电动机条型硅钢片模具设计说明书Word格式文档下载.docx
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根据工件的形状.材料.厚度及实际加工的需要,生产工件的工序过程如下:
1.从板料上冲出落料件(该落料件即为弯曲体的展开图的外轮廓形体。
根据弯曲体的展开尺寸,设计出冲模,将所需工件冲下。
所冲工件如图所示:
2.第一次冲孔,冲五个间距要求不太高的圆孔。
(这五个圆孔如上图所示的五处分布)。
3.第二次冲孔,冲方孔。
4.第一次弯曲,选弯曲复杂部分,即如上图所示的a.b部分。
5.第二次弯曲,弯曲两边,即U形弯曲。
弯折线如上图中虚线所示。
6.第三次弯曲,弯曲中间,弯折线如上图红线所示。
7.第三次冲孔,此乃最后一道工序,因为此两孔间距要求较高,如果放在其它工序中冲,则可能影响定位要求,故最后工序冲此两孔比较合适。
2弯曲件的展开尺寸
2.1长度方向上的计算:
表2-1
r/t
0.25
0.3
0.4
0.5
K
0.31
0.32
0.35
0.37
根据r/t=0.25查表2-1
得此中性层系数k=0.31。
∴L圆弧=2πΨP/360°
=ЛΨ(r+kt)
=90Л(0.5+0.31×
2)
=1.7627(mm)
L直线=10.5+9+14.5++34×
2
=102(mm)
∴长度方向上展开总长度为:
4L圆弧+L直线=4×
1.7627+102=109(mm)
2.2宽度方向上的计算:
根据r/t=0.5查表2-1
得中性层系数k=0.37
∴L圆弧=ЛΨ(r+kt)/180°
=90Л(1+0.37×
=2.7318(mm)
L直线=11+10=21(mm)
∴L1=L直线+L圆弧=21+2.731823.73(mm)
另一边:
L直线=11+31=42(mm)
∴L2=L直线+L圆弧=42+2.7318=44.73(mm)
3落料模的设计
3.1冲裁件的工艺性
3.1.1冲裁体的精度应该在经济范围内进行选择,在本冲裁中,属于一般性常见的普通冲裁,因此精度应选择在IT12~IT14极
(P
)。
3.1.2毛刺
毛刺的高度与冲裁方式,材料,厚度有关,正常冲裁中的毛刺高度为:
a试模时≤0.05mm
b生产时≤0.15mm
3.2冲裁间隙
确定冲裁间隙的原则是:
落料时,因制件尺寸随凹模尺寸而定,故间隙应在减小凸模尺寸上取得;
冲孔时,因孔的尺寸随凸模尺寸而定,故间隙应在增大凹模尺寸的方向上取得。
根据经验公式确定合理冲裁间隙:
c=mt
冲裁间隙系数m=20%
∴c=mt
=20%×
2
=0.4(mm)
3.3凸凹模工作尺寸制造公差的确定
3.3.1凸凹模尺寸计算应遵循如下原则:
落料时,先确定凹模刃口尺寸,其大小应取接近或等于制件的最小极限尺寸,以保证凹模在磨损到一定的尺寸范围内也能冲出合格制件。
凸模刃口的基本尺寸应比凹模刃口基本尺寸小一个最小合理间隙。
3.3.2凸凹模的工作尺寸的计算:
弯曲体的展开图的形状比较复杂,材料厚度不太厚,因此,凸凹模的工作尺寸应配合加工法进行计算。
冲裁凸凹模间隙如下:
Zmax=0.36mm
Zmin=0.246mm
未注公差的按IT14级计算
当尺寸为23.73mm时,公差为0.52mm,x=0.5;
当尺寸为12mm时,公差为0.43mm,x=0.5;
当尺寸为44.73mm时,公差为0.62mm,x=0.5;
当尺寸为9.5mm和9.73mm时,公差为0.36mm,x=0.5;
当尺寸为13.76mm时,公差为0.43mm,x=0.5;
当尺寸为R5时,公差为0.3mm,x=0.75;
当尺寸为109mm时,公差为0.87mm,x=0.5;
其余x=0.75
用配合加工法时,应当以凹模为基准,凹模尺寸的计算公式如下表:
尺寸分类
凹模魔损后
尺寸变化
制件尺寸
凸模尺寸
凹模尺寸
落
料
Ⅰ
增大
D
按凹模尺寸
配合加工保
证双面间隙
D凹=(D-xΔ)
Ⅱ
减小
d
D凹=(d+xΔ)
Ⅲ
不变
L±
Δ/2
L凹=L±
δ凹/2
注:
取δ凹=Δ/4
∴参照上表,本设计落料凹模的计算结果如下表:
凹模磨损
后尺寸变化
制件按入体原
则变化后尺寸
计算
公式
计算
凹模尺寸
增
大
12
D凹=
(D-Xδ)
D凹=(12-0.5×
0.43)
=11.79
11.79
23.73
D凹=(23.73-0.5×
0.52)
=23.47
23.47
44.73
D凹=(44.73-0.5×
0.62)
=44.42
44.42
4
D凹=(4-0.75×
0.3)
=3.78
3.78
28.3
D凹=(28.3-0.2×
0.75)
=28.2
28.2
5.5
D凹=(5.5-0.75×
=5.28
5.28
52.5
D凹=(52.5-1×
0.2)
=52.3
52.3
9.5
D凹=(9.5-0.75×
0.36)
=9.23
9.23
5
D凹=(5-0.75×
=4.78
4.78
不
变
13.545±
0.215
L凹=13.545±
0.43/8
=13.5±
0.05
13.5±
18±
0.15
L凹=18±
0.3/8=18±
0.0375
落料凸模的基本尺寸与凹模相同,但不必标注公差。
注明:
以0.246~0.36mm间隙配制。
3.4冲裁力、卸料力和推件力的计算:
3.4.1冲裁力的计算
F冲=1.3τLt
τ=260~360
),取τ=300。
L为工件的周长L=304.92(mm)。
∴冲裁力F冲=1.3τLt
=1.3×
300×
304.92×
=237837.6(N)
3.4.2卸料力的计算:
表3-1
双面间隙
K
K
(6~10)%t
0.02~0.04
0.04~0.06
(12~18)%t
0.015~0.03
0.03~0.05
(20~24)%t
0.01~0.02
0.02~0.03
F卸=K卸F冲
查表3-1
K卸=0.02
∴F卸=K卸F冲
=0.02×
237837.6
=4756.75(N)
3.4.3推件力的计算:
F推=K推F冲
取K推=0.03
∴F推=K推F冲
=0.03×
=7135.128(N)
3.5排样、搭边与料宽
3.5.1排样
排样就是在板料、条料或带料上的布置方法,称作排样。
排样是否合理,影响到材料的利用率、冲模结构、冲裁件的质量和生产率。
根据所冲的落料件的形状采用搭边排样中的斜对排,一模冲两件。
其排样图如装配图中的排样所示,工件的最长边与横向的方向的角度为10.25°
。
3.5.2搭边
搭边是指排样时制件与制件之间、制件与毛刺坯侧边之间多余的料。
其作用是补偿定位误差,使条料在送进时有一定的刚度,以保证送料的顺利进行,从而提高制件的质量。
根据材料的厚度t=2由[9]查得工件与工件之间的搭边值a=2mm,工件与料边的搭边值为a=2.2mm。
3.5.3条料宽度的确定:
B=109COS10.25°
+2×
44.73×
sin10.25°
2.2=130(mm)
由于两边是采用侧刃控制送料步距,所以适当放宽,条料的宽度采用132.2mm
3.6凸、凹模的设计
3.6.1凸模的设计
a.固定部分:
由于所冲工件形状较复杂,并且要求具有防转要求,所以固定部分根据要求,设计成如图所示的形式,这样,不仅解决了防转问题,而且还节约了材料。
b.台阶部分
起防止凸模被拉下的作用,即承受卸料力的作用,其尺寸在此固定部分长2~3mm左右。
c.工作部分
工作部分的尺寸前面已标注。
由于其形状复杂,加工时采用仿形刨。
d.凸模长度的计算
L=h1+h2+h3+h
其中:
L为凸模长度
h1为凸模固定板厚度,取25mm;
h2为卸料板厚度,取15mm;
h3为导料板厚度,取5mm;
h为附加长度,一般取10~20mm,这里取12mm
∴凸模总长
=25+15+5+12
=57(mm)
3.6.2凹模的设计
根据工件的形状、大小以及一模冲两件的特点来选择凹模的形状,由于中小型凹模常采用整体式凹模,只有大型凹模通常选用镶拼式,本落料模系中小型,所以选取整体式凹模。
a.凹模的刃口形式
采用下图所示的凹模刃口形式
这种刃口的凹模,刃口无斜度,有一定的高度,刃磨后,刃口尺由于刃口后
端扩大,因此凹模工作部分强度差些。
它满足使制件顺冲压方向推下的要求,因此能够选用此刃口形式的凹模。
b.外形尺寸
其洞口到边缘壁厚为c=40mm左右。
其外形尺寸为(长×
宽×
厚)为L×
B×
H=250×
200×
32
3.6.3凸凹模的固定方法
a.凸模的固定
这里选用机械固定法中的台肩固定方法。
b.凹模的固定
采用螺钉将凹模直接固定在下模座上。
3.7定位零件的设计与选用
3.7.1.导料板的选用
