垫圈冲压工艺及正装复合模设计doc 12页.docx
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垫圈冲压工艺及正装复合模设计doc12页
垫圈冲压工艺及正装复合模设计(doc12页)
南昌航空大学
飞制专业
专业课程设计
题目:
垫圈冲压工艺及正装复合模设计
专业
班级08姓名
起止日期2010.12.20至2011.01.16
指导教师(签名)
目 录
1设计任务书1
2冲压件工艺性分析
2
3冲压工艺方案的确定
4
4主要设计计算
6
4.1排样方式的确定及其计算
6
4.2冲压力的计算
8
4.3压力中心的确定及相关计算
9
4.4工作零件刃口尺寸计算
10
5模具总体设计11
5.1模具类型的选择
11
5.2定位方式的选择
11
5.3卸料、出件方式的选择
12
5.4导向方式的选择
12
6主要零部件设计
12
6.1工作零件的结构设计
13
6.2定位零件的设计
15
6.3导料板的设计
17
6.4卸料部件的设计
19
6.5模架及其它零部件设计
21
7模具装配与总装图
23
8冲压设备的选定
25
9冲压工艺卡
28
参考文献33
设计总结及体会34
1、设计任务书
题目:
限位板冲压工艺及冲孔落料连续模设计
图纸:
设计资料(数据)及要求:
1、图纸2、材料3、批量4、公差均见图示
备注:
板厚为1.2mm.
设计要求:
1、绘制钣金零件图;
2、编制钣金工艺规程;
3、绘制模具总装图和非标准零件图;
4、编写设计计算说明书。
起止日期2010.12.20至2011.01.16
2、冲压件工艺性分析
(一)零件工艺性分析
工件为图1所示的落料冲孔件,材料为Q235,料厚t=1.2mm
生产批量为大批量。
工艺性分析内容如下:
1.材料分析
Q235为优质碳素结构钢,具有较好的冲裁成形性能。
2.结构分析
零件结构简单对称,无尖角,对冲裁加工较为有利。
零件中有一孔,经计算孔距零件外形之间的最小孔边距为7mm,满足冲裁件最小孔边距lmin≥1.5t=2.25mm的要求。
所以,该零件的结构满足冲裁的要求。
3.精度分析:
零件上未标注尺寸公差,均按IT14精度等级加工。
由以上分析可知,该零件可以用连续冲裁的加工方法制得。
3.冲裁工艺方案的确定
零件为一落料冲孔件,可提出的加工方案如下:
方案一:
先落料,后冲孔。
采用两套单工序模生产。
方案二:
落料—冲孔复合冲压,采用复合模生产。
方案三:
冲孔—落料连续冲压,采用级进模生产。
分析各工序有:
方案一模具结构简单,制造周期短,制造简单,但需要两道工序、两副模具,成本高而生产效率低,零件精度较差,在生产批量较大的情况下不适用。
方案二制造精度和生产效率较高,但是定位精度低于方案三。
方案三只需要一套模具,提高了生产率,有利于实现生产的自动化,模具轮廓尺寸较大,制造复杂,成本较高,但是模具使用寿命长,有利于大批量生产。
通过对上述三种方案的综合比较,选用方案三为该工件的冲压生产方案。
4主要设计计算
4.1排样、确定步距、计算条料宽度及材料利用率,导料板间距
分析零件形状,采用直对排的排样方式,如图1所示。
根据零件形状及厚度,确定搭边值。
查表2-11得,两工件间按矩形取搭边值b=1.8mm,侧边也按矩形取搭边值a=2mm。
级进模送料步距S=(2R+B)×2=(2×22+1.8)=91.6mm
条料宽度B按相应的公式计算,
B=(D+2a)0-△
查表2-13得△=0.6,则
取B=(90+2×2)0-0.6=940-0.6
画出排样图,如图1所示。
图1冲裁零件排样图
该冲裁模采用有测压装置的导料板,按公式计算
B0=B+Z,查表2-12得Zmin=5,则
B0=94+5=99mm
4.2冲压力的计算
模具采用弹性卸料装置和下出料方式,则总冲压力为
F0=F+F推+F卸
F=F落+F冲
式中F推——推件力
F卸——卸料力
F落——落料时的冲裁力
F冲——冲孔时的冲裁力
冲裁力:
