齿轮螺栓垫片冲压模具设计说明书.doc
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设
计
说
明
书
本人有全套的三维图和二维总装配图和零件图需要的朋友请联系QQ:
624407952
设计:
XX
指导老师:
XX
2011-7-7
技术要求材料:
A3钢料厚:
t=1mm大批量生产
一、冲裁件工艺分析
1、材料:
A3为碳素结构钢,具有较好的机械性能,强度较好,比较适宜冲裁加工。
2、零件结构:
零件结构简单对称,无尖角,对冲裁加工较为有利。
零件中有两圆孔,孔的最小尺寸为11mm,满足冲裁最小孔径≥mm的要求。
另外,经计算孔距零件外形之间的最小孔边距为4.5mm,满足冲裁件最小孔边距≥mm的要求。
所以该零件的结构满足冲裁的要求
3、尺寸精度:
零件图上所有尺寸未标注属于自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差。
查公差表得各尺寸公差为:
a、零件外形:
720-0.74mm170-0.43mm270-0.52mmΦ200-0.52mmR10-0.25mmR1.50-0.25mmR2.50-0.25mm50-0.3mm
b、孔内形:
Φ110+0.43mm
c、孔心距:
40±0.31mm
结论:
适合冲裁。
二、确定冲压工艺方案
齿轮螺栓垫片所需冲压工序为落料,冲孔两个基本工序,可有以下三种工艺方案
方案1:
先落料,后冲孔,采用两套单工序模生产。
方案2:
落料—冲孔复合冲压,采用复合模生产。
方案3:
冲孔—落料连续冲压,采用级进模生产
分析:
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,且不易保证冲压件的形位精度。
所以,比较三个方案欲采用复合模生产,即采用方案二。
因为制件材质较软且板料较薄,宜采用正装式复合模加工。
三、模具设计计算
1、计算冲压力
采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模,冲压力为冲裁力,卸料力和顶件力的总和。
a、冲裁力
根据冲裁力的计算公式:
F=Lt
查表取=410Mpa,L=185.2789+2×11×3.14=254.36mm
F==254.36×1×410=104287.6
b、卸料力
卸料力的公式计算:
FX=KXF
查表,取KX=0.045,得
FX=0.045×104287.6=4692.94N
c、顶件力
顶件力的计算公式:
FD=kDF
查表,取KD=0.06,FD=0.06×104287.6=6257.256N
d、总冲压力
FZ=F+FX+FD=104287.6+4692.94+6257.256=115237.796N
e、初选压力机
根据总压力FZ选择压力机的标称压力,因为115237.796N=115KN<250KN×80%,所以初选J23-25型开式压力机。
二、确定压力中心
工件图形左右对称,故压力中心在A-A线上,
=(140.28X17+19.4X3.6X2+19.4X17.2)/(140.28+19.4X4)=14.6mm
三、排样设计及材料利用率分析
(1)排样方法。
有废料排样,因零件为简单的矩形且尺寸较大,并考虑操作方便与模具结构尺寸等因素,采用直排。
(2)搭边值.查表1-3,得a=1.8mma1=1.5mm
(3)送料步距S.据公式:
S=D+a1=27+1.5=28.5mm
(4)条料宽度。
据公式:
B0-△=(Dmax+2a+Z)0-△=(72+2×1.8+0.5)0-0.5=76.10-0.5(mm)
(5)板料规格。
选用2000X1250X1
(6)条料长度。
L=1250mm
(7)每张板料可剪裁的条数。
2000/75.5=26条,余37mm
(8)每条条料可冲裁的零件数。
N1=1250/28.5=43
(9)每张板料可冲裁的零件数。
44×26=1144
(10)一条条料的材料利用率。
η=/×100﹪=43×1280.1298/(76.1×1250)×100﹪=58﹪
四、刃口尺寸计算
(1)确定冲裁间隙。
材料厚度t=1mm,查表1-20取Zmin=0.1mm,Zmax=0.14mm,则△Z=Zmax-Zmin=0.14-0.1=0.04mm
(2)根据零件形状特点,刃口尺寸计算采用配合加工法
冲裁性质
工件尺寸
计算公式
凹模尺寸
凸模尺寸
第一类尺寸:
磨损后增大的尺寸A
=(
凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制,保证最小双面合理间隙值
第二类尺寸:
磨损后减小的尺寸B
Φ110+0.43mm
=(
凹模实际刃口尺寸与冲孔凸模配制,保证最小双面合理间隙值
凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制,保证最小双面合理间隙值
第三类尺寸:
磨损后不变尺寸C
40±0.31mm
40
五、模具主要零部件的设计与选用
1、凹模外形尺寸的计算,确定模具典型组合
(1)确定凹模外形尺寸。
查表得k=0.22,则
凹模厚HH=kl=0.22×72=15.84(mm)
凹模宽度BB=b+2c=b+(3~4)H=27+3.5×15.84=82.44(mm)
凹模长度LL=l+2c=l+(3~4)H=72+3.5×15.84=127.44(mm)
将计算出的尺寸套国家标准JB/T7643.1-2008,最终确定其外形尺寸为:
160mm×100mm×18mm。
(2)判断送料方向.由排样图只平行送料方向凹模型孔尺寸大于垂直方向尺寸,所以为横向送料。
(3)选择典型组合。
采用弹性卸料、横向送料,且凹模外形尺寸为160mm×100mm×18mm,故选择典型组合为:
160X100X160~190GB/T2851-2008
2、凹模设计
(1)型孔位置。
从排样图上被冲切的位置获得。
(2)型孔尺寸。
由刃口尺寸计算获得。
(3)刃口形式。
采用直壁式,直壁高度查表取10mm
(4)螺孔、销孔。
各螺孔、销孔的大小、数量、位置均可以从典型组合标准中查得。
(5)材料及技术要求。
材料选用T8A,热处理硬度60~64HRC。
各表面的粗糙度如图所示
(6)凹模零件图。
由设计结果绘制成凹模零件图,如图
3、冲孔凸模设计
(1)凸模的结构形式。
查标准ISO8021:
:
1986得。
采用固定板压入式固定
(2)凸模工作部分尺寸。
由刃口尺寸计算获得。
(3)凸模长度的计算。
得凸模固定板h1=12mm,垫快h2=20mm,凹模h3=18mm,故凸模长度为:
L=h1+h2+h3=12+20+18=50mm
4、凸凹模设计
(1)凸凹模的结构形式。
采用阶梯式,形状从排样图上被冲切位置获得。
固定方法:
采用固定板固定法.
