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17
单耳止动
垫片
模具设计
冲压
- 资源描述：
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φ17单耳止动垫片的级进模具设计-冲压模,17,单耳止动,垫片,模具设计,冲压
- 内容简介：
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目录第一部分：前言2第二部分：设计过程4一、冲压件工艺性分析：4二、冲压工艺方案的确定：4三、主要设计计算5四、模具总体设计:11五、主要零部件设计：12六、模具总装图：18七、冲压设备的选定：19九、模具的装配:20第一部分：前言一、前言所谓模具，就是在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品的专用工具的统称。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。 由于历史原因形成的封闭式、“大而全”的企业特征，我国大部分企业均设有模具车间，处于本厂的配套地位，自70年代末才有了模具工业化和生产专业化这个概念。模具工业主要生产能力分散在各部门主要产品厂内的工模具车间，所生产的模具基本自产自用。据粗略估计，产品厂的模具生产能力占全国模具生产能力的75，他们的装备水平较好，技术力量较强，生产潜力较大，但主要为本厂产品服务，与市场联系较少，经营机制不灵活，不能发挥人力物力的潜力。模具专业厂全国只有二百家左右，商品模具只占总数的20左右，模具标准件的商品率也不到20。由于受旧管理体制的影响较深，缺乏统筹规划和组织协调，存在着“中而全”，“小而全”的结构缺陷，生产效率不高，经济效益较差。 在设计过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完美的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，恳请各位老师指正。零件图工件名称：单耳止动垫片工件简图：如上图 生产批量：中批量材 料：Q235 材料厚度：1mm第二部分：设计过程一、冲压件工艺性分析：此工件冲槽、冲孔、落料三个工序。 材料为Q235钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个17mm的孔；孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为7.5mm(孔与32mm外圆之间的壁厚)。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。二、冲压工艺方案的确定：该工件包括冲槽冲孔落料、三个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但模具制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 三、主要设计计算（1）、排样方式的确定及其计算：设计级进模，首先要设计条料排样图。单耳止动垫片的形状具有圆形的特点，直排时材料利用率较高，应采用直排，如图下图所示的排样方法。条料宽度83mm，步距离为81.2mm，一个步距的材料利用率为78%。工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，故采用单排排样设计，采用手工送料，采用导料板导料、挡料销挡料。由表210（见冲模工艺与模具设计一书）查得 ， 那么：条料的宽度：B=51.5+2a1=55.5mm 条料的步距：S=51.5+a=52.5mm 导料板的导料尺寸:=B+=52.5+1=53.5mm(采用无侧压装置,条料与导料板间间隙=1 冲裁单件材料的利用率计算： 排样图如下所示：（2）、冲压力的计算： 、落料力的计算： (K=1.3) ；落料力（N）； L 工件外轮廓周长 L=； t 材料厚度 t=1mm； 材料抗剪强度（MPa）由书（见冲模具设计应用实例一书）附录查得=305Mpa; 落料力则为： 、冲槽、冲孔力的计算：L1工件内轮廓周长 L1=53.4mm =1.353.41305=21.17KN 即冲裁力为: =+=58.38+21.17=79.55KN、卸料力的计算： 卸料力因数，由表2-15（见冲模具设计应用实例一书）查得=0.06 、推件力的计算： 推件力因数 由表215（见冲模具设计应用实例一书） 查得=0.05 n=h/t，n=8/2=4=40.0579.55=15.91KN 、总冲压力的计算： 故总的冲压力为 =58.38+79.55+4.733+15.91=158.573KN(弹性卸料,下出件) 故拟选定J-23-65开式双柱可倾压力机(3)压力中心的确定及相关计算： 计算压力中心时，先画出凹模型口图，如下图所示。在图中将xoy坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1L3共3组基本线段，用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标（122.8，0）。 由己上计算结果可以看出,该件的冲裁力比较大,压力中心偏移坐标原点的距离也比较大,为了便于模具有加工和装配模具中心仍选在坐标原点O. 选用适当的冲床, C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。压力中心数据表基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值XYL1=5200L2=52.552.50合计104.51030（4）工作零件刃口尺寸计算: 在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算如下对工件未注公差可按IT14计算，也可由书附录查得各尺寸的未注公差。根据表210（见冲模具设计应用实例一书）查得冲裁模刃口双间隙mm， mm。1）、落料刃口尺寸计算：的凸凹模的制造公差由表212（见冲模具设计应用实例一书）查得 ， 。 由于 ， 故采用凸模与凹模 分开加工方法，因数由表 213（见冲模具设计应用实例一书）查得X=0.5，则： 其工作部分结构尺寸如图所示： 3）、冲孔刃口尺寸计算：的凸凹模的制造公差由表212（见冲模具设计应用实例一书）查得，.由于 ,故采用凸模与凹模分别加工方法，因数由表 213（见冲模具设计应用实例一书）查得X=0.5 ，则： ,其工作部分结构尺寸如图所示： 5）、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,为凸模凹进卸料板的高度1mm, 为凸模冲裁后进入凹模的深度2mm。橡胶的工作行程，为凸模修磨量取5mm。橡胶的自由高度，H取 的25%。 橡胶的预压缩量,一般。每个橡胶承受的载荷,选用四个圆筒形橡胶。 橡胶的外径,d为圆筒形橡胶的内径，取d=12mm，p为0.5MP。 校核橡胶的自由高度，满足要求。 橡胶的安装高度。 四、模具总体设计:1）模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进 模。 2）定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。 