冲压课设说明书.docx
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冲压课设说明书
冲压课程设计说明书
课程设计题目:
垫片落料模
学院:
航空制造工程学院
专业:
材料成型及控制工程
姓名:
付敏敏
学号:
08011418
指导老师:
刘大海
二00一年六月
目录
1.冲压件的工艺性分析................................................................3
2.工艺方案的分析与确定............................................................3
3.排样方式及材料的利用率.........................................................4
4.冲裁力的计算.............................................................................6
5.压力中心的计算.........................................................................6
6.工作零件尺寸的计算.................................................................7
7.定位、导料、卸料、固定板、垫板等零件尺寸确定......10
8.模架、、导套、导柱及弹簧的选用...........................................11
9.压力机的选用.............................................................................12
10.参考书目...................................................................................13
1.零件的工艺性分析:
垫片的形状如图1所示,材料为Q235,厚度为t=1.0mm,大批量生产。
图1
零件图上未标注标准公差,属于自由公差,按IT14级确定工件的公差,经查(GB/T1800.3—1998)公差表并按“入体原则”标注各尺寸为:
120+0.00-0.87、
44+0.00-0.62、45+0.00-0.62、Φ20+0.00-0.52、R2+0.00-0.25。
根据零件的外形,使用冲裁加工,σb=450Mpa.
2.确定冲裁工艺方案:
该零件属于大批量生产,工艺性较好,只包括落料这一基本工序,但考虑到板料厚度较薄,故采用弹性压料和卸料的单工序落料模。
3.排样方式及材料的利用率:
3.1排样
方案一:
有废料排样,沿冲裁外形冲裁,在冲裁周边都留有搭边,冲件尺寸完全由冲模来保证,因此冲件精度高,模具寿命高,但材料利用率低。
方案二:
少废料排样,因受剪切条件和定位误差的影响,冲件质量差,模具寿命比方案一低,但材料的利用率稍高。
方案三:
无废料排样,冲裁件质量和模具寿命更底一些,但材料的利用率高。
通过对上述三种方案的分析比较,综合考虑模具寿命和冲裁件质量,该冲件的排样方式选择方案一最佳,考虑模具结构和制造成本,有废料的排料选择直排最佳。
3.2计算条料宽度
搭边值通常由实验确定,查《冲压工艺与模具设计》,根据零件厚度t=1mm,搭边值,b=2.5mm,工件间的间距为a=2mm。
即档料钉定位的条料宽度B=(L+2a)+0.00-σ=(120+5)+0.00-0.7=125+0.00-0.7
其中L为冲裁件垂直于送料方向的尺寸,mm,σ为条料宽度的偏差,mm。
a为搭边值,mm。
3.3确定步距
步距的确定原则:
最小条料宽度保证冲裁时,工件周边有足够的搭边值,最大条料宽度能在冲裁时,顺利地在导板之间送进条料,并有一定的间距。
送料步距:
S=22.5x2+2x2+20=69mm
排样图:
-
图2
3.4计算材料的利用率η
η=A/(B*S)x100%=80.2%
A--一个工件有用面积用CAD作图,分析面积得。
B--条料宽度
S--步距
4.冲裁力的计算
根据零件采用弹性卸料和上出料方式,总冲压力包括冲裁力、卸料力、推件力。
P落=Ltσb=143864.6N
P卸=K卸*P落=5754.6N
P推=n*K推*P落=271902.96N
总冲裁力必须小于或等于压力机的压力机
P总=P落+P推+P卸=421522.16N
初选压力机的公称压力P0=500KN
初选压力机的型号:
J11-50
该压力机的主要参数如下:
公称压力:
500KN
滑块行程:
10~90mm
最大闭合高度:
270mm
工作台尺寸:
650(左右)x440(前后)
模柄孔尺寸:
Φ50x80
5.压力中心的计算:
该冲裁件为左右对称零件,建立坐标系如图3所示,因零件左右对称,即:
X0=0
图3
下面计算Y0
Y0=52.7mm
得出压力中心位置位于坐标原点正上方52.7mm处。
6.工作零件的尺寸计算
6.1模具刃口的计算
对于落料,采用分别加工法,以凹模为基准。
落料R10+0.00-0.36
Zmin=0.100mm;Zmax=0.14mm;Zmax-Zmin=0.04mm
查冲压工艺与模具设计课本得凸凹模制造偏差
δp=0.02;δd=0.025;δp+δd=0.045>Zmax-Zmin
所以δp=0.4*(Zmax-Zmin)=0.016mm;
δd=0.6*(Zmax-Zmin)=0.024mm;
摩擦系数:
x=0.5;
Dd=(10-0.5*0.36)+0.0240=9.82+0.0240
Dp=(9.82-0.1)+0.00-0.016=9.72+0.00-0.016