(2)凹凸模工作部分尺寸。
由刃口尺寸计算获得
(3)凸凹模长度计算。
得固定板配合段h1=12mm。
,橡胶h2=30mm,卸料板h3=12mm,L=h1+h2+h3=54mm
(4)凸凹模零件图如图:
5、定距零件得设计
(1)定距方式的选择。
选择采用固定挡料销。
(2)结构形式及规格。
查标准JB/7649.10-1994及其尺寸
6、导料板的设计
(1)导料板的总长和厚度等均可以从标准JB/T7648.5-1994查得.
(2)导料板的间距。
A=B+Z=Dmax+2a+2Z=76.6(mm)
(3)导料板的宽度。
因垂直于送料方向的压力中心与凹模几何中心重合,则两边导料板的宽度相等。
B=(160-76.6)/2=41.7(mm)
7、卸料装置的选择
(1)卸料装置的选择
①卸料类型的选择。
选用弹性卸料方式。
(2)卸料螺钉的选择。
由典型组合标准JB/T7650.6-1994选得圆柱头内六角卸料螺钉
(3)卸料板的设计
①卸料板与凸模的间隙取单边值0.1mm。
②卸料板厚度一般为凹模厚度的0.6~0.8倍,平面外形尺寸等于或大于凹模尺寸,得160X100X12
③卸料板的结构尺寸由标准查的
④卸料板的材料由表查的用45号钢。
⑤卸料板的螺孔的孔径、孔距均可查典型组合标准
⑥卸料板的零件图
由以上的分析、计算得卸料板如图(4)弹性元件的选用
①弹性元件类型的选择。
采用圆筒形聚氨酯弹性体
②弹性体的数量、形状和尺寸。
数量是4个,形状尺寸由标准GB/T7650.9-1995查得。
③弹性体的弹力校核。
单个弹性体要承受的卸料力:
FX=4692.94/4=1173.235N
弹性体安装高度30mm,压缩量为30%时的工作负荷为2980N,满足卸料力的要求。
(5)推件装置的选择
①推件类型的选择。
选用刚性推件方式。
②打杆。
查标准GB2867.1得A14×120
③推板。
选用A型推板,查标准JB/T7650.4-1994
④推杆。
查标准JB/T7650.3-1994
8、模架的选择
(1)模架类型的选择。
因冲裁件尺寸不大,精度也不高,为了送料及操作方便,选用后侧导柱的模架。
(2)模架规格。
分别由GB/T2855.5-1990和GB/T2855.6-1990查的:
上模座160X100X40,下模座:
160X100X50
(3)导柱、导套规格。
分别由标准GB/T2861.2-1990和GB/T2861.7-1990查的。
9、连接与固定零件的设计
(1)模柄
①模柄形式。
选用B型旋入式的模柄。
②模柄规格。
因选用J23-25型开式压力机的模柄孔尺寸为50X70,故查标准JB/T7646.2-1994得模柄规格为B50X91.Q235
(2)垫板
①上、下垫板的外形尺寸均由典型组合标准GB/T7643.3-1994查的,为160X100X8.
②上、下垫板得螺钉过孔的直径均比螺钉的直径大1mm左右。
③上、下垫板的材料均选用45号钢
④上垫板结构如图:
⑤下垫板结构如图:
(3)冲孔凸模固定板
①冲孔凸模固定板厚度一般为凹模厚度的0.6~0.8倍,平面外形尺寸等于或大于凹模尺寸,得160X100X12
②孔型位置应与凹模型孔位置一致,与凸模为H7/h6配合。
③冲孔凸模固定板的螺纹孔、销钉的孔径、孔距。
均可查典型组合标准
④材料选用Q235
⑤冲孔凸模固定板如图。
(4)凸凹模固定板
①凸凹模固定板厚度一般为凹模厚度的0.6~0.8倍,平面外形尺寸等于或大于凹模尺寸,得160X100X12
②孔型位置应与凹模型孔位置一致,与凸凹模为H7/h6配合。
③凸凹模固定板的螺纹孔、销钉的孔径、孔距。
均可查典型组合标准
④材料选Q235.
⑤凸凹模固定板零件图。
10.冲压工艺规程卡
(厂名)
冷冲压工艺卡
产品型号
零部件名称
齿轮螺栓垫片
产品名称
齿轮螺栓垫片
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