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垫圈冲孔落料模具设计说明书院系机电学院班级材料成型及控制姓 名*学 号080010204指导老师王*老师2011年12月,、人刖 百本说明书是我根据冷冲模工艺与模具设计、模具设计指导等 有关教材。引用了其中的公式,查找书中的表格,并得到了同学的帮 助完成的。本说明书主要介绍了冲裁模的工艺分析、工艺方案的确定、模具总体结构的选择、工艺与设计计算、零件图总装图尺寸计算及绘制。为了能够很好地掌握本课程的设计过程, 根据课内及课外来所学的 知识,编写了该说明书以使老师可以在评阅的过程中能够更好地指 导.目 录1 .冲压件工艺性分析 (1)2 .冲压工艺方案的确定3 .主要设计计算(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一一 (3)(3)冲压力的计算(4)(4)工作零件刃口尺寸计算 (4)(5) 卸料橡胶的设计5 5)4.模具总体设计(1)模具类型的选择(5)(2)定位方式的选择(5)(3)卸料,出件方式的选择 (6)(4)导向方式选择 (6)5 .主要零部件设计(1)主要零件的结构设计 (6)(2) 定位零件的设计( 8)(3)导料板的设计(8)(4) 卸料板首B件设计( 8)(5)模架及其他零部件设计 (8)6 .模具总装图7 .冲压设备的选定(8)8 .工作零件的加工工艺 (8)9 .模具的装配 (10)主要参考文献 (设计小结 (12)连续模设计说明任务描述:工件名称:垫圈冲孔落料模具设计工件简图:如下图材料:30钢板材料厚度:0.3mm设计内容:1 .冲压件的工艺分析:对产品进行分析,确定各部分尺寸是否满足冲压件的工艺要求2 .确定工艺方案:(1)计算毛坯尺寸;(2)确定排样方式和计算材料利用率;(3)冲压工序性质和工序次数的选择3 .模具结构形式的确定:各工序所要设计的模具,包括名称结构类型等4 .计算各工序冲压力和选择冲压设备5 .工艺卡片:选择一家企业的产品使用的冲压工艺卡片,主要有每道工序图、基本尺寸、使 用设备、模具名称等(工件图)1.冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为30钢板,具有良好的冲压性能,适合冲裁。工件结果简单,有 2个直径14mm的孔;孔与孔,孔与边缘之间的距离满足要求,工件的尺寸全部为自由公差,尺寸精度底,普通冲裁就能满足要求。2。冲压工艺方案的确定该工件包括落料 冲孔 两个基本工序,可有以下三种工艺方案:方案一:先落料,后冲孔。采用单工序模生产。方案二:落料一冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三:冲孔一落料连续冲压。采用连续模生产。方案一模具结构简单, 但需要两道工序两套模具, 成本高而生产效率低, 难以满足大批量生 产要求。方案二只需一套模具,工作精度及生产效率都比较高,但制造难度大,并且冲压成品件留在 模具上,清理模具上的物料影响冲压速度,操作不方便。方案三也只需要一副模具,生产效率高,操作方便,设计简单,由于工件精度要求不高,完 全能满足工件技术要求。所以经过比较,采用方案三最为合适。3.主要设计计算(1)排样方式的确定以及计算设计连续模,先要设计条料排样图。工件直排材料利用率最高。如图一所示的排样方法,可减少废料。第一次冲裁使用活动挡料销,然后第二次可用固定挡料销。搭边值取2mm,壁厚取2mm,条料宽度为121mm,步距为36mm, 一个步距的材料利用率 为73%(2)压力中心的确定及相关计算 画出凹模型口图如下(3)冲压力的计算该模具采用连续模,选择弹性卸料,下出件。冲压力的相关计算见表1根据计算结果,冲压设备拟选择JF23-63。表一条料及冲压力的相关计算项目分类项目公式结果备注排样,压件面积AA=116 17+3.14 m 172黑 1/2+82 父 17-3.14 x 72-2x14x173189.827 mm条料宽度BB=116+4+1=121121mma=2mm,a1 =2mm步距SS=17+17+2=3636mm一个步距的材料一 nA“=S 父100%BS73%利用率冲压力冲裁力FF=KLt 小=490x369.34 x0.354293NL=369.34m m卸料力FxFx = Kx F=0.05 父5429310859N查表得Kx=0.05推件力FtFT = n Kt F=6M 0.063 M 5429350523Nn取6冲压工艺总力FzFz =F+Fx + Ft85675N弹性卸料下出件(4)工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前,首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点,工作零件的形状相对较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模,凹模,凸模固定板,卸料板,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装 配简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算,具体计算如下所示。1.落料应以凹模为基准然后配做凸模。工件尺寸如图所示1)凹模磨损后变大的尺寸(5)卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算见 表三。选用的4快橡胶板的厚度无比一致, 不然会造成受力不 均匀,运动产生歪斜,影响模具的正常工作。