《扳手产品的落料冲孔模具设计案例》4300字

第第页扳手产品的落料冲孔模具设计案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u15234扳手产品的落料冲孔模具设计案例综述 1318571.1凹模设计 164021.2凸模的设计 4242261.3凸凹模的设计 6203501.4卸料板的设计 8155231.5固定板的设计 10264221.6垫板的设计 12158511.7模架的选用 12289741.8螺钉和销的选用 12166851.9模具材料及热处理 13通过之前的计算将模具所有的工艺计算完成，完成之后需要进行的就是把这些数据反应到模具中，完成模具的图纸设计，模具设计图纸的流程是先设计整体装配图，而设计装配图要从最重要的零件图凹模开始设计，凹模是最重要的工作零件之一，确定凹模之后，在凹模的基础上，一步步的完成模具其他零件图的设计，包括凸模、卸料板、固定板、垫板等，确定之后再根据这些零件图的尺寸，选择合适模架的，从而完成整个装配图的设计。1.1凹模设计1.1.1凹模外形的确定凹模常见的有组合式和整体式，本次设计中是复合模设计，复合模一般采用的是整体式，因为只有落料和冲孔两个工序，所以凹模不会特别复杂，采用整体式凹模完全能够满足生产的需要。凹模各尺寸大小计算公式如下：凹模边壁厚H=Kb（STYLEREF1\s6.SEQ公式\*ARABIC\s11）凹模边壁厚C>1.5H（STYLEREF1\s6.SEQ公式\*ARABIC\s12）公式中：b——凹模孔的最大宽度（mm）K——因数；H——凹模厚度，其值最小为15~20mm；c——凹模壁厚，其值最小为26~40mm。表材料料宽s/mm材料厚度t/mm≤1>1～3>3～6≤500.30～0.400.35～0.500.45～0.60>50～1000.20～0.300.22～0.350.30～0.45>100～2000.15～0.200.18～0.220.22～0.30>2000.10～0.150.12～0.180.15～0.22由上表可以得知：K=0.18。由该公式可以求出下料凹型模板的大小：凹模厚度计算公式：H凹模的边壁厚度可由公式求出：C>1.5H=1.5×32.004=48.006取凹模边壁厚为50mm。凹模的边长：L=b1+2c（STYLEREF1\s6.SEQ公式\*ARABIC\s13）凹模的宽带：B=b2+2C（STYLEREF1\s6.SEQ公式\*ARABIC\s14）公式中：bb把冲压件对应的数据带入其中计算凹模长：L=b1+2c=177.8+2×将冲压件对应的数据带入其中计算凹模宽：B=b2+2C=28+2×50=128即：L×B×H=277.8×128×32.004查表得凹模尺寸为280mm×180mm×40mm。表STYLEREF1\s6.SEQ表格\*ARABIC\s12矩形和圆形凹模外形尺寸mm矩形凹模的长度和宽度L×B矩形和圆形凹模厚度圆形凹模直径d63×50、63×6310、12、14、16、18、206380×63、80×80、100×63、100×80、100×100、125×8012、14、16、18、20、2280、100125×100、125×125、（140）×80、（140）×10014、16、18、20、22、25125（140）×125、（140）×（140）、160×100、160×125、160×（140）、200×100、200×12516、18、20、22、25、28（140）160×160、200×（140）、200×160、200×125、250×（140）16、20、22、25、28、32160200×200、250×160、250×200、（280）×16018、22、25、28、32、35200250×250、（280）×200、（280）×250、20、25、28、32、35、40250315×250、315×280、315×31525、28、32、35、40、45（280）、315该凹模的形状如图所示：图1.1.2凹模刃口结构形式的选择凹模刃口类型有五种，如下图所示。第一种：阶梯直通式，这种刃口强度高，上面是直通式，下面采用阶梯式方便漏料。第二种：锥形直通式，和第一种的特点差不多，不同的是它的下方采用的锥形式。