垫圈冲压模具设计和零word文档.docx
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垫圈冲压模具设计和零word文档
冲压工艺模具学课程
设计说明书
学校:
院系:
班级:
姓名
学号
指导教师:
《冲压工艺模具学实训》说明书
摘要
本次的课程设计是一个简单的防滑垫圈及其复合模设计,此副模具是采用落料—冲孔两道工序相结合的复合模,本人经查阅相关书籍、资料以及对设计此副模具所要用到的相关公式、数据作出了一个准确的依据。
本次课程设计一共分为两部分,和其他模具的设计一样,第一部是对零件进行工艺分析,接着对工艺方案进行比较,最终确定选用复合模加工制件的工艺方案。
然后画工序图、排样图以及对材料利用率的计算,计算冲压力,选择冲压机。
然后填写冲压工艺规程卡。
第二部分是冲压模具的设计,选择冲模类型以及结构形式,定位方式,卸料方式,模具设计计算(主要计算各类主要零件的外形尺寸),最后确定凸凹模工作部分尺寸。
关键词:
垫圈落料冲孔
前言
在现代工业生产中,模具是重要的工艺装备之一,它在铸造、锻造、冲压橡胶等生产行业中得到了广泛应用。
由于采用模具进行生产能够提高生产效率,节约原材料,降低成本,并可保证一定的加工质量要求。
所以,汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、玩具等的零部件很多采用模具来加工。
随着科学技术的发展,产品的更新换代加快,对产品质量外观不断提出新要求,对模具质量要求也越来越高。
模具的设计、制造工业部门肩负着为相关企业和部门提供产品的重任。
如果模具设计及制造水平落后,产品质量低劣,制造周期长,必将影响产品的更新换代,使产品失去竞争能力,阻碍生产和经济的发展。
因此,模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。
金属板料冲压是模具在工业生产中应用广泛的加工形式之一,随着市场竞争日趋加剧,产品质量不断提高,对生产的安全性,操作的方便性等要求也日益提高。
模具作为冲压生产的基本要素,其设计制造技术受到普遍重视。
因此学习模具课程,进行模具设计也是适应现代化工业要求的。
这次课程设计的内容是利用CAD等系列软件设计材料为H62-M的黄铜垫圈冲压模具,说明书有四部分内容,叙述了整个设计的过程。
分析了零件的工艺性,经济性,确定零件的冲压工艺方案及其模具的结构。
然后进行模具零件的设计计算。
计算出零件尺寸后,通过CAD软件做出各个零件的实体,最后完成模具装配。
由于时间比较仓促,有的地方考虑不足,希望老师予以指导。
课程设计任务说明书
实训题目三:
如图1-1所示为垫圈零件冲裁图,材料H62-M铜片,料厚t=1.5mm,大批量生产,试确定冲裁工艺性,设计冲裁模。
图1-1
实训任务:
1、编制工件冲压工艺规程;
2、绘制模具装配总图(A0);
3、绘制1-2个非标准零件工作简图(图纸幅面自行确定);
4、制定选定非标准零件的加工工艺规程,编制相应的数控电火花线切割加工程序(格式自选);
5、编写设计说明书;
6、模具装配、调整;
7、试模。
《冲压工艺模具学实训》说明书
目录…………………………………………………………………………………1
摘要………………………………………………………………………………….2
前言………………………………………………………………………………….2
一、零件的工艺分析………………………………………………………….........3
二、冲压工艺方案的确定………………………………………………………….3
三、排样方案的确定……………………………………………………………….4
1、排样方法介绍…………………………………………………………………4
2、搭边值的确定…………………………………………………………………4
3、材料利用率……………………………………………………………………4
四、计算工序压力………………………………………………………………….4
五、压力机的初选………………………………………………………………….5
六、冲压模具设计………………………………………………………………….5
