【《离合器拨叉零件的落料冲孔复合模设计案例》3900字】

离合器拨叉零件的落料冲孔复合模设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u6217离合器拨叉零件的落料冲孔复合模设计案例 1173361.1落料冲孔模具结构的分析 1241241.2选择合理的压力机 287461.2.1计算总的冲压力 277111.2.2模具压力中心的确定 331861.2.3选择合理的压力机 4119251.3模具非标准件的设计 414791.1.1凹模设计 7308641.1.2凸凹模的设计 8254771.1.3两个冲孔凸模的设计 949701.1.4卸料装置的设计 11167351.1.5推件装置的设计 1137731.1.6凸模固定板的设计 12123801.1.7凸凹模固定板的设计 13163891.1.8垫板的设计 14159771.4.1模架的选择 15231241.4.2螺钉销钉的选用 1691541.4.3模柄的选用 1622041.4.4橡胶的计算选用 161.1落料冲孔模具结构的分析这是该零件的第一步工序，此副复合模是将落料、冲孔工序结合在一起，将效率大大提高，节省了很多成本。这副模具主要组成部分是上下模架、定位的导料销、工作的凸凹模、推件块、卸料装置，结构图如图1.1所示：图1.1落料冲孔模具图1-下模座2-卸料螺钉3-导柱4-凸凹模固定板5-橡胶6-导料销7-落料凹模8-导套9-内六角螺钉10-上模座11-打杆12-模柄13-圆柱销14-垫板15-凸模固定板16-凸模17-推件块18-卸料板19-凸凹模20-圆柱销21-内六角螺钉工作原理：当在开模状态时，工件通过导料销定位，当上模下行的时候，凹模开始和坯料接触，上模继续向下行，凹模就会和卸料板接触，就会对卸料板产生向下的推动，这时橡胶就会承受卸料板向下的力，橡胶就会被压缩，同时，上模向下行的过程中，凸凹模刃口就和落料凹模刃口对坯料进行落料，凸模刃口对坯料进行冲孔。冲裁完成之后，上模就进行回程，橡胶也就恢复原始高度。而在回程的时候打杆就会被上模敲打而形成向下的力施加给推件块，这时就会推动附在落料凹模上的板料。冲孔的废料从凸凹模的冲孔直壁孔中落下。最后工人取走最终的成品。1.2选择合理的压力机1.2.1计算总的冲压力此落料冲孔复合模具采用的是弹性卸料板，并且采用了下面出料的方式，那么此复合模的总冲压力计算公式（3-2）为：F冲裁（落料力）计算公式（3-3）：F通过工件的最终落料尺寸，可计算出总的外轮廓长度为：L1=520.46mm即：F1=520.46×4×600=1249104N=1249.104KN冲裁（冲孔力）计算公式：F底部有2个孔，那么孔的内轮廓总长度为：L2=51.38mm即：F2=51.38×4×600=128112N=12.112KNF冲裁=F1+F2=1377.216KN卸料力和推件力的计算公式（3-4）（3-5）为：F卸料=K卸料F冲裁（3−4）F推件=K推件F冲裁（3−5）K卸料、K表3-6卸料力、推件力、顶件力系数表板厚/mmK卸K推K顶钢>0.05-2.50.04-0.050.0550.06>2.5-6.50.03-0.040.0450.05那么：F卸料=K卸料F冲裁=0.03×1377.216=41.31648KNF推件=K推件F冲裁=0.045×1377.216=61.97472KNF总的冲压力=F冲裁+F卸料+F推件=1480.5072KN1.2.2模具压力中心的确定已知我这个工件为异形件，模具压力中心要和压力计的滑块中心一致，那么工件的压力中心要通过解析法计算出来：x最后求得：x1.2.3选择合理的压力机已知了F总=1480.5072KN，那么选用开式压力机（J23-160），它的公称压力为1600KN。其技术参数[12]如下表3-7。