冲压模具设计说明.docx
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冲压模具设计说明
《塑性成型与模具设计》课程设计
设计题目:
“垫板”零件冲压工艺及模具设计
学院:
机械与汽车工程
班级:
材控
:
学号:
《塑性成型与模具设计》课程设计
设计题目:
“垫板”零件冲压工艺及模具设计
冲压工艺分析
设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图入手,分析零件图包括技术和经济两个方面:
名称:
垫板
生产批量:
大批量
材料:
A3厚度:
0.5mm
零件图如下:
冲裁模:
设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图入手,分析零件图包括技术和经济两个方面:
(1)冲压加工方法的经济性分析
冲压加工方法是一种先进的工艺方法,因其生产率高,材料利用率高,
操作简单等一系列优点而广泛使用,由于模具费用高,生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性作用。
批量越大,冲压加工的单件成本就越低,批量小时,冲压加工的优越性就不明显,这时采用其他方法制作该零件可能会更有效果。
(2)冲压件的工艺性分析
冲压件的工艺性是指该零件在冲压加工中的难易程度,在技术方面,主要分析该零件的形状特点,尺寸大小,精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求,良好的工艺性应保证材料消耗少,工序目少,模具结构简单,而且寿命长产品质量稳定,操作简单,方便等。
零件的工艺分析
A3即Q235.4代表这种钢的屈服强度为235MPa,是一种普通碳素钢,能够保证力学性能。
1.该冲裁件结构对称、简单,由圆弧组成的,无悬臂。
2.圆形孔直径d>0.35t,符合要求。
3.孔间距与孔边距c>2t,在模具强度和冲裁件质量的限制围之。
冲裁:
冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类。
精密级是指冲压工艺在技术上所允许的最高精度;而经济级是指模具达到最大许可磨损时,其所完成的冲压加工在技术上可以实现而在经济上有最合理的精度。
为降低冲压成本,获得最佳的技术经济效果,再不影响冲裁件使用要求的前提下,应尽可能采用经济精度。
由于零件图上所有尺寸均未标注公差,属于自由尺寸,可按IT14级确定工T件尺寸的公差。
查附录得各尺寸公差为:
φ290-0.52、φ4.5+0.300、2-R3+0.250、冲裁面的表面粗糙度Ra=3.2μm
冲裁工艺方案分析:
在工艺分析的基础上,拟定出可能的冲裁方案,如下:
1:
先落料,后冲孔,采用单工序模分两次加工
2:
落料一冲孔单件复合冲压:
3:
落料一冲孔组合工序冲压;
方案一模具结构简单,但需两道工序两副模具,成本高而生产效率低,难以满足顾客的要求,而且工件的累积误差大,操作不方便。
方案二采用复合模生产,在一副模具当中,同时完成两个或两个以上的工序,精度相比单工序模更高,且效率也高,但是结构复杂,模具成本较高,安全性也较差。
方案三采用级进模生产,生产效率高,在一套模具中完成两次工序,两次定位在一套模具中,精度高。
由于该工件大批量生产,所以确定为方案二和方案三。
根据工件特点,其形状简单,尺寸较小,大批量生产等多方面的因素,进行全面的分析研究,比较其综合的经济效果,适宜采用第三种方案。
工艺设计计算:
条料尺寸:
根据排样图计算条料宽度B
存在侧刃定距装置,条料宽度B0-A=(Lmax+2a′+nb1)0-A=(Lmax+1.5a+nb1)0-A
n侧刃数取值2,b1侧刃冲切料边宽度取值1.5mm,z取值3mm,a取值1mm。
y冲压后的条料宽度与导料板间距取值0.2mm,△=0.15mm
B0-A=(Lmax+2a′+nb1)0-A=(29+1.5×1+2×1.5)0-0.15=33.50-0.15
导料板的间距B′=B+Z=33.5+3=36.5mm
B′=1.5a+Lmax++y=29+1.5×1+0.2=30.7mm
冲裁间隙尺寸:
冲裁间隙是指冲裁模的凸模和凹模刃口之间的尺寸之差。
单边间隙用C表
示,双边间隙用Z表示。
冲裁间隙值的大小对冲裁件质量、模具寿命、冲裁力和卸料力的影响很大,
是模具设计中的一个重要因素。
因此设计模具时一定要选择一个合理的间隙,考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损,生产常是选择一个适当的围为合理间隙,这个围的最小值称为最小合理间隙Zmin,,最大值称为最大合理间隙Zmax,由于模具在使用过程中会逐步磨损,设计和制造新模具时应采用最小合理问隙。
凸凹模刃口尺寸:
查表可得Zmax=0.06mm,Zmin=0.04mm,Zmax-Zmin=0.060mm-0.040mm=0.020mm
查表可得落料φ29的系数K取值0.5,冲孔φ4.5.
