冲压模具设计说明书复合模.docx
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冲压模具设计说明书复合模
冲压模具设计说明书
班级:
G08模具(3)班
姓名:
楼小波卢鹏程
学号:
1920
图
(1)
工件名称:
传动片
工件见图:
如图
(1)
生产批量:
大批量
材料:
A3
厚度:
2mm
1.此工件只有落料和冲孔两个工序。
材料为Q235—A钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁。
抗剪强度为310~380t/MPa,抗拉强度为380~470бb/MPa,屈服强度为240бb/MPa。
工件结构相对简单,有2个Φ10的孔,孔与孔,孔与边缘之间的距离也满足要求,最小壁厚为7MM,工件除了12
为IT11级外,其余都是IT14级。
尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。
2.冲裁工艺方案的确定
该工件包括落料、冲孔两个基本工序,可有以下三种工艺方案:
方案一:
先落料,后冲孔。
采用单工序模生产。
方案二:
落料—冲孔复合冲模。
采用复合模生产。
方案三:
冲孔—落料级进冲模。
采用级进模生产。
方案一结构简单,但需要两道工序两副模具,成本高生产效率低,难以满足大批量生产的要求。
方案二只需要一副模具,工件精度及生产效率都教高,工件最小壁厚为7MM模具强度较好。
方案三也只需要一副模具,生产效率高,操作方便,但是制造精度不如复合模。
通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压声场采用方案二为佳,即复合模。
3.主要设计计算
(1)排样方式的确定及其计算
传动片的形状为左右对称,下端水平,采用直对排效率较高。
如图
(2)所示的排样方法。
查(《冲压工艺与模具设计》表2.5.2)所得,工件间a1=2MM,沿边a2=2.2MM,条料宽度为70MM,步距S=32MM,一个步距的材料利用率为56%。
计算部分见表
(1)。
图
(2)
(2)冲压力的计算
该模具采用复合模,拟选用弹性卸料,结构采用倒装式复合模。
冲压力的相关计算见表
(1)
表
(1)。
项目分类
项目
公式
结果
排样
冲裁件面积A
A=37/360×π30²+(14.5+32.5)×24-2×π5²
1253.6
条料宽度B
B=65+2x2.2+0.6
70
步距S
32
一个步距的材料利用率η
η=A/BSx100%=1253.6/(70x32)x100%
56%
冲压力
冲裁力F
F=KLtτb=1.3x(37/360x2π30+65+2x14.5+2x24+2π5x2)x2x350
203512.4
卸料力Fx
Fx=KxF=0.05x203512.4
10180.17
顶件力FD
FD=KDF=0.06203512.4
12210.74
冲压工艺总力FZ
FZ=F+Fx+FD=
203512.4+10180.17+12210.74
225902
公称压力:
250KN
发生公称压力时滑块离下极点距离:
6MM
滑块周边行程80MM调节行程10MM
标准行程均数:
100次/MIN
最大闭合高度最低360MM,最高160MM
闭合高度调节是70MM
滑块中心到机身距离190MM
工作台左右尺寸560MM前后尺寸300MM
工作台孔尺寸左右260MM
(3)压力中心
工件为几何对称形状,则复合模的压力中心定位工件的几何中心。
(4)工作零件刃口尺寸计算
在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前,首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。
结合该模具的特点,工作零件的形状相对简单,适宜采用线切割机床加工,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装配工作简化。
因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算,具体计算过程见表
(2)。
表
(2)
尺寸及分类
尺寸转换
计算公式
结果
备注
落料
65
65
Aj=(Amax-x△)
64.63
查表得冲裁模双面间隙Zmax=0.36,Zmin=0.246,凸模按最小单边间隙配做。
24
24
23.74
30
30
29.74
R30
R30
R29.74
R2
R2
R1.875
冲孔
Φ10
Φ10
dp=(dmin+x△)
Φ10.18
12
12
bj=(bmin+x△)
11.9725
孔心距
37
37土0.31
dd=(dmin+x△+2Cmin)土0.0775
37土0.0775
(5)卸料橡胶的设计
