限位板冲裁模具设计--课程论文.docx

课 程 论 文模 具 设 计限位板冲裁模具 指 导 教 师学 院 名 称专业及班级提 交 日 期2016年12月答 辩 日 期2016年12月目 录1限位板冲压工艺的分析11.1限位板工艺分析11.2冲裁工艺计算和工艺方案11.2.1 工艺方案的确定21.2.2必要的工艺计算22模具总体设计52.1模具主要零部件的结构设计62.1.1 凸模、凹模、凸凹模的结构设计62.1.2挡料销位置的确定72.1.3导料销位置的确定82.2卸料装置的设计及标准化82.2.1弹性卸料板的结构形式82.2.2卸料螺钉的选用82.2.3卸料弹簧的设计及选用82.3推件装置的设计与标准化92.3.1刚性推件装置的设计与标准化92.3.2推件块的设计92.3.3连接推杆的选用92.3.4推板的设计92.3.5打杆的设计92.4支撑固定零件的设计与标准化92.4.1模架的选用92.4.2 凸模固定板的设计102.4.3垫板的设计102.5导向零件的设计与标准化102.6 紧固零件的设计与标准化102.7 模架的设计103 冲压设备的选用114绘制模具总装图125结束语141限位板冲压工艺的分析1.1限位板工艺分析 工件名称：限位板生产批量：大批量材 料：A3厚 度：6mm工件简图如图所示：图1 限位板 1.2冲裁工艺计算和工艺方案冲裁模的结构形式多种多样，如果按工序的组合分类，可分为单工序模、级进模、复合模等。各种冲裁模的构成大体相同，主要由工作零件、定位零件、卸料与推料零件、导向零件、联接与固定零件等组成。该零件形状简单、对称，是有圆弧和直线组成的。冲裁件内外形状所能达到饿经济精度为IT11IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为0.5mm。将以上精度与零件的精度要求相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲压方式进行加工。该工件的圆角半径已经给出R=4，模具整体结构设计简单。1.2.1 工艺方案的确定该零件所需的冲压工序为落料和冲孔，可拟订以下三种工艺方案； 方案一：用简单模分两次加工，即落料冲孔。 方案二：冲孔、落料复合模。 方案三：冲孔落料级进模。采用方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为大批量生产，方案二、三更具有优越性。该零件30mm的孔与边缘之间的最小距离为6mm，大于此零件要求的最小壁厚，可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料级进模。符合模模具的形位精度和尺寸精度易保证，且生产率也高，尽管模具结构比较复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。级进模虽生产率也高，但零件的冲裁精度稍差，欲保证冲压件的行位精度，需要在模具上设置导正销，故模具制造、安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较，该零件的冲压生产采用方案二的复合模为佳。1.2.2必要的工艺计算（1）排样设计 设计复合模时，首先要设计条料排样图。该零件具有T形的特点，直排列时材料的利用率较低，采用直对排（见下图）的排样方案可以提高材料的利用率，较少废料。图2 排样图查表取搭边值为5.4mm和4.8mm。计算调料宽度：B=(75+5.4+4.2+18)mm=108mm步距：S=（74+26）mm=100mm（2）计算凸、凹模刃口尺寸查表得间隙值Zmin=1.080mm Zmax=1.440mma.冲孔30mm凸、凹模刃口尺寸的计算。由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹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：查表得凸、凹模制造公差：校核：查表得:IT14级时磨损系数x=0.5mm。按式 d凸=（dmin+x）-0=(30+0.50.24)-0.020mm=30.12mm d凹=（d凸+Zmin）0+=(30.12+0.246)0+0.025mm=31.20mmb.外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算。对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工法，这种方法有利于获得最小的合理间隙，放宽对模具的加工设备的精度要求，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：当以凹模为基准件时，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸。工件图中未标注公差的尺寸，查相关资料得出其极限偏差： 。查表得磨损系数x为：当0.50mm时，x=0.50.50mm时，x=0.75按式：Aj=(Amax-x)0+4 落料凹模的基本尺寸与凹模相同，分别是170.68mm，73.63mm，74.63mm，21.71mm，3.78mm。不必标公差，但要在技术要求条件中注明:凸模实际刃口尺寸与落料凹模配合，保证最小双面合理间隙Zmin=0.246（落料凹模刃口部分尺寸见下图）。