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冲压模具课程设计说明书

目录1、冲压件工艺性分析--------------22、冲压工艺方案的确定-------------23、必要的工艺计算---------------3(1)排样的设计----------------3(2)计算凸、凹模刃口尺寸-----------4 (3)冲压力的确定---------------7 (4)压力中心的确定--------------74、模具总体设计----------------75、模具主要零件结构的设计-----------7 (1)落料凸、凹模的结构设计----------8 (2)卸料装置的设计--------------106、模架的设计----------------117、冲压设备的选择---------------148、绘制模具总装图---------------14 参考文献-------------------16冲孔落料模具设计工件名称: 生产批量:大批量 材料:10钢 厚度:1.5mm 工件简图:如图所示一、冲压件的工艺分析该零件形状简单,是由圆弧和直线组成,是以拉深件(半成品)为毛坯,经过冲孔落料得到。

冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11-IT14,零件图上尺寸均未标注尺寸偏差属未注公差可按IT14级确定工件的公差。

差公差表各尺寸为:000.3000.740.7400.2562532R φ+---、、4、。

结论:可以进行冲裁加工。

二、工艺方案的确定该零件所需的冲压工序为冲孔和落料,可拟定出一下三种工艺方案:方案一:用简单模分两次加工,即冲孔——落料。

方案二:冲孔、落料复合模具。

方案三:冲孔、落料级进模具。

采用方案一,生产率底,工件的累计误差大,操作方便,由于该零件为大批量生产,方案二和方案三更具优越性。

复合模具的形位精度和尺寸精度容易保证,且生产率也高,尽管结构比较复杂,但由于零件的几何形状简单,模具制造并不困难。

级进模随生产率高,但零件的冲裁精度稍差,欲保证冲压件的形位精度需要在模具上设置导正销导正,故模具制造,安装较复合模具复杂。

通过对上述三种方案的分析比较, 该零件的冲压件生产采用方案二的复合模为佳。

三、必要的工艺计算1、由该零件为半成品的冲压件故不用设计排样2、计算凸,凹模刃口尺寸,查《冲压工艺与模具设计》表 2.4得间隙值min max 0.1320.24Z mm Z mm ==、 1)孔4φ凸、凹模尺寸计算凸、凹模刃口尺寸的计算。

由于制件结构简单,精度要求不高,所以采用凸模凹模分开加工的方法制作凸、凹模。

其凸凹模刃口尺寸计算如下:查表2.5得凸,凹模制造公差:0.020.02mm mm δδ==凹凸、校核: max min 0.240.1320.108z z -=-=+0.04mm δδ=凹凸而 满足ma x min -+Z Z δδ≥凹凸的条件。

查《冲压工艺与模具设计》表2.6得:IT14级时磨损系数X=0.5按式(2.5)000min 0.20.020.020.02min 0=0.3 4.15() 4.28d d mmd d Zmmδδ---+++∆=⨯==+==凸凹凸凹凸(+x )(4+0.5)(4.15+0.132)2)外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算。

对外轮廓的落料,由于形状简单,故采用凸模、凹模分开加工的方法制作。

查《冲压工艺与模具设计》表2.5得凸凹模制造公查0.020.03mm mm δδ==凹凸、校核:max min 0.108Z Z mm -=而0.020.030.05mm δδ+=+=凹凸 满足:max min Z Z δδ-≥+凹凸查《冲压工艺与模具设计》表2.6得:IT14级时摩擦系数X=0.5 按式2.40.030.030062(620.50.74)61.63mm ++=-⨯=凹000.020.0262(61.630.132)61.50mm --=-=凸0.030.030053(530.50.74)52.63mm ++=-⨯=凹000.020.0253(52.630.132)52.50mm --=-=凸0.030.0300(20.50.25) 1.88R mm ++=-⨯=凹000.020.02(1.880.132) 1.748R mm --=-=凸3)冲压力的计算落料力:b t 264.24 1.5335132.78N F L KN σ==⨯⨯=落()冲孔力:b t 2 3.142 1.5335 6.31N F L KN σ==⨯⨯⨯⨯=孔()冲孔时的推件力nk F F =孔推推取直筒形刃口的凹模刃口形式由《冲压工艺与模具设计》表2.21查得:h 6n 6/1.54mm ===则查《冲压工艺与模具设计》表2.7得 k 0.005=推40.005 6.31 1.26F KN =⨯⨯=推落料时的卸料力k F F =卸卸落查《冲压工艺与模具设计》表2.7取 k 0.04=卸 故0.04132.78 5.31F KN =⨯=卸 总压力为:+++132.78 6.31 1.26 5.31145.66F F F F F KN KN ==+++=孔总落推卸()为了保证冲压力足够,一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲压力大30%左右,即1.3 1.3145.66189.358F F KN KN '=⨯=⨯=总总 4)压力中心的计算 如下图所示:由前计算凸模刃口轮廓的冲裁力F 1、F 2,每一个凸模刃口轮廓的周长1L 、2L ,1b t F KL =1、2b t F KL =2。

由图131X =、126.5Y =、259X =、24Y =。

根据力学定理,合力对某轴之力矩等于各分力对同轴力矩之代数和,则可得压力中心坐标计算公式:ni i12n ni 10n12nii 1++F XF X F X F X X F F F F==++==++∑∑12ni i12n ni 10n12nii 1+++FYFY F Y F Y Y F F F F==+==++∑∑12将F 1、F 2分别代入上式,这时压力中心坐标变为ni i12i 10n12ii 1+132.7831 6.315932.27+132.78 6.31F XF X F XX F F F==⨯+⨯====+∑∑12ni i12i 10n12ii 1+132.7826.5 6.31425.48+132.78 6.31FYFY F YY F F F==⨯+⨯====+∑∑124.模总体设计根据上述分析,本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序,可采用倒装复合模具,可直接利用压力机的打杆装置进行推件,卸料可靠,便于操作。