1、模具结构类型及结构形式……………………………………………………5
2、定位方式………………………………………………………………………5
3、卸料方式………………………………………………………………………5
七、模具设计计算………………………………………………………….............5
1、计算模具压力中心……………………………………………………………5
2、计算或估算各主要零件外形尺寸……………………………………………6
3、确定凸凹模间隙,计算凸凹模工作部分尺寸……………………………....7
4、校核压力机……………………………………………………………………8
结论…………………………………………………………………………………..9
致谢…………………………………………………………………………………..9
参考文献……………………………………………………………………………..9
《冲压工艺模具学实训》说明书
第1章零件的工艺性分析
1、分析零件的冲压工艺性:
(1)该制件材料为H62-M,它的抗剪切强度有三种形式:
软的,て=260Mpa半硬的て=300Mpa硬的て=420Mpa,取て=420Mpa作为制件的抗剪切强度值,它具有良好的冲压性能。
(2)工件结构:
该制件形状简单,对称。
孔边距远大于凸凹模允许的最小壁厚,故可以考虑用复合冲压工序。
(3)尺寸精度:
该制件所有尺寸都未标注公差,按IT14级确定工件的公差。
一般的冲压均能满足其尺寸精度要求。
经查公差表,各尺寸公差分别为:
22.30-0.53;60-0.3;Φ140-0.43;Φ6.50+0.36
结论:
该制件可以冲裁。
主要设计计算
1、排样方式的确定及计算
(1)确定搭边值,由于材料厚度t=1.5mm,经查冷冲模设计表可知,侧面搭边值a=1.2mm,工件间搭边值a1=1mm(此搭边值为最小搭边值)
(2)计算送料步距A:
经计算求得A=14+a1=15mm
(3)计算料条宽度B:
经计算求得
B0-∆=(Dmax+2a+z)0-∆=(22.3+2∙1.2+0.5)0-0.15=25.20-0.15
圆整后B=260-0.15,侧面搭边值为a=1.85mm
(4)导料板间的距离B0=B+Z=26+0.5=26.5mm
以上式中:
B―条料的宽度,单位mm
Dmax―冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸,单位mm
a―侧搭边值
z―导料板于最宽条料之间的间隙
∆―条料宽度的单向(负向)公差
(5)排样图如下
(6)计算材料的利用率:
一个步距内的材料利用率
η=S∕AB∙100%=173∕15∙26∙100%=44.35%
一张板料的利用率
η1=nS∕LB∙100%
总的材料利用率
η总=nS∕LB1∙100%
n―一张板料上冲裁件的总数目
S―一个冲裁件的实际面积,单位mm2
L―板料长度,单位mm
B―板料宽度,单位mm
查表可知:
可利用900∙1000的板料冲裁制件。
方案一:
可裁34个条料(26∙1000),一个条料可制成n个制件。
n=1000∕15=66.67,取n=66,则η1=66∙173∕26∙1000∙100%=43.9%
η总=66∙34∙173∕900∙1000∙100%=43.1%
方案二:
可裁38个条料(26∙900),一个条料可制成n个制件。
n=900∕15=60,则η1=60∙173∕26∙900∙100%=44.3%
η总=60∙38∙173∕900∙1000∙100%=43.8%
两种方案相比较,取η总较大值,即η总=43.8%确定方案二为此制件的裁剪方案。
《冲压工艺模具学实训》说明书
2、冲压力的计算
(1)建立压力中心坐标图如下图
2)经计算L周长=61.8;小圆周长为L1=6.5π=20.4
X0=6.5π∙15∕L周长+6.5π=20.4∙15∕61.8+20.4=306.15∕82.2=3.7y0=0
(3)冲孔力
由F冲=KLtτb
L-冲减周边长度t-材料厚度τb-抗剪强度
K-考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素引入的修正系数,一般取K=1.3