图3 落料凹模刃口部分尺寸(3) 冲压力的计算落料力 冲孔力冲孔时的推件力取直筒形刃口的凹模刃口形式，由表查的，h=12mm，则n=h/t=12mm/6=3个，查表落料时卸料力查表取:总冲压力为: 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压力大30%左右，即：(4)压力中心的计算用解析法求模具的压力中心的坐标。按比例画出工件尺寸，选用坐标系XOY，如图所示。图4 压力中心因工件左右对称，即Xc=0.故只需计算Yc。将工件冲裁周边分成L1，L2，L3，L4，L5，L6基本线段，求出各段长度的中心位置：L1=56mm Y1=0mmL2=56.52mm Y2=9mmL3=12.56mm Y3=18+Rb/l=18+16/3.4=23.1mmL4=62mm Y4=37.5mmL5=9.08mm Y5=67.01mmL6=94.2mm Y6=53mm2模具总体设计根据上述分析，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，且孔边距较大，可采用倒装复合模具，可直接利用压力机的打杆装置进行推件；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与卸料板一起配合工作来实现的，所以卸料板还应该具有呀了得作用，应选用弹性卸料板来卸下条料废料。 因是大批量生产，采用手动送料方式，从右往左送料。 应该零件制造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。2.1模具主要零部件的结构设计2.1.1 凸模、凹模、凸凹模的结构设计a.落料凸、凹模的结构设计。在落料凹模内部，由于要设置推件板，所以凹模刃口应采用直筒刃口，并查表，取得刃口高度h=12mm。该凹模的结构简单，宜采用整体式。查表得k=0.3即 凹模高度 凹模壁厚凹模的外型尺寸的确定：凹模外形长度L=（75+2x46.2）mm=142.5mm 凹模外形宽度B=（74+2x33.75）mm=141.5mm凹模整体尺寸标准化，取为160mmx160mmx25mmb.冲孔30mm凸模设计。为了增加凸模的强度与刚度，凸模非工作部分直径应制成逐渐增大的多级形式，且它的外形尺寸较大，所以选用B形圆凹模。凸模固定板厚度取28mm，凸模长度根据结构上的需要来确定由于此凸模直径较大，且长度较短，刚度和强度足够，所以无需对其进行强度校核。冲裁时凸模进入凹模刃口1mm。c.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图所示。确定凸凹模安排在模架上的位置时，要根据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。图5 凸凹模的结构校核凸凹模的强度：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。凸凹模的人口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保证双面间隙为0.24mm-0.36mm。凸凹模上孔中心与边缘距离尺寸24mm的公差，应比零件所标注的精度高3-4级，即定位2.1.2挡料销位置的确定由模具整体结构设计，导料销及导料销都应通过卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具闭合状态下，应高出卸料板3mm。根据分析选用废料孔后端定位时挡料销位置如图6 图6 挡料销的位置 L=D/2+C+d/2+0.1 =72/2+74.2+6/2+0.1mm=113.3mm 2.1.3导料销位置的确定导料销位于条料的同一侧，采用从右向左的送料方式，送料的方向导料销应装在后侧。2.2卸料装置的设计及标准化2.2.1弹性卸料板的结构形式模具采用倒装结构，选用手册【6】图77（b）的卸料板形式。由表78查得弹性卸料板厚度为12mm。装模具时卸料板孔与凸凹模得单边间隙为0.10mm，在模具开启状态，卸料板应高出模具凸凹模工作刃口0.30.5mm，以便顺利卸料，卸料板的工作行程为3.5mm。2.2.2卸料螺钉的选用采用圆柱头卸料螺钉45钢，热处理硬度3545HRC 规格 M1290 JB/T7650.52.2.3卸料弹簧的设计及选用根据模具结构初选6根弹簧，每根弹簧的卸料力为： 根据预压力和模具结构尺寸,查手册【5】试选弹簧的具体参数是:D=35mm, d=6mm, H0=120mm , t=14.5mm, F许=960N, H1=88.4mm, 并计算如下：，校核：所以所选弹簧是合适的。弹簧的规格为： 外 径：D=35mm 钢丝直径：d=6mm 自由高度：H0=120mm 装配高度：H2=H0-H0 =120mm26.04mm93.96mm2.3推件装置的设计与标准化2.3.1刚性推件装置的设计与标准化本套模具的推件装置所需推件力大，且为了推件平稳可靠，应采用刚性推件装置。其结构形式见手册2.3.2推件块的设计本推件块的端面外形应跟落料凹模的刃口形状一致，整体外形应设计成台阶式以便与凹模配合完成推件，而在冲裁时不致与把推件块推出滑到模外。推件块在自由状态下应高出凹模面0.20.5mm。