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制订垫片的工艺规程和冲压成型模具设计 圆孔垫片 两边缺口

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制订 制定 垫片 工艺 规程 以及 冲压 成型 模具设计 圆孔 两边 缺口
资源描述:

目录

一、对零件的冲压工艺性分析 2

1、材料的性能 2

2、结构分析 2

3、精度分析 2

二、分析比较确定工艺方案 2

三、冲压模的刃口尺寸计算 3

四、排样方式 4

1、排样方法的确定 4

2、搭边值的确定 5

3、条料宽度的确定 5

五.冲压力的计算 5

1、冲裁力的计算 5

2、顶件力的计算 6

3、卸料力的计算 6

4、推件力的计算 6

5、压力机公称压力的计算 6

六、冲模压力中心的确定 6

七、冲裁模主要部件和零件的设计与选用 7

1、确定各主要零件结构尺寸 7

2、导料板的结构设计 8

3、固定挡料销的选择 8

4、卸料板的结构设计 9

5、凸模外形尺寸确定 9

6、卸料橡胶的设计 10

7、垫板的选择 10

八、冲压设备的选择 11

九、标准模架的选用 11

1、模架类型 11

2、导向装置 11

3、上、下模座 11

4、模柄 11

5、凸模固定板 12

6、紧固件 12

7、模架的选择 12

十、绘制总装配图 13

十一、参考文献 13

1、材料的性能

Q235钢,表示钢的屈服强度不低于235MPa,旧牌号叫做A3钢,是普通结构钢中的“大路货”,是国产钢材中应用最为广泛的钢。它的特点是,塑性好,适合于制作各种型材,如板材、角钢、槽钢、工字钢等;同时它的焊接性能优良,适合于制造各种焊接结构。

2、结构分析

零件为落料冲孔件,结构简单,左右前后对称,对冲裁较为有利,且此零件材料较薄,卸料力较小,应采用弹性卸料装置。另外,该零件冲裁时工位少,为了节省材料,不采用侧刃定位,而采用固定挡料销的冲孔落料模进行加工。

3、精度分析

图中尺寸未标注公差,以冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14,将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较,可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证.其它尺寸标注、生产批量等情况,也均符合冲裁的工艺要求。

二、分析比较确定工艺方案

方案一采用复合模加工。复合模的特点是生产率高,冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高,冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂,制造精度要求高,成本高,安全度低。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。

方案二采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高,减少了模具和设备的数量,工件精度较高,便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件,用简单模或复合模冲制有困难时,可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大,制造较复杂,成本较高,一般适用于大批量生产小型冲压件。