表三卸料橡胶的设计计算项目公式结果备注卸料板工作行程hth 工=hi +t +h)23.3mmh1为凸模具凹进卸橡胶工作行程H工H工=hx + h修8.5mm料板的高度1mm ,橡胶自由高度H自由H自由=4H工33.2mmh2为凸模冲裁后进橡胶的顶压缩里H预H预=15%H自由4.98mm入凹模的深度每个橡胶承受的载荷FiFi =5卸/42714.75N2mm , h修为凸模橡胶的外径DD =yd(d2 +1.27(Fi /p)60 mm修磨里取 5mm,取校核橡胶自由高度H自由0.5 H 自由 /D1.5满足要求H工为H自由的橡胶的安装图度H安H安=H自由一H预28.22 mm25%,选用4个圆筒形橡胶4.模具总体设计(1)模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采用连续冲压,所以模具类型为连续模。(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。而第一件的冲压位置可 由活动挡料销定距。(3)卸料,出件方式的选择因为工件料厚0.3mm,较薄,卸料力也比较小,故可采用弹性卸料。又因 为是连续模生产,所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。(4)导向方式选择为了提高模具寿命和工件治疗,方便安装调整,该连续模采用中间导柱的 导向方式。5.主要零部件设计(1)主要零件的结构设计a.落料凸模结合工件外形并考虑加工,将落料凸模设计成直通式,采用线切割机床加工, 2个M8螺钉固定在垫板上,与凸模固定板的配合按 H6/m5。总长L可按公式计算:L =hx =儿 +t+h2+h =14.4+0.3+14+21.3=50mm落料凸模结构如下图所示5b.冲孔凸模冲孔凸模采用台阶式,加工简单,便于装备与更换。冲孔凸模结构如下图所其余c.凹模凹模采用整体凹模,各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模具 在模架上的位置时。要依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄范围内。其 轮廓尺寸可按公式计算:凹模厚度H=kb=0.15x116=17.4,为了方便橡胶安装,取 H=25凹模壁厚 c= (1.5-2) H=26,1-34.8m,取 c=40凹模宽度 B=b+2c=116+80=196 取 B=200凹模长度 L取180mm (送料方向)凹模轮廓尺寸为180 M 200 M 25mm ,凹模结构如图所示rL凹模(2)定位零件的设计落料凸模下部设置两个导正销,借用工件直径 14mm的的两个孔作为导正 孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面,导正销导正部分与导正孔采用 H7/r6 配合。(3)导料板的设计导料板内侧与条料接触,外侧与凹模齐平,导料板与条料之问间隙取 1mm, 这样就可确定了导料板的宽度,导料板厚度取 4mm,采用45钢制作,热处理硬 度为40-45HRC,用螺钉固定在凹模上。导料板上有活动挡料销凹槽。(4)卸料板部件设计a卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同,厚度为 8mm。采用45钢制造, 淬火硬度为40-45HRC。b.卸料螺钉的选用卸料板上设置4个螺钉,公称直径为8mm,螺纹部分为M6M4。(5)模架及其他零部件设计该模具采用对角式导柱模架,导柱分别为9 28 M 100,导套分别为 6 28 2x95。上模座厚度取40mm,上垫板厚度取10mm,固定板厚度取15mm,下模座厚度 取45mm,那么该模具的闭合高度:H 闭=H 上模 + H 垫 + L + H + H 下模h2 =40+10+50+25+45-2=168mm式中:h2为凸模冲裁后进入凹模的深度,h2=2mmL一凸模长度,L=50mmH一凹模厚度,H=25mm可见该模具闭合高度小于所选压力机 JF23-25的最大装模高度(220mm),可 以使用。6 .模具总装图通过以上设计,可得如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、 垫板、凸模(3个)、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料,以 橡胶为弹性元件/下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品 件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销21作为粗定距,在落料凸模上安装 2个导正销, 利用条料直径为15的孔作为导正销孔导正,以此作为条料送进的精确定距。7.冲压设备的选定通过校核,选择开式双柱可倾压力机 J23-25能满足要求。起主要参数如下:公称压力:250kN滑块行程:65mm最大闭合高度:270mm最大装模高度:220mm连杆调节长度:55mm工作台尺寸(前后x左右):370x560 mm垫板尺寸(厚度x直径):50x200 mm模柄孔尺寸:140x60 mm最大倾斜角度:30度8、模具零件的加工工艺本副冲裁模,模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用 线切割加工技术,这些零件的加工就变得相对简单。表四所示为落料凸模的加工 工艺过程。表四工序号工序名称工序内容工序简图1备料将毛坯锻成长方体1寸16导1T7 口2热处理退火3粗刨刨六面,立成直角,留单边余量0.5mm4热处理调质5磨平磨六面,互成直角6钳工划线划出各孔位置线、型孔轮廓线J117加工螺钉孔、销孔及穿丝孔按位置加工螺钉孔、销孔及穿丝孔8热处理按热处理工艺,淬火,回火达至1J 6064HRCJJ1119磨平向精磨上卜平闻10线切割按图切割型孔达到尺寸要求11
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