卸料橡胶的设计计算见表(3),选用的4块橡胶板的厚度务必一致,不然会造成受力不均匀,运动产生歪斜,影响模具的正常工作。
表(3)
项目
公式
结果
备注
卸料板工作行程hI
hI=h1+t+h2=1+2+2
5MM
橡胶工作行程HI
HI=hI+h修
10MM
h修为凸模修磨量,取5MM
橡胶的自由高度H自由
H自由=4HI
40MM
取HI为H自由的25%
橡胶的预压缩量H预
H预=15%H自由
6MM
一般H预=(10%~15%)H自由
每个橡胶承受的载荷F1
F1=F卸
10180N
选用一个圆筒形橡胶
橡胶的外径
根据外形尺寸选用
橡胶的安装高度H安
H安=H自由-H预
34MM
4.模具总体结构设计
(1)模具类型设计
由冲压工艺分析可知,采用复合模,则模具类型为复合模。
(2)定位方式的选择
该模具采用的是条料,控制条料送进方向采用导料销,无测压装置,控制条料的送进步距采用挡料销定距。
(3)卸料,出件方式的选择
因为工件料厚为2MM,相对较薄,卸料力也较小,故采用弹性卸料。
又因为是复合模,故采用上出料。
5.主要零部件设计
(1)工作零件的结构设计
a.凹模设计
凹模采用整体凹模,各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模在模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄中心重合。
H=kbb=65k=0.2(《冲压模具设计与制造》表2.8.1系数K值P72)
H=18.2取20
C=(1.5~2)H=30~40
凹模长度L=65+2c=65+60~80=125~145
凹模宽度L=49+2c=49+60~80=109~129
凹模尺寸140x125x20
凹模刃口高度6(《冲压模具设计与制造》表2.9.1)
结构如图(3)
图(3)
b.冲孔凸模设计
因为所冲的孔均为圆形,而且都不属于需要特别保护的小凸模,所以冲孔凸模采用台阶式结构如图(4)
图(4)
c.凸凹模设计
凸凹模高度:
卸+弹+固=12+24+16=52
结构如图(5)
图(5)
(2)定位零件的设计
挡料销和导料销的设计
挡料销喝导料销内侧与条料接触,安装在卸料板上,尺寸为Φ6材料为45,热处理为43~48HRC。
(3)卸料板的设计,
a.卸料板周界尺寸为凹模的周界尺寸,厚度为12MM,卸料板采用Q235钢制造。
b.卸料螺钉的选用
卸料板上设置4个卸料螺钉,公称直径为12MM,卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。
卸料螺钉拧紧后,应使卸料板超出凸凹模端面1MM。
(4)模架及其他零部件设计
模具采用后置导柱模架,这种模架的导柱在模具后侧位置,冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。
以凹模周界尺寸为依据,选择模架规格。
导柱d/mmxL/mm分别为Φ28x190mmΦ28x140mm
导套d/mmxL/mmxD/mm分别为Φ40x95mm
上模座厚度H上模取40mm
上模垫板厚度H垫取6mm
固定板厚度H周取20mm
下模座板厚度H下摸取45mm
那么该模具的闭合高度
H闭=H上模+H垫+L+H+H下摸-h2=109mm
L——凸模长度45mm
H——凹模厚度20mm
H2——凸模冲裁后进入凹模的深度H2=2mm
5.模具总装图
通过以上的设计,可得到如图(7)所示的模具总装图。
模具上模部分由上模版,垫板,凸模(2个),凸模固定板,凹模,推荐块,顶杆等组成。
卸料方式采用弹性卸料,以橡胶味弹性元件。
下摸部分由下摸板,垫板,凸凹模,卸料板,橡胶组成,冲孔废料由漏料孔漏出,成名向上顶出。
条料送进时采用挡料销作定距,操作时完成第一步冲压后,把条料抬起向前移动,且两个导料销代替导料板,条料紧靠导料销向前推。
图(6)
1.下模座板2.螺钉3.垫板4.凸凹模固定板5.橡胶6.卸料板7.凹模版8.凸模9.凸模固定版10.垫板11.螺钉12.螺钉13.模柄14.下模座板15.导柱16.星型顶板17.导套18.顶杆19.推件块20.导料销21.挡料销22.卸料螺钉23.凸凹模
6.冲压设备的选取
通过校核,选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足使用要求,其主要技术参数如下:
公称压力:
250KN
滑块行程:
65mm
7.模具零件加工工艺
冲孔凸模的加工工艺
工序号
工序名称
工序内容
设备
刀具
量具
1
下料
图样料Φ18×48mm
锯床
锯条
游标卡尺
2
热处理
退火
3
车端面
车两边端面达到尺寸Φ18×45mm
车床
车刀
游标卡尺
4
车外圆
车Φ17圆类尺寸,车Φ14圆类尺寸至Φ14.5,车Φ10.18圆类尺寸至Φ10.5,倒圆角。