第三种：完全直通式，没有设置漏料的阶梯和锥形，所以这种适合采用顶出出件的方式。第四种和第五种，上面采用的锥形，下面采用的阶梯式，这样的凹模不会聚集材料，侧壁磨损不是特别大，但是由于是锥形的，所以刃口的强度偏低，而且磨损后会影响工件产品的生产精度。本次设计采用最常用的第一种刃口结构方式。图STYLEREF1\s6.SEQ图\*ARABIC\s12凹模洞口的类型1阶梯直通式2锥形直通式3直通式4锥筒式5锥形式1.2凸模的设计1.2.1凸模结构的确定冲头构造与凹型相同，也可分成组合型和整体式，该设计采用整体式。整体式的凸模也分为两种方式，第一种，圆形凸模，一般圆形凸模采用阶梯式的，这样的凸模固定部分和工作部分分开加工，这样固定和工作部分互相不影响，有利于生产加工。第二种，除圆型冲头外，通常使用直通型冲头，其工作段与固定段的横断面形状相同。1.2.2凸模高度的确定通过常规的图可以发现，冲头的高度通常包括了它的固定料盘的高度、凹模的高度，以及它们的组合。L=ℎ1+ℎ2（STYLEREF1\s6.SEQ公式\*ARABIC\s15）h1——凸模固定板（或者叫上固定板）在模具中的高度；h2——凹模板的高度；凹模的高度根据上模章节的计算结果。将上面的数据统统带入公式中，得出凸模的高度L由以上可得凸模简图如图所示：图STYLEREF1\s6.SEQ图\*ARABIC\s13凸模简图1.3凸凹模的设计1.3.1凸凹模壁厚的校核复合模由于有凸凹模这个结构，所以就会牵涉到一个凸凹模壁厚问题，凸凹模的壁厚也就是产品的孔离边缘的最小距离，所以设计的时候要保证凸凹模运行的最小壁厚小于工件的孔离边缘的最小距离。倒装复合模的最小凸凹模壁厚查下表。表STYLEREF1\s6.SEQ表格\*ARABIC\s13倒装复合模凸凹模最小壁厚mm材料厚度t/mm0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚mm1.41.82.32.73.23.64.04.44.95.25.8材料厚t/mm2.83.03.23.53.84.04.24.44.64.85.0最小壁厚mm1.01.27.17.68.18.58.89.19.49.710通过查表可知，本次设计的凸凹模壁厚最小应该为1.2mm，本设计中凸凹模的最小壁厚为8mm，通过对比可以判断，凸凹模壁厚满足强度要求，凸凹模满足设计要求。1.3.2凸凹模洞口类型的选取复合模分为倒装和正装的结构，两者差别主要是凸凹模位于上模还是下模，本次设计中凸凹模位于下模，属于倒装复合模，倒装复合模废料在下模，需要考虑到排废料的方便与否。凸凹模刃口结构和凹模刃口结构是一样的，一般有五种，如下图所示。第一种：阶梯直通式，这种刃口强度高，上面是直通式，下面采用阶梯式方便漏料。第二种：锥形直通式，和第一种的特点差不多，不同的是它的下方采用的锥形式。第三种：完全直通式，没有设置漏料的阶梯和锥形，所以这种适合采用顶出出件的方式。第四种和第五种，上面采用的锥形，下面采用的阶梯式，这样的凹模不会聚集材料，侧壁磨损不是特别大，但是由于是锥形的，所以刃口的强度偏低，而且磨损后会影响工件产品的生产精度。本次设计采用最常用的第一种刃口结构方式。图STYLEREF1\s6.SEQ图\*ARABIC\s14凸凹模刃口的类型1阶梯直通式2锥形直通式3直通式4锥筒式5锥形式1.3.3凸凹模尺寸的设计凸凹模高度尺寸如图所示，计算公式如下：L=ℎ1+ℎ2+ℎ（STYLEREF1\s6.SEQ公式\*ARABIC\s1式中：h-增加长度（凸凹模进入凹模深度、工件厚度等）；h1-卸料板厚度以及弹性元件的高度；h2-凸凹模固定板（或者叫下固定板）高度；根据公式凸凹模高度：L图STYLEREF1\s6.SEQ图\*ARABIC\s15凸凹模简图1.4卸料板的设计1.4.1卸料板外形轮廓设计卸料板通过名称可以知道它的作用主要就是卸料，冲裁完成之后卸料板紧箍在凸凹模上，所以需要卸料板来完成卸料，从而完成下次送料和冲裁。除此之外，卸料板还能对凸凹模起到保护作用，因为卸料板和凸凹模有相对运动为了保证他们之间运动过程中不损坏凸凹模的刃口，所以需要设计出间隙。凸凹模和卸料板之间的间隙可以通过查下表所得：取0.15mm。