切边冲孔复合模的设计.docx
- 文档编号:26086806
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:25
- 大小:826.35KB
切边冲孔复合模的设计.docx
《切边冲孔复合模的设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《切边冲孔复合模的设计.docx(25页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
切边冲孔复合模的设计
第一章零件的工艺分析
一、零件材料的分析
08F钢强度、硬度很低,而塑性、韧性极高,具有良好的冷变形性和焊接性,正火后切削加工性尚可,退火后导磁率较高,剩磁较少,但淬透性、淬硬性极低。
二、零件的结构分析
该零件结构简单,尺寸没有公差要求,尺寸均为自由公差,外形对称。
三、零件的工艺性分析
该零件是钢料,该零件形状的基木特征是一般的有凹圆的圆筒形件,为圆筒形件底部有一个①10孑L,内部圆周直径为①2&尺寸均为自由公差,因一般情况下,拉深件的尺寸精度应在IT13级以下,不宜高于IT11级。
所以将内部直径改为①28高度10守2为IT11-IT12级精度。
主要成形方法是冲裁、拉深、切边冲孔和弯曲。
零件的dt/d.h/d都不太大,其拉深工艺性较好。
该零件为大批量生产,零件外形简单对称。
材料为08F钢,采用冲压加工经济性较好。
零件如图:
尖余R=04
图1-1零件图
第二章确定冲压工艺方案
冲压工艺方案的确定是制定冲压工艺过程的主要内容,需要综合考虑各方而的因素,有的还需要进行必要的工艺计算,因此,实际确定时通常先提出几种可能的方案。
再在此基础上进行分析、比较和择优。
从零件的结构和形状可知,所需基本工序为落料、拉深、冲孔、弯曲四种。
但工序模具生产效率低难以满足大批a生产的要求,为了提高生产效率主要采用复合冲裁或级进冲裁两种方式。
若釆用级进模虽然生产效率很高,但模具的结构比较复杂,对制造精度要求较高,一般生产周期长,成木高维护也比较困难。
采用复合冲裁时,冲出的零件精度和平直度较好,生产效率也较高,模具结构较级进模简单生产成本也比级进模的
低。
第一节零件毛坯的尺寸计算
(1)弯曲毛坯尺寸的确定
对于r<0.5t的弯曲件毛坯长度的计算公式
Lz=5+4+5+0.6t=5+5+4+0.6X1=14.6
(2)拉深次数的确定及尺寸计算
因板料厚度t为1mm故按厚度中线尺寸计算,如图所示。
2.1.1计算坯料尺寸
D=( =(29*29+4*29*10.5-1.72*2.5*29-0.56*2.5*2.5)%=43.94mm LI二Lz+2*2.5=19.6mm L=L1+D=63.54ram 图2-1 2.1.2确定拉深次数 根据坯料的相对厚度t/D=l/43.94=2.28% 拉伸系数m=d/D=29/43.94=0.66大于极限拉深系数[m],所以一次拉深成形。 第二节拟定冲压工艺方案 根据以上的分析计算,该零件的冲压加工需以下基本工序: 落料、拉深、冲①10mm的孔、切边、弯曲。 根据以上基本工序,拟定一下冲压工艺方案。 方案一: 落料与拉深复合f英余按基本工序。 方案二: 落料与拉深复合f冲孔与切边复合f弯曲。 方案一工序组合程度较低,生产率较低。 不过各工序模具结构简单,制造费用低,对中小批量生产是合适的。 方案二制作岀的零件尺寸精度高,需要两个复合模具,可获得高的生产率,而且操作方便。 模具的结构复杂,制作周期长,生产成本高。 因此,只在大批量生产中才较适宜。 此次生产就是大批量生产故决定采用方案二的冲压工艺方案。 冲压工艺方案为: 落料与拉深复合f冲孔与切边复合f弯曲 第三章模具总体结构方案 在冲压工艺方案确定以后,根据零件的形状特点、生产批量、模具制造条件、操作与安全要求、以及利用现有设备的可能,确定每道工序所用模具的总体结构方案。 模具总体结构方案的确定包括以下内容: (1)模具类型 模具类型主要是指单工序模、复合模、和级进模三种,模具类型应根据生产批量、冲件形状与尺寸等因素确定。 及根据冲压工艺方案确定采用复合模。 (2)操作与定位方式 根据生产批量确定采用手工操作、半自动操作或自动化操作;根据坯料或 工序件的形状、冲件精度要求、材料厚度、模具类型、操作方式等确定采用坯料的送进导向与送料定距方式或工序件的定位方式。 