垫片零件冲压工艺分析与模具设计说明书唐金平Word格式文档下载.docx
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方案二只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度易保证,且生产效率高。
尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状较简单,模具制造并不困难。
方案三也只需一副模具,生产效率也很高,但及方案二比生产的零件精度稍差。
欲保证冲压件的形位精度,需在模具上设置导正销导正,模具制造、装配较复合模略复杂。
所以,比较三个方案欲采用方案二生产。
由工件尺寸可知,凸凹模壁厚大于最小壁厚,为便于操作,采用倒装复合模结构及弹性卸料方式。
所以可以采用复合模生产,即采用方案二。
第3章.模具设计计算
3.1排样方式的确定及计算
3.1.1排样的确
在冲压生产中,节约金属和减少废料具有非常重要的意义,特别是在大批量生产中,较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。
排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。
冲件的合理布置(即材料的经济利用),及冲件的外形有很大关系。
根据不同几何形状的冲件,可得出及其相适应的排样类型,而根据排样的类型,又可分为少或无工艺余料的排样及有工艺余料的排样两种。
考虑到该制件的生产纲领及加工条件,采用条料加工有余料的排样。
3.1.2排样的计算
(1)确定搭边值,由于材料厚度t=1.0mm,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=18+a1=19mm
(3)计算料条宽度B:
经计算求得
B0-∆=(Dmax+2a+z)0-∆=(30+2*1.2+0.5)0-0.15=32.90-0.15
圆整后B=330-0.15,侧面搭边值为a=2.0mm
(4)导料板间的距离B0=B+Z=33+0.5=33.5mm
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%=45.12%
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
3.2计算凸、凹模刃口尺寸
查表得间隙值Zmin=0.246mm,Zmax=0.360mm。
1)冲孔φ9mm×
35mm凸、凹模刃口尺寸的计算
由于制件结构简单,精度要求不高,所以采用凹模和凸模分开加工的方法制作凸、凹模。
其凸、凹模刃口尺寸计算如下:
查中表得φ9mm凸、凹模制造公差:
δ凸=0.020mmδ凹=0.025mm
校核:
Zmax-Zmin=(0.360-0.246)㎜=0.114mm
而δ凸+δ凹=(0.020+0.025)㎜=0.045mm
满足Zmax-Zmin≥δ凸+δ凹的条件
查表得:
IT14级时标准公差△=0.52㎜,因为0.52>0.20所以磨损系数X=0.5,
按式(2.5)d凸==(9+0.5×
0.52)-00.020=mm
D凹===mm
查表得2.2mm×
4mm的矩形凸、凹模制造公差:
δ凸=0.020mmδ凹=0.020mm
δ凸+δ凹=0.020+0.020=0.040mm
3.3外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算
由于外形形状简单,精度要求不高,所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸、凹模。
查表得凸、凹模制作公差
δ凸=0.020mmδ凹=0.030mm
Zmax-Zmin=0.360-0.246=0.114mm
而δT+δA=0.050mm
IT14级时磨损系数X=0.5,
按式(2.5)d凸==64.26-00.020mm
d凹==64.506+00.030mm
3.4冲压力的计算
落料力F落=Ltτb=(2πR×
2×
450)N=169.56KN
冲孔力F冲=Ltτb=(336.9×
10π/180+4+2×
2.2)×
2×
450=604.53KN
冲孔时的推件力F推=nK推F孔
查表得h=6mm则n=h/t=6mm/2=3个
查表得K推=0.05
F推=nK推F孔=3×
0.05×
60.453=9.068KN
落料时的卸料力F卸=K卸F落
查表取卸=0.04
故F卸=K卸F落=0.04×
169.56=67.824KN
总冲压力为:
F总=F落+F孔+F推+F卸=(169.56+6.0453+9.068+4.748)KN=243.829KN
为了保证冲压力足够,一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲
F总′=1.3×
F总=1.3×
243829=3169.77KN
3.5压力中心的计算
由于该零件关于中心对称,所以模具的压力中心在几何图形的中心点上。
