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1、专业课程设计端盖零件冲孔翻遍工艺与模具设计说明书绪论 冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑形变形从而获得所需零件(俗称冲压件或冲件)的一种加工方法。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工三要素。冲压是一种先进的金属加工方法,在国民经济的加工工业中占有重要的地位。复合模具结构紧凑,冲出的制件精度较高,生产效率也高,适合大批量生产,特别是孔与制件外形的相对位置精度容易保证。但模具结构复杂,制造较困难。按照落料凹模安装的位置,复合模可分为正装与倒装两种形式。目录1 冲压件的工艺分析2 工艺方案的确定与计算2.1 工艺方案的确定 2.2 翻遍工艺计算
2、 3 主要数据计算 3.1 冲裁件的排样 3.1.1 排样设计 3.1.2 材料利用率3.2 工序压力计算3.2.1 落料力3.2.2 卸料力3.2.3 推件力3.2.4 翻遍力3.3 初选冲压设备3.4 压力中心4 模具类型及机构形式的选择4.1 模具类型4.2 操作与定位方式4.3 卸料与出件方式4.4 模架类型及精度5 模具设计5.1 模具总体结构设计5.2 模具零部件设计参考文献1 冲压件的工艺分析材料为Q235,板厚1.2mm。形状简单,尺寸不大,大批量生产,属于普通冲压件。该零件材料为Q235,结构简单,形状对称,有落料,翻边工序,翻边高度不大,因此其具有良好的冲压性能,适合冲压加
3、工。2工艺方案的确定和计算2.1工艺方案的确定采用传统的工艺方案即落料、翻边2道工序。所以选取的方案如下:方案一:落料,翻边采用四套单工序模生产方案二:落料,翻边直接复合方案三:级进模具生产综合考虑,采用方案二。(1)2.2翻边工艺计算由翻边凹模入口圆角半径Ra与材料厚度t有关,当t2,Ra=(24)t;当t2,Ra=(12)t.由于制件上对应处的圆角为R2.5,因此在翻边时取Ra=3mm。翻边预冲孔直径d=D-2*(H-0.43Ra-0.72t) =(34+1.2)-2*(4.5-0.43*3-0.72*1.2) =20mm查冲压模具简明设计手册表5.14可知式中:极限翻边系数Kmin=0.
4、68Hmax=0.5D(1-Kmin)+0.43*Ra+0.72t=9.998故可一次翻边成型。3主要数据计算31 冲裁件的排样3.1.1 排样设计查冲压模具设计和加工计算速查手册表1.2,可知搭边a1=1mm,a=1.2mm确定排样图如下图所示:(2)排样图3.1.2材料利用率条料宽b=80.4mm条料的步距为h=79mm冲压单件材料的利用率按冲压模具设计和加工计算速查手册表1.3计算,即:=100%=75.2%式中nA冲裁件面积(包括冲出小孔在内)(mm2); n一个步距内的冲件数目; b条料宽度(mm); h步距(mm)3.2工序压力计算3.2.1落料力根据零件图,落料件轮廓周长L=*D
5、=3.1478mm=244.9mmF落=Ltb =244.92400N=195.9KN (3)式中L冲裁轮廓的总长度(mm); t板料厚度(mm); b板料的抗拉强度(MPa)。b=360480MPa,取b=400MPa。3.2.2卸料力按冲压模具设计和加工计算速查手册:F卸=K卸F落由冲压模具设计和加工计算速查手册表2-91查得K卸=0.040.05,取K卸=0.045.则卸料力F卸=0.045195.9KN=8.81KN。3.2.3推件力按冲压模具设计和加工计算速查手册:F推=nK推F冲由冲压模具设计和加工计算速查手册表2-91查得K推=0.055,由表3-9,根据材料厚度取凹模刃口直臂高
6、度h812mm,所以直臂高度取h=8mm,故n=h/t=4.推件力F推1=40.05587.6KN=19.3KN,F推2=40.0525.1KN=5.5KN3.2.4翻边力翻边力F翻=1.1*(D-d)*t*s =1.1*3.14(34-20)*2*235 =22.7KN 式中s材料的屈服强度(MPa); D翻边直径(mm); t材料厚度(mm); d预冲孔直径(mm)。 (4)顶料力一般取翻边力的10%:F顶=F翻*10%=2.27KN。故复合模具的总冲压力F总=F落+F卸+F推+F翻+F顶=235.2KN3.3初选冲压设备按模具设计与制造手册表26落料冲孔拉深翻边复合模选取JH23-25开