由表查出τ=304~373MPa,取τ=345MPa。
L落=π×22+2×(53-18-4)+π×4+π×18+2×(22+4)=252.16mm
L冲=π×30=94.2mm
F落=KL落tτ=1.3×252.16×1.2×345=135.71kN
F冲=KL冲tτ=1.3×94.2×1.2×345=50.7kN
F=F落+F冲=135.71+50.7=186.41kN
推件力:
由表2-3得系数K推=0.055,
n=h/t=6/1.2=5
F推=nK推F=5×0.055×186.41=51.26kN
卸料力:
由表2-3得K卸=0.04~0.05,取0.04,则
F卸=K卸F=0.04×186.41=7.46kN
总冲压力:
F0=F+F推+F卸=186.41+51.26+7.46=245.13kN
4.3压力中心的确定及相关计算
计算压力中心,应先画出凹模型口图,如图5所示。
在图中将xOy坐标系建立在如图所示的位置上,将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1~L9基本线,每条线都要计算出线总长度、力的作用点到x轴的距离及到y轴的距离。
L1、L3、L4、L6、L7是圆弧,其力在x方向的作用点可从有关手册中查出,位于距圆心RS/b处,其中R为半径,S为弦长,b为弧长;L2、L5、L9是直线,力的作用点位于直线中间;L9由1个¢30mm的圆组成,力的作用点位于¢30mm的圆心。
有关数据计算结果列于下表中。
图5
代入压力中心计算公式求得该模具的压力中心点(X0,Y0)的坐标
X落=(L1x1+L2x2+…+L10x10)/(L1+L2+…+L10)=0mm
Y落=(L1y1+L2y2+…+L10y10)/(L1+L2+…+L10)=21.51mm
Y冲=91.6mm
X冲=44mm
X0=F冲Y冲/(F冲+F落)=24.91mm
Y0=(F落Y落+F冲Y冲)/(F冲+F落)=27.63mm
落料压力中心数据表
基本要素长度L/mm
各基本要素压力中心的坐标值
X
Y
L1=69.08
0
58.01
L2=31
22
28.5
L3=6.28
23.71
9.4
L4=28.26
31.73
0
L5=52
0
-9
L6=28.26
-31.73
0
L7=6.28
-23.71
9.4
L8=31
-22
28.5
合计252.16
0
21.51
冲孔压力中心数据表
L9=94.2
91.6
44
合计94.2
91.6
44
模具总压力中心数据表
合计346.36
24.91
27.63
4.4冲模刃口尺寸及公差的计算
由于零件未要求公差,故零件尺寸精度均按IT14级处理。
Q235为软料,查表2-9得冲裁模初始双边间隙Zmin=0.126,Zmax=0.18。
查设计手册(表2-8)得磨损系数x=0.5,△为公差
落料类:
磨损后尺寸表大Dd=(Dmax-x△)+δ
冲孔类:
磨损后尺寸表小Dd=(Dmin+x△)-δ
δ=0.25△
冲模刃口尺寸及公差的计算
尺寸、公差及分类
代入公式计算
凹模尺寸标注
凸模尺寸标注
落料
A类
R220-0.52
Dd=(22-0.5×0.52)00.25×0.52
21.74+0.13
凸模尺寸按凹模刃口实际尺寸配制,保证双边间隙0.126~0.18mm
180-0.43
Dd=(18-0.5×0.43)00.25×0.43
17.79+0.11
530-0.74
Dd=(53-0.5×0.74)00.25×0.74
52.63+0.19
落料
B类
R40-0,3
Dd=(4+0.5×0.3)0-0.25×0.3
凹模尺寸按凸模刃口实际尺寸配制,保证双边间隙0.126~0.18mm
4.15-0.075
冲孔类
¢300+0.52
Dd=(30+0.5×0.52)0-0.25×0.52
30.26-0.13
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