推件块和凹模的配合：由于外形件的相对尺寸较大，外形形状相对复杂，所以推件内形与凹模为间隙配合H8/f8，推荐外形与凹模为非配合关系，属内导向。2.3.3连接推杆的选用为了使推件装置推出平稳采用3根推杆。每根推杆所承受的力为： 由手册查取适合本装置的推杆规格为：665mm 2.3.4推板的设计由推出结构需要，推板适宜选用圆形即手册的A型。2.3.5打杆的设计 打杆选用带肩A型打杆与推板配合以起到平稳推件作用。 其材料45钢 热处理硬度4348HRC 规格： A11110mm JB/T7650.12.4支撑固定零件的设计与标准化由凹模周界L160mm,B=160mm，及卸料板的外形尺寸，材料选为Cr12,01级精度的后侧导柱模架。技术要求按JB/T80701995的规定。2.4.1模架的选用上模座标记：20016035 GB/T2855.5下模座标记：20016040 GB/T2855.6模柄标记： B4090 GB/T2862.381（见于手册5）2.4.2 凸模固定板的设计因凸凹模的尺寸较大所以直接用螺钉紧固在下模座上。凸模固定板的设计:为了保证安装、固定牢靠，凸模固定板必须有一定的厚度，由经验公式计算凸模固定板厚度。H=（11.5）D=（11.5）11.215mm11.215mm16.823mm查手册表7-2本模具取H=16mm，其外形尺寸应与凹模的外形尺寸一致规格为160mm160mm16mm2.4.3垫板的设计在本模具采用的弹性卸料装置中，上模座中设有推板等零件的装置和让位空间，会使的其厚度变薄，影响其抗压强度，所以应设一块垫板。其规格根据凹模外形尺寸选取160mm160mm12mm。2.5导向零件的设计与标准化本组模具采用的是后侧导柱模座只需两对相同型号的导柱导套。本模具冲裁间隙小应按H6/h5配合，材料选用20钢热处理要求渗碳深度0.81.2mm，硬度5862HRC ，技术要求按JB/T80701995的规定。导柱标记： B20h510030 GB/T2861.2导套标记： B20H64523 GB/T2861.22.6 紧固零件的设计与标准化本模具采用螺钉固定，销钉定位。其具体数据如下：内六角圆柱头螺钉标记：GB/T70.1 M1070螺钉标记：GB/T5782 M1235销钉标记：GB/T11.21 8m6802.7 模架的设计模架各零件标记如下：上模座：200mmx160mmx40mm下模座：200mmx160mmx45mm导 柱：B35h5x210mmx55mm导 套：B35H6X110mmX43mm模 柄：60mmX115mm垫板厚度：160mmX160mmX12mm卸料板厚度：160mmX160mmX16mm凸模固定板厚度：160mmX160mmX20mm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+h卸料板+h弹簧外露+h下模座 =40+12+20+16+27.04+45+25 =180.04mm180mm3 冲压设备的选用表一 开式双柱可倾式压力机型号和技术参数型号JB23-80JB23-100JB23-100JB23-100AJB23-125公称压力/KN8001000100010001250滑块行程/mm13013015016140145最大闭合高度/mm380480430400480工作台尺寸/mm540800710108071010806009007101080垫板尺寸/mm100200100100150110110250模柄孔尺寸/mm60806075767660806080最大倾斜角度3030203025根据前面已知条件，为了安全本设计选择型号为JB23-125的开式双柱式可倾压力机能满足使用要求。其主要数据参数如下：公称压力：1250KN滑块行程：145mm最大闭合高度：480mm最大装模高度：370mm连杆调节长度：110mm工作台尺寸（前后X左右）：710mmX1080mm垫板尺寸（厚度X孔径）：100mmX250mm模柄孔尺寸：60mmX80mm最大倾斜角度：254绘制模具总装图绘制模具总装图如图所：图7装配图其工作过程是：条料在送进模具时由挡料销24限位，导料销导向，使得条料精确定位。模具在工作时，上模部分随压力机下行，当上模部分与条料接触时，卸料板起压料作用与凹模一起作用将条料压紧随上模下行，压力机滑块继续下行冲孔凸模进入凸凹模在压力及刃口作用下完成冲裁。压力机滑块回程，上模部分跟着一起上行，在打料杆等一系列推件装置的作用下将制件推出凹模腔内，冲孔废料从凸凹模型孔内落下，与此同时卸料板在弹簧恢复的作用下也将条料从凸凹模上拨落下来，完成卸料，卸料装置复位。条料再送进一个步距等待下一次回程冲裁。 5结束语限位板属于简单的冲裁件，分析其工艺性，并确定工艺方案。根据计算确定该制件的冲裁力及模具刃口尺寸，然后选取相应的压力机。本设计主要是落料凸、凹模及冲孔凸、凹模的设计，需要计算凸凹模的间隙、工作零件的尺寸和公差。此外,还需要确定模具工艺零件和结构零件以及模具的总体尺寸，然后根据上面的设计绘出模具的总装图。 由于在零件制造前进行了预测，分析了制件在生产过程中可能出现的缺陷，采取了相应的工艺措施。因此，模具在生产零件的时候才可以减少废品的产生。 限位板冲裁件的形状结构较为简单，选用标准模架。模具工作零件的结构较为简单，它可以相应的简化模具结构。便于以后的操作、调整和维护。限位板冲孔落料模具的设计，是理