三角定位片冲压复合模具设计.docx

《三角定位片冲压复合模具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三角定位片冲压复合模具设计.docx（20页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、冲压成形工艺与模具设计课程设计题目：三角定位片冲压复合模 具设计学院：材料科学与工程学院 专业：材料成型及限制工程 班级：:学号：指导老帅：1. 零件图及工艺方案ii.i零件图i1.2工艺分析ii.3工艺方案确实定i2. 工艺设计22.i计算毛坯尺寸 22.i.i 修编余量确实定 22.i.2计算工件外表积22.i.3拉伸次数确实定32.2排样设计32.2.2送料步距确实定42.2.3调料宽度确实定42.2.4材料利用率确实定 43. 模具工作零件刃口尺寸计算 43.i落料刃口尺寸43.2冲孔刃口尺寸53.3拉深64. 工序力的计算及压力机的选用 74.i落料力和冲孔力 74.2卸料力和顶件力

2、 74.3拉深力84.4压力机的选择84.5压力中央确实定85模具结构的设计95.i落料拉深凸凹模的设计 95.2冲孔凸模i05.3拉深冲孔凸凹模ii5.4落料凹模ii5.5各板设计125.6模架的选取125.7装配图126参考资料131. 零件图及工艺方案1.1零件图R3材料10钢料厚1.5mm1.2工艺分析通过对三角定位片零件图分析可以初步得出尺寸不是很大,精度要求不是很高,大量生产.制件外形为一简单拉伸件,还要异形冲孔.要注意拉伸过程中起皱和破裂的的限制. 该零件的材料是10钢抗拉强度为b b335MPa,料厚1.5mm,偏薄,所要拉伸的深度比拟浅, 而且拉伸圆角半径为 3mm ,大于一

3、倍料厚满足拉伸件拉伸件的要求,因此具有良好的结构 工艺性,零件尺寸除了80mm标有公差,其余均为标注公差,所以该零件的精度没有什么要求,固可根据IT14级精度进行计算.综上：该零件的形状、尺寸、精度、材料均符合冲压工艺要求,故可以采用冲压方法加工.1.3工艺方案确实定根据以上分析和计算,可以进一步明确该零件的冲压加工需要包括以下根本 工序：落料、冲孔、拉深.根据这些根本工序,可以拟出如下几种工艺方案：方案一以上工序过程都采用单工序模加工. 用此方案,模具的结构都比拟简单,制 造很容易,本钱低廉,但由丁结构简单定位误差很大,而且单工序模一般无导向 装置,安装和调整不方便,费时间,生产效率低 万案

4、一落料与拉深还有冲孔在复合模中加工成半成品. 提升了生产率.对落料以及 拉深、冲孔的精度也有很大的提升 方案二采用带料级进多工位自动压力机冲压, 可以获得较高的生产效率,而且操作 平安,但这一方案需要专用的压力机或自动的送料装置.模具的结构比拟复杂, 制造周期长,生产本钱高.根据设计需要和生产批量,综合考虑以上方案,方案二最适合.即落料、拉 深在同一复合模中完成,这样既能保证大批量生产的高效率乂能保证加工精度, 而且本钱不高,经济合理.2. 工艺设计2.1计算毛坯尺寸2.1.1修编余量确实定由丁板料存在着各项异性,实际生产中毛坯和凸、凹模的中央也不可能完全 重合,因此拉伸口局部不可能很整洁,通

5、常都要有修边工序,以切去不整洁的部 分.为此计算毛坯尺寸应留有修边余量.拉伸件高度:h=20mm 拉伸件的相对高度：h/d=20/80=0.25=-42 代 r(d-2r)+8r 2兀2f (d-2r) 2把以上各局部的面积相加后带入式,整理后可以得出坯料的直径为D= ,：d2+4dH-1.72dr-0.56r2式中D 一坯料的直径,单位mmd、H、r一拉伸件直径高度和圆角半径,单位 mm计算的 D= 107.85mm,取 D=108mm2.1.3拉伸次数确实定总的拉伸系数m=d/D=0.74,查教材可知m1=0.5,mm1,故可以一次拉伸.2.2排样设计排样设计主要是确定排样方式、送料步距、

6、条料宽度、材料利用率2.2.1排样方式确实定根据冲裁件在板料上的布置方式,排样方式有直排、单行排、多行排、斜 排的多种排样方式.该零件届丁圆形冲空件,工艺废料和结构废料不可防止综合 排样的设计原那么选择直排.2.2.2送料步距确实定工件之间的最小搭边值为1.5mm最小工艺边距搭边值为 2mm根据公式A=D+a1送料步距确定为109.5mm2.2.3调料宽度确实定调料宽度按下式计算B=D+2a=113mm2.2.4材料利用率确实定=A/BS*100%= 75.3%式中：-材料的利用率A- 一个步距的工件的实际面积S- 送料步距B- 条料宽度3. 模具工作零件刃口尺寸计算采用凸凹模分别加工,凸凹模

