冲裁模课程设计
冲裁模具课程设计
指导老师:设计者:
项目设计任务
一、课程设计的目的
该课程设计的目的在于巩固所学知识熟悉有关资料,树立正
确的设计思想,掌握设计方法,培养我们的实际工作能力。通过这次模具结构设计,在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、模具零件结构设计、编写技术文件和查阅文献方面受到一次综合训练,增强我们实际的工作能力。 二、模具设计的内容 1、 设计内容
此次设计内容包括制品工艺分析,成型方法及工艺流程制定,模具类型和结构等形式确定,成型工艺条件确定,工艺计算。 三、 模具设计的步骤与方法 1. 明确设计任务,收集有关资料 2.工艺分析和冲裁成型方案制定 3.工艺计算和设计 1)、排样方式的确定以及计算 2)、压力中心的计算
3)、压力中心的确定和相关计算
4)、凸、凹模刃口尺寸计算 5)、弹性元件计算
目录
一、零件说明: ........................................... 1 二、冲裁件的工艺分析: ................................... 1 1、零件的工艺分析 ..................................... 1 2、冲裁工艺方案的确定: ............................... 2 3、冲裁方案的确定: ................................... 2 三、主要设计工艺计算: ................................... 3 1、排样方式的确定以及计算: ........................... 3 2、压力中心的确定及相关计算: ......................... 3 3、凸、凹模刃口尺寸计算: .............................. 6 4、弹性元件的计算: ................................... 8 四、模具中各零件设计: .................................... 8 2、凹模 ............................................... 9 3、凸模 .............................................. 10 4、模架 .............................................. 10 5、模柄 .............................................. 11 五、冲压模具总装图: ..................................... 11 六、模具设计总结: ...................................... 12 参考文献 ................................................ 12
冲裁模具设计
一、零件说明:
如图所示零件:垫片
假定设计批量:大批量 材料:10钢 t=2mm
设计该零件的冲压冲压工艺和模具
二、冲裁件的工艺分析:
1、零件的工艺分析
(1)形状、尺寸:
制件形状比较规则、简单。 (2)精度:
该制件尺寸精度约为IT12,用一般精度的模具即可。例如,凸模为IT6,凹模为IT7.补标公差如图所示:
(3)材料:
10钢的塑性、韧性很好,易冷热加工成形,正火或冷加工后切削加工性能好,焊接性优良,无回火脆性,淬透性和淬硬性均差 ,非常适合 制造要求受力不大、韧性高的零件。
2、冲裁工艺方案的确定:
落料
3、冲裁方案的确定:
方案一:采用单工序模生产。 方案二:采用连续模生产。
因为方案二的工件精度和生产效率较高,而产量属于大批量生产,所以选用方案二最为合适。
三、主要设计工艺计算:
1、排样方式的确定以及计算:
根据该零件的特点,应采用有搭边,单排的排样方法,可减少废料。具体
方法为:如图下图所示。
查的搭边数值:工件之间搭边 a1=1.8mm 工件与边界之间 a=2.5mm
条料的步距 S=30+1.8=31.8mm 条料宽度 b=17+2×2.5=22mm
因此,步距为31.8mm 条料宽度为22mm
nF1462
材料利用率:η=×100%==66%
Sb2231.8
其中一个进距内的冲压数目 n=1 冲压件的面积 F=30×17-8×6=462
2、压力中心的确定及相关计算:
(1)压力中心的确定:
模具压力中心是指冲压时各个冲压部分冲压力合力的作用点。为了确保压力机和模具正常工作,应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模,压力中心应通过模柄的轴心线。否则会使冲模和压力机滑块产生
偏心载荷,使滑块和导轨之间产生过大的磨损,模具导向零件加速磨损,降低模
具和压力机的使用寿命。
冲模的压力中心,可按下述原则来确定:
1)对称形状的单个冲裁件,冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。冲裁直线段时,其压力中心位于直线段的中点。
2)工件形状相同且分布位置对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
3)冲裁形状复杂的零件或多凸模的零件时,其压力中心可以通过解析计算法求出。
(2)冲压力的计算:
冲裁周长 L94mm b350MPa 冲裁力 FKLtb1.394235085540N K卸0.04,K推0.05
卸料力 F卸K卸F0.04855403421.6N 推件力 F推K推F0.05855404277N F总FF卸F推93238.6N93.2KN 选用的压力机的公称压力: P≧(1.1-1.3)F总
取系数为1.2, P≧(1.1-1.3)F总=1.2×93.2=111.84KN
初选压力机公称吨位为160kN,型号为J23-16,查表得,表为开式压力机规格,压力机主要
工艺参数如下
(3)压力中心的确定和相关计算:
Lixi
L1x1L2x2...Lnxnx0i1
