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1-1所示为焊片零件冲裁图，材料H62铜片，厚度t=0.7mm,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1-1一、零件的工艺性分析1.结构工艺性分析零件形状简单、对称。圆弧与直线处无尖角。冲件上无悬臂和狭槽。最小孔边距为2.251.2=1.052.0(由表查得凸凹模最小壁厚)。该冲件端部带圆弧，用落料成形是允许的。分析公差和表面粗糙度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。表面粗糙度零件图上无特殊要求。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a=3mm，b=2mm,步距s=14mm，条料宽度B=45mm。排样图如图1-2所示，材料利用率最高。一个步距的材料利用率=（nA/BS）x100%A=165.623131.17255.9639=128.4867mS0=BS=45x14=630(m)n=2所以=128.4867x2/630x100%=40.8%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45x360=10（张）条料（45x3600）图1-22、冲压力的计算该模具采用级进模，选择弹性卸料、下出件。由F=KLtbF-冲裁力L-冲减周边长度t-材料厚度b-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K=1.3F总=F+F卸+F推F压=1.3F总t=0.7mm查表得b=300MPa所以冲裁力F=F冲+F落=1.3x60.3925x0.7x300/1000+1.36.3x+2.4+1.2x0.7x300/1000=24.265KN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n=10，所以有F卸=0.04x16.476=0.659kNF推=10x0.06x7.789=4.6734kN所以有F总=F+F卸+F推=24.265+0.659+4.6734=29.5974KNF压=1.3xF总=1.3x29.5974=38.476KN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/mmJ23-10100451803004501803535J23-161605522030045022035453、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1-3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Yo=0。压力中心距y轴的距离xo可用下式求出：Xo=XiLi/Li而式中，Li=206.07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Xo=7.264Yo=0冲压模具CADCAM实训说明书5图1-34、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Zmax=0.049mmZmin=0.035mmZ=Zmax-Zmin=0.049-0.035=0.014mm凸=0.02mm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=（6.3X）0-凸查表得：x=0.5d1凸=（6.30.5x0.36）0-0.02=6.480-0.02d1凹=（6.3X+Zmin）0+凹=6.5150+0.02d2凸=（1.2X）0-凸查表得：x=0.75d2凸=（1.20.75x0.25）0-0.02=1.390-0.02d2凹=（1.2X+Zmin）0+凹=1.4250+0.02d3凸=（3X）0-凸查表得：x=0.75d3凸=（30.75x0.25）0-0.02=3.1870-0.02d3凹=（1.2X+Zmin）0+凹=3.2220+0.022.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）0+凹查表得：x=0.5A1凹=（120.5x0.43）0+0.43/4=11.7850+0.1075冲压模具CADCAM实训说明书6A1凸=（12XZmin）0-凸=11.7550-0.1075A2凹=（2.25X）0+凹查表得：x=0.75A2凹=（2.250.75x0.25）0+0.0625=2.060+0.0625A2凸=（2.25XZmin）0-凸=2.030-0.0625A3凹=（4.5X）0+凹查表得：x=0.75A3凹=（4.50.75x0.3）0+0.75=4.2750+0.75A3凸=（4.5XZmin）0-凸=4.240-0.75A4凹=（24X）0+凹查表得：x=0.5A4凹=（240.52x0.5）0+0.12=23.740+0.12A4凸=（24XZmin）0-凸=23.7050-0.12四、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6.3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6.3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1-4.图1-4五、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L：L=h1+h2+t+hh1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1：L=h1+h2+t+h=16+16+4+29=65mm2冲压凸模2：L=16+16+4+29=65mm3落料凹模：冲压模具CADCAM实训说明书8L=16+16+4+29=65mm4侧刃：L=16+16+4+29=65mm（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1-3所示（排样图上有两侧刃孔）。2确定凹模外形尺寸凹模厚度：H=ks（不小于15mm）查表得k=0.3s=48H=0.3x48=16（圆整）垂直于送料方向的凹模宽度B：B=s+（2.54）H=48+(2.54)x16=100（圆整）送料方向上的凹模长度L：L=s1+ks2=56+2x25=125（圆整）凹模整体标准化，取为125mmX100mmX16mm图1-4（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：FoF卸/n=0.659x103/4)=164.7N冲压模具CADCAM实训说明书9(2)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=1+0.7+4=5.7mm(3)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45mm(4)最大允许压缩量hj=h0h预=459.4=35.6mm（5）预压缩量h预=242.5/780x35.6=11.07mm(6)总压缩量h总=11.07+5.7=16.77mm（7）总压力F总=164.7x16.77/11.07=249.5N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H=35mm，上模垫板厚度H=8mm，固定板厚度H=16mm，下模座厚度H=35mm，所以有，该模具的闭合高度为H=40+8+8+57+28+45-2=184mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25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