工件留在落料凹模孔洞中,应在凹模孔设置推件块,卡于凸凹模上的废料可由卸料板推出;而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽,使废料从孔洞中落下。

由于在该模具中压料是由落料凸模于卸料板一起配合工作来实现,所以卸料板应具有压料作用,应选用弹性卸料板来卸下搭边废料。

因为是大批量生产,采用手动送料,从前往后送料。

由于改制件采用的是倒装复合模,而且为半成品毛坯,所以不用设计挡料销和导料销,用半成品的拉伸部分定位即可。

为了让确保零件的质量及稳定性,选用导柱、导套导向。

由于该零件导向尺寸较小且为单个毛坯,冲裁模具精度要求不是太高,所以宜采用中间导柱模架。

5.模具主要零部件的结构设计(1)凸模、凹模、凸凹模的结构设计,包括以下几个方面:1)落料凸模、凹模的设计结构。

在落料凹模内部,由于要设计推件块,所以凹模采用直壁式凹模刃口为直壁刃口并查《冲压工艺与模具设计》表2.21取得刃口高度h 8mm =。

该凹模的结构简单,宜采用整体式。

查《冲压工艺与模具设计》表2-22,得k=0.28 即凹模高度H=kb=0.286217.36mm ⨯=凹模壁厚C=1.5H=1.517.3626.04mm ⨯= 凹模的外形尺寸的确定:凹模外形长度L=mm ⨯(62+226.04)=114.08 凹模外形宽度B=mm ⨯(53+226.04)=105.08 凹模整体尺寸标准化《中国模具设计大典》得: mm mm mm 16012518⨯⨯ 其结构如下图(二维、三维)所示:2)冲孔4φ凸模设计。

为了增加冲孔凸模的强度与刚度,凸模非工作部分直径应制成逐渐增大的多级形式,且它的外形尺寸为圆形,所以由《中国模具设计大典》选用B 形圆凸模,且材料为Cr12。

冲孔凸模固定板厚度取15mm ,冲孔凸模长度根据结构上的需要来确定:1517.3632.36L H H mm =+=+=凸模固定板落料凹模板(取36mm )由于此凸模直径较小,且长度较长,所以需对其进行强度校核。

①冲孔凸模强度校核:校核公式: minF A σ≤孔压【】 式中:F 孔——冲孔冲裁力 6310N F =孔min A ——凸模最小断积2mm 222min 4.1513.5222t d A mm ππ=⨯=⨯=()()σ压【】——凸模材料需用压力,a MP 。

由凸模材料Cr12查手册得 σ压【】=(1000-1600)MPa 取σ压【】=1000MPamin 6310466.7213.52F MPa A σ==≤孔压【】 ② 凸模刚度校核(细长杆失稳校核):max l ≤max l ——最大自由长度6310p NP N =——凸模总压力 44mm 64min min d J J π=——最小断面惯性矩E ——凸模材料弹性模量MPa 52.110E MPa =⨯ mm 4.15d d mm =——凸模最小断面直径μμ——支撑板系数,无导板导向 =2n n=2-3——安全系数,钢取max19.95L mm ≤==182Lmm = max 19.95L mm = 所以凸模强度、刚度符合要求。

3)凸凹模的结构设计本模具为冲裁复合模,除了冲孔凸模和落料凹模外,还有一个凸凹模。

根据整体模具的结构设计需要,凸凹模结构如图下图(二维、三维)所示:确定凹模在模架的安装位置时,要根据压力中心与模柄中心重合。

校核凸凹模的强度:查《冲压工艺与模具设计》表2.23得凸凹模的最小壁厚为3.8mm ,而实际最小壁厚为4mm 。

故符合强度要求。

凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制,并保证双面间隙为0.1320.240mm 凸凹模上孔中心与边缘距离尺寸4mm 的公差应比零件标准的精度高3-4级。

即为40.15mm ±4)卸料橡胶的设计此冲模中的弹性元件采用的是橡胶。

主要是黑色和聚氨酯橡胶。

橡胶的压缩是一般不能超过橡胶自由高度的30%,否则橡胶会过早地失去弹性。

根据模具结构初步确定4块橡胶,每块橡胶的预压力为:30 5.31101327.5n 4NF F N ⨯≥==卸()根据预压力和模具结构尺寸,初选序号为:① 橡胶的自由高度1240480.250.300.250.30h H mm ===自 式中:H 自——橡胶的自由高度h ——工作压缩量(工作行程)mm取42mm② 橡胶的直径21327.51252.41.06X P A mm P ===240D mm ==≈ 式中:X P ——橡胶压力 NA ——橡胶压缩面积 2mmP ——与橡胶压缩界面有关的单位压力,查《中国模具设计大典》得1.06MPaD ——橡胶的直径 mm取45mm6.模架的设计查《中国模具设计大典》:上模座:16012545mm mm mm ⨯⨯下模座:16012550mm mm mm ⨯⨯导柱:25180mm mm ⨯ 28180mm mm ⨯导套:259538mm mm mm ⨯⨯ 289538mm mm mm ⨯⨯卸料板:16012516mm mm mm ⨯⨯凸模固定板:16012516mm mm mm ⨯⨯模具闭合高度:451818 1.516302050188.5H h h h t h h h mm =++++++=+++++++=凹下上闭凸模固定板橡胶凸凹模固定板7.冲压设备的选择选择型号为JB23-25的开式双柱可倾压力机能满足使用要求。

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