压圈课程设计

目录绪论1. 冲裁件工艺性分析2. 冲裁方案的确定3. 模具设计计算3.1 排样方式的选择 3.2 搭边和进距计算 3.3计算材料利用率3.4冲压力的计算3.5 模具压力中心的确定4. 主要零部件设计4.1凹模 4.2冲孔凸模4.3落料凸模5. 设计并绘制模具总装图，选取标准件6. 参考文献绪论 模具，作为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制件与零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切削加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员么有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其他加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化特点。设计出正确合理的模具不仅能提高产品质量、生产率、使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部分作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。冲压件名称：压圈 工件简图：如下图所示 材料：Qsn4-4-2.5 材料厚度：0.2mm 工件精度：IT111，冲裁件工艺性分析该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11IT14。且产品图样上有标注工件精度IT11，所以按IT11级处理。将以上精度与零件的精度要求相比较，可以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。 2， 确定工艺方案及模具结构形式方案一：冲孔落料方案二：落料冲孔（复合）。方案三：落料冲孔（连续）方案一：模具结构简单，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二：避免了多次定位的结构，并在冲裁过程中可以压料，工件较平整，较单工序模缩短生产周期。方案三：也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高，完全能满足工件技术要求。所以经过比较，采用方案三最为合适。 3, 模具设计计算3.1排样方式的选择根据零件的形状特点，所以采用如下图的方式。排样图3.2 搭边和进距计算 1、搭边 排样时工件与工件之间及工件与条料之间留下的余料称为搭边及侧搭边，并且搭边值要合理。否则会是材料利用率低或者使工件产生毛刺。损坏模具刃口。搭边值的经验值根据表上的数据得，a=1.8mm a1=2.5mm条料宽度的计算：B=（D+2*（a1+）bo）0-式中 B条料的公称宽度D垂直于送料方向的工件尺寸a1侧搭边bo条料与导料板间的间隙，见下表条料的宽度公差，见下表B=（D+2*（a1+）bo）0-=（55+2（2.2+0.5）+0.1）0-0.5=60.50-0.5mm条料的宽度的公称尺寸为B=60.5mm2.进距 A=B+a式中 B平行于送料方向工件的宽度 a冲裁件之间的搭边值。A=B+a=62.87+1.8=64.67mm3.3计算材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。一个步距内的材料利用率/BS100%式中A一个步距内冲裁件的实际面积；B条了宽度；S步距；/BS100%=56.22%3.4冲压力的计算(1)计算凸、凹模刃口尺寸1落料凹模磨损后增尺寸增大时，凹模尺寸按公式Dd=（D-xo）0+d 其中系数x按IT11精度等级取值x=0.75。 尺寸55在磨损后增大，=0.19mm，化为55.0950-0.19 Dd=（D-xo）0+d =（55.095-0.75*0.19）0+0.19/4 =54.95250+0.0475尺寸R10在磨损后增大，=0.09mm，化为10.0450-0.09Dd=（D-xo）0+d =（10.045-0.75*0.09）0+0.09/4 =9.97750+0.2252冲孔落料时应以凸模为基准，然后配做凹模。落料凸模磨损后，刃口尺寸的变化有变大、不变、变小三种。凸模磨损后增尺寸减小时，凹模尺寸按公式dp=（d+xo）0-p其中系数x按IT11精度等级取值x=0.75。尺寸35在磨损后减小，=0.16mm，化为34.92+0.060dp=（d+xo）0-p =（34.92+0.75*0.16）0-0.16/4 =35.040-0.04尺寸8在磨损后减小，=0.09mm，化为7.955+0.090dp=（d+xo）0-p =（7.955+0.75*0.09）0-0.09/4 =8.02250-0.0225尺寸6在磨损后减小，=0.09mm，化为5.955+0.090dp=（d+xo）0-p =（5.955+0.75*0.09）0-0.09/4 =6.02250-0.0225尺寸2在磨损后减小，=0.06mm，化为1.97+0.060dp=（d+xo）0-p =（1.97+0.75*0.06）0-0.06/4 =2.0150-0.015凸模磨损后尺寸不变的有70，按Lp=L/8计算Lp=700.19/8=700.0238(2)冲压力的计算用平刃冲裁时，其冲裁力一般按下式计算：P=KLt 式中P冲裁力； L冲裁周边长度；t材料厚度；材料抗剪强度； K系数，系数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取=1.31）P落料 = KLt=1.3*(30.16*4+55/2*/3*2)*0.2*400=18521.36N2）P冲孔 = KLt=1.3*(6+2*2+35/2*340/360+*8*2)*0.2*400=18521.36N P= P落料+P冲孔 =18521.36N+18521.36N=27KN查冲压工艺与模具设计书中表2.7得 K卸=0.04 K推 =0.05 P卸=0.04*27=1.08KN P卸=0.05*27=1.35KN根据冲压力计算结果拟选压力机规格为：J236.3所以选用弹压卸料横向送料。3.5 模具压力中心的确定经CAD分析可知，压力中心如下图中心坐标为（75.0,27.0）4 主要零部件设计4.1 凹模 凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位置时。要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄范围内。其轮廓尺寸可按公式计算： 凹模厚度H=kb=0.2x80.62=16.124，取H=18 凹模壁厚c=（1.5-2）H=25.535m，取c=30 凹模宽度 B=b+2c=70+140=200 取B=200 凹模长度 L取125mm（送料方向） 选取的凹模尺寸为200mm*125mm*18mm 用M10*45与下模座固定，用圆柱销8*20与导料板4.2 冲孔凸模 由冲压模具课程设计参考资料表1-302得：凸模长度 L=56mm校核：由于该凸模直径大且短，因此不再校核。4.3 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M10螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H7/m6。总长L可按公式计算： L=56mm (1) 导料板的设计 导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板厚度取4mm，长度为240mm，采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉固定在凹模上。导料板上有活动挡料销凹槽。挡料销为D=10（h7），d=6（m6），h=3，L=14（2) 卸料板设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为16mm。采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC。卸料板上用M10*20螺钉。卸料螺钉为10*48。(3) 模架及其他零部件设计 该模具采用后侧式导柱模架，导柱为25*125,导套为38*95 ，都为A型上模座厚度取35mm，上垫板厚度取6mm，固定板厚度取18mm，前3个用10*45的圆柱销固定，下模座厚度取40mm，承料板125*40*2mm用M6*10，那么该模具的闭合高度： =160mm式中：h2为凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=1mmL凸模长度，L=56mm H凹模厚度，H=18mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J236.3的最大装模高度（165 mm），可以使用。（4）模柄选用凸