虽然此零件的生产批量较大但合理的安排生产可用手工送料方式能够达到批量要求,且能降低模具成木,因此采用手工送料。 为了便于操作和保证零件的精度且零件不太小所以采用挡料销、导料销作为定位方式。 (3)卸料与出件方式 根据材料的厚度、尺寸与质量要求、冲压工艺性质以及模具类型等,确定卸料选用弹性卸料装置,出件选用刚性顶件装置。 (4)模架类型及精度 所以采用错误! 未找到引用源。 级模架精度。 根据冲压件尺寸与精度,材料厚度、模具类型、送料与操作等因素确定,由于零件厚度薄,冲裁间隙较小且零件为对称的回转体拉深件,则冲裁时一般不会承受大的偏心载荷又是复合模,因此选用中间导柱圆形模架。 考虑到零件的精度要求不高但冲裁间隙较小, 板料规格拟选用IX900X1800mm(08F钢板)因为坯料长 L二63・54mm、宽b二43.94mni,不算太小考虑到操作方便采用条料单排,取搭边值a=l.8mmai=l.5mm,贝(J 进距: S二b+&=43.94+1.5=45.44mm条料宽度: B=L+2a=63.54+2X1.8=67.14mm 4. 111=9004-67.14^13条余27.18mmn2=(1800-1.5)/45.44心39件余26.34mmniXn2=13X39=507件 1.1采用纵裁 每板条料数: 每条零件数: 每板零件数: 材料利用率: n=(507X1725.5456)7900X1800=54% 4. ni=18004-67.14^26条余54.36mmm二(900-1.5)/45.44心19件余42.lOmmmX112=26X19=494件 1.2采用横裁 每板条料数: 每条零件数: 每板零件数: 材料利用率: n=(494X1725.5456)7900X1800=52% 由此可件,纵裁有较高的材料利用率,且该零件没有纤维方向行的。 故决定采用纵裁法。 1、冲压力计算切边力: 卸料力: 推件力: 冲孔力: F, L一― Fi=Ltab=135.7XlX304Xl.3=53628.64N Fx=KxFx=O.05X53628.64=2681.432N Ft=KtFl=0.055X53628.64=2949.58X F3=LtaB=10JiX2X395=24806、 ——冲裁力(N) ■冲件周边长度(mm) 材料厚度(mm) Ob——材料抗拉强度(MPa) Kx——卸料力系数,数值可查表 2、压力机标称压力的确定 标称压力是指滑块在工作行程内允许承受的最大负荷,而滑块必须在到达下止点前某一特定距离内允许承受标称压力。 标称压力是压力机的主要技术参数。 对于冲裁工序,压力机的标称压力应大于或等于冲裁时总冲压力的1.1〜1.3倍,即FgM(1.1〜1.3)XFx 冲压工艺总力: Fv=Fi+Fx+Ft+冉二84065.652N 标称压力FgM1.3XF尸110KX 因为木工序是切边冲孔复合,因此压力机标称压力时应考虑压力机的许用压力曲线,本工序可选用开式双柱可倾式压力机J23-16压力机。 J23-16压力机的主要技术规格为: 公称压力: 160KN 滑块行程: 55mm 滑块行程次数: 120次/min 最大封闭高度: 220mm 封闭高度调节量: 45mm 垫块尺寸: 40mm 模柄孔尺寸: 直径40mm深度60mm 第四节弹性卸料装置的选用 弹性卸料装置市卸料板、卸料螺钉和弹性元件(弹簧和橡胶)组成。 本设计选用弹性元件是橡胶。 弹性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸,厚度取凹模厚度的0.6〜0.8倍。 卸料板与凸模的双边间隙根据冲件料厚确定,一般取0.1〜0.3mm(料厚时取大值,料薄时取小值)。 为了便于可靠卸料,在模具开启状态下卸料板工作表面应高出凸模刃口端面0.3〜0.5mm。 卸料螺钉一般采用标准的阶梯形螺钉,取数星按卸料板形状与大小确定。 卸料螺钉的直径根据模具大小可选用8〜12mm,各卸料螺钉的长度应一致,以保证装配后卸料板水平和均匀卸料。 