垫圈的冲孔落料级进模设计.docx
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垫圈的冲孔落料级进模设计
前言
前言---------------------------------------------------3
第一章:
绪论
1.1 冲压模具的发展------------------------------------------------5
1.2 模具产品的介绍------------------------------------------------6
第二章:
冲压工艺分析
2.1 冲裁件的形状和尺寸--------------------------------------------7
2.2 冲裁件的工艺方案----------------------------------------------7
2.3 冲裁件的排样--------------------------------------------------8
2.4 冲裁的压力中心------------------------------------------------10
2.5 冲裁力的确定--------------------------------------------------11
2.6 冲压设备的选择------------------------------------------------12
第三章:
冲压模具的设计
3.1 凸、凹模的尺寸与公差-----------------------------------------13
3.2 固定与支承零件-----------------------------------------------16
3.3 导向零件-----------------------------------------------------17
3.4 确定模具的闭合高度-------------------------------------------18
3.5 落料模具零件材料的选择---------------------------------------19
毕业设计小结---------------------------------------------21
致谢-----------------------------------------------------22
附表-----------------------------------------------------23
参考文献-------------------------------------------------27
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江阴职业技术学院
第一章绪论
一、冲压模具的发展
随着工业发展,工业产品的品种、数量越来越多;对产品质量和外观的要求,更是
日趋精美,华气。
因此,结合中国具体情况,学习国外模具工业建设和模具生产的经验,
宣传、推行科学合理化的模具生产,才能推进模具技术的进步。
全面推行模具标准化:
模具标准化是现代模具设计与制造的基础。
推行模具标准化
上实现模具合理化生产必备条件。
美国、德国进行模具标准化工作已有 100 年的历史。
而中国由于模具标准化程度不高,造成生产供应的标准件品种、规格不齐,质量不高,
不能满足互换性要求。
为此,应当采取相应措施,针对模具生产特点,组织行业力量,
进行快捷、适时地对模具生产企业进行标准化生产,以便全面推行模具标准化工作。
推行模具设计与制造一体化:
由于模具和制造之间的关系密切,可以说,制造是设
计的延续。
而采用人工设计方法比较迟缓,不可能实现模具设计与制造一体化,也不可
达到优化设计的要求。
实践证明,模具 cad/cam 技术是当代最合理的模具生产方式。
推行模上具专业化生产:
模具生产将可以实现高度标准化、通用化和系统化,有利
于采用先进设计与制造技术,使模具越做越精,同进,有利于缩短生产周期,降低生产
费用。
制造工艺规范化和生产过程控制与管理:
模具制造是模具设计的延续,是验证设计
正确性的过程。
重视模具制造的规范化有利于使模具生产过程趋于科学化、合理化。
在
模具企业中,对模具生产过程进行计算机控制与管理,是实现合理化生产的保证和条件。
从模具设计、生产准备、加工与装配、试模的全过程始终处于控制与管理之中,因此,
推进模具生产过程控制与管理有利于提高模具制造精度与质量,减小生产周期与生产费
用。
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第一部分绪论
二、产品的介绍
垫圈:
形状呈扁圆环形的一类紧固件。
置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件
表面之间,起着增大被连接零件接触表面面积,降低单位面积压力和保护被连接零件表
面不被损坏的作用;另一类弹性垫圈,还能起着阻止螺母回松的作用。
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江阴职业技术学院
第二章冲压工艺分析
一、冲裁件的形状和尺寸:
由图可见,该零件形状简单、对称,是由圆弧和直线组成的.因为对于冲压件的外
形尺寸为自由公差,因此,冲裁件内外所能达到的经济精度为 IT14,孔中心与边缘距离
尺寸公差为±0.2mm.将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较,可认为该零件
的精度要求能够在冲裁加工中得到保证.其它尺寸标注、生产批量等情况,也均符合冲
裁的工艺要求,故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔
落料模进行加工
图 2-1
二、冲裁件的工艺方案
在分析了冲压件的工艺性之后,通常在对工序性质、工序数目、工序顺序及组合方
式的分析基础上,制定几种不同的冲压工艺方案。
从产品质量、生产效率、设备占用情
况、模具制造的难易程度和模具寿命高低、工艺成本、操作方便和安全程度等方面,进
行综合分析、比较,确定适合于工厂具体生产条件的最经济合理该零件包括落料、冲孔
两个基本工序,可用以下 3 种工艺方案
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第二章 冲压工艺分析
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,但需要两道工序两套模具,生产效率较低,难以满足该零件的
年产量要求。
方案二:
用复合模加工。
复合模的特点是生产率高,冲裁件的内孔与外缘的相对位置精
度高,冲模的轮廓尺寸较小。
但复合模结构复杂,制造精度要求高,成本高。
复合模主
要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。
方案三:
采用级进模加工。
级进模比单工序模生产率高,减少了模具和设备的数量,
工件精度较高,便于操作和实现生产自动化。
对于特别复杂或孔边距较小的冲压件,用
简单模或复合模冲制有困难时,可用级进模逐步冲出。
但级进模轮廓尺寸较大,制造较
复杂,成本较高,一般适用于大批量生产小型冲压件。
通过以上 3 种方案的分析比较,对该零件冲压生产以采用方案 3 为佳。
三、冲裁件的排样
3.1、排样的确定
1)有废料排样有废料排样的材料的利用率较低,但制件的质量和冲模寿命较高,
常用于制件形状复杂、尺寸精度要求较高的排样。
2)少废料排样这种排样方法,材料利用率较高,常用于某些尺寸要求不高的制
件排样。
3)无废料排样这种排样方法,材料利用率最高,但对于制件的形状结构要求严
格,所以,其应用范围有一定的局限性,制件设计时要考虑这方面的工艺性能。
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3.2、搭边
排样时制件与制件之间、制件与条料边缘之间留下的余料叫搭边.
