冲孔落料级进模设计.doc

冲孔、落料连续模题目：冲孔、落料连续模专业：07材料成型及控制工程姓名：孙晓洁学号：0729401129目 录第一章 零件设计任务第二章 冲裁件的工艺性分析第三章 冲裁工艺方案第四章 模具的基本结构4.1模具的类型选择4.2条料（工件）送进与定位方式4.3卸料装置4.4导向方式4.5模具的正装关系4.6模架类型及精度第五章 冲压工艺计算5.1排样5.2冲压力计算5.3压力中心计算5.4冲模刃口尺寸的计算5.5凸模组件及结构设计5.6凹模设计5.7模架的标准选择第六章 具体零件尺寸细化6.1挡料销6.2导料板6.3导正销6.4弹性卸料装置6.5螺钉和销钉等定位元件的尺寸和位置6.6精度要求6.7模具闭合高度6.8卸料板的设计6.9卸料板上的垫板设计6.10凸模固定板的设计第七章 结论第一章 零件设计任务零件简图：如下图所示材料：冷轧钢Q235材料厚度：1.5mm所有尺寸按IT8精度处理第二章 冲裁件的工艺性分析2.1工艺材料分析材料选择为Q235A型，=375470MPa，这里取400MPa。材料能满足一般工程结构及普通零件的性能要求。2.2工件结构分析工件结构形状相对简单，有三个圆孔，孔与边缘之间的距离为2mm，材料厚度t为1.5mm，t, 满足冲裁的工艺性（见模具设计基础与模具CADP17页冲裁工艺性要求）。2.3工件尺寸精度根据零件设计要求，所有尺寸精度为IT8，需采用精密冲裁。但精密冲裁结构相对复杂，可以先使用普通冲裁，后使用修整程序。第三章 冲裁工艺方案完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工工艺方案分为以下3种：1、 方案一：单工序模生产，先冲孔，后落料;2、 方案二：复合模生产，冲孔落料复合冲压；3、 方案三：连续模生产，冲孔落料连续冲压。各模具结构特点及比较如下表：模具种类比较项目单工序模复合模连续模冲压精度一般较低中、高级精度中、高级精度制件最大尺寸与材料厚度一般不受限制一般应在300mm以下常在200mm以下，料厚在0.12.0mm之间生产效率低较高高制造复杂性和价格结构简单，制造简单，价格低结构复杂，制造难度大，价格高结构复杂，制造难度大，价格与工位数成比例上升适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产大批量小型冲压件的生产根据分析结合相关方面分析：方案一模具简单，但不能满足制件的精度要求。方案二能满足制件的精度要求，但复合模必须用到凸凹模，但凸凹模有最小壁厚要求，材料厚度为1.5mm，则最小壁厚为3.8mm。故不能使用复合模。（冷冲模设计）方案三能满足精度要求，且生产率高，操作方便。综合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。第四章 模具的基本结构4.1模具的类型选择由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为连续模。连续模的结构组成单元功能主要零件工作单元冲压加工凸模、凹模辅助单元卸料卸料板、卸料螺钉、弹簧定位X挡料销、侧刃Y导料板、侧压装置Z浮顶销等精定位导正销导向外导向模架、导柱、导套内导向小导柱、小导套固定凸模固定板、上下模座、模柄、螺钉、销钉4.2条料（工件）送进与定位方式条料送进方式采用手动送料，在模具设计时要特别注意操作安全问题。条料在X方向的定位是采用挡料销定位，Y方向采用分离式的导料板。冲裁件的精定位采用导正销。导料板一般沿条料送进方向安装在凹模形孔的两侧，对条料进行导向。该模架采用平直式，平直式多用于低速、手工送料，且为平面冲裁的连续模。如下图所示：4.3卸料装置因采用级进模生产，故采用向下落料出件。有刚性卸料和弹性卸料两种方式，弹性卸料则是卸料板、卸料螺钉和弹性元件构成卸料装置。在凸模抬起过程中，通过弹性元件的回弹力将条料从凸模上脱离的一种卸料方式。在多工位连续模中，多使用弹性卸料装置。4.4导向方式一般采用安装在模架上的导柱、导套进行导向。连续模上的卸料板需对凸模进行设计导向时，需增加小导柱、导套进行导向。4.5模具的正装关系对于连续模而言，其冲裁工序一般只采用正装方式，否则由于废料排除不便，导致无法完成连续冲压成形。正装是指凸模装于上模，凹模装于下模。4.6模架类型及精度选择对角导柱模架，这种模架在凹模面积的对角中心线上装有前、后导柱，其有效区在毛坯进给方向的导套间。受力平衡，上模座在导柱上运动平稳。适用于纵向或横向送料，使用面宽，常用于连续模或复合模。其凹模周界范围为63mm x50mm至500mm x 500mm。这种模架的导向精度较高。导柱与导套之间的配合根据冲裁模的间隙大小选用。冲裁板厚t=1.5mm,选用H7/n6配合的级精度模架。对于中小型模具都是通过模柄固定在压力机滑块上的。本模具采用压入式模柄。