考虑到模具的结构,选用6个圆筒形的聚氨酯橡胶,则每个橡胶所承受的顶件力为Fy=F./n=2681.432/6^447N 确定橡胶的横截而积A: 取hy=lO%ho,查表的p=l.IMPa,则 A=Fy/p=447N/l.IN/mn? a406.4mm, 确定橡胶的截而尺寸: 选用直径为10mm的卸料螺钉,取橡胶上螺钉过孔直径d=12mm,则橡胶外径D根据 .心-护)/4=A, 求得D=(d-+4A/Ji)=(122+4X44) mm。 为了保证足够卸料力,可取D=20mmo卸料板为圆形的常选用3-4个,但由于卸料力比较大经计算选用6个。 卸料螺钉的直径根据模具选用10 第五节出件装置 出件装置的作用是从把零件从模具内卸出来。 把装在上模内的出件装置称为推件装置,装在下模内的称为顶件装置。 因木设计的模具装在下模内所以称之为顶件装置。 此模具选用的是刚性出件装置利用推件板和推杆把零件从模内推出。 在顶件装置中,推件板与凹模空口配合并作相对运动,对它的要求是模具处于闭合状态时,其背后应有一定的空间,以备修模和调整的需要. 第五章模具工作部分尺寸的计算 第一节切边冲孔凸、凹模计算 查表的Zmin=0.100,Zmax=0.140o因为为自由尺寸可按IT14级精度处理查得A=0.36mmZmax-Zmin=0.040mm系数x=0.5 5.1.1切边 5p=0.0205d=0.030 5.1.2冲孔(①10mm) x=0.56p=0.026d=0.02 校核间隙: 因为5p+5d=0.02+0.02=0.04mm dd、dp- X-dmax'A-6p、5dZmin- dp=(dmin+xA)=(10+0.5X0.84)Ao2=1O.42Ao: dd=(dp+Zmi』=(10.42+0.246)yjio.677心落料凸、凹模刃口尺寸 ■磨损系数,差表冲件精度为IT14时,x=0.5 -落料件的最小极限尺寸■冲件的制造公差(mm)-凸、凹模制造公差(mm)-最小合理间隙(mm) 第三节凹模轮廓尺寸的确定 凹模轮廓尺寸包括凹模板的平而尺寸及厚度尺寸。 从凹模刃口至凹模外边缘的最短距离为凹模的壁厚Co对于简单的对称形状刃口的凹模,压力中心及为刃口对称中心。 由于该零件为圆形拉深件为对称件,所以压力中心即为刃口对称中心,所以凹模的平面尺寸即可沿刃口型孔向四周扩大一个m模壁厚来确定。 因落料凹模的刃口尺寸为091.88,查表的凹模壁厚c=42〜54mmP D=d+2c=91.88+2X(42〜54)=①176~200mm,经查表确定凹模轮廓D=200mm。 第四节模架的选择 模架包拾上模座、下模座、导柱和导套。 冲压模具的全部零件都安装在模架上。 为了缩短模具制造周期,降低成本所以选用标准模架。 选择模架结构时要根据工件的受力变形特点,坯件定位、岀件方式、送料方向,导柱受力状态操作是否方便等方而进行综合考虑。 选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑,一般在长度上及宽度上都应比凹模大30-40mm。 模架厚度一般等于凹模厚度的1_1.5倍。 冲压模具的闭合高度应大于压力机的最小装模高度,小于压力机的最大装模高度。 模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时,上模座上表而与下模座下表面之间的距离。 为使模具正常工作,模具闭合高度H必须与压力机的装模高度相适应,使之介于压力机最大装模高度Hmax与最小装模高度Hmin之间,一般可按下式确定: (Hmax-T)(Hmin-T)+10mm 根据所选压力机可知Hmax=400mra,Hmin=320mm,T=80miiio Hmax压力机最大封闭高度; Hmin——压力机最小封闭高度;T——压力机工作垫板厚度;H——模具的闭合高度。 所以确定模具的闭合高度为H=235〜330mm。 所以符合要求。 查表得标准模架的尺寸为 表5-1标准模架及^$零件的尺寸 凹模周界 ①200mm 定模上的凸凹模长度动模上的凸凹模长度 60 85 配用模架闭合高度H 最大 330 最小 235 隹件 薦[牛号号 名 称 及零 标 1 垫板 GB2858.3-81 1 2 ①200mmX6 2 固定板 GB2858.2-81 1 ①200mmX20 第六章模具零件的设计 中小型冷冲模制订了GB/T2851.1〜2861.16-1990、GB/T1861.17-1981等标准。 