新闻中心
你的位置:主页 > 新闻中心 >

配电盒设计_百度文库

作者:威尼斯人app 发布时间:2020-08-06 23:55 点击:

  配电盒设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。毕业设计的好资料,好范例!!!

  毕业设计说明书(论文)中文摘要 本文分析了交流配电盒的结构、尺寸、精度和原材料性能,并具体指出了该产 品的成型难点; 拟定了模冲孔落料模具和折弯模冲压工艺方案;详细阐述了排样 设计方法和过程,确定了该产品需要冲孔、落料、折弯的二维和排样图;完成了 所有必要的工艺计算,包括模具刃口尺寸、各工位冲压力、总的冲压工艺力、压 力中心等;概述了模具概要设计方法,系统的阐述了模具主要零件的结构、尺寸 设计及标准的选用。 同时阐述了模具的工作过程、各成形动作的协调性并对设备 选择和核算进行了较为细致的叙述。 关键词 设计 折弯制件 模冲孔落料模具 折弯模 工艺分析 零件设计 模具 毕业设计说明书(论文)外文摘要 Title Design of the Stamping Process and the die for the spring hook Abstract This paper analyzes the technical characteristics of the spring hook such as configuration dimension precision and the capability of the raw materials .There are including the difficulties of this production in the molding ,studying out the technics of the progressive die ,making sure the layout project and the die general structure. The progressive die could complete thirteen processes that include punching, blanking, bending and so on .It has finished all needed technical count ,including the knife-edge of the of mold, the force and of the ench process , punch stress center of the technical force the all process mold .It summarizes the method of designing this mold .It introduces the design and manufacture of the punch, the die, the stripping device, the pushing device, and the blanking holders in details. And it also expatiates the working process of the die, the coordination about each motion of figurations. Besides it has a section about equipment choosing and proofreading. Keywords design bend product progressive-die technical analysis die 目 录 一、 绪论…………………………………………………………..…………….1-2 二、两套模具的工艺分析…………………………………………………….2-4 1、零件工艺分析.........................................................................................2-3 2、 工艺方案的确定.......................................................................................3-4 三、左弯角的模具设计……………………………………………………..4-23 第一章排样设计................................................................................................ 4-8 1.1 毛坯排样设计.......................................4-7 1.2 材料的利用率.....................................7-8 第二章工艺计算................................................................................................ 8-10 2.1 冲压工艺力的计算 .................................. 8-10 2.1.1 冲裁力计算..................................................................................... 8-9 2.1.2 折弯力的计算............................................................................... 9-10 2.2 压力中计算…………………..…………………………………10 第三章模具总体概要设计……………………………………………….11-14 3.1 模具概要设计………………………………………….…………11 3.2 模具零件结构形式确定……………………………………11-14 3.2.1 定位机构…………………………………………………..….13 3.2.2 卸料机构…………………………………….…………..13-14 3.2.3 导向机构…………………………………………...…………14 第四章模具详细设计……………………………………………………144.1 工作零件……………………………………………………….14-18 4.1.1 冲裁凸、凹模............................................................................. 14-16 4.1.2 折弯凸、凹模............................................................................. 16-17 4.1.3 凸模高度设计............................................................................. 17-18 4.2 定位零件............................................................................................. 18 4.2.1 导向零件.......................................................................................... 18 4.2.2 挡料零件.......................................................................................... 18 4.3 出件零件 .......................................... 