合理的搭边值选择应在保证制件质量的前提下,越小越省料.据搭边的经验数表,得零件
的排样图为下图所示:
图 2-2
根据零件形状两式件间按矩形取搭边值 a1=2.2mm,侧边取搭边值 a=2.5mm。
则进距:
h=67.98+2.2=70.18mm≈70mm
条料宽度:
由附表一 查得∆=0.8mm
B=D+2a+△
所以B=59.27+2*2.5+0.8=65.07mm ≈65mm
其中:
B——条料宽度的公称尺寸(mm)
D——制件在宽度方向的尺寸(mm)
a——侧搭边的最小值(mm)
∆——条料宽度的单向(负向)公差(mm)
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第二章 冲压工艺分析
3.3 材料利用率
衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。
材料的利用率 η 是指零件的实际面
积 A0 与所用材料面积 A 的百分比,即:
η= A0/A×100%
=84.7%
1)对称形状的单个冲裁件,冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心
2)工件形状相同且分布位置对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
3)形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中
心。
图 2-3
根据图形分析:
因为工件图形对称,故落料时 F 落的压力中心在上 O1;
冲孔时 F 孔 1、F 孔 2 的压力中心在 O2 上
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四、冲裁力的确定
计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机,设计模具以及检验模具的强度。
压力
机的吨位必须大于所计算的冲裁力,以适应冲裁工艺的需求。
1) 落料力F 落=KLtζ
式中F——冲裁力(N)
L——冲裁周长(mm)
t ——板材厚度(mm)
ζ——材料的抗剪强度(MPa)
K——系数
∴F 落=1.3X234.18X3X350=319655.7N=320 KN
2)冲孔力
1、中心孔
F1= KLtζ=1.3X(∏X33)X 3 X 350=141441.3N=141 KN
2、两个小孔
F2=2 KLtζ=2X1.3X(∏X12.3)X 3 X 350=35146.02N=35 KN
3)冲裁时候的推件力
由附表二 得Kt=0.045
凹模为直筒形刃口其 h 取 5~10mm
则卡在凹模内的数量为n=h/t=6/3=2
F 推落 =nKtF 落=2 X 0.045 X 3X320=86KN
F 推孔 1 =nKtF1=2 X 0.045 X 3 X 141=38 KN
F 推孔 2=nKtF2=2 X 0.045 X 3 X 35=10KN
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第二章 冲压工艺分析
则总的冲压力为
F 总=F 落+F1+F2+F 推落+F 推孔 1+F 推孔 2
=320+141+35+86+38+9
=630 KN
五、冲压设备的选择
(1) 压力机的选择,必须满足以下要求:
Hmax﹣5㎜≥Hm≥Hmin﹢10㎜
式中Hmax, Hmin—分别为压力机的最大、最小装模高度,㎜
Hm—模具闭合高度,㎜
当多副模具联合安装到一台压力机上时,多副模具应有同一个闭合高度。
(2) 压力机的公称压力 Fg 必须大于冲压计算的总压力 F 总。
即 Fg>F 总
(3) 压力机的滑块行程必须满足冲压件的成形要求。
对于拉深工艺,为了
便于放料和取件,其行程必须大于拉深件高度的
2-2.5 倍
(4) 为了便于安装模具,压力机的工作台面尺寸应大于模具尺寸,一般每
边大 50-70㎜。
工作台垫板孔应保证冲压件或废料能漏下。
从满足冲压工艺力的要求来看,可选用 JG23-80 开式双柱可倾式压力机
其压力机规格见附表三
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第三部分冲压模具的设计
3.1、凸、凹模工作部分尺寸
确定凸、凹模间隙及制造公差。
对于冲孔部分,采用凸、凹模分开加工的方法
由附表四 查得:
凸凹模间隙 Zmin=0.460mm,Zmax=0.640mm.
Zmax —Zmin = 0.640—0.460=0.18mm
由附表五查得:
对冲 Φ33 孔时δT= - 0.020mmδA = + 0.030mm
对冲 Φ12.3 孔时δT= - 0.020mmδ A= +
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