这些标准根据模具类型、导向方式、凹模形状等不同,规定了14中典型组合形式。 每一种典型组合中,又规定了多种模架类型及相应的凹模周界尺寸(长X宽或直径)、凹模厚度、凹模长度、和固定板、卸料板、垫板、导料板等模板的具体尺寸,还规定了选用标准件的种类、规格、数量、布置方式、有关的尺寸及技术条件等。 这样,在模具设计时,重点就只需放在工作零件的设计上。 第一节工作零件 一、动模上的凸凹模(落料凸模与拉深凹模) 尺寸如图所示。 凸凹模是复合膜中的主要工作零件,工作端的内外缘都是刃口,一般内缘与凹模刃口结构形式相同,外缘与凸模刃口结构形式相同。 凸凹模采取整体式结构,台肩固定方式。 凸凹模与固定板按H7/ni6配合。 *: 08 36^? 二 0 力91,63-0;3 <0 二、定模上的凸凹模(拉深凸模与冲孔凹模) 如图所示的尺寸。 此凸凹模采用整体式结构,与固定板的连接方式为钏接固 如图6所示尺寸及形状。 高度为50mm。 采用紧固螺钉与固定板连接。 要保证螺孔间、螺孔与凹模刃口间的距离不能太近,否则会影响模具的寿命。 一般螺孔与凹模刃口间的距离去大于二倍孔径值。 四、冲孔凸模 凸模的长度长度尺寸应根据模具的模具结构确定,同时要考虑凸模的修摩量 及固定板与卸料板之间的安全距离因素。 木设计采用的弹性卸料及凸模计算公式为L=hi+h: +ha L凸模长度(mm) hl凸模固定板厚度(mm) h: ——卸料板的厚度(mm) h・一一卸料弹性元件的安装高度,即卸料弹性元件被预压后的高度(mm 本设计的凸模安装在定模座上的凸凹模上,所以不需要加凸模固定板的尺寸。 计算的冲孔凸模的长度为40,比较长,但装配时冲孔凸模与动模上的凸凹模配合,因此不需要校核冲孔凸模的强度。 1^6-5少極卜的凸|U|槿 图6-7落料凹模 第二节工作零件的二维图 二维平而试图见附图。 第三节模架的零件 6.3.1模柄 模柄的作用是把上模固定在压力机滑块上,同时使模具中心通过模块的压力中心。 中小型模具一般都通过模柄与压力机滑块相连接。 此模具选用的是压入式模柄,它与上模座孔以H7/m6配合并加销钉防转,模柄轴线与上模座的垂直度较好,使用于上模座较厚的各种中小型模具,生产中最常用。 图6-8模柄 模柄的尺寸如表所示: d(clll) D(m6) D, H h hi b a di(H7) 极限偏差 极限偏差 50 -0.080 -0.240 52 +0.030+0. 0.5 8 +0.0150 6.3.2上模座和下模座上模座的尺寸如表所示: Ds t ti Db D2 s R Ri 2 0 260 50 85 12 D(Ht) D,(Hr) d: t S: 100 45 *0,023 0 50 -0.023 0 M14-6H 28 180 上模座 图6-9上模座 上模座二维平而图见附图。 下模座的尺寸如表所示: Ds H h Db D2 S R Ri 2 0 260 50 85 12 d(H7) di(H7) th t S2 100 32 *0,025 0 35 -0.025 0 M14-6H 28 180 下模座 图6-10下模座 二维平而图见附图。 上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所用零件,并分别于压力机的滑块和工作台连接,以传递压力。 设计冲模时,模座的尺寸规格根据模架类型和凹模周界尺寸从标准中选取的。 第四节导向零件 _| FAS 、 张c^d,fd.s AutoCAD快速加戦…j OJJ? IDWG1 J 切边冲孔复合模的没[|3^计工艺.dx Micr^sQftWord文档DWGj 切边凹權d" AutoCAD图形 38KB 凸凹樣d%AutoCAD團形 38KB 初边冲孔复含旗的设 计,doc MiQrQSQftWord文档 凸模.扣gAuIqCAS图形46O 装配图.dW AutQCAD圈形 90KB 第五节模具的其它零件 固定板、卸料板、垫板 固定板的作用是将凸模、凸凹模固定在上模座和下模座的正确位置上。 固定板为圆形板件,外形尺寸通常与凹模一致。 固定板的厚度可取凹模厚度的60%〜80%0固定板与凸模或凸凹模为H7/n6或H7/m6配合,压装后应将凸模或凸凹模的端面与固定板一起磨平。 卸料版的作用是把废料从模具工作零件(定模上的凸凹模)上卸掉。 