表3-7（J23-25）压力机参数公称压力：1600KN滑块的行程：160mm行程次数：40次/min最大的封闭高度：450mm封闭高度的调节量：150mm工作台尺寸（前后×左右）：1120×710mm模柄孔尺寸（前后×左右）：Φ60×75mm在我草图中的模具闭合高度：325mm，J23-160的最大装模高度是：450mm，高度调节量是：150mm，那么最小装模高度是：300mm。即闭合高度满足以下校核公式（3-8）：H可知落料冲孔模的装模高度是符合校核要求。1.3模具非标准件的设计=1\*GB2⑴零件落料刃口尺寸及公差落料时，因为落料件表面尺寸与凹模刃口尺寸相等或基本一致，应该先确定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸为基准，这个产品的材料是45钢，它的厚度是：4mm。根据查书[9]得到45钢材料的Zmin=0.68mm，Z_max=0.76mm，Z_max—Z_min=0.08m。通过查书得到表3-11由表格得出得45材料的δd=0.045mm、δp=0.030mm。表3-11规则形状（圆形、方形件）冲裁时凸模凹模制造公差公称尺寸凸模偏差δ凸凹模偏差δ凹公称尺寸凸模偏差δ凸凹模偏差δ凹≤18＞18~30＞30~80＞80~120＞120~180－0.020－0.020－0.020－0.025－0.030＋0.020＋0.025＋0.030＋0.035＋0.040＞180~260＞260~360＞360~500＞500－0.030－0.035－0.040－0.050＋0.045＋0.050＋0.060＋0.070满足ZmaxDd=式中：Dd、Dp—分别为落料凹、凸模标称尺寸D—落料件标称尺寸△-工件制造公差Zmax、Zmin—分别为凸、凹模最小合理间隙（双边）δd、δp—凹、凸模的制造公差查书得到下表3-12，已知△=0.50从而选择合适的x，选出x=0.5。表3-12系数x材料厚度工件公差△11~22~4＞4≤0.16≤0.20≤0.24≤0.300.17~0.350.21~0.410.25~0.490.31~0.59≥0.36≥0.42≥0.50≥0.60＜0.16＜0.20＜0.24＜0.30≥0.16≥0.20≥0.24≥0.30磨损系数非圆形x值圆形x值10.750.50.750.5凹模磨损后尺寸变大的：AAAAAA凹模磨损后尺寸变小的：B凹模磨损后尺寸不变的：C落料凸模和落料凹模是配作，只要保证双边间隙满足即可。刃口部分的粗糙度满足Ra0.8mm。=2\*GB2⑵零件冲孔刃口尺寸计算冲孔应以凸模为基准件，然后才能配做凹模。dd公式中：dp-凸模直径、dd-凹模直径d—冲孔件标称尺寸△-工件制造公差Zmax—凸、凹模最大合理间隙（双边）（mm）Zmin—凸、凹模最小合理间隙（双边）（mm）δd、δp—凹、凸模的制造公差（mm）dddd1.1.1凹模设计落料凹模里面的工作部分形状是与工件外形一样的，这次的外形是一个异形不常规。并且凹模是非常重要的零件，因为它决定了工件的精度和光滑程度，所以我们设计的时候要特别注意。=1\*GB2⑴确定最小的壁厚和高度凹模最小壁厚和高度通过书[7]查表3-13可得，表3-13凹模高度h与壁厚cH=40mm凹模的壁厚c：c=（1.5~2）H=60~80mm，取：c=60mm凹模外形尺寸计算：L=b+2c=364mmB=a+2c=216mm=2\*GB2⑵凹模尺寸和材料的确定最后决定凹模刃口的直壁高度时取的14mm。高度选为40mm。凹模刃口是直的，但不是直通式的结构，因为中间要固定一个推件块。它用螺钉和销钉固定，它的外形尺寸通过计算确定为364mm×216mm×40mm,材料我们通常选择Cr12MoV，那么热处理硬度为58~62HRC。内腔的精度等级为IT7级，此零件图如下图1.14所示。图1.14落料凹模1.1.2凸凹模的设计根据对应的冲孔凸模和落料凹模的刃口尺寸，就可以计算出凸凹模刃口部分的尺寸，根据前面的计算，其双边间隙值应保证在0.68~0.76之间。凸凹模高度是由固定板，橡胶和卸料板高度来确定的，凸凹模固定板和卸料板的高度下面计算了。凸凹模是用凸凹模固定板和选用的螺钉进行连接和固定。此零件图如下图1.17。