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JB191 四孔 长方形 垫片 冲压 模具设计 冲孔 落料级进模聚力 设计

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内容简介：

课 程 设 计 班级：1006091 学号：100609134 姓名：徐露丝工件名称：冲孔件工作简图：如图所示生产批量：大批量材料：Q235材料厚度：1.2mm1. 冲压件工艺性分析此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有四个10的孔和四个20的圆角；孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求。工件尺寸全部为极限偏差，尺寸精度比较低，普通冲裁完全能满足要求。2冲裁工艺方案确定该工件包括落料，冲孔两个基本工序方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进摸生产。方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率比较高，模具强度较差，制造难度大操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案三为佳。3主要设计计算（1）排样方式的确定及其计算设计级进模，首先要设计条料排样图。方形的形状用于直排时材料利用率低，应采用直排，如图所示，可显著地减少废料。搭边值确定查表2.5.2，搭边值 a= 1.5mm a1=1.2mm 取 a=1.8mm a1=1.5mm条料宽度确定条料宽度 B=Dmax+2a式中 D=110mm a=1.8mm .代入上式得 B=113.6mm步距S=50+1.5=51.5mm, 冲裁件面积A=(11050-52)=5425,一个步距的材料利用率为A/BS=94%.（2）冲压力的计算该模具采用级进模，拟选择弹性卸料，下出件。冲裁力F=KLtb=1.3(120+60)1.2300=144331卸料力Fx=KxF=0.05144331=7216推件力Ft=nKtF=60.55144331=476292 , (n=710/B=6)冲压工艺总力Fz=F+Fx+Ft=627839(3)压力中心的确定及相关计算计算压力中心时，先画出凸模型图，如图所示，在图中将xOy坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1L10共10组基本线段，用解析法求得该模具的压力中心：基本要素长度 各基本要素压力中心的坐标值 X YL1=15.7 -50 20L2=90 0 25L3=15.7 50 20L4=30 55 0L5=15.7 50 -20L6=90 0 -25L7=15.7 -50 -20L8=30 -55 0L9=31.4 45 -51.5L10=31.4 -45 -51.5L11=31.4 45 -81.5L12=31.4 -45 -81.5合计=805 0 -226 由上述计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点O。(4)工件零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前,首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法.结合该模具的特点,工作零件的形状相对较简单,适合采用线切割机床分别加工落料凸模,凹模,凸模固定板以及卸料们板,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装配工作简化.因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算,具体见表8.2.3所示.尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注落料R10R10R=(Rmax-X)R =(RA-Zmin/2)R=9.82R=9.76查表2.3.3得,冲裁双面间隙Zmax=0.180,Zmin=0.126.模具按IT8级制造.校核满足+=(Z-Z)磨损系数X=0.55050D=(Dmax-X)D=(DA-Zmin)D=49.82D=49.69110110D=109.74 D=109.61冲孔1010d=(d+X)d=(d+Z)d=10.18d=10.24孔心距90900.07L=L/8L=900.01830300.05L=300.013（5）卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算见表8.2.4.选用的4块橡胶板的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，产生歪斜，影响模具的正常工作。项目公式结果备注卸料板工作行程hh= h+t+ h4.2mmh为凸模凹进卸料板的高度mmh为凸模冲裁后进入凹模的深度mm橡胶工作行程HH= h+ h9.2mmh为凸模修磨量，取mm橡胶自由高度HH=4 H36.8mm取H为 H的25%橡胶的预压缩量HH=15% H5.52mm一般H=(10%15%) H每个橡胶承受的载荷FF=F/41111.5N选用4 个圆筒形橡胶橡胶的外径DD=(d+1.27( F/p)68mmD为圆筒形橡胶的内径，取d=13mm;p=0.5Mpa校核橡胶自由高度H0.5H/D=0.541.5满足要求橡胶的安装高度HH= H_ H31mm4.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。（2）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板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。(3)卸料、出件方式的选择因为工件料厚为1.2mm，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件质量，方便安装调整，该级进模具采用中间导柱的导向方式。5.主要零部件设计（1）工作零部件的结构设计落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。其凸模总长L可按公式2.9.2计算：凸模固定板h=（0.60.8）H=1216mm，取16mm。卸料板h=1012mm，取12mm材料厚度t=1.2mm增加厚度h=1020mm，取15mmL=h+h+t+h=16+12+1.2+15=44mm具体结构可参见图8.2.4a所示。冲孔凸模因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。其中冲10孔的凸模结构如图所示：凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式2.9.3，2.9.4计算:凹模厚度 H=kb=0.18110=19.9mm，取20mm凹模壁厚 c=（1.52）H=3040mm 取40mm取凹模厚度 H=20mm ， 凹模壁厚c=40mm凹模宽度 B=50+2c=130mm凹模长度 A=110+2C=110+80=190mm凹模轮廓尺寸为190mm130mm20mm,结构如图所示： （2）定位零件的设计落料凸模下部设置四个导正销，分别借用工件上10mm的四个孔。10mm导正孔的导正销的结构如图所示。导正销在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑销和装配后卸料板下平面超出凸模前端1mm，所以导正销直线部分的长度为1.8mm。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/r6配合。固定挡料销 标准结构的固定挡料销如下图， 导正销：（3）导料板的设计导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取1 mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度按表2.9.7选择8mm。导料板采用45钢制作，热处理硬度为4045HRC，用螺钉和销钉固定在凹模上，导料板的进料端安装有承料板。（4）卸料部件的设计卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模尺寸相同，厚度为14mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为4045HRC。卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为12mm，螺纹部分为M1010mm。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。（5）模架及其他领部件设计该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。导柱d/mmL/mm分别为28150，32150；导套d/mmL/mmD/mm分别为2810038，3210038。上模座厚度H取40mm，上模垫板厚度H取10mm，固定板厚度H取16mm，下模座厚度H取45mm，那么，该模具的闭合高度：H= H+ H+L+H+ H-h=40+10+44+20+45-2mm=157mm式中：L凸模长度，L=44mm H凹模厚度，H=20mm h凸模冲裁后进入凹模的深度， h=2mm。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。课 程 设 计 班级：1006091 学号：100609134 姓名：徐露丝工件名称：冲孔件工作简图：如图所示生产批量：大批量材料：Q235材料厚度：1.2mm冲压件工艺性分析此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有四个10的孔和四个20的圆角；孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求。工件尺寸全部为极限偏差，尺寸精度比较低，普通冲裁完全能满足要求。2冲裁工艺方案确定该工件包括落料，冲孔两个基本工序方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进摸生产。方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率比较高，模具强度较差，制造难度大操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案三为佳。3主要设计计算（1）排样方式的确定及其计算设计级进模，首先要设计条料排样图。方形的形状用于直排时材料利用率低，应采用直排，如图所示，可显著地减少废料。搭边值确定查表2.5.2，搭边值 a= 1.5mm a1=1.2mm 取 a=1.8mm a1=1.5mm条料宽度确定条料宽度 B=Dmax+2a式中 D=110mm a=1.8mm .代入上式得 B=113.6mm步距S=50+1.5=51.5mm, 冲裁件面积A=(11050-52)=5425,一个步距的材料利用率为A/BS=94%.（2）冲压力的计算该模具采用级进模，拟选择弹性卸料，下出件。冲裁力F=KLtb=1.3(120+60)1.2300=144331卸料力Fx=KxF=0.05144331=7216推件力Ft=nKtF=60.55144331=476292 , (n=710/B=6)冲压工艺总力Fz=F+Fx+Ft=627839(3)压力中心的确定及相关计算计算压力中心时，先画出凸模型图，如图所示，在图中将xOy坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1L10共10组基本线段，用解析法求得该模具的压力中心：基本要素长度 各基本要素压力中心的坐标值 X YL1=15.7 -50 20L2=90 0 25L3=15.7 50 20L4=30 55 0L5=15.7 50 -20L6=90 0 -25L7=15.7 -50 -20L8=30 -55 0L9=31.4 45 -51.5L10=31.4 -45 -51.5L11=31.4 45 -81.5L12=31.4 -45 -81.5合计=805 0 -226 由上述计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点O。(4)工件零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前,首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法.结合该模具的特点,工作零件的形状相对较简单,适合采用线切割机床分别加工落料凸模,凹模,凸模固定板以及卸料们板,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装配工作简化.因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算,具体见表8.2.3所示.尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注落料R10R10R=(Rmax-X)R =(RA-Zmin/2)R=9.82R=9.76查表2.3.3得,冲裁双面间隙Zmax=0.180,Zmin=0.126.模具按IT8级制造.校核满足+=(Z-Z)磨损系数X=0.55050D=(Dmax-X)D=(DA-Zmin)D=49.82D=49.69110110D=109.74 D=109.61冲孔1010d=(d+X)d=(d+Z)d=10.18d=10.24孔心距90900.07L=L/8L=900.01830300.05L=300.013（5）卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算见表8.2.4.选用的4块橡胶板的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，产生歪斜，影响模具的正常工作。项目公式结果备注卸料板工作行程hh= h+t+ h4.2mmh为凸模凹进卸料板的高度mmh为凸模冲裁后进入凹模的深度mm橡胶工作行程HH= h+ h9.2mmh为凸模修磨量，取mm橡胶自由高度HH=4 H36.8mm取H为 H的25%橡胶的预压缩量HH=15% H5.52mm一般H=(10%15%) H每个橡胶承受的载荷FF=F/41111.5N选用4 个圆筒形橡胶橡胶的外径DD=(d+1.27( F/p)68mmD为圆筒形橡胶的内径，取d=13mm;p=0.5Mpa校核橡胶自由高度H0.5H/D=0.541.5满足要求橡胶的安装高度HH= H_ H31mm4.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。（2）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板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。(3)卸料、出件方式的选择因为工件料厚为1.2mm，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件质量，方便安装调整，该级进模具采用中间导柱的导向方式。5.主要零部件设计（1）工作零部件的结构设计落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。其凸模总长L可按公式2.9.2计算：凸模固定板h=（0.60.8）H=1216mm，取16mm。卸料板h=1012mm，取12mm材料厚度t=1.2mm增加厚度h=1020mm，取15mmL=h+h+t+h=16+12+1.2+15=44mm具体结构可参见图8.2.4a所示。冲孔凸模因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。其中冲10孔的凸模结构如图所示：凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式2.9.3，2.9.4计算:凹模厚度 H=kb=0.18110=19.9mm，取20mm凹模壁厚 c=（1.52）H=3040mm 取40mm取凹模厚度 H=20mm ， 凹模壁厚c=40mm凹模宽度 B=50+2c=130mm凹模长度 A=110+2C=110+80=190mm凹模轮廓尺寸为190mm130mm20mm,结构如图所示： （2）定位零件的设计落料凸模下部设置四个导正销，分别借用工件上10mm的四个孔。10mm导正孔的导正销的结构如图所示。导正销在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑销和装配后卸料板下