垫圈冲孔、落料级进模毕业设计

落料冲孔级进模设计工件名称垫圈生产批量大批量材料H62M厚度15MM工件简图见图1图1垫圈一、工艺性分析图示零件材料为H62M，能够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到这种材料，价格适中。外形落料的工艺性垫圈属于中等尺寸零件，料厚15MM，外形复杂程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工艺获得。冲孔的工艺性65MM，尺寸精度要求一般，可采用冲孔。此工件只有外形落料和冲孔两个工序。图示零件尺寸均为未注公差的一般尺寸，按惯例取IT14级，符合一般级进冲压的经济精度要求。由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。二、排样设计1、确定零件的排样方案设计模具时，条料的排样很重要。垫圈零件具有外形规则的特点，采用直排（图2所示）的排样方案进行冲裁。图2条料的排样2、条料宽度、导尺间宽度和材料利用率的计算查表取得搭边值为15MM和18MM。条料宽度的计算拟采用无侧压装置的送料方式，由BD2AC12D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸A侧搭边值C1导料板与最宽条料之间的间隙代入数据计算，取得条料宽度为26MM。导尺间距离的计算由SD2AC1,代入数据计算得导尺间距离为27MM。由文献2材料利用率通用计算公式0BSNA式中A一个冲裁件的面积，MM2N一个进距内的冲裁件数量；B条料宽度，MMS进距，MM得604410925463三、工艺方案的确定手柄零件所需的基本冲压工序为落料和冲孔，可拟订出以下三种工艺方案。方案一用简单模分三次加工，即落料冲孔冲孔。方案二冲孔落料复合模。方案三冲孔落料级进模。采用方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为大批量生产，方案二和方案三更具有优越性。垫圈外形结构简单，可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料连续模。复合模模具制造难度大，并且冲压后产品留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，因此选用级进模更为合理。四、模具结构形式的选择与确定1）正倒装结构根据上述分析，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，为方便小孔废料和成形工件的落下，采用正装结构，即冲孔凹模和落料凹模都安排在下模。2）送料方式因是大批量生产，采用自动送料方式。3）定位装置本工件在级进模中尺寸是一般的，又是大批量生产，冲时第一个工位采用始用挡料销定位，第二个工位采用固定挡料销定位。送料时始用挡料销与固定挡料销作为粗定距，在大凸模上安装两个导正销，利用条料上65MM的孔做导正销孔进行导正，依此作为条料送进的精确定距。3）导向方式为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。由于已经采用了自动送料方式，采用对角导柱模架。4）卸料方式本模具采用正装结构，冲孔废料和工件留在凹模孔洞中，为了简化模具结构，可以在下模座中开有通槽，使废料和工件从孔洞中落下。工件厚度为15MM，料厚比较厚，为了简化模具结构和达到可靠的卸料力，选用刚性卸料板来卸下条料废料。五、冲压力与压力中心的计算，初选压力机1、冲裁工序总力的计算由工件结构和前面所定的冲压方案可知，本工件的冲裁力包括以下部分。冲65MM孔的力P1、落外型料的力P2，向下推出65MM冲孔废料的力P3，向下推出工件的力P4。由刚性卸料板卸条料的废料的力不是压力机提供的，故不用计算在内。考虑到模具刃部被磨损、凸凹模间隙不均匀和波动、材料力学性能及材料厚度偏差等因素的影响，实际计算冲裁力时按下面公式PKLT3式中P冲裁力（KN）L冲裁件剪切周边长度（MM）T冲裁件材料厚度（MM）被冲材料的抗剪强度MPAK系数，一般取13。上式中抗剪强度与材料种类和坯料的原始状态有关，可在手册中查询。为方便计算，可取材料的08B,故冲裁力表达式又可表示为P13LTLTB式中B被冲材料抗拉强度MPA。查手册1表87得10钢的B300MPAP16515300918KNP2（628815300）283KN推件力PTNKTPKT推件力系数,由手册查得KT005N同时卡在凹模的工件或废料数,其中NH/TH凹模刃部直壁洞口高度（MM），T料厚MM查手册2表240可得和H6MM,故N4P34184KN05189P44566KN3工序总力P总P1P2P3P49182831845664498KN2初选压力机查文献4开式可倾压力机参数初选压力机型号为J2363和2310，见表一。