18-19 4.3.1 卸料零件..................................................................................... 18-19 4.3.2 顶件零件.......................................................................................... 19 4.4 导向零件…………………………………………………………20 4.5 其他零件…………………………………………………………20 第五章设备选择………………………………………………………21-22 5.1 设备吨位确定…………………………………………………21-22 5.2 设备校核…………………………………………………………22 第六章结论……………………………………………………………22-23 第七章参考文献………………………………………………………23 四、滑导 2 的模具设计……………………………………………………..23-44 第一章坯料形状和尺寸的确定?????????????????23-26 1.1 毛坯尺寸计算????????????????????24 1.2 条料宽度的确定???????????????????24-26 第二章模具工作零件刃口尺寸计算???????????????26-29 第三章冲压力计算及压力中心确定???????????????29-32 3.1 冲裁力的计算????????????????????29-31 3.2 压力中心的计算???????????????????31-32 第四章冲压设备的选择及校核?????????????????32 第五章弹性元件的设计计算??????????????????32-33 第六章模具零件的选用设计及必要的设计????????????33-43 6.1 凸模外形结构、尺寸确定???????????????33-35 6.2 凹模外型尺寸的确定?????????????????35-36 6.3 定位件???????????????????????36-38 6.3.1 送料导向件???????????????????36-37 6.3.2 送料定距件???????????????????37-38 6.4 卸料装置和推件置??????????????????38-39 6.5 导向零件??????????????????????39-40 6.6 模架的设计?????????????????????40-43 第七章主要参考文献………………………………………………………………..44 五、 致谢...........................................................................................................44-45 一、绪 论 冲压加工技术应用范围十分广泛,在国民经济各工业部门中,几乎都 有冲压加工或冲压产品的生产。 冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。冲裁是 利用模具使板料的一部分沿一定的轮廓形状与另一部分产生分离以获得制件的 工序。 如冲裁的目的在于获得一定形状和尺寸的内孔,封闭曲线以外部分为制件 称为冲孔; 冲裁的目的在于获得具有一定外形轮廓和尺寸的制件,封闭曲线以内 的部分为制件称为落料。显著提高了劳动生产率和设备利用率。 如折弯模是将板弯成一定形状和角度的零件的成形方法,是板料冲压中加 工工序之一。 冲压 生产 主要 是利 用 冲压 设备 和模 具实 现 对金 属材 料( 板 料)的加工过程。所以冲压加工具有如下特点: 1)生产效率高、操作简单 、内容实现机械化和自动化,特别适合于 成批大量生产; 2)冲压零件表面光滑、尺寸精度稳定,互换性好,成本低廉; 3)在材料消耗不多的 情况 下,可以获得强度高、刚度大、而重量小 的零件; 4)可得到其他加工方法难以加工或无法加工的复杂形状零件。 由于冲压加工具有节材、节能和生产效率高等突出特点,决定了冲压 产品成本低廉,效益较好,因而冲压生产在制造行业中占重要地位。 本论文主要对交流配电盒左弯角冲压模具设计为主线,依据模具的基 本组成部分,采取基础和设计技巧相结合,理论与实践相结合,图例与剖 析相结合,模具设计与加工工艺相结合的方式,分析交流配电盒左弯角的 冲压工艺性,提出设计其模具的多种方案,通过比较分析设计出较合理的 模具。同时,从模具的加工工艺的角度出发,分析并提供便于加工的模具 结构形式,使模具设计和加工更加紧密的结合在一起。 本论文在设计时广泛吸收了国内外各个领域成熟的经验和最新的参 考资料,并在模具的成型零部件等关键部位采用了国内外的优质模具钢。 为了顺应形势发展的需要,在技术上也有一定的创新,使用了计算机辅助 设计来绘图,像 PRO/E、AUTOCAD 等,达到优化设计的目的。 毕业设计是按检阅资料、学习、消化、吸收、创新的思路进行的。本论文是 关于介绍我在毕业设计中做的交流配电盒中左弯角冲孔落料模具和折弯模以及 滑导 2 的冲孔落料复合模的全部设计资料,文中包含了较详细的工艺分析、模具 结构设计及冲压机床的选择。 整个设计是在老师的辅导下以及和同学的相互探讨 下完成,通过这次毕业设计的锻炼,我增加了专业知识,丰富了视野,提高了自 主创新的能力。但是,我毕竟是初次接触级进模具如此具体的设计,再加上知识 经验的局限现性,设计内容可能会有一些漏洞和错误,学生的所有不足之处,殷 切希望各位尊敬的老师及所有的评委能给予指正和指导,谢谢各位老师。 二、两套模具的工艺分析 1.零件的工艺分析 本次毕业设计的产品 见图 1.1 所示,材料为厚 1.2mm 的电解板钢板 料,要求批量为中批量。该零件属于典型的冲裁、折弯件,尤其是内折 弯的成型设计过程,因此,与普通的折弯 相比,变形简单,对工艺与 模具的要求更不高。 图 1.1 交流配电盒左弯角零件图 图 2 交流配电盒 零件尺寸:图 1 图 2 中零件的标注公差都为 IT12 级精度,其余未注 由图中技术要求可知为 IT14 级,零件的尺寸较小,成形的位置较为紧凑, 成形比较简单。 零件材料为电解板钢,有很良好的塑性,料厚为 1.2mm 属薄料,冲压 性能良好。 零件的结构:零件需要经过一次冲裁和二次的折弯成型,零件的结构比较 对称,冲压性能仍然很良好。 综上所述,得到结论:零件具有较好的可冲压性。 2.工艺方案的确定 图 1 工艺方案的内容是确定冲裁件的工艺路线,主要包括确定工序数、工序 的组合和工序的顺序安排等, 应在工艺分析的基础上制定几种可能的方案,再根 据工件的批量、形状、尺寸等方面的因素,全面考虑、综合分析,选取一个较为 合理的方案。 冲裁工序按工序的组合程度可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。 复合冲裁是在压力机的一次行程中, 在模具的同一位置同时完成两个或两个 以上的工序;级进冲裁是把一个冲裁件的几个工序,排列成一定顺序,组成级进 模,在压力机的一次行程中,模具的不同位置同时完成两个或两个以上的工序, 除最初几次冲程外,每次冲程都可以完成一个冲裁件。该工件包括冲孔、落料、 折弯三个基本工序,可以有以下三种工艺方案: 方案一:先落料,在冲孔,最后折弯。采用单工序模生产。 方案二:落料—冲孔复合冲压再折弯。采用复合模具生产。 方案三:冲孔—折弯 再折弯—落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一 虽然工序较多 方案三是一种多工位、效率高的加工方法,但级进模轮廓尺寸较大,制造复 杂,成本较高,一般适用于大批量、小型冲压件。而且工作周期长,模具结构复 杂,生产成本过高。 方案二采用模具具生产,只需三副模具即可成型,模具结构紧凑,冲出的 制件的精度及生产效率都比较高,适合大批量生产。冲裁薄材小型折弯件,模具 制造工作量比级进模低。 通过上述三种方案的分析比较,该工件的冲压生产采用方案二为佳。 图 2 为一个冲孔落料的产品孔的直径为 4.5 两孔的中心距为 120 孔 到边的距离大于 1.5T 所以直接选用一套复合模具就可以了。 三、左弯角的模具设计 第一章 1.1 毛坯排样设计 在进行模具设计时, 首先要设计条料排样图,条料排样图的设计是模具设计 时的重要依据。模具条料排样图设计的好坏,对模具设计的影响是很大的,排样 图设计错误,会导致制造出来的模具无法冲制零件。条料排样图一旦确定,也就 确定了被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序、 模具的工位数、 零件的排样方式、 模具步距的公称尺寸、条料载体的设计形式等一系列问题。在本模具中,排样设 计总的原则是先进行冲切废料,然后折弯,最后切断,并要考虑模具的强度、刚 度,结构的合理性。 冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。排样合理就能用同 样的材料冲出更多的零件来,降低材料消耗。大批量生产时,材料费用一 般占冲裁件的成本的 60%以上。因此,材料的经济利用是一个重要问题, 特别对贵重的有色金属。