由于冲裁件有落料、冲孔,所以:
落料凹模实际尺寸:
a凹=(29-0.5×0.52)±0.52/8=28.74±0.065
冲孔凸模实际尺寸:
b凸=(4.5+0.5×0.3)±0.3/8=4.65±0.0375
c凸=(6+0.5×0.25)±0.25/8=6.125±0.031
落料凸模的基本尺寸与凹模相同,为28.74mm,冲孔凹模的基本尺寸与涂抹相同,分别是4.65mm,6.125mm,不必标准公差,但需注明以0.35mm~0.05mm的双面间隙与落料凹模,冲孔凸模匹配。
落料凸凹模,冲孔凸凹模尺寸图如下
冲压力的计算
计算冲裁力:
由公式冲裁力F=KLtτ,普通平面刃冲裁模取K=1.3,查附录可得τ=120MPa
F=1.3×[(4.5+2×3)×3.14+2×(39.5423+8.8030)]×0.5×100%=10.113KN
计算卸料力和推料力:
由公式得卸料力:
F卸=K卸F
由公式的推料力:
F推=nK推F
查表可得K卸=0.05,K推=0.063
F卸=0.05×10.113=0.506KN
F推=5/0.5×0.063×10113=6.371KN
可得F总=F+F卸+F推=(10.113+0.506+6.371)=16.99KN
此模具的压力中心在几何中心处
凹模与凸模的设计
凹模的设计:
设计凹模厚度H:
由公式可得:
H=Ks
查表可得凹模厚度系数K=0.3,
所以可得:
H=Kb1=0.3×29mm=8.7mm≥8mm
设计凹模长度L:
由公式可得:
L=S1+2S2
查表可得凹模孔壁到边缘的距离:
S2=20mm
l=S1+2S2=29+20×2=69mm
设计凹模厚度B:
由公式得:
B=s+(1.5~4.0)H,
由于被冲材料较薄系数取值为3
b=s+3H=29+3×8.7mm=55.1mm
选取标准尺寸:
根据凹模尺寸计算,取凹模标准尺寸为125mm×80mm×20mm
冲孔凹模刃口形状的选择:
凸模的设计:
结构选用直通式凸模:
计算凸模长度L:
L=h1+h2+h3+(10~20)
此式中:
h1-凸模固定板厚度(mm),h2-卸料板厚度,h3-(导料板厚度)
则:
L=15+16+4+20=55mm
确定其他模具装置:
垫板的厚度:
厚度取8mm
凸模固定板的厚度:
H固=(0.6~0.8),H=(0.6~0.8)×20mm=12~16mm
凸模固定板的厚度:
厚度取值15mm
卸料板的长和宽的尺寸取与凹模相同的尺寸:
厚度取16mm
导料板厚度:
4mm
取橡胶的高度H=16mm
选择框架:
根据凹模尺寸得确定,选取对角导柱模架,查表得到模架参数:
模架:
L=125mm,B=80mm
上模座:
125×80×25mm
下模座:
125×80×30mm
闭合高度:
130~150mm
导柱:
22/20×120mm
导套:
20/22×65×23mm
选择压力机:
选择压力机为开式双柱可倾压力机,型号规格:
J23-10,
压力机参数:
公称压力:
100KN
封闭高度调节量:
50mm
滑块行程:
60mm
滑块中心到床身的距离:
120mm
滑块行程次数:
135(次/min)
立柱间距离:
180mm
最大封闭高度:
180mm
倾斜角:
30°
工作台尺寸:
前后:
240mm
左右:
360mm
工作台孔尺寸:
前后:
90mm
左右:
180mm
直径:
130mm
模柄孔尺寸:
直径:
30mm
深度:
50mm
工作台板厚度:
50mm
模具装配图:
1:
下模板9:
垫板16:
冲孔凸模
2:
销钉10:
上模板17:
推件块
3:
螺钉11:
螺钉18:
导料销
4:
橡胶12:
打杆19:
导柱
5:
卸料板13:
模柄20:
固定板
6:
凸凹模14:
销钉21:
卸料螺钉
7:
落料回模15:
导套22:
定位销
8:
固定板
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