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1、齿轮垫片冲孔落料复合模设计一 题目:二 原始数据数据如图1所示,大批量生产,材料为Q235,t =1mm 。 图1 产品零件图三 冲压件工艺性分析1材料:Q235为普通碳素结构钢,具有较好的冲裁成形性能。 2零件结构:零件结构简单对称,无尖角,对冲裁加工较为有利。零件中有两圆孔,孔的最小尺寸为11mm ,满足冲裁最小孔径m in d 10.1=t mm 的要求。另外,经计算孔距零件外形之间的最小孔边距为4.5mm ,满足冲裁件最小孔边距min l 1.55.1=t mm 的要求。所以该零件的结构满足冲裁的要求3尺寸精度:零件图上未标注公差的尺寸属于自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差。查
2、公差表2-3可得各尺寸公差为: 零件外形:720-0.3mm 170-0.16mm 270-0.16mm R100-0.12mmR10-0.12mm R1.50-0.18mm R2.50-0.18mm孔内形:110+0.1 mm孔心距:400.12mm结论:适合冲裁。四 冲裁工艺方案及模具类型的确定该零件包括落料、冲孔两个基本工序,可提出的加工方案如下: 方案一:先落料,后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二:落料冲孔复合冲压,采用复合模生产。方案三:冲孔落料连续冲压,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,生产效率低,零件精度较差,在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一
3、副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度易保证,且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状较简单,模具制造并不困难。方案三也只需一副模具,生产效率也很高,但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度,需在模具上设置导正销导正,模具制造、装配较复合模略复杂。所以,比较三个方案欲采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行校核,当材料厚度为1mm 时,可查表2-24得凸凹模最小壁厚为2.7mm ,现零件上的最小孔边距为4.5mm ,所以可以采用复合模生产,即采用方案二。五 零件工艺计算1.刃口尺寸计算根据零件形状特点,刃口尺寸计算采用分开制造法。(1落料件尺寸的基本计算公式为A
4、 0m ax A (+-=X D D0m in m ax 0m in A T T T (-=-=Z X D Z D D尺寸720-0.3mm ,可查得凸、凹模最小间隙Z min =0.120mm ,最大间隙Z max =0.180mm ,凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差030.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即 (mm 775.71mm 3.075.072030.0003.00A1+=-=D (mm 655.71mm 12.0775,710020.0002.0T1-=-=
5、D 尺寸170-0.16mm ,可查得凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差020.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即 (mm 84.16mm 16.0117020.0002.002+=-=A D (mm 72.16mm 12.084.160020.0002.02-=-= T D 尺寸270-0.16mm ,可查得凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差025.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按
6、上式计算工作零件刃口尺寸。即 (mm 84.26mm 16.0127025.00025.003+=-=A D (mm 72.26mm 12.084.260020.0002.03-=-= T D 尺寸R100-0.12mm ,可查得凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差020.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即 (mm 88.9mm 12.0110020.00020.004+=-=A D (mm 76.9mm 12.088.90020.0002.04-=-= T D 尺寸R10-0
7、.12mm ,可查得凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差020.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即 (mm 88.0mm 12.011020.00020.005+=-=A D (mm 76.0mm 12.088.00020.0002.05-=-= T D 尺寸R1.50-0.18mm ,可查得凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差020.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口
