垫圈冲孔落料复合模设计说明书0624Word下载.docx
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5.1工作零件……………………………………………………………………………13
5.2定位零件……………………………………………………………………………14
5.3卸料与出件…………………………………………………………………………14
5.4模架与其他零件……………………………………………………………………15
第六章绘制总装图和各零件图……………………………………………………………16
工艺卡………………………………………………………………………………………17
参考文献……………………………………………………………………………………18
设计小结……………………………………………………………………………………19
前言
本说明书是我根据《冲压模具设计》等有关教材,引用了其中的公式,查找书中的表格,同时查阅相关技术资料,并得到了老师教导和同学的帮助完成的。
本说明书主要介绍了冲裁模的工艺分析、工艺方案的确定、模具总体结构的选择、工艺与设计计算、零件图总装图尺寸计算及绘制。
为了能够很好地掌握本课程的设计过程,根据课内及课外来所学的知识,编写了该说明书以使老师可以在评阅的过程中能够更好地指导.
第一章零件的工艺性分析
1.1材料
所用材料为10号钢为优质碳素结构钢钢的抗剪强度为σs=210MPa抗拉强度σb=350MPaσs/σb=0.60钢其塑性、韧性高,但强度、硬度较低,锻造、焊接和冷冲压性能良好,冷变形塑性高,适合冲裁。
1.2零件的结构与尺寸如下图:
零件形状规则,冲孔尺寸与落料外形有6mm,其它无极限特征,适合冲裁加工。
1.3精度
零件精度为IT14,根据分析,该零件工艺性良好,适合冲裁加工。
第二章确定工艺方案
2.1工序性质与数量
冲孔、落料
2.2工序顺序
单工序模:
冲孔→落料
复合模:
级进模:
冲孔-落料
2.3工序组合确定
图凸凹模壁厚为6mm,查P116表3-29得允许最小壁厚3.8mm,符合要求,所以冲孔与落料能组合。
第三章确定模具总体结构
3.1类型
因零件较小,且中批量生产,不宜单工序冲裁;
级进模单幅成本较高,所以不采用级进模;
孔与落料边缘距离为6mm,大于最小凸、凹模壁厚3.8mm,所以用复合模最为合理
3.2结构
3.2.1工作零件
a.凸模
落料凸模选用直通式的结构,可以用线切割加工
凸模长度L=
+
+(15~20)mm
b.凹模
采用整体式的螺钉固定,凹模刃口采用直通式的刃口高度h=8mm
凹模厚度H=kb=K1K2
(>15)
凹模壁厚C=(1.5-2)H(≥30-40mm)
c.凸凹模
凸凹模采用整体式的螺钉固定,因为料厚t=1.5mm,查表得凸凹模最小壁厚a0=3.8mm又凸凹模实际壁厚a=(22-10)/2=6mm>
3.8mm,符合要求。
3.2.2定位零件
X方向上挡料销定位,Y方向上用导料销
3.2.3卸料方式
卸料方式采用弹性卸料,弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉、弹性元件构成。
3.2.4导向零件
选用光滑的圆柱导向装置,2级精度。
导柱标准为20×
120GB/T2861.1-2008
导套标准为20×
65×
23GB/T2861.3-2008
导柱导套材料都为20Cr,硬度为58-62HRC,配合采用H7/h6。
装配方式是将导柱装在下模座、导套装在上模座上,分别采用过盈配合H7/r6。
3.2.5支撑零件
1)上下模座
因为零件对称,受力均衡,左右操作,故采用对角式上下模座。
模座的材料为铸铁HT200,模座材料的许用压应力值为[σp]=120MPa。
2)模柄
采用带凸缘的模柄B型,用4个螺钉与上模座固定连接,上模中开设推板孔与推杆配合。
凸缘模柄标准为A30×
64JB/T7646.3-2008,材料为Q235。
3)固定板
采用凸模固定板,固定板厚度为10mm。
4)垫板
垫板厚度一般为6~12mm。
根据模具结构,为防止上模座压溃则加垫板厚度为10mm,材料选用淬火45号钢。
第四章工艺与设计计算
4.1排样
因零件为圆形,采用一个个排有利于提高材料利用率,为保证产品质量和模具寿命,采用有废料排样
条料宽度查P47表2.5.2(最小搭边值)得搭边a=1.2a1=1
B=(D+2
+&)=22+1.2+1.2=24.4mm
经查表可用板料1.5×
600×
1200
条料长度L=1200mm
步距:
S=22+a1=22+1=23
n=L/S=1200/23=52.17(实际52个)
即n=52
A=
(222-102)
=301.6mm2
利用率η=
×
100%=(52×
301.6)/(24.4×
1200)=53.56%
4.2计算冲压力和压力中心
1)冲压力
F=LTσb=32π×
1.5×
350=52.75KN
L:
冲裁件周边长度
T:
材料厚度
σb:
抗拉强度