外形尺寸一般与凹模的相同。 垫板的作用是承受并扩散凸模或凹模传递夫人压力,以防止模座被挤压损伤。 垫板的外形尺寸与定模上的凸凹模固定板相同,厚度可取3〜10mm。 经查标准模架得: 凸、凹模固定板选用的厚度为H=20mm,垫板选用厚度H=8ram,卸料板选用厚度为H=18fflra。 第七章模具装配图 第一 节三维装 配图 座 7,1.1定模座 动模座 图7・2 L 7.1.3模具总装图 第二节二维装配图 A3图纸,图附在末页。 第三节模具装配顺序 如上图所示,冲压模在使用时,下模座部分被压紧在压力机工作台上,是模具的固定部分。 上模座部分通过模柄和压力机的滑块连在一起,是模具的活动部分。 模具工作时安装在活动部分和固定部分上的模具工作零件,必须保证正确的相对位置,才能使模具获得正常的工作状态。 装配有模架的模具时,一般总先将模架装配好,再进行模具工作零件和其它零件的装配。 其装配顺序如下: 7.3.1模架的安装 ①将模柄用压入法安装在上模座上,配合为H7/m6o用角尺检查模柄圆柱面与上模座平面的垂直度,其误差不大于0.05mm。 模柄垂直度经检查合格后再加工骑缝销孔,装入骑缝销,然后将端面在平面磨床上磨平。 ⑥旦*士知旦左餡蛀丽 冲模的导柱、导套与上、下模座均采用压入式连接。 导套、导柱与模座的配合分別为H7/r6和R7/r6,压入时要注意校正导柱对模座底面的垂直度。 装配好的导柱的固定端面与下模座底面的距离不小于1〜2nim。 将上模座反置套在导柱上,在套上导套,用千分表检查导套配合部分内外圆柱面的同轴度,使同轴度的最大偏差处在导柱中心连线的垂直方向。 用帽形垫块放在导套上,将导套的一部分压入上模座,取走下模座,继续将导套的配合部分全部压入。 7.3.2凸模、凹模和凸凹模的装配 凹模板与拉深凸模固定板、垫板上模座通过螺钉连接。 凸模与固定板的配合 采用H7/n6,装配时在压力机上调整好凸模与固定板的垂直度将其钏接到固定板上后,在平而磨床上将固定端磨平。 7.3.3总装 冲模在完成模架和凸、W模装配后可进行总装,该模具为复合模,故以下模上的凸凹模为基准调整模具间隙,因此先装下模,其装配顺序如下: 1)把组装好的凹模的固定板安放在下模座上,按中心线找正固定板的位置,用平行夹头夹紧,通过螺钉孔在下模座上钻锥窝。 拆去凸凹模固定板,在下模座上按锥窝钻螺纹底孔并攻丝。 再重新将凸凹模固定板置于下模座上找正,用螺钉紧固。 钻绞销孔,打入销钉定位。 2)配钻鞋料螺钉孔。 将卸料板套在己装入固定板的凸凹模上,在固定板上钻出锥窝,拆开后按锥窝钻固定板上的螺钉过孔。 3)将已装入固定板的凸凹模插入凹模的型孔中。 在凹模与固定板之间垫入适当高度的等高垫铁,将垫板放在固定板上。 再以套柱导套定位安装上模座,用平行夹头奖上模座和固定板夹紧。 通过凸凹模固定板孔在上模座上模座上钻锥窝,拆开后按锥窝钻孔,然后用螺钉将上模座、垫板、凸凹模固定板稍加紧固。 4)调整凸、凹模间隙。 将装好的上模部分套在导柱上,用手锤轻轻敲击固定板的侧面,使凸模插入凹模的型孔。 观察凸、凹模配合间隙,用手锤敲击凸模固定板的侧而进行调整使配合间隙均匀。 经调整后,以纸作冲压材料,用锤子敲击模柄,进行试冲。 如果冲出的纸样轮廓齐整,没有毛刺或毛刺均匀,说明凸、凹模间隙是均匀的,如果只有局部毛刺,则说明间隙时不均匀的,应重新进行调整知道间隙均匀为止。 5)调好间隙后,将凸凹模固定板的紧固螺钉拧紧。 钻绞定位销孔,装入定位销钉将卸料板套在凸凹模上,装上橡胶和卸料螺钉,检查卸料板运动是否灵活。 在橡胶作用下卸料板处于最低位置时,凸W模的下端面应缩在卸料板的孔内约0.5〜1mm。 装配好的模具经试冲、检验合格后即可使用。 参考文献 1•徐政坤.冲压模具与设备.机械工艺出版社,2006. 2•史铁梁.冷冲模设计指导.机械工艺出版社,2006. 3•赵孟栋.冷冲模设计・机械工艺出版社,1997. 4.王孝培.冲压手册.机械工艺出版社,1990. 5•周大隽.冲模结构设计.机械工艺出版社,2006. 6•王芳.冷冲压模具设计指导.机械工艺出版社,2006. 7•陈剑鹤主编•冷冲压工艺与模具设计•北京: 机械工业出版社,2001,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 切边 冲孔 复合 设计