表一所选择压力机的相关参数型号公称压力/KN滑块行程/MM最大封闭高度/MM工作台尺寸/MM滑块底面尺寸/MM可倾斜角/封闭高度调节量/MMJ236363351502403702003104535J23101004518030045024037035353压力中心的计算模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机的中心滑块中心线重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨与模具的导向部分不正常的磨损，还会使合理的间隙得不着保证，从而影响制件的质量和降低模具的寿命，甚至损坏模具。由于该零件为规则形状的制件，其对称中心既为压力中心。六、模具主要零件和主要工作机构的设计与标准化1、工作零部件的设计与标准化（尺寸、位置、标准与示意图）（1）工作零部件的计算由于制件结构简单精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸凹模。这时需要分别计算和标注凸模和凹模的尺寸和公差。冲孔时，间隙取在凹模上，则凸模尺寸DAP（DX）P0凹模尺寸DDDXZMIN0式中DDDP落料凹模和凸模的刃口尺寸，MMDPDD冲孔凹模和凸模的刃口尺寸，MMX磨损系数，由手册1查表230得IT14级时X05。ZMIN双面间隙，MM工件公差，MM凸模和凹模的制造公差，MM（1）、冲裁65MM孔凸模、凹模刃口尺寸的计算凸模尺寸由手册表210查得03DAP（DX）P0650503000026650002凹模尺寸由表223得ZMIN026DDDXZMIN0650503002600026910002（2）、外形落料凸模、凹模刃口尺寸的计算因此落料件为复杂的制件，所以利用凸凹模配合法，这种方法有利于获得最小的合理间隙，放宽对模具的加工设备的精度要求。采用配作法，计算凹模的刃口尺寸，首先是根据凹模磨损后轮廓变化情况正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大还是变小，还是不变这三种情况，然后分别按不同的计算公式计算。A、凹模磨损后会增大的尺寸第一类尺寸A第一类尺寸AJAMAXX0025B、凹模磨损后会减小的尺寸第二类尺寸B第二类尺寸BJBMAXX0025C、凹模磨损后会保持不变的尺寸第三类尺寸C第三类尺寸CJCMIN050125其落料凹模的基本尺寸计算如下图4落料凹模刃口部分尺寸第一类尺寸磨损后增大的尺寸A1AMAXX00251405043002504313790011A2AMAXX00256050500250365820009A3AMAXX002522305052002505222040013落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是1379MM，582MM，2204MM，不必标注公差，但要在技术条件中注明凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值ZMIN026。（落料凸模、凹模刃口部分尺寸分别见图4、5）图5落料凸模刃口部分尺寸（2）工作零部件的设计与标准化冲小圆孔的凸模，为了增加凸模的强度与刚度，凸模非工作部分直径应作成逐渐增大的多级形式如图6所示图6冲孔凸模的结构形式凸模长度一般是根据结构上的需要而确定的，其凸模长度用下列公式计算LH1H2H3H式中L凸模长度，MMH1凸模固定板高度，MMH2卸料板高度，MMH3导尺高度，MMH附加高度，一般取1520MM图7整体式凹模的局部结构整体式凹模如图7装于下模座上，由于下模座孔口较大因而使工作时承受弯曲力矩，若凹模高度H及模壁厚度C不足时，会使凹模产生较大变形，甚至破坏。但由于凹模受力复杂，凹模高度可按经验公式计算，即凹模高度HKB凹模壁厚C152H式中B凹模孔的最大宽度，MM但B不小于15MMC凹模壁厚，MM指刃口至凹模外形边缘的距离；K系数，取020凹模高度HKB020223446MM按表取标准值22MM凹模壁厚C15H152233MM凹模上螺孔到凹模外缘的距离一般取（1720）D,图8凹模上的螺孔设计与选用D为螺孔的距离，由于凹模厚度为22MM，所以根据表2462查得螺孔选用4M8的螺钉固定在下模座。故选用如图8螺孔到凹模外缘的最小距离A215D15812MMA3113D9MM凹模上螺孔间距由表247查得最小间距为40MM，最大间距为90MM。