正装下顶出落料模设计

正装下顶出落料模设计第 1章、设计内容及要求 1.1 制件图、材料及要求±0.2零件名称：空调垫片材料：30钢厚度：0.3mm 生产批量：大批量设计方案：单工序正装下顶出落料模冲压完成图纸要求： 1、一张装配图（计算机绘图） 2、零件图 3、说明书不少于10000字第 2章、冲裁件的工艺分析    分析该零件的尺寸精度，其两孔中心距的尺寸及公差82±0.2mm,按[1]表2.7.5 查得，用一般精度的模具可达到的两孔中心距公差为±0.15mm，即可满足零件的精度要求，从零件的形状.尺寸标注及生产批量等情况看，也均符合冲裁的工艺要求，并且只需一次落料即可，图中的孔距远大于最小孔距 a≥2t 的要求．工件其它尺寸的公差未标注，全部视为自由公差，为IT12的尺寸精度一般的普通冲裁能够满足工件的要求。冲压工艺方案的确定该工件包括落料，切边两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：落料。采用单工序模生产。方案二：落料­冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔­落料级进冲压。采用级进模生产。方案一：模具结构简单，只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求；方案二：模具制造的精度高，成本高，难以满足大批量生产要求。。方案三也只需要一副模具，但要两道工序，模具制造的成本也高，加工复杂。通过对以上三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案一为佳。  但由任务书可知，对于这个工件要求采用单工序正装下顶出落料冲裁模进行冲裁。排样图第 3章、主要设计计算 3.1 排样方式的确定根据零件的形状和复杂程度，我采用直排的方式排样。 3.2 毛胚的确定计算冲裁件的面积 SV=[ （ 126+82 ） ×22+П22ײ∕2­21×4×22­П7ײ]mm²=4566.02 mm², 下面对毛胚的搭边值进行确定，各部分尺寸的确定由[1]P65 表 2.5.2 查得侧面 a=2mm，工作间 a1=1.5mm 由零件图和排样图可以计算条料的宽度B=130mm，一个步距的长度为 s=35.5mm可得下表：项目公式结果备注冲裁件的面积 A A=[(126+82)×22+π×22²/2­2×14×22­π] ×7×7 4566.02 查表 2.5.2 搭边值 a=2.0 a1=1.5 采用侧压装置条料宽度 B B=126+2×2 130 步距 S S=34+1.5 35.5 3.3 冲裁力的计算3.3.1冲裁力该模具采用单工序落料模，拟选择弹性卸料卸下工件，冲压力的计算如下,由[1]p69可得冲裁力： F=KLtτb 式中：F——冲裁力 L——是冲裁周边的长度，这里面为总长度=126mm+82mm+22πmm+14πmm+4×12mm=369.34mm t——材料的厚度为0.3mm τb——材料的抗剪强度取500MPa K——安全系数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。一般取1.3。根据以上数据得计算可得F=N 下面我们分别对卸料力、推件力和顶件力进行计算：卸料力Fx=KxF 推件力Ft=nKtF 顶件力Fd=KdF 式中：F——为冲裁力为72.02KN kx——卸料力系数 Kt——推件力系数 Kd——顶件力系数有[1]得他们分别取0.05、0.63和0.08 n——同时卡在凹模内的冲裁件或废料的个数，取h=1.2mm 则 n =h/t=1.2/0.3=4 可得Fx=3.6KN   Ft=181.49KN   Fd=5.76KN 因为采用的弹性卸料和上出料方式，由[1]P71(26.7)可知冲压的总工艺力为 F总=Fx+ Fd +F=81.38KN 3.3.2压力中心的确定及相关尺寸的计算计算压力中心，首先根据前面的设计画出凹模型口图如下图，为了尽可能保证模柄轴线、压力机滑块的中心和压力中心重合，依次防止偏载对模具和压力机带来的损害。按比例画出工件形状，将工件轮廓线分为L1，L2….L5的基本线段，并选定坐标系XOY，计算步骤如下：a建立坐标系XOY如图所示,因工件左右对称，其压力中心一定在对称轴Y上，即X0=0b确定各个凹模的压力中心在XOY坐标系中的坐标： L1=126­2×14=98（mm）；Y1=0 L2=6× （34­22） =72(mm):Y2=1/2×(34­22)=6 （mm） L3=2×7×П=44（mm） Y3=26.4（mm） L4=2×22П/2=69.08（mm） Y4=32.69（mm）L5=82（mm） Y5=34（mm） Y0=16.96（mm）零件轮廓分析3.4 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，适宜采用线切割加工凸模﹑凹模﹑凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按配合加工的方法来计算，具体计算见表如下工作零件凹模刃口尺寸的计算尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注落料 12634R22 126 0 87 . 0- Ad=(A­X△) 4 / 0D+ 126d=(126­0.5 × 0.87) 4 87 . 0 0+ =125.57 22 . 00+ (mm) 34d=(34­0.5×0.62) 4 64 . 0 0+ = 33.69 16 . 0 0+ (mm) 22d=(22­0.5 × 0.43) 4 43 . 0 0+ =21.79 11 . 0 0+ (mm) 125.57 22 . 00+查[1]P55表 2.3.2 得间隙值 Zmin=0.018, Zmax=0.024; 查[2]P56表 3­8得因子 X=0.5 34 0 62 . 0- 33.69 16 . 0 0+ 22 0 43 . 0- 21.79 11 . 0 0+ 14R14 14 43 . 0 0+ Bd=( B­X△) 0 4D- 14d=(14+0.5 ×0.43) 0 4 43 . 0- =14.22 0 11 . 0- (mm) 14.22 0 11 . 