选用分离式的导料板,其外形尺寸纵向长度由凹模长度决定,B=200mm,选用横向长度A=60mm,其高度选取5mm,如下图所示:
3.7.2.侧刃的选择
步距A=(2+12+2+23.73)/COS10.25°
=40(mm)
由于侧刃的断面长度应等于送料步距
∴S侧刃长=40mm
3.8模架的尺寸和结构形式
3.8.1模架的结构形式
因为模架是模具的主体结构,它是连接冷冲模工作零件的部件,所以选用模架相当重要。
根据落料模的要求,所作用的冲裁力较大,故选用导柱在两侧的中间导柱模座结构。
此结构比较平稳。
3.8.2模架的尺寸
根据凹模的外形尺寸L×
B=250×
200由[10]第九章有关表格得各零件的尺寸。
3.9卸料零件
3.9.1卸料板的选择
为了在冲压开始时先起压料的作用,冲压结束时又起卸料的作用,所以选择弹压卸料装置,同时为了冲压开始前就将料压紧,弹压卸料板位于两侧的导料板的上部分应加工成台阶的形式。
(依据[9]的三章第七、八节)
3.9.2卸料螺钉
卸料螺钉选用M8
3.9.3弹压装置的选用
选用橡皮。
冷冲模中选用橡皮一般为聚氨脂橡胶(PUR)。
橡胶允许承受的载荷较弹簧大,且安装方便,所以在冲裁模中应用很广。
3.10压力机的选择
3.10.1压力机的公称压力
∵冲模为一模冲两件
∴P=2F冲=475.68(KN)
根据P的大小,选用公称压力为630KN的压力机。
3.10.2压力机的各参数选择如下
发生公称压力时滑块离下死点距离为SP=8mm,滑块行程
)
a.固定行程S=120mm
b.调节行程Smax=120mm
Smin=12mm
最大闭合高度H=360mm
闭合高度调节量ΔH=90mm
工作台尺寸左右L=710mm
前后B=480mm
立柱间距A=340mm
3.11导向零件
由模具架中的上下模座上的导柱孔知,两侧的导柱为形状相同而尺寸不同、分别为Φ32、Φ35mm。
选用不同的尺寸,目的是为了防止安装时装反,不至于损坏模具,起到安全保护模具的作用。
3.12落料模的说明
本落料模具是一套用侧刃定距的导柱导向的落料模。
侧刃断面的长度等于送料步距。
在压力机的每次行程中,侧刃在条料的边缘冲下一块长度等于送料步距的料边。
用侧刃定距,其应用不受冲裁结构限制,并且操作方便安全,送料速度高,便于实现自动化。
适用于大批量生产。
凹模直接固定在模架上,凹模内所积压的料最多为两件。
所落料和侧刃冲裁的废料烟凸凹模和下模座的出料口落下。
工作原理:
第一步落下一个料;
第二步落下两个料,以后每步是落两个料。
4冲孔模的设计
4.1冲裁件的工艺性
本工件所冲孔的直径为3mm。
根据有关标准d>
t,Φ3mm大于允许的最小冲孔直径,所以能够用冲孔模冲孔。
4.1.1冲裁体的尺寸精度和断面粗糙度
a.精度IT10级。
(依据[9]第三章第一节)
b.表面(即断面)的粗糙度
∵材料为厚度t=2mm
∴冲裁件断面的粗糙度为6.3um。
表4-1
材料厚(mm)
≤1
>1~2
2~3
>3~4
>4~5
粗糙度Ra(um)
3.2
6.3
12.5
25
50
4.2冲裁间隙
由于材料为08钢,料厚t=2mm,因此查《冷冲模设计》表3-3知:
Zmax=0.360mm
由于模具使用过程中会使间隙增大,所以在设计与制造模具时要选用最小合理间隙即Zmin=0.246mm。
4.3凸凹模工作部分尺寸与公差
4.3.1冲孔凸、凹模尺寸计算的原则
a.冲孔时的尺寸由凸模决定,因此应该以冲孔凸模为设计基准。
b.凸模尺寸做得趋向于冲孔件的最大极限尺寸。
c.凸、凹模的合理间隙对于冲孔件凸模是设计基准,间隙应由增大凹模尺寸取得。
4.3.2用配合加工法的尺寸计算
由[1]第44页可知,这里x取0.75。
由《冷冲模设计》表3-6查得凸、凹模的制造偏差:
δ凸=—0.020
δ凹=+0.020
∵︱δ凸︱+︱δ凹︱=0.04mm<
Zmax-Zmin=0.114mm
∴能满足分别加工时︱δ凸︱+︱δ凹︱≤Zmax-Zmin的要求
∴d1凸=(d1min+xΔ)
=(3.1+0.75×
0.08)
=3.16
d2凸=(d2min+xΔ)
=(3+0.75×
0.08)
=3.06
d1凹=(d1凸+Zmin)
=(3.16+0.246)
=3.406
d2凹=(d2凸+Zmin)
=(3.06+0.246)
=3.306