7、分别加工是指在凸模与凹模分别按各自图样上 标注的尺寸及公差进行加工,冲裁间隙由凸凹模刃口尺寸及公差保证, 这样就需 要分别计算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差, 并标注在凸凹模设计图样上,这样 加工方法具有互换性,便丁成批制造,主要用丁简单,规形状(图形,方法或矩 形)的冲件.3.1落料刃口尺寸所以落料时,由于落料件外表尺寸与凹模刃口尺寸相等或根本一致,应该先确定凹模刃口尺寸,即以凹模刃口尺寸为基准,乂由于落料件尺寸会随凹模刃口的磨 损而增大,为了保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件, 故凹模根本尺寸应 该取落料件尺寸公差围的较小尺寸,落料凸模的根本尺寸那么是凹模根本尺寸上减 去最小合理间隙.D

8、d (D X )dDp (Dd 2Cmin)Dp一落料凸模最大直径mm pDd 一落料凹模最大直径mmD 一工件允许最大尺寸mm一冲裁工件要求的公差X 一系数,为防止多数冲裁件尺寸都偏向丁极限尺寸,此处可取X=0.5O对丁未标注公差可按IT14级计算,根据教材上表查得,冲裁模刃口双面间隙:Zmax=0.120mm Zmin=0.090p 一凹、凸模制造偏差,这里可以按IT6和IT7来选取:落料刃口尺寸： 工件尺寸公差按 凸模=0.035.108mmDd(DX )0 d=(108-0.5x0.87 ) 0+0.022=107.57+0.022Dp(DdZ )0mm pIT14级精度选取,得工件尺

9、寸偏差108-0.87,查表凹模 =0.022,=(107.57-0.090 ) -0.035=107.48-0.0353.2冲孔刃口尺寸对丁形状复杂或薄工件的模具,为了保证冲裁凸、凹模问有一定的间隙值, 必须使用配合加工.此方法是事先做好其中的一件凹模或凸模作为基准件, 然后以此件的实际尺寸配加工另一件, 使它们之间保持一定间隙.设计时,基准 件的刃口尺寸及制造公差应详细标注,而配作件上只标注公称尺寸,不注公差.所以对丁冲孔使用配作法对于非规那么形状的冲裁, 落料凹模刃口尺寸随刃口磨损量增大的变化情况,没有圆形落料凹模刃口尺寸磨损后只增大那样单一的变化规律；冲孔凸模没有圆形没有圆形冲孔凹模刃

10、口尺寸磨损后只减小那样单一的变化规律；无论是落料凹模还是冲孔凸模,磨损后刃口尺寸的变化均有可能有三种情况：磨损后尺寸增大,简称A类尺寸；磨 损后尺寸减小,简称B类尺寸；磨损后尺寸不变,简称C类尺寸.B类尺寸：B(bmin0x )4C类尺寸：C(Cmin/2)/8A类尺寸:A(amax/4x )o式中 amax与A类尺寸对应的工件尺寸允许的最大值(mn)bmin与B类尺寸对应的工件尺寸允许的最小值( mmCmin与C类尺寸对应的工件尺寸允许的最小值( mm分析只a和r的尺寸均是增大的尺寸为a=2O.52 ( =0.52) R=G.36(=0.36),+0.52/4其中x=0.5 ,采用凹模为设计

11、基准件,所以ad =(20-0.5x0.52) jk4 +0.13+0.36/4=19.74R=(6-0.5x0.36)=5.82 +0.093.3拉深对丁拉伸时工作零件设计主要是凹模圆角半径 rd,凸模圆半径rp,凸、凹模 的间隙乙凸模直径D,凹模直径.当rd过小时,材料对凹模的压力增大,摩 擦力增大,摩擦力增大,磨损加剧,使模具寿命降低.所以rd既不能过大也不能过小,通常按经验公式计算rd=0.8 /(D-d)式中,D为毛坯直径,mm d为拉伸后的直径,mm求的凹模圆角半径rd=5mm对丁凸模圆角半径对拉伸影响不大, 但必须适宜,所以一般选取拉伸后零件 底部的圆角半径rp=r拉深间隙是指单