比较方案一与方案二,对于所给零件,由于复合模冲裁零件时受到壁厚的限制,模具结构与强度方面相对较难实现和保证,所以根据零件性质故采用级进模加工。


内容简介:
1设 计 说 明 书题 目 制定垫片的工艺规程及冲压成型模具设计 专 业: 机 电 工 程 学 院 班 级: 材料成型及控制工程 2 冲 压 成 型 模 具 设 计 课 程 设 计 任 务 书机电工程学院 材料成型及控制工程 专业 091 班 学生 黄丹丹 一、课程设计题目:制订垫片的工艺规程并设计其成型模具二、原始设计资料:按附图及要求给定生产批量:大批量三、设计工作起止日期: 2012 年 12 月 24 日2013 年 1 月 4 日四、设计内容要求: 1. 明确设计任务,确定成型工艺,选择成型设备;2. 确定成型模具的结构方案;3. 计算成型模具零件的工作尺寸,关键部位进行强度计算及校核;4. 绘制成型模具的结构总装图(0或 1图) ;5. 绘制三四张主要零件图(非标准件) ;6. 图纸应符合制图标准及规范;7. 按进度要求分阶段呈交指导教师检查设计工作;8. 设计图纸及计算说明书必须经指导教师审查后方能参加答辩。五、进度要求:1. 明确设计任务,查阅资料。 1 天2. 分析塑件结构,方案设计。 1 天3. 模具结构设计。 3 天4. 零件设计。 2 天5. 编写设计计算说明书。 2 天6. 答辩。 1 天六、应交的设计资料(装入档案袋):1. 设计计算说明书一份(要求打印) ;2. 模具结构总装图一张;3. 零件图三四张。七、主要参考资料1. 塑料模设计手册.手册编写组编. 机械工业出版社 2. 实用塑料注射模设计与制造. 陈万林等编. 机械工业出版社 3. 塑料注射成型模具结构图册. 上海市第二轻工协会 4. 典型注射模具结构图册. 中南工业大学出版社 5. 机械制造工艺师手册. 机械工业出版社 6. 李秦蕊主编. 塑料模具设计. 西北工业大学出版社教研室负责人 指导教师 接受设计任务开始执行日期 年 月 日学生签名 3目录一、对零件的冲压工艺性分析 .21、材料的性能 .22、结构分析 .23、精度分析 .2二、分析比较确定工艺方案 .2三、冲压模的刃口尺寸计算 .3四、排样方式 .41、排样方法的确定 .42、搭边值的确定 .53、条料宽度的确定 .5五冲压力的计算 .51、冲裁力的计 算 .52、顶件力的计算 .63、卸料力的计算 .64、推件力的计算 .65、压力机公称压力的计算 .6六、冲模压力中心的确定 .6七、冲裁模主要部件和零件的设计与选用 .71、确定各主要零件结构尺寸 .72、导料板的结构设计 .83、固定挡料销的选择 .84、卸料板的结构设计 .95、凸模外形尺寸确定 .96、卸料橡胶的设计 .107、垫板的选择 .10八、冲压设备的选择 .11九、标准模架的选用 .111、模架类型 .112、导向装置 .113、上、下模座 .114、模柄 .115、凸模固定板 .126、紧固 件 .127、模架的选择 .12十、绘制总装配图 .13十一、参考文献 .134垫片 2 冲压模具设计说明书一、对零件的冲压工艺性分析零件名称 垫 片 2 图 号材 料 Q235 料 厚 0.5mm 生产批量 25 万/ 年1、材料的性能Q235 钢,表示钢的屈服强度不低于 235MPa,旧牌号叫做 A3 钢,是普通结构钢中的“大路货”,是国产钢材中应用最为广泛的钢。它的特点是,塑性好,适合于制作各种型材,如板材、角钢、槽钢、工字钢等;同时它的焊接性能优良,适合于制造各种焊接结构。2、结构分析零件为落料冲孔件,结构简单,左右前后对称,对冲裁较为有利,且此零件材料较薄,卸料力较小,应采用弹性卸料装置。另外,该零件冲裁时工位少,为了节省材料,不采用侧刃定位,而采用固定挡料销的冲孔落料模进行加工。3、精度分析图中尺寸未标注公差,以冲裁件内外所能达到的经济精度为 IT14,将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较,可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证其它尺寸标注、生产批量等情况,也均符合冲裁的工艺要求。二、分析比较确定工艺方案方案一采用复合模加工。复合模的特点是生产率高,冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高,冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂,制造精度要求高,成本高,5安全度低。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案二采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高,减少了模具和设备的数量,工件精度较高,便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件,用简单模或复合模冲制有困难时,可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大,制造较复杂,成本较高,一般适用于大批量生产小型冲压件。比较方案一与方案二,对于所给零件,由于复合模冲裁零件时受到壁厚的限制,模具结构与强度方面相对较难实现和保证,所以根据零件性质故采用级进模加工。