排样的合理与否将影响到材料的经济利用、冲裁 排样设计 质量、生产效率、模具结构与寿命、生产操作方便与安全等。 排样的意义就在于保证用最低的材料消耗和最高的劳动生产率得到合 格的零件。 毛坯在板料上可截取的方位很多,这也就决定了毛坯排样方案的多样 性。典型毛坯排样:单排、斜排、对排、无费料排样、多排、混合排。 根据此次毕业设计的零件结构特征,决定采用单排、中间载体。采用这种 毛 坯排样的模具结构的相对简单,模具制造较为方便。 1.条料搭边值的确定 搭边是指排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的剩料。 其作用是使 条料定位,保证零件的质量和精度,补偿定位误差,确保冲出合格的零件,并使 条料有一定的刚度,不折弯,便于送进,并能使冲模的寿命得到提高。 由参考文献[3]表 2-5 得: 材料厚度为 1.2mm 时, 条料长度小于 100mm, 搭边可以取 a=1.2mm, a1=5mm。 2.条料的宽度 条料采用无侧压,可以确定条料与导料销的间隙和条料宽度偏差分别 为 c 1 ? 0 . 8 , ? ? 0 . 5 由参考文献[3]中公式 2-24 得 B ? ? ? [ D ? 2 ( a ? ? ) ? c1 ] 0 0 ?? 0 ? 0 .5 =【82.7+2×1.5】 3.步距 =85.7mm 冲裁模的步距是确定条料在模具中每送进一次,所需要向前移动的固 定距离。步距的精度直接影响到冲件的精度。设计连续模时,要合理的确 定步距的基本尺寸和精度。 步距的基本尺寸, 就是模具中相邻工位的距离。 连续模任何相邻两工位 距离都必须相等。 此次毕业设计的条料为单排,步距的基本尺寸等于冲压件的外形轮廓 尺寸和两冲压件间的搭边宽度之和,其步距基本尺寸 由参考文献[3]得: S=L+a 式中 S---冲裁步距 L---沿条料送进方向,毛坯外形轮廓的最大宽度值 a----沿送进方向的搭边值 该零件的步距确定为: S= L + a= 89.2+2 =91.2mm a) 产品图 b)毛坯展开图 横向单排 c)图材料利用率为:78﹪ d)纵向单排 d)图材料利用率为:83﹪ 图 2.1 排样图示意图 毛坯排样图如图 2.1(c、d))所示,考虑到后续折弯成型和取件的方便 性,最后选择横向单排。 1.2 材料的利用率 1.排样方式的确定 根据冲裁件的结构特点,排样方式可选择为:直排,有废料排样。 2.送料进距的确定 为了节约材料,应合理的选择搭边值。搭边值过小,会使作用在凸模侧表面上的 发向应力沿切口分布不均, 降低冲裁质量和模具寿命,故必须使搭边的最小宽度 大于冲裁时塑性变形区的宽度, 一般可以取材料的厚度。若搭边值小于材料的厚 度,冲裁时搭边可能被拉断,有时还会被拉入到凸、凹模间隙中,使零件产生毛 刺,甚至损坏模具刃口。 搭边值的大小与材料的性能、零件的外形及尺寸、材料的厚度、送料及挡料 的方式、卸料方式有关。硬材料的搭边值可以小一些,软材料和脆材料的搭边值 应大一些。 零件尺寸大或有尖突时, 搭边值应大一些, 厚材料的搭边值取大一些。 第二章 2.1 冲压工艺力的计算 工艺计算 工艺计算是模具设计的基础,只有正确的计算出各道工序的凸凹模尺 寸、冲压力、毛坏尺寸等,才能设计出正确的模具。而且是选用压力机、 模具设计以及强度校核的重要依据。为了充分发挥压力机的潜力,避免因 超载而损坏压力机,所以计算是非常必要的。 工艺计算是选用压力机、模具设计以及强度校核的重要依据。为了充 分发挥压力机的潜力, 避免因超载而损坏压力机, 所以计算 是非常必要的。 2.1.1 冲裁力计算 冲裁力是冲裁力、卸料力、推件力和顶料力的总称。 冲裁力是凸模与凹模相对运动使工件与板料分离所需要的力,它与材 料的厚度、工件的周长、材料的力学性能等参数有关。冲裁力是设计模具、 选择压力机的重要参数。计算冲裁力的大小是为了合理的利用冲压设备和 设计模具。选用冲压设备的标称压力必须大于所计算的冲裁力,所设计的 模具必须能够传递和承受所计算的冲裁力,以适应冲裁的要求。 该模具采用弹性卸料和下方出料方式。总冲压力 F 0 由冲裁力 F 、卸料 力 F 卸 和推件力 F 推 组成。 由于采用复合冲裁模, 其冲裁力由落料冲裁力 F 落料 和冲孔冲裁力 F 冲孔 两部分组成 冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力,它是随凸模行程而变化的。 通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。平刃冲模的冲裁力可按下式计算: F ? KLt ? b (3.1) 式中 F ——冲裁力(N) ; L ——零件剪切周长(mm) ; t——材料厚度(mm) ; ? b ——材料抗拉强度(MPa) 。 K ——系数,一般取 K=1.3。 已知零件材料是电解板,取 ? b =450Mpa,材料厚度 t=1.2mm,L 值由全部冲裁 线即冲裁零件周长尺寸组成 1) 落料、冲孔冲裁力。材料电解板的抗拉强度可按 ? b ? 450 MPa F 落料 ? Lt ? b ? 302 . 5 ? 1 . 2 ? 450 ? 544500 N F 冲孔 ? Lt ? b ? 267 ? 1 . 2 ? 450 ? 480600 N 2) 推件力。 查表得推件力系数 K 推 ? 0.055 , 凹模中的卡件数 n 为 4。 F 推 ? nK 推 F 冲孔 ? 2 ? 0 . 055 ? 480600 ? 52866 N 3) 卸料力。查表得卸料力系数 K 卸 ? 0.05 。 F 卸 ? K 卸 F 落料 ? 0 . 05 ? 544500 ? 27225 N 2.1.2 折弯力的计算 折弯力是指压力机完成预定的折弯工序所施加给板料的压力, 这是选择压力 机的依据。 为了合理地选择压力机和模具设计,必须计算折弯力。折弯力的大小不仅与 毛坯的尺寸、材料的力学性能、晚期半径等有关,而且和折弯方式也有很大的关 系,从理论上计算折弯力比较繁杂,精确度亦不高,因此生产中常采用经验公式 进行计算。此此毕业设计中所涉及的折弯均视为校正折弯。 由参考文献[3] 表 3-3 得: 折弯力为: F自 = CKBt r?t 2 ?b (4-6) 式中 C——与弯曲形式有关的系数,对于 V 形件 C 取 0.6;对于 U 形件 C 取 0.7; K——安全系数,一般取 1.3; B——料宽(mm) ; t ——料厚(mm) ; r ——弯曲半径(mm) ; ? b ——材料强度极限(MPa)。 该工件属于 U 形件,则: F自 =(1.2X1.3X101.6X4X4)/(1+2.5) X450=570585N 压料力的计算: 压料力 Q 值可近似取自由弯曲的 30% ? 80%,即: Q ? (0 .3 ? 0 .8) F自 (4-7) 式中 取 Q——压料力,mm; Q= 0.8 F自 =1.2 ? 570585N=456468.5N 选择压力机时: F压 力 机 ? F自 ? Q =1027054N 2.2 压力中心计算 冲压力合力的作用点称为冲模压力中心。 冲模压力中心应尽可能和模柄的轴 线以及和压力机滑块的中心线重合,以使冲模平稳地工作,减少导向机构滑动件 之间的磨损,提高运动精度以及模具和压力机的寿命。 冲模压力中心的求法,采用求平衡力系合力作用点的方法。由于绝大部分冲 裁件沿冲裁轮廓的断面厚度不变, 轮廓各部分的冲裁力与轮廓长度成 正比,所以,求合力作用点可转化为求轮廓线的重心。具体的方法如下: 1) 按比例画出冲压轮廓线,选定直角坐标 x-y; 2) 把图形分成几部分,计算各部分长度 L1、L2、….Ln,并求出各 部分重心位置的坐标值; 3) 按下列公式求出冲模压力中心的坐标值(X0,Y0) x0 ? L 1 x1 ? L 2 x 2 ? ? ? L nx n L 1 ? L 2 ? ... ? L n ? y0 L 1 y 1 ? L 2 y 2 ? ? ? L ny n L 1 ? L 2 ? ... ? L n 由于该零件形状对称,所以压力中心在该零件的中点上坐标值(X0,Y0) 。 第三章 3.1 模具概要设计 模具总体概要设计 模是用多个零件按照一定关系装配而成的有机整体,结构是模具的“形” 。 模具的优劣很大程度上体现在模具结构上, 因此冲孔落料模具和折弯模的结构对 模具的工作性能、加工性、成本、周期、寿命等起着决定性作用。 在此次模具的结构设计大体可以分为两步:第一步根据工序排样的结 果确定模具的基本结构框架,确定组成冲孔落料模具和折弯模 的主要结构 单元及形式,对模具制造和使用提出要求;第二步确定各结构单元的组成 零件及零件间的连接关系。结构设计的结果是模具装配 图和零件明细表。 