故F冲=1.3∙20.4∙1.5∙420=16708N
(4)落料力
F落=1.3∙61.8∙1.5∙420=50614N
(5)冲裁力
F=F冲+F落=16708+50614=67322N
F卸=K卸F=0.05∙67322=3366N,K卸=0.05(查表可得)
(7)推件力的计算
F推=nK推F=4∙0.055∙67322=14810N,K推=0.055(查表可得)
其中n=h–1∕t=7–1∕1.5=4
(h查冲模设计表可得
则总的冲压力
F总=F+F卸+F推=85498N
故P=(1.1~1.3)F总=1.1∙85498=94047N=94.047KN
从满足冲压力的要求来看由国家标准初选J23-10压力机
所选择压力机的相关参数
型号
公称压力/kN
滑块行程/mm
最大封闭高度/mm
工作台尺寸/mm
立柱距离/mm
可倾斜角/·
封闭高度调节量/mm
J23-10
100
45
180
300×450
180
35
35
估算凹模尺寸
凹模厚度为
H=√0.1P,P=51760N
H=√0.1*51760=17.3mm
凹模长度L的确定
W1=2.1H=36.33mm工件b=22.3mm
L=b+W1=94.96
凹模宽度B的确定
步距S=15.8mm工件=14mmW2=1.5H
B=15.8+14+2*1.5*17.3=81.7mm
根据矩形凹模板查得凹模尺寸为100X80X18
固定板100X80X12
垫板100X80X8
H凸=H凹+H固定板=18+12=30mm
推件器:
H=H凹-3t=18-4.5=13.5mm
卸料板100X80X10
凸凹模:
H=H缷+H固+15=10+12+15=37mm
上模座100X801X30
下模座100X80X35
3、确定凸凹模间隙,计算凸凹模工作部分尺寸
该零件为冲孔—落料件,∮6.5的孔由冲孔获得,∮14、22.3、6由落料获得
查表得,2Cmin=0.15,2Cmax=0.19,则
2Cmax-2Cmin=0.19-0.15=0.04mm
由公差表查得,∮6.5为IT14级,△=0.36,取x=0.5;∮14为IT14级,
△=0.43,取x=0.5
22.3为IT14级,△=0.52,取x=0.5,6为IT14级,△=0.30,取x=0.5
冲孔6.5:
dp=(dmin+x△)=(6.5+0.5*0.36)=6.68
dd=(dp+2Cmin)=(6.68+0.15)=6.83
校核:
∣∣+∣∣≦2Cmax-2Cmin
0.0145<0.04(满足间隙公差条件)
落料∮14:
Dd=(Dmax-x△)=(14-0.5*0.43)=13.785
Dp=(Dd-2Cmin)=(13.785-0.15)=13.635
校核:
0.011+0.006=0.017<0.04(满足间隙公差条件)
落料22.3:
Dd=(Dmax-x△)=(22.3-0.5*0.52)=22.04
Dp=(Dd-2Cmin)=(22.04-0.15)=21.89
校核:
0.012+0.008=0.02<0.04(满足间隙公差条件)
落料6:
Dd=(Dmax-x△)=(6-0.5*0.30)=5.85
Dp=(Dd-2Cmin)=(5.85-0.15)=5.70
4、校核压力机
⑴校核闭合高度Hm
经查得机床最大闭合高度Hmax=180mm
最小闭合高度Hmin=135mm
H模=8+2+18+37+8+30+35=148mm
Hmax-5≧Hm≧Hmin+10
180-5≧148≧135+10(满足条件)
⑵校核公称压力Fg
F落=30.4KN,F缷=0.02Fp=0.608KN,F推=nk1Fp=1.824KN
F总=30.4+0.608+1.824=32.832KN
Fg=160KN
Fg>F总(满足条件)
⑶工作台校核
工作台面尺寸应大于模具尺寸50-70mm,
则Ln=306+50=356mm
《冲压工艺模具学实训》说明书
Bm=170+50=220mm,
经查得工作台前后长300mm,左右长450mm,满足条件。
(注:
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