2)压力中心——模具中心
X0=
=
Y0=
∵冲裁件的几何外形特征以X轴、Y轴对称
∴X0=0
Y0=0
3)初定压力机
P≥(1.1-1.3)F∑
F∑=F+Fx+FT
F=52.75KN
查表(卸料力、推件力系数)得
KX=0.04~0.05KT=0.055
Fx=KXF=0.05×
52.75=2.64KN
FT=nKTF=5.3×
0.055×
52.75=15.38KN(n=
=8/1.5=5.3)
F∑=F+Fx+FT=52.75+2.64+15.38=70.77KN
P≥1.2F∑=1.2×
70.77=84.92KN
4)刃口尺寸计算
根据零件对称的形状特征,刃口尺寸计算采用分开制造法。
落料以凹模(d)为基准,冲孔以凸模(p)为基准。
(1)落料件尺寸的基本计算公式为:
Dd=(
-xΔ)0+δd
=(Dd-
)0–δp=(
-xΔ-
)0–δp
Δ:
工件制造的公差x:
磨损系数
Z:
冲裁模初始双面间隙
δd:
凹模的制造公差δp:
凸模的制造公差
落料尺寸φ220-0.52mm,可查P34表2.2.3的凸、凹模最小间隙为
=0.15mm,最大间隙为
=0.19mm,由P36表2.3.2凸模制造公差δp=-0.010mm,凹模制造公差δd=+0.015mm。
将以上各值代入|δp|+|δd|≤
-
校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。
即
Dd=(22-0.5×
0.52)
=21.74
mm
=(21.74-0.132)
=21.61
(2)冲孔件尺寸的基本计算公式为:
=(
+XΔ)0-δp
dd=(
+
)+δd0=(
+XΔ+
)+δd0
冲孔尺寸φ100+0.36mm,可P36查2.3.2的其凸模制造公差δ
=0.012mm,凹模制造公差δ
=-0.008mm。
经验算满足不等式|δp|+|δd|≤
。
故
=(10+0.5×
0.36)
=10.18
dd=(10.18+0.132)
=10.31
4.3卸料元件
1.弹性元件采用弹簧
1)根据卸料力和模具安装弹簧的空间大小初定弹簧数量n=8,则每个弹簧的预压力为Fy=
/n=2640/8=330N
2)初选弹簧规格。
估算弹簧的极限工作压力为
=1.5Fy=1.5×
330=495N
查标准初选规格为d×
D2×
h0=3.5×
20×
40
=557N,
=19.565mm。
3)计算所选弹簧的预压量为
=Fy×
/
=330×
19.565/557=11.6mm
4)校核所选弹簧是否合适。
卸料板工作行程hx=1.5+1=2.5mm,取凸模刃模量hm=5mm,则弹簧工作室的总压缩量为
h=
+h
=11.6+2.5+5=19.1mm
因为h<
=19.565,故所选弹簧合适。
5)所选弹簧的主要参数:
d=3.5mm,D2=20mm,t=6.51mm,n=6.5圈,h0=40mm,
=19.565mm.
弹簧的标记为3.5×
40GB/T2089-1994弹簧,弹簧材料为65Mn。
弹簧的安装高度为ha=h0-h
=40-11.6=28.4mm。
2.卸料螺钉采用内六角圆柱头轴间螺钉,弹簧内径D1=D2-2d弹=20-2×
3.5=13mm
卸料螺钉与弹簧安装在一起,螺钉大径d=D1-(2~4)mm=13-3=10mm,查标准GB5281-85取螺钉为M10×
50
3.根据工件的最大尺寸、料厚以及凹模大小,经查表取弹性卸料板厚度为h×
=10mm
第五章设计零件、绘制总装配草图
5.1工作零件
确定凸凹模零件结构尺寸
a.凹模
依据落料件的尺寸Dd=21.74,按冲压模具标准采用圆形凹模B型
确定标准凹模外形尺寸为:
D×
H=φ35×
30(JB/T8057.4-1995)
标准凹模刃口高度取h=8mm,凹模材料T10A,热处理后的淬火硬度为58-62HRC
b.凸模
依据冲孔件的尺寸
=10.18mm,按冲压模具标准采用圆形凸模B型
确定标准凸模外形尺寸为:
L=φ14×
50(JB/T8057.2-1995)
标准凸模材料T10A,热处理后的硬度为56-60HRC,尾部回火40-50HRC。
凸凹模长度:
L=h1+h2-(1-3)
h1:
卸料板厚度10mm
h2:
弹性元件的高度h0=40mm
L=0.7×
10+40-13-2=32mm
凸凹模宽度:
B=22+16+8=46mm
材料选用T10A,热处理后的淬火硬度为58-62HRC。
5.2定位零件
X方向上采用弹簧类弹顶挡料装置定位,挡料销采用活动挡料销,标准为d×
L=8×
26JB/T7649.5-1994,材料为45,硬度为43-48HRC;
配用的弹簧标准为1.0×
10×
30GB/T2089-1994
Y方向上用导料销d=6mm,材料为45,硬度为28-32HRC,调制处理。
5.3卸料与出件
卸料方式采用弹性卸料;
出件采用推杆推销,推杆直径d=30mm与模柄孔配合,推销直径d=6mm。
5.4模架与其他零件
1)模架
凹模尺寸:
φ35×
30