第五章 冲压工艺计算5.1排样5.1.1排样方案分析根据零件厚度t=1.5mm，查模具设计基础与模具CAD表3-3冲裁金属材料的最小搭边值，工件之间的最小搭边值=1.5mm，工件与侧边之间的最小搭边值a=2mm。当条料在无侧压装置的导料板之间送料时，条料宽度是D 冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸a 冲裁件与条料侧边之间的搭边值 板材剪裁时的下偏差 条料与导料板之间的间隙查冷冲模设计P62，条料宽=15mm)凹模壁厚c=(1.52)H (=3040mm)其中b 冲裁件的最大外形尺寸K 系数，考虑板料厚度的影响。查冷冲模设计表43知K=0.385。该零件b=34mm,t=1.5mm,k=0.385，则凹模厚度H= Kb=13.09mm,取H=20mm,凹模壁厚c=(1.52)H=3040mm,取c=30mm。则得到了凹模外形尺寸的长与宽。长为94mm，宽为85.5mm5.6.3凹模的固定方法凹模一般采用螺钉和销钉固定在下模座上。螺钉与销钉的数量、规格和它们的位置尺寸可在相关标准中查到。5.6.4凹模的主要技术要求凹模的型孔轴线与顶面应保持垂直，凹模的底面与顶面应保持平行。为了提高模具寿命与冲裁件精度，凹模的底面和型孔的孔壁应光滑，表面粗糙度为=0.8-0.4。底面与销孔的=1.6-0.8。凹模的材料与凸模一样，都是T8A或T10A，其热处理硬度应略高于凸模，达到6064HRC。详细形状及尺寸、精度要求见凹模零件图。5.7模架的标准选择根据凹模的周界大小，将凹模周界适当放大，定位125mm x 125mm。选择对角上模座125x125x30,下模座125x125x35。闭合高度为120150。导柱为22x110,25x110,导套为22x80x28,25x80x28。详细尺寸见GB/T2855.1-1990, GB/T2855.2-1990, GB/T2861.1-1990, GB/T2861.6-1990。第六章 具体零件尺寸细化6.1挡料销挡料销分为固定挡料销、活动挡料销、始用挡料销。这里采用圆形固定挡料销，安装在凹模上，结构简单，制造容易，但销孔离凹模较近会削弱凹模强度。根据JB/T7649.10-1994,选择d=6, =3。6.2导料板根据模具工程大典P1130选择导料板125x40x4 JB/T 7648.5 和160x40x4 JB/T 7648.5材料：45钢，调质2832HRC技术条件：按JB/T 7653 1994 的规定。6.3导正销导正销的结构主要有四种，（见冷冲模设计P104），导正销是根据孔的尺寸选用的。导正销由导入和定位两部分组成。导入部分一般用圆弧或圆锥过渡，定位部分为圆柱面。为保证导正销能顺利地插入孔中，应保持导正销直径与孔之间有一定的间隙。导正销的直径按基孔制间隙配合h9，但考虑到冲孔后弹性变形收缩，因此导正销的基本尺寸应比冲孔凸模直径小。这里冲孔凸模的孔径为6mm，选择C型，这种结构装拆方便，模具刃磨后导正销长度仍能适应导正需要。连续模采用挡料销初定位，用导正销精定位时，挡料销的安装位置应保证导正销在导正条料的过程中有移动的余地。有两种方式对导正销进行定位：这里按第一种方式进行定位：(见冷冲模设计P105图4-57)=15.5-14/2+6/2+0.1=11.6mm式中 A送料步距；D落料凸模直径； 挡料销柱形部分直径；挡料销的位置；0.1mm为条料导正的余地。6.4弹性卸料装置采用圆柱螺旋压缩弹簧，设计模具时，根据所需的卸料力或推件力以及所需的最大压缩行程来计算能承受的工作极限负荷和 其相对应的工作极限负荷下的变形量，然后在标准中选用相应规格的弹簧。（1） 设置装置弹簧个数；（2） 计算弹簧的卸料力；（3） 计算卸料或顶件时所需的最大压缩行程，=式中卸料板高出凸模端面的高度，一般为1mm;凸模进入凹模的深度，一般为0.51mm;凸模的总修磨量，一般为410mm;冲裁件厚度（mm）=1+1.5+1+6.5=10mm（4） 计算弹簧工作时的总行程=+式中是产生所需的弹簧预压缩量。必须不大于弹簧许可的。（5） 计算所需弹簧的工作极限负荷和工作极限负荷下的变形量，由虎克定律：，+=t，孔边距=1.5t。6.6精度要求冲裁件的尺寸精度，普通冲裁为IT10以下，断面粗糙度高于12.5，冲孔精度比落料精度高一级，尺寸要求是IT8，所以在冲裁后需要加修整工序。6.7模具闭合高度模具闭合高度=上模座高度+垫板高度+凸模长度+凹模高度+下模座高度凸模进入凹模的长度=30+6+58+20+35-1=148mm,符合压力机和模架的高度。6.8卸料板的设计首先根据凹模长度125选择标准卸料顶板：长度为125的B型顶板材料：45，热处理硬度是4348HRC技术条件：按JB/T7653-1994的规定。然后在标准卸料顶板上进行打孔：螺纹孔、套筒孔、凸模孔，相应尺寸见上图。6.9卸料板上的垫板设计长度=125mm，宽度=