在结构设计中概要设计是模具结构设计的开始,它以工序排样图为基 础,根据产品零件要求,确定 冲孔落料模具和折弯 模的基本结构框架。结 构概要设计包括: (1)模具基本结构:定位方式以及导向方式确定;卸料方式以及出件 方式确定; (2)模具基本尺寸:模具工作空间尺寸、各个板的厚度、闭合高度。 (3)模架基本结构:模架的类型 ;导柱与导套选配以及模柄类型的选 择。 (4)压力机的选择:压力机的类型;压力机规格。 3.2 模具零件结构形式确定 本模具是用冲孔落料模具和折弯模完成的如图 4.1(a)和图 4.1(b)。 采用 对角模架,滚动导柱、导套机构导向,弹性卸料板卸料,采用装置顶杆顶 料。 4.1(a) 4.1(b) 4.1(d) 模具二维总装图 导料销进行导向,定位板定位,推杆进行推出制件,并完成零件的冲 孔 、落料 、折弯工序。模具主要有上模座、凸模垫板(上垫板) 、凸制模 固定板、卸料板、凸凹模固定板、凹模垫板(下垫板) 、定位板、下模座、 导柱、 导套。 冲孔落料模具凹模周界长 200mm,宽 200mm,模具总长 320mm, 总宽 270mm。模具的闭合高度是 194mm。折弯模凹模周界长直径 200mm 模具总长 300mm,总宽 300mm。模具的闭合高度是 276.3 mm。冲孔模具 凹模周界长 200mm,宽 200mm,模具总长 320mm,总宽 270mm。模具的闭 合高度是 205.63mm。凸模固定板用于安装所有冲孔凸模、凹模板用于冲 孔、折弯凸模。所有冲孔凸模、折弯凸模。折弯凹模和采用单边挂台固定 在卸料板上,装配后磨平。其中最后一步折弯凸模采用镶块结构,与凹模 垫板采用螺钉紧固、销钉定位的方式固定。卸料板是一整块,采用四个螺 钉固定。 3.2.1 定位机构 为限制被冲材料的进给步距和正确地将工件安放在冲模上完成下一 步的冲压工序,必须采用各种形式的定位装置。用于冲模的定位零件有导 料销、导料板、挡料销、定位板、导向销、定距侧刃和侧压装置等。定位 装置应避免油污、碎屑的干扰并且不与运动机构干涉。定位精度要求较高 时,要考虑粗精度和精精度两套装置,分步进行;坯料需要两个以上工序 的定位时,它们的定位应该一致。 综上所述:在此次模具设计中 x 方向采用带侧刃进行粗定位,导正销 精确定位; y 方向上采用导料板与导正销进行定位。本模具中,侧刃采用 成型侧刃的形式。在第一工位时成冲导正孔的凸模同时冲下。在第二工位 时,当条料沿着导料板送进一段距离后(一个步距) ,导料板上的台阶(相 当与挡块的作用)挡住条料以阻止条料的继续前进,起到粗定位的作用, 上模下行时,导正销首先插入到导正孔中,纠正送料误差,对条料进行精 确定位。采用的弹顶结构,在工作的时候可以起到顶料的作用,将条料顶 出继续向前送料。 3.2.2 卸料机构 卸料机构的主要作用是把材料从凸模上卸下,有时也可作压料板用以 防止材料变形,并能帮助送料导向和保护凸模 等。可分为固定刚性卸料板 以及弹性卸料板。 在本次模具设计中采用弹性卸料板,弹性卸料板具有卸料和压料的双重作 用,多用于冲制薄料,使工件的平面度提高。在折弯成型时,可以防止条料发生 侧移。当上模上行时,卸料板将卡在凸模上的条料推下。同时,在下模部分安装 有弹顶装置,上模上行一段距离后,卸料板不再压住条料时,顶件块和浮顶装置 将条料顶出最大的成型距离。此时,条料完成了一个工位的成型,向前送进一个 步距。 3.2.3 导向机构。 对生产批量大, 要求模具寿命和制件精度较高的冲模。一般应采用导向机构 来保证上、下模的精确导向。上、下模导向,在凸、凹模开始闭合前或压料板接 触制件前就应该充分的合上。导向机构有导柱、导套机构,侧导板与导板机构和 导块机构。在此副模具中由于零件的尺寸较小,对制件的精度要求较高。所以采 用四角滚动导柱、导套和旋入式模柄配合,这样的四导柱导向精度比较平稳,精 度较高。 第四章 4.1 工作零件 模具详细设计 4.1.1 冲裁凸、凹模刃口尺寸计算 一、冲裁凸、凹模刃口尺寸计算原则 计算冲裁凸、凹模刃口的依据为:①冲裁变形规律,即落料件尺寸与 凹模刃口尺寸相等,冲孔尺寸与凸模刃口尺寸相同。②零件 的尺寸精度。 ③合理的间隙值。④磨损规律,如圆形凹模尺寸磨损后变大,凸模尺寸磨 损后变小,间隙磨损后变大。⑤冲模的加工制造方法。因而在计算人口尺 寸时应按下述原则进行。 ㈠ 保证冲出合格的零件 根据冲裁变形规律,冲孔尺寸等于凸模刃口尺寸,落料件尺寸等于凹 模刃口尺寸。因而冲孔时,应以凸模为基准。落料时,以凹模为基准。基 准件的尺寸应在零件的公差范围内。冲孔时间隙取在凹模上,落料时间隙 取在凸模上。 ㈡ 保证模具有一定的使用寿命 新模具的间隙应是最小的间隙,磨损后到最大合理间隙。考虑到冲裁 时凸、凹模的磨损,在设计凸、凹模刃口尺寸时,对基准刃口尺寸在磨损 后增大的,其刃口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较小的数值。对基 准件刃口尺寸在磨损后减小的,其人口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围 内较大的数值。这样,在凸凹模磨损到一定程度的情况下,仍能冲出合格 的零件。 ㈢ 考虑冲模制造修理方便,降低成本 为使新模具的间隙值不小于最小合理间隙,一般凹模公差标注成 + ? d , 凸模公差标注成 ? ? p 。间隙能保证的条件下不要把制造公差定的太紧。一 般模具制造精度比工件精度高 2 至 4 级。若零件没有标注公差,对于非圆 形见按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14 精度处理。本毕业设计对 未标注公差的零件尺寸采用 IT12 精度处理。 二、冲裁刃口尺寸计算方法 制造冲模的关键主要是控制凸、凹模刃口尺寸及其间隙合理。由于模 具加工方法不同,凸、凹模刃口尺寸计算公式和公差标注也不同。凸、凹 模刃口尺寸的计算方法基本上可分为两类,分别加工与配合加工,对于形 状复杂或薄料的冲裁件的冲裁,为了保证凸、凹模之间的间隙值,一般采 用配合加工。此方法是先加工好其中一件(凸模或凹模)作为基准件,然 后以此基准件来加工 另一件,使他们之间保持一定的间隙。这种加工方法 的特点是 ⑴ ? p 模 具 间 隙 是 在 配 制 中 保 证 的 , 因 此 不 需 要 较 核 , 所以加工基准时可以适当放宽公差, 使其加工容易。 ? ? d ? Z max ? Z min ⑵ 尺寸标注简单,只需在基准件上标注尺寸和公差,配制件仅标注 基准尺寸并注明配做所留间隙值。 由于形状复杂工件各部分尺寸性质不同,凸模与凹模磨损情况也不 同,有变大的、有变小的、也有不变的,必须对有关尺寸进行具体分析后, 按前述尺寸计算原则区别对待。 查表 2-1 得模具冲裁间隙值 Z min ? 0 . 4 mm , Z max ? 0 . 6 mm ,查表 2.11 的凸、 凹模制造公差: ? ?? p ? 0 . 007 , ? ? d ? 0 . 010 , 查表 2-4 得, 因数 x=0.75, 取 0.2 校 ? p 核 : Zmax-Zmin=0.13-0.10=0.03mm , ? ? d ? 0 . 007 ? 0 . 010 ? 0 . 017 mm 满足校核条件 ? p ? ? d ? Z max ? Z min 1. 冲孔 应以凸模为基准,然后配做凹模。 ⑴变小的尺寸 这类尺寸就是前面所述冲孔基准件凸模尺寸,应按式: 应 用公式: ( A p ? ( A ? x ? ) ? ? ? 2 ? 0.3 ? 0.5 )0.005 . ? 2.15 0 0 p 0 - 0.005 ⑵增大的尺寸 这类尺寸在冲孔凸模上相当于落料基准件凹模尺寸, Bp 应按式计算: B P ? ( B ? x ? ) 0 当孔的尺寸为 C 0? ? 时 当孔的尺寸为 C ?0 ? 时 当孔的尺寸为 C 2. (1)冲孔 ?? ?? p ⑶无变化的尺寸 这类尺寸可分为以下情况: Cp Cp = ( C ? 0 .5 ? ) ? ? P / 2 = ( C ? 0 .5 ? ) ? ? P / 2 C ??P /2 时 冲 ? 20 的孔应以凸模为基准,然后配做凹模 d p ? ( d ? ?? ) ? ? p ? ( 20 ? 0 . 75 * 0 . 5 ) ? 0 .020 ? 20 . 05 ? 0 .020 ( mm ) 0 0 0 p d d ? (d ? ? min ) 0 ? ?d ? ( 20 . 05 ? 0 . 1) ? 20 . 15 0 ? 0 . 020 ( mm ) (2) (1)冲孔 d 0 p 冲 ? 4.5 的孔应以凸模为基准,然后配做凹模 0 0 ? ( d ? ?? ) ? ? p ? ( 4 . 