3）卸料、出件方式的选择 因为工件料厚为2mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采 用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操 作与提高生产效率。4）导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中 间导柱的导向方式。五、主要零部件设计： （1）工作零件的结构设计 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M12螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。其总长L可按公式计算：L=120+28+2+29=183mmL-凸模长度 -凸模固定板厚度-卸料板厚度t-材料厚度h-增加长度。它包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度（0.5-1mm）,凸模固定板与卸料板之间的安全距离等,一般 取10-20mm。具体结构如下： 冲孔凸模因为所冲的孔为方形与圆形，而且都不属于需要特别保 护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。冲40mm孔的凸模结构如下图：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，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度 H=kb=0.383mm=24.9mm（查表得k=0.3）凹模壁厚 c=（1.52）H=37.35mm49.8mm取凹模厚度H=50mm，凹模壁厚c=45mm，凹模宽度B=b+2c=（83+245）mm=173mm凹模长度L取360 mm（送料方向）凹模轮廓尺寸为360mm173mm50mm，结构如下图: （2）定位零件的设计落料凸模下部设置一个导正销，冲槽凸模下设置一个导正销。导正应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面lmm ，所以导正销直线部分的长度为1.8mm。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/h6配合。起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选用标准件，规格为 816。（3）导料板的设计导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度按表选择。导料板采用45钢制作，热处理硬度为4045HRC，用螺钉和销钉固定在凹模上。导料板的进料端安装有承料板。（4）卸料部件的设计 卸料板的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为 18mm。 卸料板采用45钢制造，淬火硬度为4045HRC。卸料螺钉的选用 卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为12mm，螺纹 部分为M1010mm。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面lmm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。（5）模架及其它零部件设计 该模具采用后导柱模架，这种模架的导柱在模具后侧 位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。 以凹模周界尺寸为依据,选择模架规格。导柱d/mmL/mm 为40230；导套d/mmL/mmD/mm为4014053。分别上模座厚度H上模取55mm，上模垫板厚度H垫取15mm，固定板厚度H取40mm，下模座厚度H下模取65mm，那么，该模具的闭合高度：H闭=H上模 H垫L H H下模h2 =（55158950702）mm=277mm 式中 L凸模长度，L=74mm； H凹模厚度，H=50mm；h2凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mm。 可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-63的最大装模 高度（300mm），可以使用。 根据主要工作部分尺寸、结构以及弹性元件的尺寸，参照有关资料，可选取级精度的后侧导柱模架（GB/T2851.51990）.即：上模座： 40017355 HT200下模座： 40017370 HT200下模座轮廓尺寸：L=400mm； B=173mm； S=390mm； R=55mm； A1=160mm；A2=290mm；六、模具总装图： 通过以上设计，可得到如下图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（2个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销作为粗定距，在落料凸模上安装一个导正销,另一个导正销利用条料上a=60,b=6孔作导正销孔进行导正，以此作为条料送进的精确定距。操作时完成第二步冲压后，把条料抬起向前移动，用落料孔套在活动挡料销上，并向前推紧，冲压时凸模上的导正销再作精确定距。活动挡料销位置的设定比理想的几何位置向前偏移0.2mm，冲压过程中粗定位完成以后，当用导正销作精确定位时，由导正销上圆锥形斜面再将条料向后拉回约0.2mm而完成精确定距。用这种方法定距，精度可达0.02mm。七、冲压设备的选定：通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-63能满足使用要求。其主要技术参数如下： 公称压力：630KN 滑块行程：100mm最大闭合高度：360mm 最大装模高度：300mm 工作台尺寸（前后左右）：570mm860mm 垫板尺寸（厚度孔径）：50mm155mm 模柄孔尺寸：50mm70mm 最大倾斜角度：25九、模具的装配:根据级进模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。具体装配见下表所示。单耳止动垫片连续模的装配序号 工序 工艺说明1凸模凹模预配装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔,是否符合图纸要求尺寸精度、形状。将凸模分别与相应的凹模相配，检查其间隙是否加工均。不合适者应重新修磨或者更换。2凸模装配以凹模孔定位，将凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并挤紧牢固。3装配下模1.在下模座上划中心线，按中心预装凹模、导料板。2.在下模座、导料板上用已加工好的凹模分别确定其螺孔子的位置，并分别钻孔、攻丝。3.将下模座、导料板、凹模、活动挡料销、弹簧、装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉。4装配上模1.在已装好的下模上放等高垫铁，再在凹模中放入0.12mm的纸片，然后将凸模与固定板组合装入凹模；2.预装上模座，划出与凸模固定板相应螺孔、销孔位置并钻螺孔、销孔。3.用螺钉将固定板组合，垫板、上模座连接
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