止动件设计说明书.docx
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止动件设计说明书.docx
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止动件设计说明书
摘要
本文是落料模的设计,冲压模具主要是将板料分离或成形而得到制件的加工方法。
因为模具的生产主要是大批量的生产,而且模具可以保证冲压产品的尺寸精度和产品质量,模具的设计与制造主要考虑到模具的设计能否满足工件的工艺性设计,能否加工出合格的零件,以及后来的维修和存放是否合理等。
在本次设计中,不仅要考虑要使做出的零件能满足工作要求,还要保证它的使用寿命。
其次设计中还要考虑到它的实际工作环境和必须完成的设计任务,采用正装落料模,凹模型孔采用数控线切割机床加工,在设计中我要考虑到很多关于我所设计模具的知识,包括它的使用场合、外观要求等,从这里可以知道模具设计是一项很复杂的工作,所以在设计要不断的改进直到符合要求。
关键词 :
落料;工艺性;凹模;
第一章前言
随着科学技术的发展需要,模具已成为现代化不可缺少的工艺装备,模具设计是机械专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科,是我们对所学知识的综合运用,通过对专业知识的综合运用,使学生对模具从设计到制造的过程有个基本上的了解,为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。
毕业设计的主要目的有两个:
一是让学生掌握查阅查资料手册的能力,能够熟练的运用CAD进行模具设计。
二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。
本书是落料模设计说明书,结合模具的设计和制作,广泛听取各位人士的意见,经过多次修改和验证编制而成。
为了达到设计的规范化,标准化和合理性,本人通过查阅多方面的资料文献,力求内容简单扼要,文字顺通,层次分明,论述充分。
其中附有必要的插图和数据说明。
本书在编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心的感谢。
由于本人是应届毕业生,理论水平有限,实践经验不足,书中难免有不当和错误的地方,敬请各位老师与广大读者批评指正。
第二章工件的工艺性分析
2.1工艺分析
在一般情况下,影响冲压件工艺性的因素有几何形状、尺寸、精度、表面粗糙度及毛刺。
冲压件工艺性对冲压件质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及设备选用等都用很大的影响。
良好的冲压件工艺性可显著降低冲压件的制造成本,节省材料,减少成形工序,提高产品寿命和产品质量.
工件如图2-1所示,材料为Q235,厚度0.5mm
图2-1止动件
对课题应解决的主要问题,该零件形状简单、对称,是由圆弧和直线组成的。
由表查出.冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT9-IT10。
分析该零件的尺寸精度,按表查得,从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看,也均符合冲裁的工艺要求,并且只需一次落料即可,故采用单工序落料模进行加工。
2.2排样的设计和计算
由于产量大,材料利用率是一项很重要的经济指标,要提高材料利用率就必须减小废料面积,条料在冲裁过程中翻动要少,使工人操作方便、安全,减轻劳动强度,排样应保证冲裁件的质量,无论是采用有废料或少、无废料的排样,根据冲裁件在条料上的不同布置方法,排样方法有直排、斜排、对排、多排等多种形式的排列方式,可以根据不同的冲裁件形状加以选出用。
采用有废料的直排法,比较方便、合理。
2.2.1确定搭边值
搭边起补偿条料的剪裁误差,送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。
使凸,凹模刃口双边受力,受力平衡,合理间隙一易破坏,模具寿命与工件断面质量都能提高。
对于利用搭边自动送料模具,搭边使条料有一定的刚度,以保证条料的连续送进。
搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。
一般板料愈厚,材料愈软以及冲裁件尺寸愈大,形状愈复杂,则搭边值也应愈大。
由于属于负间隙落料模,同时工件过小所以采用一模三件的结构,工件间搭边值a
=1.5mm、侧面a=2mm。
2.2.2送料步距与条料宽度的计算
采用直排有废料的排样方式,如图2-2所示:
图2-2排样图
计算冲压件的毛坯面积,通过AUTOCAD的面积测量功能,得:
A≈1152.3mm2
送料步距A:
送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离,每次冲1个零件的步距按式:
A=D+a
,A=21.5mm
条料宽度B:
B=69mm
2.2.3材料利用率的计算
通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率來表示,按式:
=
100%=
100%
式中
—— 一个步距内零件的实际面积
—— 一个步距内所需毛坯面积
A—— 送料步距
B—— 条料宽度
带入数据可得:
=
100%=
100%=77.7%
第三章冲压设备的确定
3.1计算冲压力
计算冲裁力的目的是为了选用合理的压力机,设计模具以及检验模具的强度。
压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力,以适应冲裁工艺的需求。
一般可按下公式计算:
式中FP-------冲裁力(N);
L--------冲裁周边长度(mm);
t--------冲裁料厚(mm);
---------------抗拉强度(MPa);
3.1.1冲裁力的计算
(1)冲裁力计算按上式:
式中:
F落――落料力(N);
L――工件外轮廓周长(mm);
T――材料厚度(mm),t=0.5mm;
---------------抗拉强度(MPa)。
由查表,Q235的抗拉强度
。
根据零件图可算轮廓长度L=174.2mm
则
3.1.2卸料力的计算
=KX
式中
-----------卸料力(N);
-----------落料力(N)
KX------卸料系数,查《冲压模具简明设计手册》表,取K=0.05。
则
=KX
=0.05×27=1.35(KN)
3.1.3顶件力的计算
=
式中
-------------顶件力(KN);
------顶件系数,查《冲压模具简明设计手册》表,其值为0.05;
则
=
=0.05×27≈1.35(KN)
3.1.4总冲裁力的计算
冲裁时,压力机的公称压力必须大于或等于各冲裁工艺力的总和
=
+
+
式中:
冲裁力
=27KN,,卸料力
=1.35KN,推件力
=1.35KN,则:
=
+
+
=28.7kN
3.2压力机的选择
参照设计手册选取公称压力为的压力机,结合模具的初选闭合高度,压力机型号为J21-6.3。
表3-1为压力机J21-6.3技术参数:
(《冲压模具简明设计手册》表13.10,P389)
表3-1压力机参数
型号
J21-6.3
公称压力/kN
63
滑块行程/mm
50
最大闭合高度/mm
170
闭合高度调节量/mm
40
垫板厚度
30
模柄孔尺寸(直径mm×深度mm)
Φ30×50
第四章冲压零件的尺寸设计
4.1冲裁间隙
一间隙对冲压力的影响
试验表明,间隙对冲压力有明显的影响,特别是对卸料力的影响更为显著。
随着间隙的增大,材料所受的拉应力增大,容易断裂分离,因此冲裁力减小;但若继续增大间隙,因裂纹不重合,冲裁力下降缓慢。
由于间隙增大,使光亮带变窄以及材料的弹性变形,使落料件尺寸小于凹模孔口尺寸,冲孔尺寸大于凸模尺寸,因而使卸料力、推件力或顶件力随之减小。
二间隙对模具寿命的影响
模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。
刃磨寿命是用两次刃磨之间的合格冲件数表示。
总寿命是用模具失效为止的总的合格冲件数表示。
模具失效的形式一般有:
磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。
冲裁过程中模具与材料的接触压力随间隙的减小而增大,这不仅使得模具的磨损速度加快,而且还会引起刃口的压缩疲劳破坏,使之崩刃。
此外,小间隙还会产生凹模胀裂,小凸模折断,凸、凹模相互啃刃等异常损坏。
因此,为了提高模具寿命,一般需要选用较大间隙。
若采用小间隙,就必须提高模具硬度、精度,减小模具粗糙度值,提供良好润滑,以减小磨损。
三间隙值的确定
掌握查表法,查表得间隙为0.04-0.06。
4.2冲裁模刃口尺寸计算
4.2.1凸、凹模刃口尺寸
1)落料件的尺寸取决于凹模尺寸,冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸。
因此,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。
2)考虑到冲裁时凸,凹模的磨损,在设计凸,凹模刃口尺寸时,对基准件刃口尺寸在磨损后增大的,应取工件尺寸公差范围内较小的数值。
对基准件刃口尺寸在磨损后减小,应取工件尺寸公差范围内较大的数值,在凸,凹模磨损到一定程度的情况下,仍能冲出合格的零件。
3)确定模具刃口制造公差时,要既能保证工件的精度要求,又能保证有合理的间隙数值,一般模具制造精度比工件精度高3-4级
该制件不为圆形或规则的零件,因此,采用凸、凹模配合加工的方法计算凸、凹模的刃口尺寸。
该制件为落料件,故以凹模为基准件来配作凸模,根据凹模制造出的实际尺寸按所需的间隙配作凸模,在凸模的零件图上只注明按凹模配作加工,并给出间隙值即可,查表得间隙为0.04-0.06。
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