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焊接模具设计 [文档在线提供].doc

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焊接模具设计 [文档在线提供].doc

冲压模具CADCAM实训说明书1焊片级进模具课程设计说明书目录一、零件工艺性分析二、冲压工艺方案的确定三、主要设计计算1、排样方式的确定及其计算2、冲压力的计算3、压力中心的确定4、工作零件刃口尺寸计算5、卸料橡胶的设计四、模具总体设计1、模具类型的选择2、定位方式的选择3、卸料出件方式的选择4、导向方式的选择五、主要零部件设计1、工作件的结构设计2、模架及其他零部件确定3、固定结构的设计4、导料板的设计5、卸料部件的设计六、模具总装图七、冲压设备的选择八、参考文献九、装配图、凸模板、凹模板、下模座三维图设计说明书图11所示为焊片零件冲裁图,材料H62铜片,厚度t0.7mm,大批量生产,试确定冲裁工艺性,设计冲裁模。冲压模具CADCAM实训说明书2图11一、零件的工艺性分析1.结构工艺性分析⑴零件形状简单、对称。⑵圆弧与直线处无尖角。⑶冲件上无悬臂和狭槽。⑷最小孔边距为2.251.21.052.0由表查得凸凹模最小壁厚。⑸该冲件端部带圆弧,用落料成形是允许的。⒉分析公差和表面粗糙度⑴公差该件上未标注特殊公差,全部按IT14级选用,低于冲孔可以达到的精度等级IT10。⑵表面粗糙度零件图上无特殊要求。⒊被冲材料为H62,含锌多,具有一定的冲裁性能。二、冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序,可以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。方案二冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单,但需要两道工序两副模具,成本高且生产效率低,难以满足大批量生产要求。方案二也只需要一副模具,在模具上可以设置导正销,保证冲压件形位精度,生产效率高,操作方便,工作精度也能满足要求。通过对上述两种方案的比较分析,该零件的冲压方案采用方案二为佳。三、主要设计计算1、排样方式的确定及计算通过查表比较分析,且由经验得搭边值a3mm,b2mm,步距s14mm,条料宽度B45mm。排样图如图12所示,材料利用率最高。一个步距的材料利用率η(nA/BS)x100A165.623131.17255.9639128.4867m㎡S0BS45x14630m㎡n2所以η128.4867x2/630x10040.8冲压模具CADCAM实训说明书3查板材规格,取900x1800的铜板,每张铜板可剪裁为45x36010(张)条料(45x3600)图122、冲压力的计算该模具采用级进模,选择弹性卸料、下出件。由FKLtτbF冲裁力L冲减周边长度t材料厚度τb抗剪强度K考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素引入的修正系数,一般取K1.3F总FF卸F推F压1.3F总t0.7mm查表得τb300MPa所以冲裁力FF冲F落1.3x60.3925x0.7x300/10001.36.3xπ2.4π1.2x0.7x300/100024.265KN由卸料力F卸K卸F落F推nK推F冲K卸、K推卸料力系数、推件力系数查表得K卸取0.04,K推取0.06n同时卡在凹模孔口的冲件数取n10,所以有F卸0.04x16.4760.659kNF推10x0.06x7.7894.6734kN所以有F总FF卸F推24.2650.6594.673429.5974KNF压1.3xF总1.3x29.597438.476KN初选压力机,如下表所示冲压模具CADCAM实训说明书4表一所选择压力机的相关参数型号公称压力/kN滑块行程/mm最大封闭高度/mm工作台尺寸/mm立柱距离/mm可倾斜角/封闭高度调节量/mmJ2310100451803004501803535J23161605522030045022035453、压力中心的确定根据排样图选择落料型孔的中心为坐标轴原点,型孔对称轴为坐标轴。如图13所示因图形对称于x轴,y轴方向的压力中心必然在x轴上,即Yo0。