5 ? 0 . 75 * 0 . 5 ) ? 0 .020 ? 4 . 55 ? 0 .020 ( mm ) p d d ? (d ? ? min ) 0 ? ?d ? ( 4 . 55 ? 0 . 1) ? 4 . 65 0 ? 0 . 020 ( mm ) (3)落料 D d ? ( D ? ?? ) 0 ? ?d 应以凹模为基准,然后配做凸模 ? ( 89 . 2 ? 0 . 75 * 0 . 2 ) 0 ? 0 . 020 ? 89 . 15 0 0 ? 0 . 020 ( mm ) D p ? ( D d ? ? min ) ? ? p ? ( 89 . 15 ? 0 . 1) ? 0 . 020 ? 89 . 05 ? 0 . 020 ( mm ) 按计算尺寸和公差制造凸模后,再按凸模刃口实际尺寸并保证最小合理 间隙 Z m i n 配做凹模。 4.1.2 折弯模工作部分尺寸的确定 折弯凸模设计 在设计折弯模具,模具结构是否合理直接影响成形质量及其稳定性、折弯 力的大小、模具成本、模具寿命等问题。 根据折弯件外形尺寸, 可以基本确定折弯凸模的工作部分尺寸,折弯凸模高 度应在折弯凸模下行至下死点时与零件折弯部分高度一致。 U 形件折弯模是折弯模中最简单的一种,其特点是结构简单,通用性好,但 折弯时毛坯容易滑动偏移,影响工件精度。根据工件精度不同,可以采用带有定 位销顶杆和 U 形顶板的结构,以防止坯料滑动,提高工件精度。 小批量生产多采用 V 形折弯件, 大批量生产时往往将其处理为 U 形折弯, 特别是采用级进模加工时,一定要考虑送料顺利、直边平直、减小回弹等问题。 对于 U 形折弯,折弯方向可以向下折弯,也可以向上折弯。设计时应注意以 下问题: (1)向下折弯时,折弯凸模必须安装于凸模固定板上。开模后凸模缩进卸料 板,带料送进后遵循导正销定位——卸料板压料——凸模折弯的工作顺序。 (2)向上折弯时,应该以卸料镶块作为折弯凸模。如果采用安装于凸模固定 板上的凸模进行折弯,则因为压料不紧,带料将偏移而成形效果不好。还应当采 用弹性顶件装置压料,这样即在弹性卸料装置和顶件装置的弹性夹紧后进行折 弯,且顶件后能保证送料顺利。 综合考虑后:选择向下折弯。向下折弯时,可把凹模看作静止,凸模下行折 弯。 这样后, 实际凸模圆角半径为凹模圆角半径, 凹模圆角半径为凸模圆角半径。 后向下折弯,向下折弯时,可把凹模看作静止,凸模下行折弯,这样后,实际凸 模圆角半径为凹模圆角半径,凹模圆角半径为凸模圆角半径。 凸模圆角半径 r p 一般应等于弯曲件内圆角半径的数值, 但不能小于材料允许 的最小弯曲半径(电解板号钢与扎纹垂直的最小弯曲半径 0.4t ), 弯曲部分半 径 R 为 1,满足要求。凹模圆角半径 rd 不宜小于 3,以免在弯曲时擦伤毛坯,凹 模两边对称处的圆角半径应一致,否则折弯时毛坯会发生偏移。 凹模圆角半径 rd 与弯曲件边长 L 公称尺寸有关。可文献[2]查表 3.27 选 用。可查得:凹模深度 L 为 15mm,凹模圆角半径 rd =1.2mm。 对于 U 形折弯, 凸、 凹模之间的间隙是靠调整压力机的闭合高度来控 制的。但必须考虑在合模时使毛坯完全靠压,以保证弯曲件的质量。 4.1.3 凸模高度设计 凸模的长度应根据模具的具体结构确定,同时要考虑凸模的修磨量以 及固定板与卸料板之间的安全距离等因素。本模具设计采用弹性卸料板, 凸模的长度计算可按下式: L= h1 ? h 2 ? t ? h 式中 h 1 ——凸模固定板的厚度 mm; h 2 ——卸料板的厚度 mm; t——材料的厚度 mm; h——附加长度 mm。包括凸模的修磨量,凸模进入凹模的深度, 凸模固定板与卸料板之间的安全距离等。一般取 h=15 至 20mm。 本次级进模具设计的凸模长度设计是以第六工位折弯凸模高度 h 为基 准, 其余的凸模长度以此为基准进行必要的加长或缩短。 4.2 定位零件 4.2.1 导向零件 为了限制被冲材料的进给步距和正确地将工件安放在冲模上完成下一步的冲 压工序, 必须采用各种形式的定位装置, 用于冲模的定位零件有导料销、 导料板、 挡料销、定位销和恻压装置等。定位装置应可靠并具有一定的强度,以保证工作 精度、 质量的稳定; 定位装置应可以调整并设置在操作者容易观察和便于操作的 地方; 定位装置应避开油污的干扰并且不与运动机构干涉。定位精度要求较高定 位零件的作用是使毛坯(条料或块料)送料时有准确的位置,保证冲出合格的制 件。毛坯在模具中的定位有两个内容:一是送料方向上的定位,用来控制送料的 进距,通常称为挡料,二是与送料方向上垂直方向的定位,通常称为送进导向。 4.2.2 挡料零件 导料销或导料板是对条料或带料的侧向进行导向,以免送偏的定位零件。 导料销一般设置两个,并在位于条料的同侧,从右向左送料时,导料 销装在后侧;从前向后送料时导料销装在左侧。导料销可以设置在凹模面 上,也可以设置在弹性卸料板上;还可以设置在固定板或下模座平面上。 固定式和活动式的导料销可选用标准结构,通常与挡料销的结构一样。导 料销的导向定位多用与单工序模和模具中。 4.3 出件零件 4.3.1 卸料零件 卸料装置有固定卸料装置和弹压卸料装置,弹性卸料装置有卸料板、弹性元 件、 (弹簧和橡胶)等零件组成。弹性卸料既起卸料作用又起压料作用,所以冲 裁零件质量较好,平直度较高,因此,质量要求教高的冲裁或薄板冲裁宜用弹性 卸料装置。 本模具采用了弹性卸料装置, 零件的厚度为 1.2mm, 考虑卸料力的问题在前 面算过了,厚度为 30mm 的橡胶,具体计算如下 (1) 确定橡胶的自由高度 H I ? h 工作 ? h 修磨 ,t 为材料厚度 h 工作 ? t ? 1mm h 修磨 取 5 ~ 10 mm H I ? 0 . 3 ? 1 ? 5 ? 6 . 3 mm 所以 H 0 ? ( 3 . 5 ~ 4 ) ? 6 . 3 ? 25 . 2 mm (2)确定橡胶的横截面积 A A ? F卸 / P 查表 6-9 得 P=1.05,所以 A ? 3032 mm (3)橡胶的安装高度 H 预 ? 10 % ~ 15 % ) H 0 ? 5 mm ( H 装 ? H 0 ? H 顶 ? 25 .2 ? 5 ? 20 .2 mm 2 在本副模具中,采用弹性卸料装置卸料,弹顶器推动推杆,推杆推动零件, 然后进行卸料。如图 5.1 所示: 4.3.2 顶件零件 橡胶是模具中广泛使用的弹性元件,主要为弹性卸料、压料及出件装置等提 供所要求的作用力和行程。 1.卸料的选用 属于标准件,冲压模具中。在此次毕业设计中选用。主要的选用依据如下: 卸料螺钉个数 n=4, 4.4 导向零件 采用滚动式导柱、导套: 导柱 1 为:导柱 D32×150 材料为 20 钢 导套 1 为:导套 D32×75 材料为 20 钢 数量为 2 对 4.5 其他零件 1.模架选用的是: 2.固定板规格是:200mm×200mm×20mm 材料选用 45 钢 3.垫板规格是: 200mm×200mm×10mm 材料选用 Cr12 钢,热处理之后硬度 达到 45~50HRC 4.采用旋入式模柄,如图 5.2 所示: 图 5.2 模柄结构 旋入式模柄的优点是,通过螺纹与上模座连接,并加螺丝防止松动,这样模 具拆装方便。旋入式模柄可以给与一定的调整余地,使得压力中心线重合,提高 了模具生产精度,提高了模具的运动精度和使用寿命。 在模具中的固定用零件主要有模固定板,垫板以及螺钉和销钉等。 第五章 5.1 设备吨位确定 设备选择 冲压设备选用是冲压工艺设计过程中的一项重要的内容。 必须根据冲压工序 的性质、冲压力、变形功、模具结构型式、模具的闭合高度和轮廓尺寸以及生产 批量、生产成本、产品质量等诸多因素,结合单位现有设备条件进行。 5.1.1 设备类型的选择 设备类型的选择要依据冲压件的生产批量、工艺方法与性质及冲压件的尺 寸、形状与精度等要求来进行。 由参考文献[5]表 18.4-19 和表 18.4-20,初步选择开式通用机械式压力机。 5.1.2 设备规格的选择 设备规格的选择应根据冲压件的形状大小、 模具尺寸及工艺变形力来进行。 从模具设备上安装并能开始工作的顺序来考虑, 其设备规格的主要参数有以下几 个。 1) 行程 压力机行程的大小,应该保证坯料的方便放进与零件的方便取出。 例如,对于拉深工序所用的压力机行程,至少应保证:压力机的行程 S2h(h 为零件的高度) 。 2)装配模具的相关尺寸 压力机的工作台面尺寸应大于模具的平面尺寸, 还应有模具安装与固定的余地, 但过大的余地对工作台受力不利;工作台面中间 孔的尺寸要保证漏料或顺利的安装模具顶出料装置; 大吨位压力机滑块上应加工 出燕尾槽,用于固定模具,而一般开式压力机滑块上有模柄孔尺寸,为两件哈夫 式夹紧模柄用。 