垫片冲压模具课程设计

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1、垫片冲压模具课程设计垫片冲压模具课程设计 垫片冲压模具课程设计 设计要求:设计该零件的冲裁模 冲压件图如下图所示+00.+0025+.030+0.01.121800-2.8035.01295.2255冲压技术要求: 1. 材料:H62 2. 材料厚度:4mm 3. 生产批量:中批量 垫片冲压模具课程设计 4. 未注公差:按IT14级确定. 2 .零件的工艺性分析. 2.1 零件的工艺性分析 该零件材料为H62(黄铜)结构简单,形状对称,凹模宽度B=121.2t(t为材料厚度) ,冲孔时有尺寸为 +0.26.50 5.2+0.150 根据课本 P86页知冲孔时,因受凸模强度的限制,孔的尺寸不应太

2、小.冲孔的最小尺寸取决于材料性能,凸模的强度和模具结构等.根据表3-3可查得圆形孔最小值得 +0.15d=0.9t=0.9X4=3.6mm(1.52)t所以由冲件图可知 C1=12-5.2/2-6.5/2=6.151X4=4, C2=88.9-21-29.4-31.5-2-2.5=2.51X4=4, C=18/2-6=31.5X4=6. 由以上可知孔与孔之间距离C1满足工艺性要求, C2至少增加1.5才能满足工艺性要求,而孔到边缘的距离至少增加3才能满足工艺性要求,因此必须在总长88.9加上1.5,即总长为90.4才能满足工艺性要求,总宽18加上3X2,即总宽为24才能满足工艺性要求. 由以上

3、分析可得,冲件的长改为90.4 ,宽改为24 才能满足工艺性要求,如图21所示,如果征得有关同意,我们才能继续做下一步的设计. 垫片冲压模具课程设计 +0.250+0.30+0.150+0.20120.25210.520-0.531.50.25图2-1 工件图 2.2 冲裁件的精度与粗糙度 冲裁件的经济公差等级不高于IT14级,一般落料公差等级最好低于IT10级,冲孔件公差等级最好低于IT9级,由表3-5可得落料公差,冲孔公差分别为0.40,0.08.而冲件落料公差,最高精度冲孔公差分别为0.5,0.15由表3-6得孔中心距公差 0.15而冲件孔中心距最高精度公差为0.25,因此可用于一般精度

4、的冲裁,普通冲裁可以达到要求. 由于冲裁件没有断面粗糙度的要求,我们不必考虑. 2.3 冲裁件的材料 由表1-3可得,H62(黄铜),抗剪强度=255Mpa,断后伸长率35%,此材垫片冲压模具课程设计 料具有良好的塑性级较高的弹性,冲裁性较好,可以冲裁加工. 2.4 确定工艺方案. 该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序,可采用的冲裁方案有单工序冲裁,复合冲裁和级进冲裁三种.零件属于中批量生产,因此采用单工序须要模具数量较多,生产率低,所用费用也高,不合理;若采用复合冲,可以得出冲件的精度和平直度较好,生产率较高,但因零件的孔边距太小,模具强度不能保证;用用级进模冲裁时,生产率高,操作方便,通过合

5、理设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题,根据以上分析,该零件采用级进冲裁工艺方案. 3. 冲压模具总体结构设计 3.1模具类型 根据零件的冲裁工艺方案,采用级进冲裁模. 3.2 操作与定位方式 零件中批量生产,安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸较大，厚度较高，保证孔的精度及较好的定位，宜采用导料板导向，导正销导正，为了提高材料利用率采用始用挡料销和固定挡料销。 33 卸料与出件方式 考虑零件尺寸较大，厚度较高，采用固定卸料方式，为了便于操作，提高生产率，冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。 3.4模架类型及精

6、度 垫片冲压模具课程设计 由于零件材料较厚，尺寸较大，冲裁间隙较小，又是级进模因此采用导向平稳的中间导柱模架，考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用级模架精度。 4 冲压模具工艺与设计计算 41 排样设计与计算 该冲裁件材料厚度较厚，尺寸大，近似方形，因此可采用横排和直排比较合理,如图4-11，4-12所示。 图4-1 垫片冲压模具课程设计 0-1图4-2 对图4-12有： 查表3-18，表3-19，表3-20，取a=3.5X1.2=4.2mm, a1=3.2X1.2=3.84mm, =1.0mm Z=0.5mm. 因此根据式3-13，条料的宽度为 B0-D=0-D=(90.4+2X

7、4.2+0.5)0=99.3-10-1mm 进距为:s=24+a1=24+3.84=27.84mm 根据3-14，导板间距为： B0=B+Z= Dmax+2a+2z=99.3+0.5=99.8mm 垫片冲压模具课程设计 由零件图在CAD用计算机算得一个零件的面积为1807.58mm 一个进距内的坯料面积: 2BXS=99.3X27.84=2764.51mm, 因此材料利用率为: 2=(A/BS)X100% =(1807.58/2764.51)X100% =65.39% 同理可算得图4-11的材料利用率为60%. 由利用率可知,图4-12的排样合理. 4.2 设计冲压力与压力中心,初选压力机.