7、式压力机。3.4压力中心计算压力中心为该件的几何中心。4 模具类型及结构形式的选择4.1 模具类型根据零件的冲裁工艺方案,采用复合冲裁模。复合模的主要结构特点是存在有双重作用的结构零件凸凹模,凸凹模装在下模称为倒装式复合模。采用倒装式复合模省去了顶出装置,结构简单,便于操作,因此采用倒装式复合冲裁模。 (5)4.2 操作与定位方式虽然零件的生产批量较大,但合理安排生产,可用手工送料方式能够达到批量要求,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式。考虑到零件尺寸大小,材料厚度,为了便于操作和保证零件的精度,宜采用导料板导向,固定挡料销挡料,并与导正销配合使用以保证送料位置的准确性,进而保证零件精度。
8、为了保证首件冲裁的正确定距,采用始用挡料销,采用使用挡料销的目的是为了提高材料利用率。4.3 卸料与出件方式采用弹性卸料的方式卸料,弹性卸料装配依靠橡皮的弹力来卸料,卸料力不大,但冲压时可兼起压料作用,可以保证冲裁件表面的平面度。为了方便操作,提高零件生产率,冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。4.4 模架类型及精度考虑到送料与操作的方便性,模架采用后侧式导柱的模架,用导柱导套导向。由于零件精度要求不是很高,但冲裁间隙较小,因此采用I级模架精度。(6) 5模具设计5.1模具总体结构设计落料、翻边复合模(7)5.2模具零部件设计1)落料刃口尺寸计算 对于孔的凹凸模的制造公差由冲压
9、模具设计和加工计算速查手册表310查得凸=-0.03mm,凹=+0.04mm 根据冲压模具设计和加工计算速查手册表312查得,冲裁模刃口双面间隙Zmax=0.36mm,Zmin=0.25mm经检验满足:凸+凹Zmax- Zmin所以DA= DT=式中DA落料凹模的基本尺寸; DT落料凸模的基本尺寸; 工件制造公差,落料件外径公差=0.87; 磨损系数,由模具设计与制造表36查得x=0.5.2)冲孔刃口尺寸计算 a翻边预冲孔 对于孔的凹凸模的制造公差由冲压模具设计和加工计算速查手册表310查得 凸=-0.02mm,凹=+0.03mm(8) 根据冲压模具设计和加工计算速查手册表312查得,冲裁模刃
10、口双面间隙Zmax=0.36mm,Zmin=0.25mm经检验满足:凸+凹Zmax- Zmin所以dT= mm dA= mm式中dT冲孔凸模的基本尺寸; dA冲孔凹模的基本尺寸; 工件制造公差,落料件外径公差=0.62; 磨损系数,由模具设计与制造表36查得x=0.5.3)落料凹模设计 凹模高度:冲裁轮廓长度大于50,则H=Kb=0.40*78=31.2mm, 凹模壁厚:C=(1.52)H,取C=50mm 凹模直径:D凹=200mm由以上算得凹模轮廓尺寸D*H=20041.2 凹模材料的选用:Cr12MoV材料。(9)落料凹模(10)4)落料翻边凸凹模设计落料拉深凸凹模 凸凹模轮廓尺寸D*H=
11、97.856.25)弹性元件设计a计算弹簧的预压力Py Py=Pz/n=14.12/6KN=2.35KN 式中Py弹簧的预压力,KN; Pz弹簧承担的工艺力,如卸料力,或推件力等,KN。F卸=14.12KN; n弹簧个数,一般用26个,取n=6.b. 选弹簧 确定弹簧最大工作极限负荷P2Py查冲压模具设计和加工计算速查手册表436 选择弹簧30480;(11)c.计算弹簧的总压缩量Hc(mm) 式中弹簧预压缩量,;弹簧的预压力;弹簧的工作行程;凸模总修边模量,一般取;弹簧受最大工作负荷的压缩量。由;则有;校核总压缩量,所以弹簧可用。6)其他零件设计a.模柄 模柄:可查得模柄型号为5070,选用凸缘式。b.凸模固定板凸模固定板:16020.垫板 垫板:根据GB2865.2-81选取规格为16010.d.卸料板 螺钉规格的选用:根据标准GB699选取材料为45钢。热处理硬度值为HR3540. 其查冲压模具设计和加工计算速查手册表1531,取H=10mm;(12)E.模架 选择模架:后侧导柱模架 闭合高度:197.4mm 上模座: