调节偏心轮级进模设计.docx

调节偏心轮级进模设计一、冲压工艺分析及模具结构设计该冲裁件的材料为Q235,材料厚t=1.5mm.该冲裁比较适合冲裁,根据其公差要求,冲裁件精度IT12,模具精度IT9 .因为大批量生产,采用连续模冲裁,先冲孔,后落料/二、排样设计在冲压零件的成本中，材料费用约占60%以上，因此材料的经济利用具有非常重要的意义。冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样。排样合理与否不但影响材料的经济利用，还影响到制件的质量、模具的结构与寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。因此，排样时应考虑如下原则： 提高材料利用率 (不影响制件使用性能前提下，还可适当改变制件形状)。 排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。 模具结构简单、寿命高。保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。根据零件实际情况，采用有废料排样法：如，沿制件的全部外形轮廓冲裁，在制件之间及制件与条料侧 边之间 ，都有工艺余料 (称搭边)存在。因留有搭边，所以制件质量和模具寿命较高，但材料利用率降低。两工件间的搭边:a1=1.4mm工件边缘搭边：a=1.2mm步距为：53mm条料宽度B=（D+2a）(mm) 式中：B条料宽度的基本尺寸(mm)； D条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸(mm)； a侧面搭边，查表1 (mm)； 条料宽度B=(52+1.4+) =55.3mm三、材料利用率 在冲压零件的成本中，材料费用约占60%以上，因此材料的经济利用具有非常重要的意义。冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样。不合理的排样会浪费材料，衡量排样经济性的指标是材料的利用率，可用下式计算：/0F/ 式中材料利用率； 工件的实际面积； F0所用材料面积，包括工件面积与废料面积； A 送料进距 (相邻两个制件对应点的距离)； B条料宽度。 材料利用率/0F/=（2122.64-339-94）/2883.2*100% =61.8%四、冲裁力与压力中心计算 1、冲裁力 计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机、设计模具和检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的需求。普通平刃冲裁模 ，其冲裁力 P一般可按下式计算： FPKptL 式中 材料抗剪强度 L冲裁周边总长(mm)； t材料厚度(mm) 系数 Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损、 凸模与 凹模间隙之波动(数值的变化或分布不均)、润滑情况 、材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系数，一般取 13。 当查不到抗剪强度 时，可用抗拉强度 b代替，而取Kp1的近似计算法计算。当上模完成 一次冲裁后，冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性 收缩而紧箍在 凸模上 。为了使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的材料料刮下 ,将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力 ；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推件力。影响卸料力、推件力 的因素很多，要精确地计算是困难的。在实际生产中常采用经验 公式计算： 卸料力F卸=K卸*F落 推件力 F推nK推 *F落式中 P冲裁力(N)； K卸料力系数，其值为0.020.06(薄料取大值， 厚料取小值)；K推料力系数，其值为0.030.07(薄料取大值， 厚料取小值)；K2 顶件力系数，其值为0.040.08(薄料取大值， 厚料取小值)；n梗塞在凹模内的制件或废料数量(nh/t); h直刃口部分的高(mm)；t材料厚度(mm)。卸料力和 顶件力还是 设计卸料装置和弹顶装置中弹性元件的依据。 冲孔力,F冲=KL1t=46.7KN落料力F落=KL2t=111.438KN卸料力F卸=K卸*F落=0.11* 111.438=12.26KN推件力 F推nK推 *F落=2*0.07* 46.7=6.538KN总冲压力= F落+F卸+F推 =106.2+4.25+5.31=115.76KN2、压力中心计算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，可按下述原则来确定：（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。（3）形状复杂的零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心X=26 Y=25五、冲裁模刃口尺寸计算及其基本原则 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现： （1）由于凸模、凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。 （2）在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。 （3）冲裁时，凸模、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，结果使间隙越来越大。由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需考虑下述原则： （1）落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。 （2）考虑到冲裁中凸模、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸模、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格制件。凸模、凹模间隙则取最小合理间隙值。 （3）确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高( 即制造公差过小)，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果对刃口精度要求过低(即制造公差过大)，则生产出来的制件可能不合格，会使模具的寿命降低。制件精度与模具制造精度的关系见表2.2.1。若制件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形件，一般可按IT7IT6级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件下偏差为零，上偏差为正。 2、刃口尺寸的计算方法 由于模具加工方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为二种情况。 凸模与凹模分别加工计算模具刃口尺寸采用这种方法，是指凸模和凹模分别按图纸标注的尺寸和公差进行加工。冲裁间隙由凸模、凹模刃口尺寸和公差来保证。要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差(凸模p、凹模d)，优点是具有互换性，但受到冲裁间隙的限制，它适用于圆形或简单形状的冲压件。从图2.3.1冲压件与凸模、凹模刃口尺寸及公差的分布状态可以看出，要保证初始间隙值小于最大合理间隙2cmax，必须满足下列条件： pdcmax2cmin也就是说，新制造的模具应该是pdcmin2cmax。 否则制造的模具间隙已超过允许变动范围 2cmin2cmax，影响模具的使用寿命。若 pdcmax2cmin，可取p0.4(2cmax2cmin)，d0.6(2cmax2cmin)作为模具的凸模、凹模的制造偏差。1落料： 设工件的尺寸为D，根据计算原则，落料时以凹模为设计基准。首先确定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于制件轮廓的最小极限尺寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙值2cmin。凹模制造偏差取正偏差，凸模偏差取负偏差，其计算公式如下： 凸模偏差取：上偏差0，下偏差-0.012凹模偏差取：上偏差+0.018 下偏差 02.冲孔： 设冲孔尺寸为d0，根据以上原则，冲孔时以凸模设计为基准，首先确定凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙 2cmin。凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。其计算公式如下： 凸模上偏差0，下偏差-0.012凹模上偏差0.018 下偏差0六、压力机的选用公称压力/KN250工作台/mm左右560前后360滑块行程/mm(1080)工作台孔尺寸/mm左右260前后130直径180滑块行程次数=100r/min立柱间的距离/mm=260最大闭合高度/mm250模柄孔尺寸/mm50*70闭合高度调节量/mm70工作台厚度/mm70滑块中心至机身距离/mm190选用J21-250开式双柱固定压力机七、模具结构的选择1， 模具类型的选择根据冲压工艺的分析，采用级进模冲裁，每个工位相当于单工序模，则直接采用正装结构2， 送料及定位方式l 采用手工送板料l 在级进模第一个工位采用始用挡料销，定距采用固定挡料销，3， 卸料出件方式及其构件的选择加工工件料厚为1.5mm，相对较薄，冲裁后采用弹性卸料板卸料。工件采用下出件（工件从下模座板空间取出）4， 模具导向方式与导向零件采用导柱导套导向。八、确定模具的压力中心 多工位级进模的压力中心与压力机滑块中心轴线偏离不应该超过L/6,凹模板长度方向，凹模板宽度方向B/6九.确定模具结构尺寸1,冲孔凸模 JB/T8057.2-1995固定部分为圆柱形,冲孔直径=22mm采用过盈配合r7紧固在凸模固定板上,顶端形成台肩以便固定,并保证工作时不被拉出凸模的长度L=H1+H2+H3+H=70mmHI凸模固定板的高度 25mmH2卸料板的厚度12MMH3导尺的厚度 3.85mmH附加长度,进入凹模的深度1mm 总修模量 12mm 安全距离172.凸模强度计算凸模承受能力的校核 =P/Ac =500MPa凸模内的压应力，A凸模最小断面积c凸模材料的需用应力失稳弯曲盈利的校核L=EJ4NP E 弹性模量 2.2*105n 安全系数 3L 凸模的自由长度J 凸模断面的轴惯性矩十、凹模刃口的结构形式采用柱形孔口的筒形凹模 JB/T8057.4-19951.凹模块的厚度H=KB=22mm凹模壁厚c=1.5*H=33mm凹模的总长L=52+2*33=118mm凹模的宽度B=52+2*36=118mm1， 螺钉选用M10 销钉选用 82， 凹模的紧固形式：选用销钉及螺钉紧固在下模座上十一、定位零件1.始用挡料销，冲制第一个之间的第一步工位是，确定调料的准确位置的定位零件。JB/T7649-19942.侧刃 JB/T7649.1-1994十二、导料板调料依靠导料板导向送进，以免送偏、采用整体式L*H*B=160*8*25 JB/T7648.6-1994十三、测压装置 为了保证零件紧靠导料板一侧正确送进，采用测压弹簧片JB/T7649.4-1994十四、剪切调料的公差和侧面导板间隙 十五、卸料装置 采用分体式卸料板。JB/T7650.5-1994 紧固螺钉M10.圆柱销钉M6 采用弹簧卸料装置。十六、模架及其其他部件模架选用滑动导向，对角导柱模架模柄 JB/T7646.1-1994 50*75上模座尺寸规格 GB/T2855.1-1990L*B160*125 L1*B1*H=170*130*40凸模固定板规格 160*110*35凹模尺寸 160*110*22下模座尺寸规格 GB/T2855.2-1990 L*B=160*125 L1*B1=170*130 L2*B2=250*180 H=50mm导柱：20*160 22*160 GB/T2861.1-1990导套：20*80*30 22*80*30 GB/T2861.6-1990卸料板尺寸规格：12*160*100十七、模具闭合高度校核模具最小闭合高度Hmin=Hmax-闭合高度调节量=250-70=180mm 模具的闭合高度调=190mm 。满足模具闭合高度的要求十八、参考文献 1冲压模具设计实用手册 郑家贤 编著 机械工业出版社 2007.92.冲压模具设计指导 伍先明 刘厚才 蒋海波 编著国防工业出版社 2011.73.冲压工艺及模具设计 吴诗惇 主编 西北工业大学出版社2007.9专业课课程设计 题目:调节偏心轮