4.4冲裁工艺力的确定
4.4.1冲裁力
F=1.3τLt
L为冲孔件的周长
L=5πd=5×
3.14×
3=47.123(mm)
∴冲裁力F冲=1.3×
47.123×
2=36755.55(N)
4.4.2卸料力
F卸=K卸F冲
查表3-1
得K卸为0.55
∴F卸=0.05×
36755.55=18377.775(N)
4.4.3推件力
F推=n推K推F冲
得K推为0.055
∴F推=n推K推F冲
=2×
0.055×
36755.55=4043.11(N)
4.5冲模的压力中心的确定
由于各个圆孔的压力中心在各自的圆心,所以总压力中心通过几何作图法即为该规则图形的几何中心。
每三个圆心组成一个三角形,找出其重心,这样可以找出三个重心,再由这三个重心组成一个三角形,最后一个重心即为总的压力中心
4.6凹模设计
4.6.1凹模孔口形式
整个凹模采用嵌入式,整个凹模可由标准查得,其标准为GB2863.4-81。
4.6.2工件的长度
凹模固定板的长度L选用125mm,宽度B为80mm,凹模嵌入到固定板中。
4.7凸模设计
4.7.1因为凸模为标准圆形凸模,所以可以由GB2863.1-81、GB2863.2-81、GB2863.3-81查得。
4.7.2凸模长度
凸模长度L=l1+l2+l3+l
其中:
L为凸模总长
l1为凸模固定板厚度;
l2为卸料板厚度;
l3为导尺厚度;
l为附加长度,一般取15~20mm。
由设计可知:
l1=20mm;
l2=10mm;
l3=3mm;
l取15mm
∴L=20+10+3+15=48(mm)
4.8凸模与凹模的固定
4.8.1凸模的固定
凸模为圆形,形状比较简单,所以选用固定板固定凸模。
4.8.2凹模的固定
凹模使用固定板固定,凹模与固定板采用过渡配合H7/m6。
4.9定位装置
采用定位板定位,定位板中间孔部分与工件外形相同,尺寸(基本)一样,使得定位比较精确,提高了冲孔的质量。
4.10卸料装置
为了在冲压开始时起到压料作用,冲压结束后起到卸料作用,所以选择弹压卸料装置。
4.10.1弹压卸料板的设计
(1)弹压卸料板的结构如落料模中图所示。
(2)弹压卸料板的有关尺寸
a.弹压卸料板的厚度
由[10]查得,卸料板厚度H=10mm。
b.卸料板孔与凸模的单板间隙Z/2为0.15mm。
c.卸料板导向孔的高度h=3~5mm;
d.卸料板底面高出凸模底面的尺寸K=0.2~0.8mm;
e.卸料螺钉孔直径d1处的L最小植为:
因为模座材料为钢,Lmin=0.75d;
4.10.2卸料螺钉的结构形式
采用标准卸料螺钉结构。
凸模刃磨后须在卸料螺钉头下家垫圈调节。
4.10.3卸料板弹簧安装方法与有关尺寸
根据有关标准,选用弹簧外径D=20mm。
其安装方法及有关尺寸见落料模总装图。
.
4.11漏料孔
漏料孔的形状如下图所示:
其d1与d2关系为d2=(0.5~2)d1mm,在本冲小孔模中d2=4×
1.5=6mm
4.12模架的结构形式和有关尺寸
4.12.1模具的主体结构是模架,模架是连接冲模主要工作零件的部件。
冲模的主要零件都是通过螺钉、销钉连到模架上,构成一副完整的冲模结构才可使用。
模架都由上、下模座、导柱、导套零件组合而成。
因为本冲小孔模不属于大型和高精密的模具,只需中等复杂和一般精度的模具,因此选用后侧导柱的模架。
后侧导柱模架是指两个导柱导套分别装在模架的后侧。
凹模面积是导套前面的有效区域。
4.12.2模架的有关尺寸
根据凹模的外形尺寸(长×
宽)=125×
80mm,可由《冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料》第九章国标GB2851.1-811~GB2853.2-81查得。
4.13导向零件
4.13.1为了保证上模相对于下模或凸模相对于凹模能够正确运动,就必须采用导向零件以达到规定要求。
由于所加工的零件为一般精度要求的工件,故采用应用最广的导向零件即滑动导柱、导套。
导套内有油槽,便于贮油经常保持润油。
4.13.2导柱、导套的尺寸结构
导柱尺寸根据模架中下模座的导柱孔确定为φ20mm。
导柱导套的结构由国标GB2861.1-81、GB2861.6-81查得。
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