车床
车刀
游标卡尺
5
检验
6
热处理
保证表面热处理为58~62HRC
7
磨外圆
磨Φ14圆至尺寸,磨Φ10.18圆至Φ10.2,留研磨余量
磨床
砂轮
游标卡尺
8
研磨
研磨外圆Φ10.18至尺寸,抛光圆角
研具
千分尺
9
检验
凹模的加工工艺过程
工序号
工序名称
工序主要内容
设备
刀具
量具
1
下料
锯床下料Φ70×120
锯床
锯条
游标卡尺
2
锻造
锻六方145mmx130mmx25mm
空气锤
游标卡尺
3
热处理
退火
4
粗铣
铣六面至尺寸140.5x129.5x24.5
铣床
铣刀
游标卡尺
5
平磨
磨六面,对90°
磨床
砂轮
游标卡尺
6
钳工
划线,做螺纹铰孔,销钉孔,打穿丝孔
游标卡尺
7
热处理
淬火,回火58~62HRC
8
平磨
磨六面至尺寸140x125x20
磨床
砂轮
游标卡尺
9
线切割
加工型孔尺寸
线切割机床
游标卡尺
10
铣
铣型孔以为的尺寸
铣床
铣刀
游标卡尺
11
研磨
研磨内孔外形
研具
千分尺
12
检验
凸凹模加工工艺过程
工序号
工序名称
工序主要内容
设备
刀具
量具
1
下料
锯床下料Φ36×120
锯床
锯条
游标卡尺
2
锻造
锻六方70mmx35mmx55mm
空气锤
游标卡尺
3
热处理
退火
4
粗铣
铣六面至尺寸65.4x30.4x49
铣床
铣刀
游标卡尺
5
平磨
磨六面,对90°
磨床
砂轮
游标卡尺
6
钳工
划线,去毛刺,打穿丝孔
游标卡尺
7
热处理
淬火,回火58~62HRC
8
平磨
磨六面至尺寸65.2x30x49
磨床
砂轮
游标卡尺
9
线切割
线切割内孔
线切割机床
游标卡尺
10
研磨
研磨内孔外形
研具
铣刀
游标卡尺
11
钳
作漏料孔
千分尺
12
检验
导柱加工工艺过程
工序号
工序名称
工序内容
设备
刀具
量具
1
下料
图样料Φ30×185mm
锯床
锯条
游标卡尺
2
车端圆打中心孔
车端面至182.5mm,打中心孔
车端面至180mm,打中心孔
车床
车刀
游标卡尺
3
车外圆
车外圆Φ28x140mm至Φ28.4x140mm倒圆角R2,掉头车Φ28r6x30mm至28.4x30mm倒圆角R2,切槽10mmx1mm至尺寸
车床
车刀
游标卡尺
4
热处理
保证表面硬度为50~55HRC
5
研磨中心孔
研中心孔,掉头研另一边中心孔
研具
游标卡尺
6
磨外圆
磨外圆Φ28,Φ28r6留研磨余量,并磨圆角
磨床
砂轮
游标卡尺
7
研磨
研磨Φ28,Φ28r6至尺寸
研具
千分尺
8
检验
导套加工工艺过程
工序号
工序名称
工序内容
设备
刀具
量具
1
下料
图样料Φ30×185mm
锯床
锯条
游标卡尺
2
车端圆
车外圆
钻内孔
切槽
车端面保证长度102.5mm车外圆Φ40至Φ40.4mm,钻Φ28内孔至Φ27.4mm,倒内外圆圆角R3掉头车端面,保证长度100mm,车Φ36外圆至Φ36.4切槽1x0.5mm,钻Φ29内孔至28.6mm倒内外圆圆角R2
车床
车刀
游标卡尺
3
热处理
保证渗碳层深度为0.8~1.2mm,硬度为58~62HRC
4
磨削内外圆
磨Φ40的外圆至尺寸,磨Φ36的外圆保证研磨余量,磨内孔Φ28至尺寸,磨内孔Φ29至尺寸
磨床
砂轮
游标卡尺
5
磨外圆
磨外圆Φ28,Φ28r6留研磨余量,并磨圆角
磨床
砂轮
游标卡尺
6
研磨
研磨Φ36外圆至尺寸
研具
千分尺
7
检验
推件板加工工艺过程
工序号
工序名称
工序内容
设备
刀具
量具
1
下料
锯Φ14x60mm
锯床
锯条
游标卡尺
2
锻造
锻72x35x16mm
车床
车刀
游标卡尺
3
粗铣
铣六面69x32x14mm
铣63.4x26.4x8mm
铣床
铣刀
游标卡尺
4
钻孔
钻Φ10的孔至Φ9.6mm
钻床
钻头
游标卡尺
5
平磨
磨外形及内孔至尺寸
磨床
砂轮
游标卡尺
6
检验
8.模具的装配
根据复合模的装配要点,选凸凹模作为装配基准,先装下模,再装上模,并调整间隙。
序号
工序
工艺说明
1
凸凹模预装
a.装配前仔细检查凸凹模的尺寸和形状,是否符合图纸要求尺寸精度,形状。
b.将各凸模与相应的凹模相配,检查期间隙是否加工均匀,不适合应从新修模或更换。
2
装配下模
a.在下模座上划中心线,按中心安装垫板,凸凹模,凸凹模固定板,打入销钉固定。
b.安装橡胶,卸料板,卸料螺钉,保证卸料螺钉比凸凹模高0.5mm
c.安装导料销,挡料销
3
装配上模
a.在上模座板上划中心线,装入星型顶板,安装垫板
b.按中心线安装凸模,安装凸模固定板,凹模板,装入螺钉
c.将顶杆装入推件块,将顶杆顶出星型顶板,在下模打入导柱,在上模打入导套,导柱装入导套内
4
试冲与调整
装机试冲并根据试冲结果作相应调整。
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