8、(1).冲裁力 根据零件图,用CAD可计算出冲一次零件内外周边之和L=355.96mm(首次冲裁除外),又因为=255Mpa,t=4mm,取K=1.3,则根据式3-18,F=KLt=1.3X355.96X4X255=471.99 KN 卸料力:查表3-22,取Kx=0.06,则 Fx=KxF=0.06X471.99=28.32 KN 推件力:由表3-28,根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h8mm,为了修模时能保证模具仍具有足够的强度,所以直壁高度取h=8+6=14mm,故n=h/t=14/4=3.5,查表3-22,取KT=0.09则 FT=n KT F=3.5X0.09X471.99=148.6

9、8 KN 由于采用固定卸料和下出件方式,所以 F= F+ FT=148.68+471.99=620.67 KN 垫片冲压模具课程设计 由式3-23应选取的压力机公称压力为: P0(1.11.3)F=(1.11.3)X620.67=682.74KN 因此可选压力机型号为JD21-80. (2)压力中心 根据排样,我们可以在CAD里使用查询便能得出冲孔的压力中心,如图5-2所示先取原点在O处,则它的压力中心为A(48.76,-39.84), 而落料各边的压力中心分别为B(0,-3);C(0,-21);D(45.2,0); E(45.2,-24);F(90.4,-12).由式3-31得: X0=(L

10、1X1+L2X2+L3X3+L4X4+L5X5+L6X6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6) =(139.15X48.76+6X0+6X0+90.4X45.2+90.4X45.2+24X90.4/139.15+6+6+90.4+90.4+24 =48.211 Y0=(L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5+L6Y6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6) =-(139.15X39.84+6X3+6X21+90.4X0+90.4X24+24X12)/ 139.15+6+6+90.4+90.4+24 =-22.88 所以由以上可以算得压力中心为G(48.11,-22.88) 具体

11、如下图4-3所示: 垫片冲压模具课程设计 O图4-3压力中心 (3).计算凸凹模刃口尺寸及公差 由于材料较厚,模具间隙较小,模具的间隙由配作保证,工艺比较简单,并且还可以放大基准件的制造公差,(一般可取冲件公差的1/4),使制造容易,因此采用配作加工为宜. 由落料尺寸得,凹模会变小,所以得下图4-4以凹模为基准,配作凸模. 如图4-4刃口尺寸 由冲孔尺寸得,凸模尺寸变小,所以有图4-4以凸模为基准,配作凹 模.如图4-4刃口尺寸 垫片冲压模具课程设计 0-0.531.50.25120.25210.52+0.20+0.150+0.30+0.250图4-4刃口尺寸 根据表3-9,由材料厚度可得Zm

12、in=0.320mm, Zmax=0.400mm. 0如图4-22,由落料,凹模磨损后变大,有A1=240-0.43 ,A2=90.4-0.5 .由表3-14,表3-15可得磨损系数X1=0.75,X2=0.5所以: Ad1=(A1max-x)Ad2=(A2max-x)由于+D/40+D/40+0.43/4+0.108=(24-0.75X0.43) 0=23.680 +0.5/4+0.125=(90.4-0.5X0.5) 0=90.150 Ad1, Ad2为落料尺寸,故以凹模为基准,配作凸模，所以落料凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，保证双面间隙值为0.320.400mm. (2).由冲孔尺寸凸

13、模磨损后变小有: 垫片冲压模具课程设计 +0.25+0.3+0.15b1=2.50, b2=5.50, b3=5.20, +0.2b4=6.50, b5=6, b6=12, b7=2 而b5 , b7为自由尺寸,其公差为IT14,所以查表可得5=0.3,7=0.25 由表3-14,表3-16可得,磨损系数X1=X1=X5=0.5, X3=X4=X7=0.75 因圆弧R6与尺寸12相切,故bp6不需采用刃口尺寸公式计算,而直接取bp6=2bp5.所以: bp1=(b1min+X11)bp2=(b2min+X22)bp3=(b3min+X33)bp4=(b4min+X44)bp5=(b5min+X

14、55)bp6=2bp5= 12.3bp7=(b7min+X77)0-D/40-D/40-D/40-D/40-D/40=(2.5+0.5X0.25)0=2.625-0.063-0.063 0=(5.5+0.5X0.3)0-0.075=5.65-0.075 0=(5.2+0.75X0.15)0-0.038=5.313-0.038 0=(6.5+0.75X0.2)0-0.05=6.65-0.05 0=(6+0.5X0.3)0-0.075=6.15-0.0750-0.150=(2+0.75X0.25)0-0.063=2.188-0.063 0-D/4(3).凸,凹模磨损后不变的尺寸Cp1=210.52, Cp2=29.4, Cp3=120.25, Cp4= 31.50.25 .未注公差为IT14,所以29.4的公差为0.52, 由表3-16得:Cp=(Cmin+0.5)D/8,所以: Cp1=(Cmin+0.5)D/8=(21-0.52+0.5X1.04)0.13=210.13 Cp2=(Cmin+0.5)D/8=(29.4-0.26+0.5X0.52)0.065=29.40.065 Cp3=(Cmin+0.5)D/8=(12-0.25+0.5X0.5)0.063=120.063 Cp4=(Cmin+0.5)D/8=(31.