表材料厚度t/mm＜0.50.5～1＞1单边间隙Z/mm0.050.10.15卸料板的外形设计比较简单，因为之前凹模已经设计出来，卸料板的外形只需要按照凹模的设计即可，通过之前的凹模外形计算可知，卸料板的外形设计为280mm×180mm，厚度可以通过下表查出，厚度为15mm，综述所述，卸料板的外形尺寸为：280mm×表STYLEREF1\s6.SEQ表格\*ARABIC\s15卸料板厚度冲件厚度t卸料板宽度＜5050~8080~125125~200＞200~0.86681012＞0.8~1.568101214＞1.5~3810121416＞3＞8＞10＞12＞14＞16卸料板图如图所示：图STYLEREF1\s6.SEQ图\*ARABIC\s16卸料板简图1.4.2卸料板的结构设计倒装复合模由于卸料板在下模，是浮动的，所以不能用导料板来导料，一般采用的是2个导料销进行导料，利用一个挡料销进行挡料，首次送料可以靠目测确定送料的位置倒装复合模一般采用的是弹性卸料板，弹性元件可以采用橡胶和弹簧，需要四个卸料螺钉和模座链接，卸料螺钉采用四个对称分布，保证其受力均匀。1.4.3卸料橡胶的计算①确定橡皮的压缩量及厚度开模状态下，卸料板上表面高于凸凹模1mm，板料厚度3mm，闭模状态下凸模进入凹模4mm，卸料板的工作行程L1为6mm。橡皮的自由厚度h为：ℎ=L工0.25−0.3=20~24（STYLEREF1\s6.SEQ公式\*ARABIC\s17）将橡皮的厚度定为22毫米，预压缩率为10%-15%的自由厚度h，大约2.2mm。②橡皮横断面尺寸的测定计算出的卸料力F是6900N，而橡胶的单位面积压力p是2兆帕，那么橡胶的整体截面A是如下所示的计算公式：A=Fq=69002=4400（STYLEREF1\s6.SEQ公式\*ARABIC\s18）采用中间带孔的圆橡皮，孔的直径取40mm。③检查橡皮的高度橡胶的外型为圆筒形，直径40毫米，内孔与外型间的壁厚度大约为16毫米。橡胶的自由高度h和壁厚度之比是：0.5≤ℎb=2216=1.375≤1.5（STYLEREF1\s6.SEQ公式\*ARABIC\s19）所选橡胶不会失稳，所以能满足使用要求。1.5固定板的设计固定板通常都是一块甚至更多的，固定凸模的称为凸模固定板，固定凹模的称为凹模固定板，有时候也有固定凹模的称为凹模固定板，形状不需要计算，只需要按照凹模的形状来设计就可以了，至于厚度，可以按照凹模的60%-80%来设计。则凸模固定板的厚度为：H固=（0.6~0.8）H凹（STYLEREF1\s6.SEQ公式\*ARABIC\s110）公式中：HH由公式得出的固定板的厚度是：H==固定板的厚度是25毫米。固定板图如图所示：图STYLEREF1\s6.SEQ图\*ARABIC\s17凸模固定板图STYLEREF1\s6.SEQ图\*ARABIC\s18凸凹模固定板1.6垫板的设计垫片并不是模具设计中最重要的部件，但是它也起到了很大的作用，可以将冲头和冲头上的压力分散开来，然后再用在模具上，让模具更加的均匀，延长模具的使用寿命。衬垫采用长方体结构，并可根据模具的特殊形状进行调节，和凹模设计成一样的外形，所以垫板的大小一般为280mm×180mm×10mm。1.7模架的选用1.7.1上下模座的选用因为本次设计工件形状和精度适中，且精度不高，形状相对简单，结合之前的分析综合考虑我们选用了后侧导柱模架。导柱的直径、长度，按标准选取。模具底座的大小为L/mm×B/mm＝315mm×200mm，上部模具底座的厚度和下部模具底座的厚度检查标准为50mm和60mm。1.7.2导柱导套的选用在模具中，为了确保加工的精度，通常都会采用导向柱导向套的方式，并且通过导向套的配合，可以使大量的产品达到更高的精度。此次研制的导向套筒与标准导向套筒的外形相似。导柱：设计导柱d=40mm、L=230mm。导套：设计导套d=55mm、长度L=125mm。导柱、导套的配合：根据不同的材质和厚度，我们所设计的部件所需要的配合间隙是不相同的。通常来讲，模具的间隙比为0.3，我们所使的导柱、导套的配合间隙为H6/h5，而不是H7/h6。为了这次模具的加工，我们选用了比0.3更大的啮合。1.7.3模柄的选用根据该模具的构造，由于设计了推板型和打杆型，因此必须使用法兰型模柄。在模柄的设计中，模柄的长度不得大于冲床滑块内模柄孔的深度，并且模柄的直径要与模头的孔径一致，选择模柄的直径为60mm。1.8螺钉和销的选用一个模具需要多个螺钉和销钉，不同的螺钉和销钉的作用也