螺孔到销孔的距离一般取B2D,所以B应大于。根据上述方法确定凹模外形尺寸须选用矩形凹模板12510015（JB/T76431）冲裁65MM孔凸模、凹模各尺寸及其组件确定和标准化（包括外形尺寸和厚度）小凸模长度L201461858MM由小凸模刃口D665MM查手册2表254可知H3MM,D111MM,D8MM,L58小凸模强度校核要使凸模正常工作，必须使凸模最小断面的压应力不超过凸模材料的许用压应力，即对于圆形凸模DMIN4T式中DMIN圆形凸模最小截面直径，MMT冲裁材料厚度，MM冲裁材料的抗剪强度，MPA凸模材料许用强度，取（1016）103MPADMIN18MM所以承压能力足够。4T3105抗纵向弯曲力校核对于圆形凸模（有导向装置）270D2/F式中LMAX允许的凸模最大自由长度，MMF冲模力,N凸模最小截面的直径，MMLMAX270D2/2706652/1247MM所以长度适宜。189凸模固定端面的压力QAF式中Q凸模固定端面的压力，MPAF落料或冲孔的冲裁力，N模座材料许用压应力，MPAQ97MPA951083凸模固定板端面压力超过了8090A，为此应在凸模顶端与模座之间加一个淬硬的垫板。矩形垫板材料可用45钢，结构形式和尺寸规格见手册表1560，查得1251006由于采用整体式凹模，所以由外形落料凹模确定其凹模板厚度（图6），其凹模刃口高度由表240查得H6MM，20外形落料凸模、凹模各尺寸及其组件的确定和标准化（包括外形尺寸和厚度）外形凸模的设计外形凸模用线切割机床加工成直通式凸模，用两个M8的螺钉固定在垫板上，由于采用固定卸料板，凸模按下式计算（图9）LH1H2H3H其中H1为固定板厚度（20MM），H2为卸料板厚度（14MM），H3为导料板厚度（6MM），H为附加长度，主要考虑凸模进入凹模的深度（1MM）及模具闭合状态下图9凸模长度的确定卸料板到凸模固定板间的安全距离（15MM20MM）等因素。所以L2014611859MM凸模固定板材料可用45钢，结构形式和尺寸规格见手册表1557可得12510015（3）凹模组件的尺寸确定和示意图凹模采用整体式凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。（图10）图10整体式凹模的尺寸凹模的长度选取要考虑以下因素A保证有足够的安装刚性卸料板的位置。B便于导尺发挥作用，保证送料粗定位精度。选取凹模边界为100MM125MM。凹模材料选用CR12制造，热处理硬度为5862HRC。2定位装置的设计与标准化（1）始用挡料块的设计与标准化（尺寸、位置、标准与示意图）淬硬图11始用挡料销的设计挡料块标记456GB/T2866181（图11）材料45钢GB/69988热处理硬度4348HRC技术条件按GB287081（2）固定挡料销的设计与标准化固定挡料销的设计根据标准件，选用此挡料销如图12图12固定挡料销的结构选用直径8MM，H4MM材料为45钢A型固定挡料销（JB/T76491094）根据分析选用废料孔前端定位时挡料销位置如图废料孔前端定位时挡料销位置（如图13）图13固定挡料销的位置C01L2DR挡料销与导正销的间距，MMLC连续模的步距，MMDR导正销的直径，MMD挡料销头部直径，MM155011555MML281（3）导正销的设计与标准化导正销主要用于级进模上，消除挡料销的定位误差，以获得较精确的工件。导正销的结构形式，结构设计，尺寸精度，材料的热处理等可参照JB/T7647194和JB/T7647294选定。导正销的结构形式查手册2选用如图14图14导正销的结构形式DD2AD导正销直径的基本尺寸D冲孔凸模直径2A导正销与孔径两边的间隙冲裁65MM孔的导正销查表得H06T2A005MMDD2A615005650MMH0622132MM（4）导料板的设计与标准化经查表分析得导料板长度L100MM，宽度B26MM，厚度H6MM如图15。图15导料板的设计3、标准模架的选用由凹模周界可以选取标准模架。凹模周界100MM,B125MM,闭合高度H1140MM材料为ZG45ZG310570,0I级精度的对角导柱模架。如图16。导柱标记28170GB/T286119032170GB/T2861190导套标记2810038GB/T28616903210038GB/T2861690上模座标记20016040GB/T2855190下模座标记20016045GB/T2855290模柄标记A50110JB/T76461图16后侧导柱示意图模柄与上模座的联接采用压入式的结构如图17所示。图17压入式的模柄1、卸料装置的设计与标准化在前面已经确定了采用