n
LL...Ln12 Li
i1n
LiyiL1y1L2y2...Lnyny0i1nL1L2...Ln
Li
i1
n
综上所述:x016.22 y9.05
压力中心位置见图:
3、凸、凹模刃口尺寸计算:
因为零件外形为异形,为便于凹凸模加工,保证凸、凹模之间的间隙,采用凸、
凹模配合加工。零件为落料件,落料凹模为基准件,只计算凹模刃口尺寸和公差,凸模刃口尺寸,按凹模的实际尺寸配作,保证凸凹模之间的间隙在0.014~0.018之间(间隙值查《中国工程模具大典》得)。
凹模刃口尺寸计算时,应根据凹模磨损后尺寸增大,一种情况。 虚线落料凹模磨损情况:
将以上刃口尺寸及公差计算结果标注在基准凹模刃口上,如下图为落料凹模刃口尺寸:
4、弹性元件的计算:
此模具采用聚氨酯橡胶作为弹性元件,已知F卸3421.6N,根据模具安装空
间,取圆筒形聚氨酯橡胶4个,每个橡胶承受预压力为:
F预F卸/n3421.6/4855.4N
取hy10%h,查表得,p1.1MPa,则橡胶的横截面积为:
AF卸/p855.4/1.1777.64mm2
设卸料螺钉直径为8mm,橡胶上螺钉孔直径d=10mm,则有:
A=4
(D2d2)
求得橡胶外径: D=d24
A24
777.6433mm
为了保证足够的卸料力,取D=35mm. 橡胶的自由高度,由h0hxhm(其中卸料板的工作行程hxt1,凸模或凹凸模的0.25~0.3
刃磨量hm4~10mm厚板取大值,薄板取小值;系数0.25~0.3.聚氨酯橡胶取0.25,合成橡胶取0.3):
3740mm 0.25
h401.14
橡胶的安装高度:hah0hy400.14036mm
四、模具中各零件设计:
1、模具总体设计:
(1)模具类型的选择
由冲压工艺分析可知,采用级进冲压,所以模具类型为级进模。
(2)定位方式的选择
因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距,导正销精定距。
(3)卸料,出件方式的选择
因为工件料厚2mm,相对较厚,卸料力也比较大,故采用刚性卸料。又因
为是级进模生产,所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。
(4)导向方式选择
条料宽度较大,并且冲裁力中心与条料中心距离较远。因此所需的模架较大,故选择四导柱模架进行导向。
2、凹模
根据零件形状。凹模外形采用矩形。
凹模厚度H凹:由H=Kb,且大于15mm,查表,K=0.41,则:
H凹300.4112.3mm,取H凹为15mm.
凹模壁厚C:由C=(1.5-2)H凹,得C=(1.5-2)15=22.5-30,取30mm。
凹模长L:L=b+2c=30+2x30=90mm.
凹模宽B:B=17+2x30=77mm.
所以凹模的外形尺寸为90×77,凹模零件图如下图所示:
3、凸模
因为零件为异形,采用线切割加工最方便,所以采用整体直通式凸模。 凸模长度的计算:由L=h1h2th,取凸模固定板的厚度h1为20mm,卸料板的厚度h2为15mm,附加长度hhm2(3622)823243(橡胶安装高度为36mm),t=2mm,则:L=20+15+2+43=80mm
凸模零件图如下图所示:
4、模架
根据凹模外形尺寸90×77,参照模架附录,选凹模周界为100x80的后侧导柱模架:100x80×130-150
模具的闭合高度与压力机的装模高度关系:
HmaxH15H模HminH110
已知Hmax=220mm,Hmin160mm,H160mm
模具的闭合高度应为:155≥H模≥110,
由总装图可知,实际模具闭合高度:
H模H上H下H垫H凸H凹1=40+35+10+80+15-1=179mm
由于155≥H模≥110,既不满足模具高度要求。
即重选用模具100x70,则H上=25,H下=15,调整后的实际模具闭合高度:
H模H上H下H垫H凸H凹1=25+15+10+80+15-1=144mm
满足此模具闭合高度要求:155≥H模≥110.
5、模柄
根据压力机模柄孔Φ50,参加附表,上模座厚度为45mm,不需打料孔,选用模柄A50x105的标准件。
五、冲压模具总装图:
六、模具设计总结:
在这次模具设计的课程设计中,我进行了普通模具冲裁的零件工艺性分析,主要工艺设计的计算,模具中各零件的设计以及模具装配的设计。此外,由于这个零件的精度要求较高,除了普通冲裁模具的设计外,我还学习思考了一些进一步提高零件冲裁精度的更精密的成型方法。
回顾起此次冲压模具的课程设计,我感慨颇多。的确,从选题到完成设计,从理论到实践,在这段时间里,可以说是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,不仅巩固的以前所学的知识,而且学到了很多在书本上没有遇到过的知识。 一领到老师的题目后,我就去图书馆借阅了大量的资料,由于资料比较分散,所以整理有用的资料就显得很重要,有些东西实在是不懂就去和其他同学讨论,通过大家的帮助,我获益良多。
这次课程设计刚开始时,由于理论知识的不足,在加上平时没有什么设计经验,有些手忙脚乱,不知从何入手。在老师的谆谆教导,和同学的热情帮助下,我找到了信心。现在想想其实课程设计的每一天都是很累的,其实,模具设计并不简单,每一个数据都都得仔细查找、考察,绝对不是空想能想出来的。每当有一个问题得到解决的时候,就觉得很高兴,可是问题还是会不断的涌现出来,在整个设计的过程中,可以说是困难重重。虽然现在,种种困难我都已经克服,但是还是难免有些疏忽和遗漏的地方,完美总是可望而不可求的。不再同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这样的心理,我一步步走了过来,最终完成了我的任务。
这次的课程设计我学到了很多的东西,这些东西对我以后的学习和工作都有很大的帮助。感谢老师给我们安排了这样一次意义重大的课程设计!感谢老师在我的设计过程中对我的指导!
参考文献
1、李慧敏,《冷冲压模具设计》 化学工业出版社
2、李奇、朱江峰、张国文,《模具制造与构造》 清华大学出版社
3、颜伟、张安民,《模具制造基础》 西南交通大学出版社
4、刘建超、张宝忠,《冲压模具设计与制造》 高等教育出版社