3)闭合高度 冲床的闭合高度是指滑块处于下死点时,滑块下表面至工作 台上表面的距离。这个高度是冲压操作的空间高度尺寸。显然,冲床的最大闭合 高度要大于模具的最大闭合高度,最小闭合高度要小于模具的最小闭合高度,一 般取: Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm 如果冲模的闭合高度 H 大于压力机的最大闭合高度,冲模将不能在该压力 机上工作。反之,H 小于压力机的最小闭合高度时,可加垫板。 设备吨位 设备吨位的选择,首先要以冲压工艺的所需要的变形力为前提。 要求设备的名义压力要大于所需的变形力,而且,还要有一定的力量储备。 查参考文献 3 表 1-5(开式压力机技术参数),初选择 40KN 的开式压 力机 J23-40,其技术参数如下: 公称压力: 公称力行程: 滑块行程: 行程次数: 最大装模高度: 110KN 6mm 80mm 100spm 260mm 装模高度调节量:70mm 工作台尺寸: 前后 360mm、左右 560mm 5.2 设备校核 5.2.1.压力行程 该模具的开模高度大概有 60mm,选择的压力机的滑块行程为 80mm, 所以压力机的行程满足要求。 5.2.2.压力机工作台面尺寸 由于模具外形尺寸为:前后 320mm,左右 360mm,而压力机工作台 面尺寸为:前后 360mm、左右 560mm,所以满足条件。主要参数均符合 条件,因此最终选用 J23-80 型压力机 和 J23-110 还有 J23-120。 第六章 结 论 在本课题冲孔落料模和折弯设计中,采用二维的画法,首先根据零件的形状 进行工艺性分析,然后选择最佳的成形工艺方案,先进行切边,然后进行折弯, 最后进行落料;然后进行条料宽度,以及拉深工艺的计算,根 所算出的数 据进行排样设计,得出最佳的排样设计方案;计算冲孔、折弯、落料时凸模、凹 模的尺寸,利用分别加工法加工;最后根据排样图以及各零件的尺寸,确定模具 的基本结构。本模具采用对角导柱模架,滚动导柱、导套机构导向,弹性卸料板 卸料,采用弹顶装置顶料。导料板导料,侧刃粗定位,导正销精定位,完成零件 的切边、 折弯和落料; 大批量生产时加上条料自动送料装置。 模具主要有上模座、 下模座、 垫板、 凹模垫板、 凸模固定板、 凹模固定板、 卸料板。 凹模周界长 240mm, 宽 240mm,模具总长 360mm,总宽 320mm,模具的闭合高度是 191.2mm。 参考文献 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10 11 郝 滨 海 . 冲 压 模 具 简 明 设 计 手 册 [G]. 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社 ,2005.1 杨 玉 杰 . 钣 金 入 门 捷 径 [M]. 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 ,2005.4 高 锦 张 . 塑 性 成 形 工 艺 与 模 具 设 计 [M]. 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 ,2006.5 史 铁 梁 . 模 具 设 计 指 导 [M]. 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 ,2003.8 李 志 刚 . 模 具 大 典 [G]. 江 西 科 学 技 术 出 版 社 ,2003.1 裘 文 言 张 祖 继 翟 元 赏 [Z]. 机 械 制 图 . 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社 ,2003.6 梁 炳 文 . 实 用 板 金 冲 压 图 集 [M].第 2 集 . 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 ,1999.8 杨 玉 英 . 实 用 冲 压 工 艺 及 模 具 设 计 手 册 [M]. 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 ,2004.7 高 鸿 庭 刘 建 超 . 冷 冲 模 设 计 及 制 造 [Z]. 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 ,2003.1 王 新 华 . 冲 模 设 计 与 制 造 实 用 计 算 手 册 [M]. 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 ,2003.7 Sang B. Park. An expert system of progressive die design for electron gun grid parts. Journal of Materials Processing Technology 88 (1999) 216–221 12 P Kwon , M J Chung and B Pentland. A Grammar-based Framework for Integrating Design and Manufacturing. Transactions of the ASME , Journal of Manufacturing Science and Engineering , 124 , 2002(4) : 899-907. 四、 滑导 2 的模具设计 第一章胚料形状和尺寸的确定 1.1、毛胚尺寸的计算 据上图所示,此工件比较简单,尺寸上图都以标注。毛呸的尺寸 L 为 毛呸长度方向尺寸 L1 L1=182.2 宽度方向尺寸 L2 L2=47 产品的厚度尺寸为 1.2mm 经过计算,该弯曲件的毛胚尺寸为 182.3x47x1.1.2mm.(加上搭边) 1.2 条料宽度的确定: 排样图既要在冷冲压工艺规程中反映出来,以指导冲压生产,又要在模具装 配的右边反映出来, 在模具加工和装配中起参考作用,所以画排样图是冷冲压工 艺和模具设计中极为重要,且技术性很强的设计工作。 排样的方法有很多,如:直排、斜排、直对排、混合排、多行排,等等。方 式。中和此制件的特点和加工工艺要求,和经济性的考虑,采用直排较为可行。 条料宽度的确定: 查表 2-6 得,a=2.3 a 1 =2,考虑此制件的特殊性,取 a=1.5mm a 1 =2mm =(182.2+2X1.5) = 185.2 式中:B=料宽基本尺寸 l =条料宽度方向制件轮廓最大尺寸 n=侧刃个数 b=侧刃切料宽度 ? =条料剪切公差,见表 2-7,2-8 此处查表得 ? =0.5 附表 第二章模具工作零件刃口尺寸计算 凸模和凹模刃口尺寸直接决定工件的尺寸和模具间隙的大小, 是模具上最 重要的尺寸。 刃口尺寸计算的基本原则 1、 由于冲孔落料件都是测量其光亮带部分的尺寸,而冲孔的光亮带是凸 模挤入而形成的,落料的光亮带是落料件挤入凹模型孔形成的,故冲 孔时孔的尺寸由凸模决定,落料时的外形尺寸由凹模决定。 由于冲裁时凸、凹模的磨损,使凸、凹模实体尺寸变小,故在设计凸、 凹模尺寸时应考虑凸、凹模的磨损方向,使其磨损之后还能保证冲件 尺寸的要求。 考虑凸、凹模制造公差的方向,确定凸、凹模的基本尺寸。 其凸、凹模制造公差为: ? 凸+ ? 凹 ? ? Z ? ? Z m ax ? Z m in , ? 凸 ? 0.4 ? Z , ? 凹 ? 0.6 ? Z 2、 3、 4、 刃口尺寸计算公式: (1) 、冲孔磨后变小的公式: b凸 ? ? b m in ? x ? ? ? ? 0 凸 b凹 ? ? b凸 ? Z m in ?0 ? ?凹 (2) 、落料磨后变大的公式: A凹 ? ? A m ax ? x ? ? 0 A凸 ? ? A凹 ? Z m in 0 ? ?凹 ??? 凸 按以上(1)(2)之法可得出: 、 (3) 、冲孔磨后变大的公式: a 凹 ? ? a m ax ? x ? ? 0 a 凸 ? ? a 凹 ? Z m in 0 ? ?凹 ??? 凸 (4) 、落料磨后变小的公式: B凸 ? ? b m in ? x ? ? ? ? 0 凸 B 凹 ? ? b凸 ? Z m in ?0 ? ?凹 (5) 是磨后不变的尺寸,其公式为 、C C 凸 ? C 凹 ? ? C m in ? ? / 2 ? ? ? 8 以上各式中: b凸 、 b凹 、 A凹 、 A凸 Am a x ―― 为凸、凹模基本尺寸 ―― 为最大、最小极限尺寸 ――为最小初始间隙 ――为工件公差 ――精度等级系数,并有: (高于)IT11 时 x=1;IT11~IT13 时 x=0.75;(低 于)IT13 级时,x=0.5 、 b m in Zm ? i n x ?