落料120+0.00-0.87凸凹模的制造偏差:
δp=0.03δd=0.035
δp+δd=0.065>Zmax-Zmin
所以δp=0.4*(Zmax-Zmin)=0.016mm;
δd=0.6*(Zmax-Zmin)=0.024mm;
Dd=(120-0.5*0.87)+0.0240=119.565+0.0240
Dp=(119.565-0.140)+0.00-0.016=119.425+0.00-0.016
落料44+0.00-0.62凸凹模的制造偏差:
δp=0.02δd=0.03
δp+δd=0.05>Zmax-Zmin
所以δp=0.4*(Zmax-Zmin)=0.016mm;
δd=0.6*(Zmax-Zmin)=0.024mm;
Dd=(44-0.5*0.62)+0.0240=43.69+0.0240
Dp=(43.69-0.1)+0.00-0.016=43.59+0.00-0.016
落料R2+0.00-0.25凸凹模的制造偏差:
δp=0.02δd=0.02
δp+δd=0.04=Zmax-Zmin
所以δp=0.02mm;
δd==0.02mm;
Dd=(2-0.5*0.025)+0.020=1.9875+0.020
Dp=(1.9875-0.1)+0.00-0.02=1.8875+0.00-0.02
6.2工作零件的结构设计
(1)落料凹模:
落料凹模采用整体凹模,采用线切割机床加工,安装时要依据计算压力中心和模柄中心重合,凹模的外形一般为圆形和矩形,当冲裁中小型工件时,常采用圆形凹件,而对于大型工件的冲裁,应采用矩形凹模。
凹模厚度:
H=K*b=0.2*120=24mm
K为修正系数,查表可得K=0.2;取H=20mm
凹模壁厚:
c=(1.5~2)H=36~48mm;取c=50mm
凹模长度:
L=a+2*c=145mm
凹模宽度:
B=b+2*c=220mm
参考弹压卸料横向送料典型组合尺寸;凹模的长x宽x高=145x220x20
设计图如图4
图4
(2)凸模设计
非圆形凸模的固定部分应做成圆形或矩形,采用线切割或磨削成形加工,固定部分和工作部分尺寸一致,这里的凸模采用线切割加工,故尺寸保持一致。
凸模长度:
L=Ht+l自
Ht=(0.6~0.8)HkHk=k*
l自=Hα+Hk
以上各式中:
Ht为凸模固定板的厚度
Hk为凸模厚度
P为冲裁力
K为系数
l自为凸模自由长度
Hα为落料凹模厚度;Hα=20mm
Hk=
=55mm;
所以,凸模厚度为35mm;凸模固定板厚度为25mm;凸模的自由长度为55mm;L=80mm。
凸模的强度压应力的校核:
校核公式为:
P/Fmin≤[σ]压其中Fmin为凸模最小断面积。
[σ]压为凸模材料的许用应力,Mpa;Cr12;
查手册:
[σ]压=(1000~1600)Mpa;取[σ]压=1200Mpa
P/Fmin=122Mpa<[σ]压
所以凸模的强度符合要求。
7.定位、导料、卸料、固定板、垫板等零件尺寸确定:
固定挡料销和导料销尺寸的确定:
固定挡料销和导料销查《实用冲模与模具设计手册》,按JB/T7653-1994和JB/T7647.1的要求查得其尺寸分别为6
和10
。
卸料零件的设计:
卸料板取为矩形,厚度为H=10mm,卸料板材料选45钢,不用热处理,弹压卸料板与凸模的双边间隙为0.1~0.3mm。
固定零件的设计:
凸模固定板为矩形,经上面的计算,凸模固定板的尺寸为200x200x25.
垫板结构的设计:
垫板的形状与固定板的形状一致,垫板的厚度为10mm,即:
200x200x10.
8.模架、导套、导柱及弹簧等的选用
8.1模架的选用:
由于模板周界为200x200,所以选用:
上模座:
250x250x45GB/T2855.5-90
下模座:
250x250x55GB/T2855.6-90
查GB/T2851.6-90
模具的闭合高度为:
200~240mm
8.2导柱35*180GB/T2861.1-1990
导套35x115x43GB/T2861.6-1990
8.3卸料弹簧的选用
根据卸料力5754.6mm,采用6个弹簧,此时每个弹簧的卸料力为959N,冲裁时卸料板的工作行程h2=2mm,考虑凸模的磨损h3=5mm,弹簧的预压量为h1;
弹簧的总压缩量为H总=(h1+7)mm
考虑卸料的可靠性,弹簧的预压量为h1时就有959N的力,初选弹簧的直径为6mm,
弹簧中径为25mm,工作极限负荷Fj=1390N,自由高度为45mm,工作极限下的变形量为hj=19.3mm,该弹簧的预压量h1=10mm,H总=17 8.4模柄的选用 采用压入式,模柄的应小于模柄孔深度的5~10mm,查表后得: Φ50x80 9.压力机的选用: 初选压力机的型号为: J11-50 该压力机的主要参数如下: 公称压力: 500KN 滑块行程: 10~90mm 封闭高度: 75~270mm 工作台尺寸: 650x450 模柄孔尺寸: Φ50x70 查手册,该型号的模座外形尺寸为: 290x283 模具的闭合高度: H=10+45+25+55-1+20+55=209mm 满足Hmin+10mm≤H≤Hmax-5mm 10.参考书目 [1].郝滨海.冲压模具简明设计手册[M].北京: 化学工业出版社,2004.11 [2].许发樾.冲模设计应用实例.北京: 机械工业出版社,1999.6 [3].姜奎华.冲压工艺与模具设计.北京: 机械工业出版社,1998.5 [4].李硕根杨兴骏.互换性与技术测量北京-: 中国计量出版社,2007.6 [5].曹立文王冬丁海娟郭世清实用冲压模具设计手册北京: 人民邮电出版社,2007.10 [6].陈剑鹤、宋志国、于云程冷冲压模具设计图册北京: 清华大学出版社,2007.10
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