12、面间隙.间隙的大小对拉深力、拉深件的质量、拉深模的寿命都 会有影响,对丁精度要求较高的零件,为了使拉深后回弹小,常采用负间隙拉深, 其间隙值为0.9-0.95t , Z处丁材料名义厚度和最小厚度之间.对丁该零件选取材料的厚度t为间隙.拉深时,拉深模直径尺寸确实定的原 那么,与冲裁模刃口尺寸确实定根本相同,只是具体容不同,这里不在复述.拉深凸模和凹模的单边间隙Z=t=1.5mm计算凸凹模制造公差,按IT8级精度选取, 对丁拉深尺寸20,凸 凹0.046mm 0因因拉深件注外形尺寸,按凹模进行配 作：故凹模的尺寸Dd=20+0.46凸模的尺寸为DP=(D-2Z)-0.464. 工序力的计算及压力机

13、的选用4.1落料力和冲孔力平刃凸模落料力的计算公式为P kLt式中 P 冲裁力ND ；L冲件的周边长度mmt板料厚度mm；一材料的抗冲剪强度mp&K一修正系数.它与冲裁间隙、冲件形状、冲裁速度、板料厚度、润滑情况等多 种因素有关.其影响围的最小值和最大值在1.01.3 P的围,一般k取为1.251.3.在实际应用中,抗冲剪强度的值一般取材料抗拉强度b的0.70.85.为便丁估算,通常取抗冲剪强度等丁该材料抗拉强度b的80%取350MPa落料的周长为339.12mm 冲孔力的周长为 97.68mm因此,该冲件的落料力的计算公式为F落 1.3 0.8 Lt b=1.3x0.8x339.12x1.5

14、x350=185159NF孔=1.3x0.8xLt b=1.3x0.8x78.84x1.3x350 =37307N4.2卸料力和顶件力一般情况下,冲裁件从板料切下以后受弹性变形及收缩影响. 会使落料件梗 塞在凹模,而冲裁后剩下的板料那么箍紧在凸模上.从凸模上将冲件或废料卸下来 所需的力称卸料力.影响这个力的因素较多,主要有材料力学性能、模具间隙、 材料厚度、零件形状尺寸以及润滑情况等.所以要精确地计算这些力是困难的, 一般用以下经验公式计算： 卸料力F 卸 KiF式中F冲裁力NKi顶件力及卸料力系数,其值可查教材.这里取K1为0.04.因此F 卸=0.04x (185159+373070 =8

15、898NF 顶=0.05x185159=9257N4.3拉深力拉深力一般以经验公式计算由丁是不采用压边圈的一次拉深,所以 拉深力F=1.25兀(D-d) t b=1.25x3.14x28x1.5x350=57697N4.4压力机的选择F=F落+F孔+F卸+F顶+F拉 =185159+37307+8898+9257+57697 =298318N=298KN所以选择开式压力机标称压力：298KN固定行程：215mm模柄孔：4.5压力中央确实定模具压力中央确实定特别的作用,如果压力中央没有位丁模柄的投影下面, 模具工作的时候容易失衡,短期不会出现什么问题,随时模具工作的时间增加, 会逐渐的磨损凹模和

16、凸模,导致模具的工作寿命大大缩短,甚至提前报废.所以 为了提升模具的寿命和使用年限,必须确定压力中央,保证压力中央和模柄尽量 重合,即使不重合,也要保证模具的压力中央位丁模具的投影下面. 本次设计中, 由丁模具使用复合膜,而且压力中央即为几何中央,所以模具的压力中央选择工 件的几何中央即可.5模具结构的设计5.1落料拉深凸凹模的设计A A5.2冲孔凸模.c5.3拉深冲孔凸凹模5.4落料凹模5.5各板设计卸料板 200mmx160mmx10mm凸模固定板 200mmx160mmx30mm凹模固定板 200mmx160mmx30mm上垫板 200mmx160mmx10mm下垫板 200mmx160

17、mmx20mm5.6模架的选取选取对角导柱模架上模座 200mmx160mmx40mm下模座 200mmx160mmx45mm导柱 28mmx180mm 32mmx180mm导套 28mmx100mmx38mm 32mmx100mmx38mm模柄B型凸缘模柄5.7装配图.c6参考资料1、 冷冲压工艺及模具设计?心治主编大学2、 冲压工艺及模具设计?万战胜主编 铁道3、 冲模设计?人民4、 实用冲压技术?机工5、 冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料?机工6、 模具设计与制造简明手册?炳尧等编工业7、 冲压工艺模具设计实用技术?家贤编机械工业8、 实用板金冲压工艺图集?梁炳文主编机械工业9、 新编机械设计手册?学苑.c