三、冲压模的刃口尺寸计算表 1-1 基准件标准公差数值表公 差 等 级基本尺寸mm IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT163366101018183030505080801201201801802502503153154004005000.8111.21.51.522.5354.56781.21.51.522.52.53457891022.52.5344568101213153445678101214161820456891113151820232512768911131619222529323640101215182125303540465257631418222733394654637281899725303643526274871001151301401554048587084100120140160185210230250607590110130160190220250290320360400100120150180210250300350400460520570630140180220270330390460540630720810890970250300360430520620740870100011501300140015504004805807009401000120014001600185021002300250060075090011001300160019002200250029003200360040001)冲孔部分对于冲 孔部分,采用凹模和凸模分别加工法。5,min0.4Zmax0.6Zaxi.42根据 、 ,axin()pmaxin.()dZ6取得: ,0.8pm0.12dm.dp4故满足 条件maxindZ查冲压工艺及冲模设计表 3-5 得 ,查表 1-1 得 ,则5.0x=0.30pp0.8.85.31mddmin 21201492)落料部分对外轮廓的落料,采用配合加工方法。零件图中未注公差的尺寸,等级以 IT14 由表 1-1 查出其极限偏差: ,0.62350.35R查冲压工艺及冲模设计表 3-5 均得 ;5.0x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 属于凹模磨损35后变大的尺寸,即 A 类尺寸,按一般落料凹模尺寸公差计算:435max0d0.620.15435. 9R3.5 为凹模磨损后变小的尺寸,即 B 类尺寸。按一般冲孔凸模尺寸公差计算。= d3.5in4=B00.3.754.2落料凸模的基本尺寸与凹模相同,分别是: =69,3.AmB凸 凸该零件落料用的凸模刃口尺寸,按凹模实际尺寸配制,并保证最小间隙 。故minZ在凹模上只标注基本尺寸,不标注偏差,保证双面间隙值, 。minax0.4.6Zmin0.4Z四、排样方式1、根据该零件的形状特点及精度要求考虑,采用有废料的排列方法,且采用直对排排样方法,如图 1。72、搭边值的确定查表确定搭边值,根据零件形状两工件间按有弧度取搭边值 ,侧边取1.5am搭边值 。1.5am3、条料宽度的确定为了使条料始终紧靠同一侧导料板送进,所以采用有侧压装置的冲裁模,计算如下:查表得 ,Z=5。则:0.1条料宽度: 00max .1.12(352)38BDm 导料板之间的距离: 84AZ条料宽度方向制件最大尺寸;ax侧搭边;1条料宽度偏差。4、材料利用率计算:A一个冲裁件的实际面积( ) ;2mB条料宽度() ;S步距() 。五冲压力的计算1、冲裁力的计算1)落料力通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值,它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。平刃口冲裁模的冲裁力 F 一般按下式计算:KLtF落 1.38.4053207.N式中 : F冲裁力(N) ;L冲裁周边长度(mm),该冲裁件 L=118.14mmT材料厚度(mm) ;材料抗剪强度(MPa) ,查表 ;b 30MPaK系数,一般取 K1.3。2)冲孔力FLt孔 1.350.361.5N8=2307.61.52098.6.1FNKN孔落2、顶件力的计算查冲压工艺及冲模设计表 3-11 顶件力系数 08.D落料件: =0.0823037.3N=1843NDKF落 落冲孔:5=0.8361.524.9N孔 孔 142970DF K孔落3、卸料力的计算查冲压工艺及冲模设计表 3-11 卸料力系数 =0.0450.055,取 0.05 X落料件: 0.5237.15.9XKFN落 落冲孔:5=6孔 孔 1.9.10.3XF K孔落4、推件力的计算 查冲压工艺及冲模设计表 3-11 推件力系数 =0.063T落料件: =1 0.063 23037.3.4=1451.3NTnKF落 落 冲孔:5=10.631.592.N孔 孔 45.9246TTF K孔落5、压力机公称压力的计算压力机的公称压力必须大于或等于冲压力。采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模,按下式计算总冲压力 FZ:26.13.6429.05ZXTFKN六、冲模压力中心的确定如图 3-4,根据图形分析,因为工件图形对称,故落料时 的压力中心在 上;落F1O冲孔时 、 的压力中心在 上。1F孔 2孔 2O图 3-4 确定压力中心示意图设冲模压力中心离 点的距离为 ,根据力矩平衡原理得:1Ox937FxF孔落由此算得 5.6m七、冲裁模主要部件和零件的设计与选用1、确定各主要零件结构尺寸常见凹模形状有圆形凹模和矩形凹模,圆形凹模在落料冲孔模中最经常采用,所以采用整体式圆形凹模。(1)凹模外形尺寸的确定整体式凹模板厚度: 33120.1.250.7.315.mHKFF冲裁力凹模材料修正系数,合金工具钢取 =1;1 1K凹模刃口周边长度修正系数,可查表 2-28,取 =1.252 2则凹模厚度取 H=16mm凹模长度 L:由冲压模具设计表 2-27 查得凹模壁厚 c=2025mm,此处 c 取 25mm。