面渗碳处理,查表选择导柱:
GB/T2861.1-90,外形尺寸为:
导套选用:
GB/T2861.6-90,外形尺寸为
8.选择紧固件和定位零件
根据标准GB699选取材料为45钢,卸料螺钉选用圆柱头内六角卸料螺钉M10,导料板上设置4个M5固定螺钉,上下模座选用M10的固定螺钉共8个和连接销钉M8共4个等。
6.卸料或推件装置中弹性元件的计算
模具采用弹性卸料装置,弹性元件选用弹簧,其尺寸计算如下:
(1)根据总卸料力F卸以及模具结构估计弹簧个数n=4,计算每个弹簧所受的负荷:
根据
的大小,初选以下3种弹簧规格,使所选弹簧的工作极限负荷
大于
:
D
d
H0
t
hj
Fj
7
11.5
14.4
1550
80
17.6
120
20.8
表2
(2)检查弹簧最大允许压缩量,如满足下式,则弹簧选得合适。
h预—弹簧预压缩量
h工—卸料板工作行程,一般取料厚加1mm
h修磨—凸、凹模修磨量,一般取4~10mm
7.导正销与挡料销的设计
导正销的头部由圆锥形的导入部分和圆柱形的导正部分组成。
导正销的基本尺寸:
d=dT-a=6.5-0.06=6.55
d—导正销的基本尺寸,单位mm
dT—冲孔凸模直径,单位mm
a—导正销与冲孔凸模直径的差值,导正销圆柱段高度h=1,即h=(0.5-1)t。
8.凸凹模设计
查表2-20凸凹模最小壁厚a=3.8mm。
凸凹模高度H=
8、模具装配图及明细表
图3
图4A-A
明细表
表3
九、设计总结
通过上述模设计的过程可以看出,设计模具是一项实践性很强的工作,需要熟练的掌握模具的设计的原则,内容和步骤及方法,勤学多练才能逐步掌握,我深深地体会到仅仅了解书本上的东西是远远不够的,只有在结合自己的实际情况,运用于实践,这样才能更深地了解和学习好知识。
设计是一个很细致的工作,我们要在工作中不断的积累经验,学会用自己的知识解决实际问题。
因此更加觉得自己学到的知识太有限
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