第4章.模具的总体设计
根据上述分析,本零件的冲压包括冲压和落料两个工序,且孔边距较大,可采用倒装复合模,可直接利用压力机的打杆装置进行推件,卸料可靠,便于操作。
工件留在落料凹模空洞中,应在凹模孔设置推件块,卡于凸凹模上的废料可由卸料板推出;
而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽,使废料从空洞中落下。
由于在该模具中压料是由落料凸模及卸料板一起配合工作来实现的,所以卸料板还应有压料的作用,应选用弹性卸料板卸下条料。
因是大批量生产,采用手动送料方式,从前往后送料。
因该零件采用的是倒装复合模,所以直接用挡料销和导料销
即可。
为确保零件的质量及稳定性,选用导柱、导套导向。
由于该零件导向尺寸较小,且精度要求不是太高,所以宜采用后侧导柱模架。
第5章.模具主要零部件的结构设计
5.1凸模、凹模、凸凹模的结构设计
凸模、凹模、凸凹模的结构设计包括一下几个方面:
5.1.1落料凸、凹模的结构设计
在落料凹模内部,由于要放置推件块,所以凹模刃口应采用直筒形刃口,并查表,取得刃口高度h=6mm,该凹模的结构简单,宜采用整体式。
查表,得k=0.80
即凹模高度H=ks=0.80×
30mm=24mm
凹模壁厚C=1.5H=1.5×
=36mm
凹模外形尺寸的确定:
凹模外形长度:
L=(30+9×
2)㎜=48㎜
凹模外形宽度:
B=(30+9×
凹模整体尺寸标准化,取为50mm×
50mm×
40mm
凹模的工艺路线
序号工序名称工序的主要内容
1
备料根据图纸下适合的毛胚料
2
热处理退火
3
磨平面铣(刨)六平面
4
钳工划线、打螺纹孔、销钉孔和穿丝孔
5
磨平面光上下平面至图纸要求
6
热处理淬火、回火达到硬度要求
7
线切割线割内型。
保证间隙达到要求
5.1.2冲孔凸模的设计
为了增加凸模的强度及刚度,凸模固定板厚度取25mm,因凸模比较长,所以选用带肩的台阶式凸模,凸模长度根据结构上需要来确定。
L=h凸模固定板+h落料凹模=(24+23)mm=47mm(取50mm)
5.1.3凸凹模的结构设计
本模具为复合冲裁模,除了冲孔凸模和落料凹模外还有一个凸凹模。
根据整体模具的结构设计需要,
凸凹模的结构简图如下图所示:
确定凸凹模安排在模架上的位置时,要依据计算的压力中心的数据,使压力中心及模柄中心重合。
校核凸凹模的强度:
查表得凸凹模的最小壁厚为4.9mm,而实际最小壁厚为9mm。
故符合强度要求。
凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制,并保证双间隙为0.246mm~0.360mm.
5.2卸料弹簧的设计
根据模具的结构初选6根弹簧,每根弹簧的预压力≥F卸/n=(4.75×
103/6)N=791.7N
根据预压力和模具结构尺寸,初选序号62~67的弹簧,其最大工作负荷F1=1120N>
791.7N虽弹簧的最大工作负荷符合要求,但其弹簧太长,会使模具的高度增加,所以选用最大工作负荷为1550N范围内的弹簧。
试选68~72号中69号弹簧,校验弹簧最大许可压缩量Lmax大于弹簧实际总压缩量L总。
69号弹簧的具体参数是:
弹簧外径D=45mm,材料直径d=9mm,自由高度H0=80mm,节距t=11.5mm,F1=1550N,极限载荷时弹簧高度H1=58.2mm。
弹簧的最大的最大许可压缩量Lmax=(80-58.2)mm=21.8mm
弹簧预压缩量L/=LmaxF0/F1=791.7×
21.8/1550=11.13mm
卸料板工作行程t+h1+h2=2+1+0.5=3.5mm
凸模刃磨量和调节量h3=6mm
弹簧实际总压缩量L总=L/+t+h1+h2+h3=(11.13+3.5+6)mm=24.23mm
由于25.65>
24.23,即Lmax>
L总,所以所选弹簧是合适的。
69号弹簧规格为:
外径:
D=50mm
钢丝直径:
d=9mm
自由高度:
H0=80mm
装配高度:
H2=H0-L/=(90-11.13)=78.87mm
弹簧的窝座深度:
h=H0-Lmax+h卸料板+t+1-h凸凹模-h修模
=(90-24.23+14+2+1-58-6)mm=18.77mm
弹簧外露高度:
H3=H2-h-h卸料板窝深=(78.87-18.77.-10)mm
=50.1mm
5.3模具主要零件尺寸
1.模柄
2.推杆固定板
3.凹模卸料板
4.凹模
5.垫板
6.上模座
7.凸凹模
8.凸凹固定模
9.垫板
10.下模座
5.4模架的设计
模架各零件标记如下:
上模座:
110mm×
30mm
下模座:
35mm
导柱:
28mm×
100mm
导套:
28×
65mm×
36mm
模柄:
φ18mm×
垫板厚度:
16mm
卸料板厚度:
20mm
凸模固定板厚度:
55mm×
28mm
模具的闭合高度:
H闭=h上模座+h垫板+h凸模固定板+h落料凹模+t+h卸料板+h橡胶垫
+h下模座
=(45+1
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