凸 、? 凹 ――凸、凹模制造公差 具体的计算如下: 1、查表确定初始间隙 Z min ? 0 . 1 2 3 Z max ? 0 . 1 8 0 0.18-0.123=0.057 2、计算凸、凹模制造公差 ? 凸 ? 0 .4 ? Z ? 0 .4 ? 0 .0 6 ? 0 .0 2 4 m m ? 凹 ? 0 .6 ? Z ? 0 .6 ? 0 .0 6 ? 0 .0 3 6 m m 3、代入公式计算各尺寸 未注公差均按 IT14 级计算。 尺寸Ⅰ 172 磨后变大 ? =0.36mm ? IT14 ? x=0.5 D d ? ( D ? ?? ) 0 ? ?d ? (182 . 2 ? 0 . 75 * 0 . 2 ) 0 ? 0 . 020 ? 182 . 15 0 0 ? 0 . 020 ( mm ) D p ? ( D d ? ? min ) ? ? p ? (182 . 15 ? 0 . 1) ? 0 . 020 ? 182 . 05 ? 0 . 020 ( mm ) 尺寸Ⅰ 直径 4.5 大 ? =0.36mm ? IT14 ? x=0.5 冲孔磨后变大的公式: a 凹 ? ? a m ax ? x ? ? 0 a 凸 ? ? a 凹 ? Z m in 0 ? ?凹 ??? 凸 d p ? ( d ? ?? ) ? ? p ? ( 4 . 5 ? 0 . 75 * 0 . 5 ) ? 0 . 020 ? 4 . 55 ? 0 . 020 ( mm ) 0 0 0 d d ? (d p ? ? min ) 0 ? ?d ? ( 4 . 55 ? 0 . 1) ? 4 . 65 0 ? 0 . 020 ( mm ) 第三章压力计算及压力中心的计算 压力中心就为产品的中心 落料周边总厂 L1=448 中间冲孔总长 L2=25.13 3.1 冲裁力的计算 冲压力是冲裁力、缷料力、推件力、和顶料力的总称。 (1)冲裁力 F=KLtτ 式中 F──冲裁力,单位 N; (2—8) L──冲裁件周边长度,单位 mm; K──系数,取 K=1.3; τ ──材料抗剪强度,单位 MPa; t──材料厚度,单位 mm。 (2)卸料力、推料力、顶料力的计算 卸料力 推料力 顶料力 示。 F 缷=K 卸 F F 推=nK 推 F F 顶=K 顶 F 式中 K 卸──卸料力系数; (2—9) (2—10) (2—11) 是将箍在凸模上的材料卸下时所需的力; 是将落料件顺着冲裁方向从凹模洞口推出时所需的力; 是将落料件逆着冲裁方向顶出凹模洞口时所需的力,如图 2-3 所 K 推──推料力系数; K 顶──顶料力系数。 卸料力、推料力、顶料力系数,其值见表 2-8 采用钢性 卸料和下出料方式时, 总冲压力为 力 顶料力 F∑=F+F 推 12) (2— 图 2-3 卸料力 推料 表 2-8 卸料力、推料力、顶料力 通过以上的计算方式可以得出表 2-9 冲裁力是指冲裁力的最大值。平刃冲模的冲裁力可按下式计算: F ? KLt ? b (3.1) 式中 F ——冲裁力(N) ; L ——零件剪切周长(mm) ; t——材料厚度(mm) ; ? b ——材料抗拉强度(MPa) 。 K ——系数,一般取 K=1.3。 已知零件材料是电解板,取 ? b =450Mpa,材料厚度 t=1.2mm,L 值由全部冲裁 线即冲裁零件周长尺寸组成 1) 落料、冲孔冲裁力。材料电解板的抗拉强度可按 ? b ? 450 MPa F 落料 ? Lt ? b ? 453 ? 1 . 2 ? 450 ? 244620 N F 冲孔 ? Lt ? b ? 26 . 4 ? 1 . 2 ? 450 ? 14256 N 2) 推件力。 查表得推件力系数 K 推 ? 0.055 , 凹模中的卡件数 n 为 4。 F 推 ? nK 推 F 冲孔 ? 2 ? 0 . 055 ? 14256 ? 1568 N 3) 卸料力。查表得卸料力系数 K 卸 ? 0.05 。 F 卸 ? K 卸 F 落料 ? 0 . 05 ? 244620 ? 12232 N 3.2 压力中心的计算 该模具是但工序模所以压力中心可以看作在压力机的主轴的中心。 第四章冲压设备的选择及核 为使压力机能安全工作, 选择压力机型号为 JC23-63 式压力机,其主要参数为: 公称压力:12 滑块行程:8mm 最大封闭高度:23m 最大封闭高度调节量:40 工作台垫板孔尺寸: ? 250 模柄孔尺寸: ? 30X60m 垫板厚度:90mm 第五章弹性元件的设计计算 为了得到平整的工件, 模具采用弹压式卸料结构,使条料在冲孔后可以脱离 凸模,所以用橡胶为弹性元件。卸料力由聚酯橡胶提供。 聚酯橡胶的自由高度 取 10m ;冲孔落料模具 第六章模具零件的选用、设计及必要的设计 各种结构的冲裁模,一般都是由工作零件(包括凸模、凹模)、定位零件(包 括挡料销、导尺等)、卸料零件(如卸料板)、导向零件(如导柱、导套)和安装固 定零件(包括上下模座、垫板、凸凹模固定板、螺钉和定位销)等 5 种基本零件组 成。 6.1、凸模外形结构、尺寸确定 采用弹性卸料板的冲裁模, 其凸模的长度应根据模具的具体结构确定。采用 线切割机床加工,为了使模具装配方便将落料凸模设计成直通式, 。采用弹性卸 料板的冲裁模,基本结构如图 3-1 所示。凸模的长度按式 (3—2)计算 L=l1+l2+l3+(15~20)mm 式中 (3—2) l1──凸模固定板厚度,单位 mm; l2──缷料板的厚度,单位 mm; l3──导尺的厚度,单位 mm。 图 3-1 凸模长度 式中的 15~20mm 包括凸模进入凹模的深度、 凸模修磨量、 冲模在闭合状态下 缷料板到凸模固定板间的距离。一般应根据具体结构再加以修正。 这里设计的凸模长度按式 (3—3)计算 L= l1+ l2+h 式中 (3—3) l1──凸模固定板厚度,单位 mm; l2──缷料板的厚度,单位 mm; t──材料厚度,单位 mm; h──式中 h 取 15~20mm 凸模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制,并保证双面间隙在 0.06mm。 凸模固定板厚度取 11.1.2mm。中垫板厚度为 11.1.2mm,凹模板的厚度为 11.1.2mm, ,缓冲长度 1.5mm.则凸模长度根据公式 L=l1+l2 +h,即 L=(12+12+12- 1.5)mm=34.5mm。 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, 所以无需对其进行强度校核。冲裁时凸模进入凹模刃口 3mm。 6.2 凹模外型尺寸的确定 凹模类型很多,凹模的外形有圆形和板形;结构有整体式和镶嵌式;刃口也 有平刃和斜刃。这次设计凹模采用板形,结构采用整体式,刃口采用平刃。 凹模的固定方法, 采用螺钉和销钉将凹模固定在下模座上, 保证螺钉 (或 沉孔)间、螺孔与销孔间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近,不然会影 响模具寿命。 凹模外型尺寸按公式如下计算: L ? 2 ( L1 ? L 2 ) L1 为压力中心到最远型孔的壁间距。 按照型孔的布置, 凹模的外形尺寸 L1 分 别为: 平行于送料方向的凹模型孔最远壁间距离: L1 ∥=18.6mm 垂直于送料方向的凹模型孔最远壁间距离: L1 ⊥=13mm L2 为凹模型孔到孔壁的距离。 查表的 L 2 =28mm, 平行于送料方向的凹模外形尺寸为 L∥=2( L1 ∥+ L 2 )=2 ? (18.6+28)=93.1.1.2mm 垂直于送料风向的凹模外形尺寸为 L⊥=2( L1 ⊥+ L 2 )=2 ? (13+28)=81.1.2mm 判断送料方向: L∥=93.1.1.2mm ? L⊥=81.1.2mm 所以为纵向送料 选择典型组合: 由复合薄凹模典型组合为: 凹模的外型尺寸为:380X220X35MM 6.3 定位零件 6.3.1 送料导向零件 该副落料冲压冷冲模的送料导向零件采用用定位销, 可以很好的起到定位和 导向的作用,而且结构简单实用。犹豫本次设计采用但工序模,所以在卸料板上 开有挡料销的让孔,可以很好的保证模具的运作。 6.3.2 送料定距零件 标准结构的固定定位销,其结构简单,制造容易,广泛应用于冲值中、小 型冲裁件的挡料定距。挡料销在送进方向带有斜面,送进时当搭边碰撞斜面使挡 料销跳越搭边而进人下一个孔中时, 然后将条料后拉, 挡料销便抵住搭边而定位。 每次送料都要先送后拉, 做方向相反的两个动作。