调节偏心轮级进模方案设计书.docx
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调节偏心轮级进模方案设计书
调节偏心轮级进模设计
一、冲压工艺分析及模具结构设计
该冲裁件的材料为Q235,材料厚t=1.5mm.该冲裁比较适合冲裁,根据其公差要求,冲裁件精度IT12,模具精度IT9.因为大批量生产,采用连续模冲裁,先冲孔,后落料/矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
二、排样设计
在冲压零件的成本中,材料费用约占60%以上,因此材料的经济利用具有非常重要的意义。
冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样。
排样合理与否不但影响材料的经济利用,还影响到制件的质量、模具的结构与寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。
因此,排样时应考虑如下原则:
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
1.提高材料利用率(不影响制件使用性能前提下,还可适当改变制件形状)。
2.排样方法使应操作方便,劳动强度小且安全。
3.模具结构简单、寿命高。
4.保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。
根据零件实际情况,采用有废料排样法:
如,沿制件的全部外形轮廓冲裁,在制件之间及制件与条料侧边之间,都有工艺余料(称搭边)存在。
因留有搭边,所以制件质量和模具寿命较高,但材料利用率降低。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
两工件间的搭边:
a1=1.4mm
工件边缘搭边:
a=1.2mm
步距为:
53mm
条料宽度B=(D+2a)(mm)
式中:
B——条料宽度的基本尺寸(mm);
D——条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸(mm);
a——侧面搭边,查表1(mm);
条料宽度B=(52+1.4+Δ)=55.3mm酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
三、材料利用率
在冲压零件的成本中,材料费用约占60%以上,因此材料的经济利用具有非常重要的意义。
冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样。
不合理的排样会浪费材料,衡量排样经济性的指标是材料的利用率,可用下式计算:
彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
η=F/F0×100%=F/AB×100%
式中
η——材料利用率;
F——工件的实际面积;
F0——所用材料面积,包括工件面积与废料面积;
A——送料进距(相邻两个制件对应点的距离);
B——条料宽度。
材料利用率η=F/F0×100%=F/AB×100%
η=(2122.64-339-94)/2883.2*100%
=61.8%
四、冲裁力与压力中心计算
1、冲裁力
计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机、设计模具和检验模具的强度。
压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力,以适应冲裁的需求。
普通平刃冲裁模,其冲裁力P一般可按下式计算:
謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
FP=KptLτ
式中τ——材料抗剪强度
L——冲裁周边总长(mm);
t——材料厚度(mm)
系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损、凸模与凹模间隙之波动(数值的变化或分布不均)、润滑情况、材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系数,一般取13。
当查不到抗剪强度τ时,可用抗拉强度σb代替τ,而取Kp=1的近似计算法计算。
当上模完成一次冲裁后,冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内,模面上的材料因弹性收缩而紧箍在凸模上。
为了使冲裁工作继续进行,必须将箍在凸模上的材料料刮下,将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。
从凸模上刮下材料所需的力,称为卸料力;从凹模内向下推出制件或废料所需的力,称为推件力。
影响卸料力、推件力的因素很多,要精确地计算是困难的。
在实际生产中常采用经验公式计算:
厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
卸料力F卸=K卸*F落
推件力F推=nK推*F落
式中P——冲裁力(N);
K——卸料力系数,其值为0.02~0.06(薄料取大值,厚料取小值);
K1——推料力系数,其值为0.03~0.07(薄料取大值,厚料取小值);
K2——顶件力系数,其值为0.04~0.08(薄料取大值,厚料取小值);
n——梗塞在凹模内的制件或废料数量(n=h/t);
h——直刃口部分的高(mm);t——材料厚度(mm)。
卸料力和顶件力还是设计卸料装置和弹顶装置中弹性元件的依据。
茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
冲孔力,F冲=KL1tτ=46.7KN
落料力F落=KL2tτ=111.438KN
卸料力F卸=K卸*F落=0.11*111.438=12.26KN
推件力F推=nK推*F落=2*0.07*46.7=6.538KN
总冲压力=F落+F卸+F推=106.2+4.25+5.31=115.76KN
2、压力中心计算
模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。
