毕业论文—冷冲压模具设计-精品(2)

2019-09-01 11:33

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。

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。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。

4.5 凸模设计

凸模的结构形式与固定方法:

落料凸模刃口部分为非圆形,为便于凸模与固定板的加工,可设计成固定台阶式,中间台阶和凸模固定板以H7/m6过渡配合,凸模顶端的最大台阶是用其台肩挡住凸模,在卸料时不至于凸模固定板中拉出。并将安装部分设计成便于加工的长圆形,通过接方式与凸模固定板固定。

5 工艺设计计算

5.1 排样设计与计算

零件外形近似矩形,轮廓尺寸为58×30。考虑操作方便并为了保证零件精度,采用直排有废料排样。如图1所示:

查《冷冲压工艺及模具设计》表3-13,工件的搭边值a=2,沿边的搭边值a1=2.2。级进模送料步距为S=30+2=32mm

条料宽度按表3-14中公式计算: B -0△=(Dmax+2a1)-△0 查表3-15得:△=0.6

0B=(58+2×2.2)0?0.6=62.4?0.6 (㎜)

由零件图近似算得一个零件的面积为1354.8㎜2,一个进距内的坏料面积

B×S=62.4×32=1996.8㎜2 。因此一个进距内的材料利用率为:

?=(A/BS)×100﹪=67.8﹪

查《冷冲压工艺及模具设计》附表3选用板料规格为710×2000×2。

采用横裁时,剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为32,每间条可冲零件个数22个零件。则一块板材的材料利用率为:

?=(n×A0/A)×100﹪

?=(22×32×1354.8/710×2000)×100﹪=67.2﹪

采用纵裁时,剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为11,每条可冲零件个数62个零件,则一块板材的材料利用率为:

?=(n×A0/A)×100﹪

?=(11×62×1354.8/710×2000)×100﹪=59.2﹪

根据以上分析,横裁时比纵裁时的板材的材料利用率高,因此采用横裁。

5.2 计算冲压力与压力中心,初选压力机

冲裁力:根据零件图可算得一个零件外周边长度:

L1=16π+8+28+38×2

=162.27 内周边长度之和:

L=2π×3=18.84㎜

查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知:??260MPa; 查《冷冲压工艺及模具设计》附表3可知:Kx=0.05, KT=0.055. 落料力:

F落=KL1 t T

=1.3×162.27×2×260 =109.69KN

冲孔力:

F孔=KL2 t T

=1.3×6?×2×260 =12.74 KN

卸料力:

Fx=KxF落

=0.05×109.69 =5.48KN 推件力:

根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=6,

故:n=h/t=3 FT=nKtF孔

=3×0.055×25.47 =4.20KN

总冲压力:

FЁ= F落+ F孔+Fx+ FT

则FЁ=109.69+12.74+5.48+4.20

=132.11KN

应选取的压力机公称压力:25t. 因此可初选压力机型号为J23-25。

当模具结构及尺寸确定之后,可对压力机的闭合高度,模具安装尺寸进行校核,从而最终确定压力机的规格。

确定压力中心:画出凹模刃口,建立如图所示的坐标系:

由图可知,该形状关于X轴上下对称,关于Y轴左右对称,则压力中心为该图形的几何中心。即坐标原点O。该点坐标为(0,0)。

5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差

由于模具间隙较小,固凸、凹模采用配作加工为宜,由于凸、凹模之间存在着间隙,使落下的料或冲出的孔都带有锥度。落料件的尺寸接近于凹模刃口尺寸,而冲孔件的尺寸接近于凸模刃口尺寸。固计算凸模与凹模刃口尺寸时,应按落料与冲孔两种情况分别进行。由此,在确定模具刃口尺寸及其制造公差时,需遵循以下原则:

(I)落料时以凹模尺寸为基准,即先确定凹模刃口尺寸;考虑到凹模刃口尺寸在使用过程中因磨损而增大,固落料件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围较小尺寸,而落料凸模的基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙;

(II)冲孔时以凸模尺寸为基准,即先确定凸模刃口尺寸,考虑到凸模尺寸

在使用过程中因磨损而减小,固冲孔件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸,而冲孔凹模的基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙;

(III)凸模与凹模的制造公差,根据工件的要求而定,一般取比工件精度高2~3级的精度,考虑到凹模比凸模的加工稍难,凹模比凸模低一级。

a): 落料凹模刃口尺寸。按磨损情况分类计算:

i)凹模磨损后增大的尺寸,按《冷冲压工艺及模具设计》公式:DA=(Dmax-X△);计算,取 δA=△/4,制件精度为IT14级,故X=0.5

?0.185?0.185580=57.630 (㎜) ?0.74: DA1 =(58-0.5×0.74 )0?0.155?0.15538?0.62: DA2=(38-0.5×0.62)0=37.690 (㎜) ?0.13?0.1330?0.52: DA3=(30-0.5×0.52)0=29.740 (㎜) 00168

0?0.43?0.1075?0.1075: DA4=(16-0.5×0.43)0=15.7850(㎜)

0?0.36?0.09?0.09: DA5=(8-0.5×0.36)0=7.180(㎜)

ii)凹模磨损后不变的尺寸,按《冷冲压工艺及模具设计》公式:CA=(Cmin+X△)±0.5δA: 计算,取δA=△/4 ,制件精度为IT14级,故X=0.5

18±0.215: Cd1=(17.785+0.5×0.43)±0.43/8=18±0.05375(㎜) 冲裁间隙影响冲裁件质量,在正常冲裁情况下,间隙对冲裁力的影响并不大,但间隙对卸力、推件力的影响却较大。间隙是影响模具寿命的主要因素。间隙的大小则直接影响到摩擦的大小,在满足冲裁件质量的前提下,间隙一般取偏大值,这样可以降低冲裁力和提高模具寿命。

查《冷冲压工艺及模具设计》表3-3可知Zmax=0.360㎜ , Zmin=0.246㎜ 相应凸模按凹模实际尺寸配作,保证最小合理间隙为0.246mm

冲孔凸模刃口尺寸。冲孔凸模为圆形,可按《冷冲压工艺及模具设计》公式dT=(dmin+x△)0 计算,取δT=△/4,制件精度为IT14级,故X=0.5 ?12

?0.3000: dT1=(6+0.5×0.30)0?0.075=6.15?0.075

6 设计选用零件、部件,绘制模具总装草图

6.1 凹模设计

凹模的结构形式和固定方法:凹模采用矩形板状结构和通过用螺钉、销钉固定在凹模固定板内,其螺钉与销钉与凹模孔壁间距不能太小否则会影响模具强度和寿命,其值可查《冷冲压工艺及模具设计》表3-23。

凹模刃口的结构形式:因冲件的批量较大,考虑凹模有磨损和保证冲件的质量,凹模刃口采用直刃壁结构,刃壁高度取6mm, 漏料部分沿刃口轮廓单边扩大


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