适用于厚度大于 0.8mm 的冲压 材料,因为废料需带有一定的强度,如料太薄,则顶不起带有弹簧的挡料销,所 以这里采用活动挡料销。 固定挡料销分圆形和构形两种,一般安装在凹模上。该模具采用固定圆形挡 料销,结构简单,制造容易,但销孔离凹模刃壁较近,削弱了凹模强度。设计时 采用标准结构的挡料销, 设计时使挡料销销孔与凹模刃壁的距离稍微远一点,提 高凹模强度。 6.4 卸料装置和推件装置 卸料板一般分为刚性卸料板和弹性卸料板两种形式。弹性卸料板有敞开的 工作空间,操作方便,生产效率高,冲压前可对毛坯有预压作用,冲压后也可使 冲压件平稳卸料,所以这里选用弹性卸料装置。 因为冲裁材料较厚,而且有弯曲成型,所以冲压时需对零件起压料作用,所 以选用弹压卸料装置。卸料板厚度一般取凹模厚度的(0.8~1.0)倍,所以取为 14mm,其外形尺寸一般与凹模相同。 因为在冲压过程中, 凸模自然会将冲件从凹模中卸下,所以这里不需要有推 件与顶出装置。 卸料板采用 45 钢制造,淬火硬度为 40~45HRC。弹压卸料板与凸模的单边 间隙可根据冲裁模厚度按表 3-1 选用,这里工件厚度为 1,所以卸料板与凸模间 隙取 0.1。 表 3-1 弹压卸料板与凸模间隙值 mm 材料厚度 t <0.5 0.5~1 >1 单边间隙 Z 0.05 0.1 0.15 6.5 导向零件 选用滑动导柱和导套,其结构和尺寸都有标注规定。导套内孔有储油槽,以 便储油润滑,内孔与导柱滑动配合;导柱的两端基本尺寸相同,公差不同。按照 标注选用时,L 应保证导柱的上端面与上模座的上平面之间的距离不小于 10~ 15mm,以保证凸、凹模经多次刃磨而使模具闭合高度变小后,导柱也不会影响模 具正常工作;而下模座的下平面与导柱压入端的端面之间的距离不应小于 2~ 3mm,以保证下模座在压力机工作台上的安装固定;导套的上端面与上模座上平 面之间的距离应大于 2~3mm,以便排气和出油。 导套的外径和上模座采用过盈配合(H7/r6) ;导柱的下部与下模座导柱孔采 用过盈配合(H7/r6) 。导柱、导套之间采用间隙配合,其配合间隙必须小于冲裁 间隙,冲裁间隙小的一般按照 H6/h5 配合,冲裁间隙大的一般按照 H7/h6 配合。 紧固零件 螺钉用于固定模具零件,而销钉则起定位作用。查表 2.27,卸料螺钉 M10 固定螺钉 M10 以及φ 8 销钉。 6.6.模架设计 根据标准规定,模架主要有两大类:一类是由上模座、下模座、导柱、导套 组成的导柱模架;另一类是是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模 架。模架及其组成零件已经标准化,并对其规定了一定的技术条件。 导柱模模架按导向结构形式分为滑动导向和滚动导向两种。 滑动导向模架的精度等级分为Ⅰ级和Ⅱ级,滚动导向模架的精度等级分为 0 Ⅰ级和 0Ⅱ级。各级对导柱、导套的配合精度、上模座上平面对下模座下平面的 平行度、 导柱轴心线对下模座下平面的垂直度等都规定了一定的公差等级。这些 技术条件保证了整个模架具有一定的精度,也是保证冲裁间隙均匀性的前提。有 了这一前提, 加上工作零件的制造精度和装配精度达到一定的要求,整个模具达 到一定的精度就有了基本点保证。 滑动导向模架的结构形式有 4 种:对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱 模架、后侧导柱模架。后侧导柱模架的特点是导向装置在后侧,横向和纵向送料 都比较方便,但如果有偏心载荷,压力机导向又不精确,就会造成上模歪斜,导 向装置和凸、 凹模都容易磨损。 从而影响模具寿命。 此模具一般用于较小的模架。 该模具采用后侧导柱模架,这种模架的导柱在模具的一边。以 凹模周界尺 寸为依据,选择模架规格。查《冲压模具课程设计指导与范例》书第 231 页,得 到以下数据: 125*100*173mm,上模座厚度 h 上模取 40mm,上模垫板厚度 h 垫取 6mm,上固 定板厚度 h 固取 14mm,卸料板厚 14,中垫板厚 12,下固定板厚 16,下垫板后 6, 下模座厚度 h 下模取 40mm,那么,该模具的闭合高度: H 闭=H 上模+H 垫+ H 固+L+H 卸料+H 凹+ H 垫+H 下模 =173mm 式中:L——运动长度,L=14mm H——凹模厚度,H=14mm h2——凸模冲裁后进入凹模的深度,h2=3mm 可见该模具闭合高度小于所选压力机 J23—25 的最大装模高度(200mm) ,可 以使用。 模座分带导柱和不带导柱两种, 根据生产规模和产品要求确定是否采用带导 柱的模座。模座一般分为上、下模座,其形式基本相似。上、下模座的作用是直 接或间接地安装冲模的所有零件,分别与压力机滑块和工作台连接,传递压力。 因此,必须十分重视上、下模座的强度和刚度。模座因强度不足会产生破坏;如 果刚度不足, 工作时会产生较大的弹性变形,导致模具的弹性零件和导向零件和 导向零件迅速磨损,这是常见的却又往往不为人们所重视的现象。 设计时按标准选用模架或模座。在不能使用标准的情况下,设计冲模模座时 注意以下几点。 (1)模座的外形尺寸根据凹模周界尺寸和安装要求来确定。对于圆形模座, 其直径应比凹模板直径大 30~70mm。对于矩形模座,其长度应比凹模板长度大 40~70mm, 而宽度可以等于或略大于凹模板宽度, 但应考虑有足够位置来安装导 柱、导套。模座的厚度取凹模板厚度的 1.0~1.5 倍,根据受力情况,上模座厚度 可比下模座厚度小 5~10mm。对于大型非标准模座,还必须根据实际情况需要, 按铸件工艺性要求和铸件结构设计规范进行设计。 (2) 所设计的模座必须与所选的压力机工作台和滑块的有关尺寸相适应,并 进行必要的校核,如下模座尺寸应比压力机工作台孔或垫板孔尺寸每边大 40~50mm 等。 (3) 模座材料根据工艺力的大小和模座的重要性选用,模座选用电解板结构 钢。 (4)模座的上、下表面的平行度应达到要求,平行度公差一般为 4 级。 (5)上、下模座的导柱与导套安装孔的位置尺寸必须一致,其孔距公差要求 在±0.01.1.2mm 以下。 模座的导柱、 导套安装孔的轴线应与模座上、 下面的垂直, 安装滑动式导柱和导套时,垂直度公差一般为 4 级。 上、下模座已有国家标准,除特殊类型外,尽可能按标准选取。标准可查书 冲压模具课程设计指导与范例中表 9-46 中间导柱模架。具体见下图 4-1 上模座 CAD 图、图 4-2 上模座三维图、图 4-3 下模座 CAD 图、图 4-4 下模座三维图所 示 上模座 下模座 7、主要参考文献 《冷冲压工艺及模具设计与制造》——高等教育出版社——主编:韩森和 《冷冲压模具设计手册》 《模具制造与设计简明手册》 《公差配合与技术测量》———北京———机械工业出版社――2001.9 《机械制图》教科书 《模具制造工艺》教科书 李澄等主编 高等教育出版社 华北航天工业学院孙凤勤主编 机械工业出 版社 五、 致 谢 随着社会的发展, 机械行业的模具专业在我国现代工业发展中成为一个越来 越重要的分支。模具渗透着整个社会。不管在那个行业,都有模具的存在。日常 生活中轻重工业,都离不开模具生产,模具就是为了得到所需要的产品。要什么 样的产品,就可以生产什么样的模具,如(塑料模具 、冷冲压模具、压铸模、 橡胶模 ) 。而目前形势的需要,产品更新换代更快更易,所以模具行业的发展空 间很大,有待我们去努力,去探索。 模具生产过程是一个循序渐进的过程, 生产模具过程中可能用到的的机器有 很多种类,如(电火花成型机、数控线切割、车床、铣床、刨床、磨床、镗床等) 。 大学的学习,我对模具设计与制造有了深刻的认识。面临毕业期间,此次单 独设计一个模具,让我了解了很多的模具结构、模具加工工艺、模具的用途。并 且学到不少的书本上没有的知识,就拿塑料模来说,对于影响模具寿命的因素, 主要是模具的加工精度和材料的刚度,还有模具的材料,模具生产批量,模具结 构等。影响模具的产品质量的主要因素也是模具的制造精度。 。 通过这次毕业设计, 我从理论和实践上又更进一步的加深。模具结构设计的 好坏直接影响产品质量和经济。中国面临世界的挑战,在模具行业这方面,我希 望日后能在模具这一行有所贡献。 感谢我的导师以及其他老师们, 他严谨细致、 一丝不苟的作风一直是我工作、 学习中的榜样;他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。 感谢我的辅导老师, 这片论文的每个实验细节和每个数据,都离不开你的细 心指导。 而你开朗的个性和宽容的态度,帮助我能够很快的融入我们这个新的实 验室。 有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚 的谢意!

威尼斯人app