凹模长度 L: L= cl2/岩凹模长度方向压力中心至最远刃口间隙的 2 倍,则 =2(37-l l5.67+ )52=67.66mm;故 L=67.66+252mm=117.66mm 取 L=118mm凹模宽度 B:凹模宽度 B:B=b+2c=30+225mm=80mm式中 b岩凹模宽度方向刃口型孔的最大距离(mm) ;c凹模厚度,取 c=25mm。凹模的材料选用 Cr12MoV,工作部分热处理 6264HRC。10所以凹模尺寸为 L =118mm80mm16mmHB凹模洞口结构形式有多种,根据加工和落料需求,采用直壁式洞口,线切割后用酸腐蚀下面落料孔或者加工好落料孔再线切割。根据下图的尺寸关系,选择直壁洞口的尺寸参数:H 为凹模的厚度。这样,凹模板的形状尺寸和工作尺寸基本确定,整体结构,例如固定螺钉位置等,在下面确定。2、导料板的结构设计根据下图并结合排样图确定导料板在凹模上的位置,由以上计算得知导料板之间的距离 A 为 38.5。导料板其他部分形状,根据标准导料板的结构进行设计,如下图为标准导料板的相关结构:根据材料厚度 0.5mm,查表选挡料销的高度为 3,导料板的高度 H 则为 4。由最新冲压模具标准及应用手册查表 9-6 弹压卸料横向送料典型组合的结构参数得,导料板的平面尺寸为 14580,其尺寸确定。3、固定挡料销的选择定位装置是用来保证原材料的正确送进并准确定位,在送料方向上采用导料板,在送料垂直的方向上采用固定挡料销,分别控制着材料的平稳送进以及送进步距。根据挡料销的高度为 0.5,查表选择标准挡料销标记为:固定挡料销 A8 JB/T 7649.10-2008。下模座、凹模和导料板用螺钉和销直接紧固在一起,根据螺孔和销孔之间及螺孔至凹模刃口和边缘的最小距离表不选择紧固螺钉规格并确定它们的位置。整体凹模结11构最终如下图:4、卸料板的结构设计由于该冲裁件的所需卸料力较小,故采用弹压卸料装置,这样的话即可以起到卸料作用又可以起到压料的作用,所得的冲裁件的质量较好,且平直度较高。凸台高度等于导料板高度减去材料厚度。由最新冲压模具标准及应用手册查表 6-18:取弹性卸料板的板厚(不包括凸台部分)为 12。卸料上螺钉孔位置与凹模一致,卸料螺钉规格为 M10。5、凸模外形尺寸确定凸模结构类型采用凸缘式凸模,工作截面形状跟工件形状相同,固定段截面取圆形,以便加工固定板的型孔,并在凸缘边缘处加骑缝销钉。凸模长度的计算当采用弹压卸料板时,凸模长度 L 按下式计算:L=h1+h2+t+h-凸模固定板厚度 =(0.60.8)H,则 =160.712mm;h1h1h-卸料板厚度 , =8mm22t-材料厚度,t=0.5mm;h-增加长度,一般取 1020mm,此处 h=20mm。因此,L 1=15+8+0.5+20=43.5mm取 L1=44mm12凸模材料选用 Cr12MoV,工作部分热处理 5862HRC。6、卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算见如下。选用的四块橡胶板的厚度务必一致,不然会造成受力不均匀,运动产生歪斜,影响模具的正常工作。卸料板工作行程 ,一般取 ,t 为板料厚度;mthx5.11hx橡胶的工作行程 , 为凸模修磨量取 5mm。H6行 m橡胶的自由高度 ,H 取 的 25%。240行 0橡胶的预压缩量 ,一般 。%150压 0%15H压每个橡胶承受的载荷 ,选用四个圆筒形橡胶。NF5.7/卸橡胶的外径 ,d 为圆筒形橡胶的内径,取pdD)(2.(1d=10mm,p 为 0.5MP。校核橡胶的自由高度 ,满足要求。 5.12.0/5.0DH橡胶的安装高度 。m压安7、垫板的选择冲裁凸模是否加垫板,应根据模座承压的大小进行判断。凸模支承端面对模座的单位压应力(Mpa)为125MPa式中,F冲裁力(N) ;A凸模支承端面积( ) ; 模座材料的许用压应力,2mp在此,采用 Q235 的模座。根据计算结果,不需加垫板。八、冲压设备的选择使用冲床的公称压力应大于计算出的总压力 ;最大闭合高度应大于2743FN总冲模闭合高度 ;工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求,结合m513工厂实际,可称用 J23-6.3A 开式双柱可倾压力机。并需在工作台面上配备垫块,垫块实际尺寸可配制。双柱可倾压力机 J23-6.3 参数:公称压力: 63kN滑块行程: 5m最大装模高度: 170连杆调长度: 4滑块中心到床身距离:120mm工作台尺寸(前后 左右 ): 20315模柄孔尺寸(直径 mm 深度 mm):3055最大倾斜角度:45九、标准模架的选用1、模架类型 由于零件材料厚度较薄,采用级进冲裁模,对角导柱模架。安装在模座对称中心两侧,导向平稳、导向准确可靠,适用于横向和纵向进料。2、导向装置采用导柱导套式导向装置。讲导柱与导套制成小间隙配合,H7/h6.为了保证使用中的安全性与可靠性,还应注意:当模具出于闭合位置时,导柱上端面与上模座的上平面应留 1015mm 的距离;导柱下端面与下模座下平面应留 25mm 的距离。导套与上模座上平面应留不小于 3mm 的距离。3、上、下模座选用矩形模座,模座的长度比凹模板长度长 4070mm,取 160mm;宽度等于凹模的宽度,即 85mm;厚度为凹模板厚度的 1.5 倍,取 45mm4、模柄中、小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑块上。选用压入式模柄,选用压入式模柄,查表得尺寸为 如图所示,固定段与上模座孔采用 H7/m6 过渡配合,730并加骑缝销防 止转动。装配后模柄轴线与上模座垂直度好。145、凸模固定板选用矩形凸模
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