H闭=上模板+下模板+卸料板+凸模固定板+弹性元件+凹模+料厚
H闭=25+30+10+20+27+30+1.5=143.5mm
取H闭=144mm
查冲压模具设计标准(GB/T2855.2-2008)《冲模滑动导向模架》可选取标准模架为对角导柱模架,如图
闭合高度为130-150,故144mm在所选的范围之内,得
上模座1为100×
80×
25
下模座2为100×
导柱3为20×
120
导套4为20×
23
凹模周界L为100,B为80
2)上模座尺寸确定由(GB/T2856.1-2008)标准规定的冲模滚动导向对角导柱上模座如下:
由凹模边界100×
80的H=25,L1=110,B1=90,S=145,S1=125,
R=35,L2=60,D/H7=32,D1/H7=35,
如图:
3)下模座尺寸确定H=30,h=20,L1=110,B1=90,L2=170,B2=140,S=145,S1=125,R=36,l2=60,D/R7=20,D1/R7=22
4)压力机
根据初定压力机知P≥1.2F∑=1.2×
查《冲压模具简明设计手册》得,故选取100KN压力机,标准为J23-10
压力机主要参数为
公称压力:
100KN
滑块行程:
45mm
最大闭合高度:
180mm
闭合高度调节量:
35mm
滑块中心线到床身距离:
130mm
工作台尺寸:
240×
370
工作台孔尺寸:
130×
200
模柄孔尺寸:
φ30×
55
垫板厚度:
35mm
5)其他零部件结构
①凸模固定板用于固定凸模,两者采用过渡配合H7/m6关系,材料常采用Q235。
②模柄采用凸缘的模柄B型,根据设备上模柄孔尺寸,采用H7/m6配合,选用规格Ф20×
67的模柄尺寸如下:
L=58,L1=18,L2=2,d2=11,d3=44,d4=9,d5=14,h=9材料选用Q235
③垫板厚度一般为6~12mm,根据模具结构取为10mm,材料选用淬火45号钢
④螺钉与销钉的选用,螺钉主要起连接固定作用,销钉起定位作用,在冲模中螺钉一般多选用内六角螺钉,销钉常用圆柱销。
同一组合中,螺钉数量一般不少于3个,并尽量沿被连接件的外援均匀布置。
销钉的数量一般都用2个,且尽量远距离错开布置,以保证定位可靠。
螺钉与销钉的选用应根据冲压工艺力大小和凹模厚度等条件确定,根据此结构模具查表可得,选用M6、M8的螺钉,销钉的公称直径可取与螺钉一样或小一个规格,螺钉的旋入长度一般可取其公称直径的1.5~2倍。
内六角螺钉查国家标准GB/T70.1-2000,销钉查国家标准GB/T119.2-2000。
第6章绘制总装图和各零件图
工艺卡
序号
工序名称
工序
内容
加工简图
工艺
设备
1
下料
剪板机上裁板
24.4×
剪
床
机
2
冲孔落料
冲内孔与落外形
冲孔落料复合模
3
检验
凸凹模按零件图纸检验
参考文献
[1]汪恺主编.机械设计标准应用手册第2卷.北京:
机械工业出版社,1997.8
[2]洪慎章主编.实用冲压工艺及模具设计.北京:
机械工业出版社,2008.1
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机械工业出版社,2007.1
[4]张如华,赵向阳,章跃荣主编.北京:
清华大学出版社,2006.3
[5]杨占尧主编.最新冲压模具标准及应用手册.北京化工大学出版社,2010.10
[6]李名望.冲压模具设计与制造技术指南.北京化工大学出版社,2008.6
[7]王秀凤,张永春编著.冷冲压模具设计与制造.北京航空航天大学出版社,2008.7
[8]成大先主编.机械设计手册(第五版):
单行本,机械制图,设计精度.北京化工大学出版社,2010.1
[9]虞传宝主编.冷冲压及塑料成型工艺及模具设计资料.北京机械工业出版社,1992.12
致谢
在此次设计中,得到了钟丽君老师的悉心指导,不清楚或者理解错误的地方都得到了纠正,在此由衷的感谢董老师!
此外,在设计过程中,同组的平邵波和周建明同学都付出了自己的努力,相互探讨,相互纠正,在计算和绘制装配图时给予了很大的帮助与支持;
另外,同样还得到了本班同学李凤华、王慧、刘丝、王景、顾银娟、刘小凤、林清荣等同学在课设期间的热情帮助,在此表示由衷的感谢。
设计小结
经过一段时间的努力,终于完成了本次设计任务。
我设计的是垫圈冲孔落料模,经过本次设计,使我对模具有了更多的了解和认识。
在设计过程中,运用了本学期及以前学的有关知识,逐步提高了我们的理论水平、构思能力,提高了分析问题及解决问题的能力。
本设计重点是在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基础上,主要介绍冲裁件的工艺性分析、确定冲裁工艺方案、选择模具的结构形式、工艺计算、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸、校核模具闭合高度及压力机、绘制模具总装图及零件图。
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