0- 14.22 0 11 . 0-孔心距 82 82± 0.2 Cj= (Cj+0.5D)± 8D 82d=(81.8+0.5 × 0.4)± 0.05=82± 0.05(mm) 82± 0.05凸模的刃口尺寸按凹模的实际尺寸配制，并保证双面间隙为0.018~0.024mm。凹模具的外形尺寸：参考[2]P97（4­7）和式（4­8），取凹模的厚度H=21mm，凹模壁厚C=35mm. 凹模具零件简图如下：±0.05第4章、模具总体设计及主要零部件设计4.1模具结构的选择由零件图分析该模具采用正装下顶出落料模。条料的送进，由两个导料销控制去其方向，由挡料销12控制其进距。卸料采用弹性卸料装置，将废料从凸模上卸下。同时由装在模座之下的顶出装置实现上出件，通过调整螺母19压缩橡胶17，可调整顶件力。由于该弹性顶出装置在冲裁时能压住工件，并及时地将工件从凹模内顶出，因此可使冲出的工件表面平整。适用于厚度较薄的中、小工件的冲裁。4.2卸料弹簧的设计与计算根据模具结构初定6根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为3601N/6=600N。根据预紧力Ppre（≥400N）和模具尺寸，由设计质料中选出序号57~61的弹簧，其最大工作负荷Pmax为720N，大于600N。校验是不是满足∆HmaxZmax.查质料中的弹簧规格及负荷曲线。并经过计算可得下列数据：由表4-6中数据可知，序号59~61的弹簧均满足∆Hmax≥Ztotal,根据模具结构确定使用59号弹簧。该弹簧规格为：外径：D=36mm,钢丝直径：d=5.0mm.自由高度：H0=80mm装配高度：H2=H0-∆Hpre=80-17=63mm弹簧数据表序号H0(mm)H1(mm) ∆Hmax=H0-H1 ∆Hpre(Ppre=600N)Ztotal=∆Hpre+HW+∆Hrep574530.214.81017.3586040.219.81320.3598052.827.21724.36010065352330.36113083.846.23037.3注：HW=t+1=0.3+1=1.3mm, ∆Hrep=6mm模架选用后侧导拄标准模架：上模座：L×B×H=200mm×200mm×45mm 下模座：L×B×H=200mm×200mm×50mm 导拄：d×L=32mm×160mm,导套：d×L×D=32mm×105mm×43mm 模架的闭合高度：170~210mm; 垫板厚度：10 mm；凸模固定板厚度：16 mm 上模底板厚45 mm 弹簧露出高度：33（为63­10­16­4）mm；卸料板厚度：14 mm；凹模厚度： 21mm；下模底板厚：50 mm 模具的闭合高度：Hd=45+10+16+33+14+20+50+1.3=189.3mm 4.3 冲压设备的选择选用开式双拄可倾压力机 J23­16 公称压力：160KN；滑块行程：55 mm；闭合高度：220 mm；闭合高度调节量： 45 mm 滑块中心线至床身距离： 160 mm；工作台高度尺寸： 300 mm×450 mm。底板厚度：40 mm；模柄孔尺寸：Ǿ40 mm×60 mm。4.4模具的总体设计 4.4.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序冲压，所以模具类型为单工序正装下顶出落料模。4.4.2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销，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，由操作者利用导料销和挡料销实现精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定的余量，可以靠操作工来目测定。4.4.3导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整等因素该落料模采用后侧导柱的导向方式。4.5主要零部件的设计4.5.１工作零件的结构设计根据模具设计的基本形式，可以确定模具的基本结构原理图如下：一张模具装配图4.5.2落料凸模的设计根据制件的零件图可以知道落料凸模的结构，其总长L可根据具体设计按如下方式计算：L=H1+h2+t+h=16+14+0.3+33=63.3mm其中：H1为凸模固定板厚16mmh2为卸料板的厚度14mmt为料厚0.3mmh为附加长度取33mm,凸模材料：Cr12MoV淬火凸模（56～60）HRC凹模（58～62）HRC4.5.3落料凹模的设计结合工件外形并考虑加工，，采用线切割机床加工凹模，6个M10的螺钉固定在模板上，具体尺寸如下：凹模的设计凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架的位置时，要根据压力中心的数据，将压力中心和模柄中心重合，下面对其轮廓尺寸进行计算：凹模的厚度H=KB根据[1]表4-34取K=0.16由[1]P104表2.9.5则H=0.16×126=20.16mmb=126mm此为最小值圆整到21mm即H=21mm所以凹模的壁厚取35mm取凹模厚度为21mm凹模的宽度C取=34+2×35=104mm凹模的长度L取=35+35+126=196mm即凹模的轮廓尺寸为104×196×21结构详图如下所示：4.5.4定位零件的设计落料凹模的下部设置两个导料销，借助中间挡料销进行导正，导料销应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凹模端面1.3mm，导料销露出凹模端面部分的长度为4mm。导料销采用H7/m6安装在落料凹模端面，导料销导正部分与导正孔采用H9/h9配合。挡料销采用H7/m6安装在落料凹模端面，与卸料板的配合为H9/h8,露出凹模端面高度为3mm。起定距的挡料销选用标准件，规格为8×16mm材料45钢（43-48）HRC。圆柱销（GB119-76）材料35钢热处理HRC28-384.6卸料部件的设计4.6.1卸料板的设计卸料板上设置4个卸料螺钉，选用标准件为M12×100mm，螺纹部分为16×12mm。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面1mm，有误差时通过在螺钉与卸料