凸凹模的材料跟凹模的材料一样选Cr12MoV，热处理硬度：58~62HRC。图1.17凸凹模1.1.3两个冲孔凸模的设计因为是冲两个孔，因为第一个孔冲的孔径太小，推件块充当了保护套的作用，就可以防止因为太长会被折断。第二孔比较大，所以采用台阶式的结构。台冲孔凸模的长度：冲了两个孔，所以有两个凸模，凸模长度分为两个部分，连接到固定板的位置和自由距离，L=L连+L自，L连图1.15冲孔凸模图1.16冲孔凸模1.1.4卸料装置的设计在设计卸料板的时候，通过结构分析，选择弹性卸料板。卸料板的周界和凹模一致，为了保证卸料板在工作过程中要有一定的强度，所以卸料板的厚度确定为40mm，它的边界为：364mm×216mm。其外形尺寸为：364mm×216mm×40mm，因为还要进行导料，要有导料销，所以有3个销孔。通过各种比较，最后卸料板的材料为45，45钢不仅是现在比较常用的优质碳素结构钢，含碳量（0.45%）波动小，其综合性能也比较好，有比较好的强度和硬度。那么热处理硬度：43~48HRC。。此零件图如下图1.18图1.18卸料板1.1.5推件装置的设计通过结构分析，最后决定推件块外形就用一般的长方形，推件块上要加上两个孔，是为了凸模通过。落料凹模有中间是一个过孔设计，是为了固定推件块，当它向下运动时而不脱落。推件块的材料还是选择综合型能比较好的45钢，选用的材料是跟卸料板一样，那么热处理硬度：43~48HRC。。此零件图如下图1.19。图1.19推件块1.1.6凸模固定板的设计凸模固定板的作用主要是固定冲孔的凸模，还有一个功能是为了保证凸模在工作过程中不被损坏。凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。固定板的外形尺寸跟都和落料凹模一样的，364mm×216mm，高度h=（1~1.5）D，只得注意的是凸模固定板里面有两个孔，是固定凸模的台阶孔，它与垫板和凹模的固定是由4个螺钉和2个销钉固定的。其外形尺寸为：364mm×216mm×40mm，固定板的材料选择综合性能较好的45钢，那么热处理硬度：43~48HRC。此零件图如下图1.20。图1.20凸模固定板1.1.7凸凹模固定板的设计凸凹模固定板的外形周界也和落料凹模一样，固定板与凸凹模相配合，那么内部的形状和凸凹模外形尺寸一样。固定板要有一定的强度，因为要保证凸凹模与下模座更好的定位。高度：h=（1~1.5）D。它是由4个螺钉和2个销钉与下模座相连接固定。设计的凸凹模固定板的尺寸：328mm×284mm×30mm，固定板的材料跟上面的固定板的材料一样，确定为45，热处理硬度：43~48HRC。。此零件图具体尺寸如下图1.21。图1.21凸凹模固定板1.1.8垫板的设计由于模具结构的要求，需要在上模板和固定板之间加一块垫板，是因为垫板可以有效防止上模板发生形变。他中间还设计了一个顶杆过孔，4个螺钉和2个销钉和上模座固定连接。垫板的材料也选择45钢，那么热处理硬度：43~48HRC。。此零件的图尺寸如下图1.22。图1.22垫板1.4标准件的选用1.4.1模架的选择根据凹模周界和闭合高度选用后侧导柱模架。上模座的型号：400×250×55GB/T2851.1-2008下模座的型号：400×250×70GB/T2851.1-2008它的闭合高度在305-350满足压力机的装模高度，导柱的型号：40×260GB/T2861.1-2008导套的型号：45×140×53GB/T2861.3-2008上模座、下模座材料选用HT200，热处理硬度：28~38HRC。上模座的零件图如下图1.23。下模座的零件图如下图1.24图1.23上模座图1.24下模座1.4.2螺钉销钉的选用螺钉选用4个M20×100GB/T10.1-2001和4个M20×75GB/T10.1-2001，以及4个M20×80GB/T10.1-2001的内六角圆柱头螺钉。销钉选用2个Φ20×80GB/T119.1-2000、2个Φ20×55GB/T119.12000；卸料螺钉选择的是内六角圆柱头卸料螺钉4个M20×80-GB/T7650