为了确保压力机和模具正常工作,应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。
对于带有模柄的冲压模,压力中心应通过模柄的轴心线。
否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨之间产生过大的磨损,模具导向零件加速磨损,降低模具和压力机的使用寿命。
冲模的压力中心,可按下述原则来确定:
(1)对称形状的单个冲裁件,冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。
(2)工件形状相同且分布位置对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
(3)形状复杂的零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
X=26Y=25
五、冲裁模刃口尺寸计算及其基本原则
冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度,模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。
正确确定模具刃口尺寸及其制造公差,是设计冲裁模主要任务之一。
从生产实践中可以发现:
籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
(1)由于凸模、凹模之间存在间隙,使落下的料或冲出的孔都带有锥度,且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸,冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。
預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
(2)在测量与使用中,落料件是以大端尺寸为基准,冲孔孔径是以小端尺寸为基准。
(3)冲裁时,凸模、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦,凸模愈磨愈小,凹模愈磨愈大,结果使间隙越来越大。
由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需考虑下述原则:
渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
(1)落料件尺寸由凹模尺寸决定,冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。
故设计落料模时,以凹模为基准,间隙取在凸模上;设计冲孔模时,以凸模为基准,间隙取在凹模上。
铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
(2)考虑到冲裁中凸模、凹模的磨损,设计落料模时,凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸;设计冲孔模时,凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。
这样,在凸模、凹模磨损到一定程度的情况下,仍能冲出合格制件。
凸模、凹模间隙则取最小合理间隙值。
擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
(3)确定冲模刃口制造公差时,应考虑制件的公差要求。
如果对刃口精度要求过高(即制造公差过小),会使模具制造困难,增加成本,延长生产周期;如果对刃口精度要求过低(即制造公差过大),则生产出来的制件可能不合格,会使模具的寿命降低。
制件精度与模具制造精度的关系见表2.2.1。
若制件没有标注公差,则对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14级处理,冲模则可按IT11级制造;对于圆形件,一般可按IT7~IT6级制造模具。
冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注,落料件上偏差为零,下偏差为负;冲孔件下偏差为零,上偏差为正。
贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
2、刃口尺寸的计算方法
由于模具加工方法不同,凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同,刃口尺寸的计算方法可分为二种情况。
坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
凸模与凹模分别加工计算模具刃口尺寸
采用这种方法,是指凸模和凹模分别按图纸标注的尺寸和公差进行加工。
冲裁间隙由凸模、凹模刃口尺寸和公差来保证。
要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差(凸模δp、凹模δd),优点是具有互换性,但受到冲裁间隙的限制,它适用于圆形或简单形状的冲压件。
从图2.3.1冲压件与凸模、凹模刃口尺寸及公差的分布状态可以看出,要保证初始间隙值小于最大合理间隙2cmax,必须满足下列条件:
蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
|δp|+|δd|≤2cmax-2cmin
也就是说,新制造的模具应该是|δp|+|δd|+2cmin≤2cmax。
否则制造的模具间隙已超过允许变动范围2cmin~2cmax,影响模具的使用寿命。
買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
若|δp|+|δd|>2cmax-2cmin,可取δp=0.4(2cmax-2cmin),δd=0.6(2cmax-2cmin)作为模具的凸模、凹模的制造偏差。
綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
1.落料:
设工件的尺寸为D0-△,根据计算原则,落料时以凹模为设计基准。