8、尺寸。即 (mm 365.1mm 18.075.05.1020.00020.006+=-=A D (mm 245.1mm 12.0365.10020.0002.06-=-= T D 尺寸R2.50-0.18mm ,可查得凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差020.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即 (mm 365.2mm 18.075.05.2020.00020.007+=-=A D (mm 245.2mm 12.0365.20020.0002.07-=-= T D (2冲孔基
9、本公式为m in T T (-+=X d dA 0m in m in A (+=Z X d d尺寸110+0.1,查得其凸模制造公差mm 02.0T =,凹模制造公差mm 02.0A =。经验算,满足不等式A T +m in m ax Z Z -,因该尺寸为单边磨损尺寸,所以计算时冲裁间隙减半,得mm 075.11mm 1.075.011(002.0002.0T -=+=dmm 135.11mm 2/120.0075.11(02.0002.00A +=+=d(3中心距:尺寸400.12mm(40=L.0=03mm12.0404/mm2.排样计算分析零件形状,应采用单直排的排样方式,零件可能的排
10、样方式有图2所示两种。 a b图2 零件可能的排样方法比较方案a和方案b,方案b所裁条料宽度过窄,剪板时容易造成条料的变形和卷曲,所以应采用方案a。现选用4000mm1000 mm的钢板,则需计算采用不同的裁剪方式时,每张板料能出的零件总个数。(1裁成宽78.4mm、长1000mm的条料,则一张板材能出的零件总个数为220545492210004.784000= (2裁成宽78.4mm 、长4000mm 的条料,则一张板材能出的零件总个数为2172181122240004.781000= 比较以上两种裁剪方法,应采用第1种裁剪方式,即裁为宽81.4mm 、长1000mm 的条料。其具体排样图如
11、图3所示。 图3 零件排样图3.冲压力计算可知冲裁力基本计算公式为KLT F =此例中零件的周长为256mm ,材料厚度1mm ,Q235钢的抗剪强度取350MPa ,则冲裁该零件所需冲裁力为kN 117116480N 35012563.1=N F模具采用弹性卸料装置和推件结构,所以所需卸料力X F 和推件力T F 为kN 85.5kN 11705.0X X =F K F kN 3.19kN 117055.03T T =F NK F则零件所需得冲压力为kN 15.142kN 3.1985.5117(T X =+=+=F F F F初选设备为开式压力机J2335。 4.压力中心计算零件外形为对称
12、件,中间的异形孔虽然左右不对称,但孔的尺寸很小,左右两边圆弧各自的压力中心距零件中心线的距离差距很小,所以该零件的压力中心可近似认为就是零件外形中心线的交点。六、冲压设备的选用根据冲压力的大小,选取开式双柱可倾压力机JH2335,其中主要技术参数如下:公称压力:350kN 滑块行程:80mm 最大闭合高度:280 mm 闭合高度调节量:60 mm 滑块中心线到床身距离:205mm 工作台尺寸:380 mm 610 mm工作台孔尺寸:200 mm 290 mm 模柄孔尺寸:50 mm 70 mm 垫板厚度:60 mm七、模具零部件结构的确定1.标准模架的选用标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸,所
13、以应首先计算凹模周界的大小。由凹模高度和壁厚的计算公式得,凹模高度m m 21m m 7228.0=Kb H ,凹模壁mm 38mm 218.125.1(=H C 。所以,凹模的总长为mm 148mm 38272(=+=L (取160mm ,凹模的宽度为mm 107mm 40227(=+=B 。模具采用后置导柱模架,根据以上计算结果,可查得模架规格为上模座160mm 125mm 35mm ,下模座160mm 125mm 40mm ,导柱25mm 150mm ,导套25mm 85mm 33mm 。2.卸料装置中弹性元件的计算模具采用弹性卸料装置,弹性元件选用橡胶,其尺寸计算如下: (1确定橡胶的
14、自由高度0H工(H H 45.30=mm10mm 712(105(1=+=+=+=t h h H 修磨工作工由以上两个公式,取mm 400=H 。(2确定橡胶的横截面积Ap F A /X =查得矩形橡胶在预压量为10%15%时的单位压力为0.6MPa ,所以2mm 16417MPa6.0N9850=A(3确定橡胶的平面尺寸根据零件的形状特点,橡胶垫的外形应为矩形,中间开有矩形孔以避让凸模。结合零件的具体尺寸,橡胶垫中间的避让孔尺寸为82 mm 30mm ,外形暂定一边长为160mm ,则另一边长b 为mm118mm 1603082164173082160+=-b A b (4校核橡胶的自由高度
15、0H为满足橡胶垫的高径比要求,将橡胶垫分割成四块装入模具中,其最大外形尺寸为80mm ,所以5.080400=D H 橡胶垫的高径比在0.51.5之间,所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的装模高度约为0.8540 mm =34mm 。3.其他零部件结构凸模由凸模固定板固定,两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄,根据设备上模柄孔尺寸,选用规格A50100的模柄。八、模具装配图模具装配图见图纸A2 。九、模具零件图凸凹模、凸模、凹模图纸见A3、A4。十、模具零件加工工艺模具零件加工关键是工作零件、固定板和卸料板,若采用线切割加工技术,这些零件的加工变的简单,表7-2所列为圆孔直径11mm的凸模加工工艺,表7-3所列为凹模加工工艺过程。表7-2