压力中心距y轴的距离xo可用下式求出Xo∑XiLi/∑Li而式中,∑Li206.07各冲裁处的坐标值和冲切长度分别为冲孔1圆长度19.792压力中心点(7,12)冲孔2圆弧长度3.7699压力中心点(7,2.96)直线长度0.6压力中心点(5.8,3.45)圆弧长度3.7699压力中心点(7,3.94)直线长度0.6压力中心点(8.2,3.45)冲孔3圆长度19.792压力中心点(28,12)冲孔2圆弧长度3.7699压力中心点(28,2.96)直线长度0.6压力中心点(26.8,3.45)圆弧长度3.7699压力中心点(28,3.94)直线长度0.6压力中心点(29.2,3.45)侧刃1直线长度1.5压力中心点(35,21.75)直线长度14压力中心点(28,21)落料1圆弧长度32.341压力中心点(7,12.83)直线长度9.7971压力中心点(9.25,1.15)圆弧长度7.0686压力中心点(7,5.18)直线长度9.7971压力中心点(4.75,1.15)落料2圆弧长度32.341压力中心点(14,12.83)直线长度9.7971压力中心点(11.75,1.15)圆弧长度7.0686压力中心点(14,5.18)直线长度9.7971压力中心点(16.25,1.15)侧刃1直线长度1.5压力中心点(7,21.75)直线长度14压力中心点(14,21)总长度206.0712压力中心点Xo7.264Yo0冲压模具CADCAM实训说明书5图134、工作零件刃口尺寸计算在刃口尺寸计算时需注意设计落料模时应先确定凹模刃口尺寸,间隙取在凸模上,冲裁间隙通过减小凸模尺寸获得。设计冲孔模时应先确定凸模刃口尺寸,间隙取在凹模上,冲裁间隙通过减小凹模尺寸获得。查表确定初始间隙Zmax0.049mmZmin0.035mm∆ZZmaxZmin0.0490.0350.014mmδ凸0.02mmδ凹0.02mm1计算冲孔模刃口尺寸冲孔模形状简单,可以用分别制造法计算d1凸(6.3+X∆)0δ凸查表得x0.5d1凸(6.3+0.5x0.36)00.026.4800.02d1凹(6.3+X∆Zmin)0δ凹6.51500.02d2凸(1.2+X∆)0δ凸查表得x0.75d2凸(1.2+0.75x0.25)00.021.3900.02d2凹(1.2+X∆Zmin)0δ凹1.42500.02d3凸(3+X∆)0δ凸查表得x0.75d3凸(3+0.75x0.25)00.023.18700.02d3凹(1.2+X∆Zmin)0δ凹3.22200.022.计算落料模刃口尺寸落料模形状复杂,故用配作法制造模具刃口。凹模磨损后,凹模尺寸均变大A1凹(12X∆)0δ凹查表得x0.5A1凹(120.5x0.43)00.43/411.78500.1075冲压模具CADCAM实训说明书6A1凸(12X∆Zmin)0δ凸11.75500.1075A2凹(2.25X∆)0δ凹查表得x0.75A2凹(2.250.75x0.25)00.06252.0600.0625A2凸(2.25X∆Zmin)0δ凸2.0300.0625A3凹(4.5X∆)0δ凹查表得x0.75A3凹(4.50.75x0.3)00.754.27500.75A3凸(4.5X∆Zmin)0δ凸4.2400.75A4凹(24X∆)0δ凹查表得x0.5A4凹(240.52x0.5)00.1223.7400.12A4凸(24X∆Zmin)0δ凸23.70500.12四、模具总体设计1、模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采用级进冲压,所以模具类型为级进模。该套模具的工作原理分析该模具设有五个工位第一个工位完成φ6.3圆孔和长圆孔和切掉一个侧刃第二个工位落工件外形的料,第一个零件加工完成从漏料孔中落下由于间距太小,为了保证模具一定的刚度,需设一个空工位,这就是第三个工位第四个工位完成φ6.3圆孔和长圆孔第五个工位落工件外形的料并切掉一个侧刃连续送料,连续冲裁,此后压力机每冲裁一次,完成两个工件的冲裁加工。冲压模具CADCAM实训说明书72、定位方式的选择因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置。控制条料的送进步距采用侧刃定距。