首先确定凹模尺寸,使凹模基本尺寸接近或等于制件轮廓的最小极限尺寸,再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙值2cmin。
凹模制造偏差取正偏差,凸模偏差取负偏差,其计算公式如下:
驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
凸模偏差取:
上偏差0,下偏差-0.012
凹模偏差取:
上偏差+0.018下偏差0
2.冲孔:
设冲孔尺寸为d+△0,根据以上原则,冲孔时以凸模设计为基准,首先确定凸模刃口尺寸,使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸,再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙2cmin。
凸模制造偏差取负偏差,凹模取正偏差。
其计算公式如下:
猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。
凸模上偏差0,下偏差-0.012
凹模上偏差0.018下偏差0
六、压力机的选用
公称压力/KN
250
工作台/mm
左右
560
前后
360
滑块行程/mm
(10~80)
工作台孔尺寸/mm
左右
260
前后
130
直径
180
滑块行程次数
>=100r/min
立柱间的距离/mm
>=260
最大闭合高度/mm
250
模柄孔尺寸/mm
Ф50*70
闭合高度调节量/mm
70
工作台厚度/mm
70
滑块中心至机身距离/mm
190
选用J21-250开式双柱固定压力机
七、模具结构的选择
1,模具类型的选择
根据冲压工艺的分析,采用级进模冲裁,每个工位相当于单工序模,则直接采用正装结构
2,送料及定位方式
●采用手工送板料
●在级进模第一个工位采用始用挡料销,定距采用固定挡料销,
3,卸料出件方式及其构件的选择
加工工件料厚为1.5mm,相对较薄,冲裁后采用弹性卸料板卸料。
工件采用下出件(工件从下模座板空间取出)锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
4,模具导向方式与导向零件
采用导柱导套导向。
八、确定模具的压力中心
多工位级进模的压力中心与压力机滑块中心轴线偏离不应该超过L/6,凹模板长度方向,凹模板宽度方向B/6
九.确定模具结构尺寸
1,冲孔凸模JB/T8057.2-1995
固定部分为圆柱形,冲孔直径Ф=22mm
采用过盈配合r7紧固在凸模固定板上,顶端形成台肩以便固定,并保证工作时不被拉出
凸模的长度L=H1+H2+H3+H=70mm
HI凸模固定板的高度25mm
H2卸料板的厚度12MM
H3导尺的厚度3.85mm
H附加长度,进入凹模的深度1mm总修模量12mm安全距离17
2.凸模强度计算
凸模承受能力的校核
σ=P/A<[σc]=500MPa
σ凸模内的压应力,
A凸模最小断面积
σc凸模材料的需用应力
失稳弯曲盈利的校核
L=<
E弹性模量2.2*
n安全系数3
L凸模的自由长度
J凸模断面的轴惯性矩
十、凹模刃口的结构形式
采用柱形孔口的筒形凹模JB/T8057.4-1995
1.凹模块的厚度
H=KB=22mm
凹模壁厚c=1.5*H=33mm
凹模的总长L=52+2*33=118mm
凹模的宽度B=52+2*36=118mm
1,螺钉选用M10销钉选用Ф8
2,凹模的紧固形式:
选用销钉及螺钉紧固在下模座上
十一、定位零件
1.始用挡料销,冲制第一个之间的第一步工位是,确定调料的准确位置的定位零件。
JB/T7649-1994構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
2.侧刃JB/T7649.1-1994
十二、导料板
调料依靠导料板导向送进,以免送偏、采用整体式
L*H*B=160*8*25JB/T7648.6-1994
十三、测压装置
为了保证零件紧靠导料板一侧正确送进,采用测压弹簧片
JB/T7649.4-1994
十四、剪切调料的公差和侧面导板间隙
十五、卸料装置
采用分体式卸料板。
JB/T7650.5-1994
紧固螺钉M10.圆柱销钉M6采用弹簧卸料装置。
十六、模架及其其他部件
模架选用滑动导向,对角导柱模架
模柄JB/T7646.1-1994
Ф50*75
上模座尺寸规格GB/T2855.1-1990
L*B160*125
L1*B1*H=170*130*40
凸模固定板规格160*110*35
凹模尺寸160*110*22
下模座尺寸规格GB/T2855.2-1990
L*B=160*125
L1*B1=170*130
L2*B2=250*180
H=50mm
导柱:
20*16022*160GB/T2861.1-1990
导套:
20*80*3022*80*30GB/T2861.6-1990
卸料板尺寸规格:
12*160*100
十七、模具闭合高度校核
模具最小闭合高度Hmin=Hmax-闭合高度调节量=250-70=180mm
模具的闭合高度调=190mm。
满足模具闭合高度的要求
十八、参考文献
1.《冲压模具设计实用手册》郑家贤编著
机械工业出版社2007.9
2.《冲压模具设计指导》伍先明刘厚才蒋海波编著
国防工业出版社2011.7
3.《冲压工艺及模具设计》吴诗惇主编
西北工业大学出版社2007.9
专业课课程设计
题目:
调节偏心轮级进模设计
学校:
兰州交通大学
学院:
机电工程学院
专业:
材料成型及控制工程
班级:
成型091
姓名:
王艺超
学号:
200811112
日期:
2012/12/10
目录
一、冲压工艺分析及模具结构设计
二、排样设计
三、材料利用率
四、冲裁力与压力中心计算
五、冲裁模刃口尺寸计算及其基本原则
六、压力机的选用
七、模具结构的选择
八、确定模具的压力中心
九.确定模具结构尺寸
十、凹模刃口的结构形式
十一、定位零件
十二、导料板
十三、测压装置
十四、剪切调料的公差和侧面导板间隙
十五、卸料装置
十六、模架及其其他部件
十七、模具闭合高度校核
十八、参考文献
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- 关 键 词:
- 调节 偏心轮 级进模 方案设计