3、卸料、出件方式的选择因为工料厚度为0.7mm,相对较薄,卸料力也比较小,故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产,所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。4、导向方式的选择为了提高模具寿命和工作质量,方便安装调整,该级进模采用对角导柱的导向方式。导向方式如图14.图14五、主要零部件的设计(一)确定凸模及侧刃外形尺寸凸模包括三种两个个落料凸模和四个个冲孔凸模。对于落料凸模采用铆接法固定,对于冲孔凸模应做成台阶式。该模具采用弹性卸料板卸料,因此,凸模长度LLh1h2thh1凸模固定板厚度h2卸料板厚度t导料板厚度h附加长度所以1.冲压凸模1Lh1h2th161642965mm2冲压凸模2L161642965mm3落料凹模冲压模具CADCAM实训说明书8L161642965mm4侧刃L161642965mm(二)确定凹模板的外形尺寸凹模采用正式凹模,安排凹模在模具上的位置时,要依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄中心重合。1由排样图确定各凹模型孔位置凹模型孔位置如下图13所示(排样图上有两侧刃孔)。2确定凹模外形尺寸凹模厚度Hks(不小于15mm)查表得k0.3s48H0.3x4816(圆整)垂直于送料方向的凹模宽度BBs(2.54)H482.54x16100(圆整)送料方向上的凹模长度LLs1ks2562x25125(圆整)凹模整体标准化,取为125mmX100mmX16mm图14(三)、卸料弹簧的设计1根据模具结构初选4根弹簧,每根弹簧的预压力为Fo≥F卸/n0.659x103/4164.7N冲压模具CADCAM实训说明书92该模具卸料板的工作形成h工和凸凹模的修模量h修模之和为h工h修模10.745.7mm3选取13号压簧,工作极限负荷780N,外径20mm,钢丝直径4mm,自由长度45mm4最大允许压缩量hjh0h预459.435.6mm(5)预压缩量h预242.5/780x35.611.07mm6总压缩量h总11.075.716.77mm(7)总压力F总164.7x16.77/11.07249.5N工作极限负荷大于总压力,所以弹簧满足要求。所以选用工作极限负荷780N,外径20mm,钢丝直径4mm,自由长度45mm的压簧(四)、模架及其他零部件的确定以凹模周界尺寸为依据,再结合压力机最大闭合高度,选择模架规格。所以有导柱dxL为别为22x160、25x160导套dxL分别为22x88x36、25x83x36.取上模座厚度H35mm,上模垫板厚度H8mm,固定板厚度H16mm,下模座厚度H35mm,所以有,该模具的闭合高度为H40885728452184mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J2325的最大装模高度(220mm),可以使用。所以有上模座尺寸125x100x35下模座尺寸125x100x35垫板125x100x8凹模板125x100x16凸模固定板125x100x16(五)、固定结构的设计上模采用4x直径为6的销钉,下模采用4XM8的螺钉紧固,和4x直径为8的销钉定位(六)、导料板的设计导料板的内侧与条料接触,外侧与凹模平齐,导料板与条料质检的间隙取1mm,这样就可以确定导料板的宽度,导料板的厚度根据结构确定。导料板采用45钢制作,热处理硬度为40HRC45HRC,用螺钉固定在凹模板上面。(七)、卸料部件的设计1卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模板的周界尺寸相同,厚度为16mm即尺寸为125x100x16卸料板采用45钢制作,淬火硬度为40HRC45HRC。2卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉,公称直径为18,螺纹部分为M12.卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后,应使卸料板超出凸模端面1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。

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