止动片落料冲孔复合模具设计

1广西大学《冲压工艺及模具设计》课程设计说明书设计题目止动片落料冲孔复合模具设计系别机械工程系专业班级机制082班学生姓名王猛学号2008333221指导教师钟得分日期2011年12月20日2目录第一章设计任务3第二章工艺分析和方案选择4第三章计算冲裁压力、压力中心和选用压力机6第四章模具工作部分尺寸及公差9第五章零件图11第六章装配图21感想23参考文献243第一章设计任务1.零件设计任务零件简图：如图1所示生产批量：大批量材料：H62材料厚度：0.7mm工件精度：IT9级图1设计该零件的落料冲孔复合模Æ4第二章工艺分析和方案选择1.冲压件工艺分析材料：该冲裁件的材料是普通黄铜，有良好的力学性能，切削性好，可冲压。零件结构：结构简单，2×Φ9孔和圆弧R20，适合冲裁。尺寸精度：该冲裁件精度为IT9级。结论：适合冲裁.2.分析比较和确定工艺方案2.1加工方案的分析.由零件图可知，该零件包含冲孔和落料两个工序。形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT9。材料低硬度.根据止动片（如图1）包括冲孔、落料两道冲压工序。模具形状较为规则即可以在一个工位完成所有工序。可采用以下两种方案可采用以下几个方案：方案一（级进模）止动片包括冲孔、落料两道冲压工序在内。形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT9。可采用级进模。方案二（倒装复合模）将冲孔、落料两道冲压工序用一副模具直接完成冲孔、落料两道工序。采用冲孔、落料倒装复合模（弹性卸料）。方案三（正装复合模）正装复合模方案完成工序和倒装复合模完成的工序一样。凸凹模在上模。弹性卸料板卸料。方案比较：方案一：采用级进模，安全性好，，但是考虑到级进模结构复杂，工件精度加工精度不高,对称度和位移误差较大,以及加工难度较大，装配位置精度要求高，按照实际生产，级进模成本也高。方案二：倒装复合模，冲孔废料由下模漏出，工件落在下模表面，需要及时清理。安全性相对较低。但工件精度较高,同轴度,对称度及位置度误差较小,生产效率较高,对材料要求不严,可用边角料.方案三：正装复合模，冲孔废料和工件都落在下模表面，安全性更差。结论：综合以上两个方案分析比较结果说明，本零件采用第二方案最为合适。2.2模具结构型式的选择确定冲压工艺方案后，应通过分析比较，选择合理的模具结构型式，使其尽量满足5以下要求：（1）能冲出符合技术要求的工件；（2）能提高生产率；（3）模具制造和维修方便；（4）模具有足够的寿命；（5）模具易于安装调整，且操作方便、安全。1、模具结构型式在确定采用复合模后，便要考虑采用正装式还是倒装式复合模。大多数情况优先采用倒装式复合模，这是因为倒装式复合模的虫孔废料可以通过凸凹模从压力机工作台孔中漏出。工件由上面的凹模带上后，由推荐装置推出，再由压力机附上的接件装置接走。条料由下模的卸料装置脱出。这样操作方便而且安全，能保证较高的生产率。而正装式复合模，冲孔废料由上模带上，再由推料装置推出，工件则由下模的推件装置向上推出，条料由上模卸料装置脱出，三者混杂在一起，如果万一来不及排出废料或工件而进行下一次冲压，就容易崩裂模具刃口。故本零件采用倒装式复合模结构。2、定位装置为了使条料送料时有准确的位置,保证冲出合格的制件,所以采用定位销定位。因为板料厚度t=0.7mm,属于较小厚度的板材,且制件尺寸不大,固采用侧面两个固定挡料销定位导向,在送料方向由于受凸模和凹模的影响,为了不至于削弱模具的强度,在送给方向采用一个弹簧挡料装置的活动挡料销.3、推件装置在倒装式复合模中，冲裁后工件嵌在上模部分的落料凹模内，需由刚性或弹性推件装置推出。刚性推件装置推件可靠，可以将工件稳当地推出凹模。但在冲裁时，刚性推件装置对工件不起压平作用，故工件平整度和尺寸精度比用弹性推件装置时要低些。由于刚性推件装置已能保证工件所有尺寸精度，又考虑到刚性推件装置结构紧凑，维护方便，故这套模具采用刚性结构。4、卸料装置复合模冲裁时，条料将卡在凸凹模外缘，因此需要在下模设置卸料装置。在下模的弹性卸料装置一般有两种形式：一种是将弹性零件（如橡胶），装设在卸料板与凸凹模固定板之间；另一种是将弹性零件装设在下模板下。由于该零件的条料卸料力不大，故采用前一种结构，并且使用橡胶作为弹性零件。5、导向装置采用二导柱式模架。6第三章计算冲裁压力、压力中心和选用压力机1、排样方式的确定及材料利用率计算1.1排样方式的确定查《冲压工艺与冲模设计》表2.5.2，两工件之间按矩形取搭边值a=2.5mm，侧边取a1=2.5mm。进料步距为A=20+2.5=22.5mm；条料宽度为B=（D+2a1+δ）0-δ，查《冲压工艺与冲模设计》表2.5.3得，条料下料剪切公差δ=0.5mm，冲裁件垂直于送料方向的尺寸为D=65mm，则B=（D+2a1+δ）0-δ=（65+2×2.5+0.5）0-0.5=70.50-0.5mm1.2材料利用率计算板料规格选用0.7×1000×1800mm；采用纵裁时:每板的条数n1=1000/70.5=14条余0.18每条的工件数n2=1800/22.5=80件余0每板的工件数n=n1×n2=14×80=1120个一个步距内的材料利用率为：η=F/F0×100%=F/AB×100%=1025.06/（22.5×70.5）×100%=64.62%板料利用率ηB=nF/1000×1800×100%=1120×1025.06/1000×1800×100%=63.78%采用横裁时:每板的条数：n1=1800/70.5=25条余0.53每条的工件数：n2=1000/22.5=44件余0.44每板的工件数：n=n1×n2=25×44=1100个板料利用率ηB=nF/1000×1800×100%=1100×1025.06/1000×2500×100%=62.64%经计算横裁.纵裁时板料利用率高于横裁.故选择纵裁排样。7排样方式（如图2）所示：图22.2计算冲裁力、卸料力材料H62的抗拉强度为δb=500MPa;冲裁周边总长：L1=174.13；冲圆形孔尺寸：L2=56.55（1）落料力F落=KPL1tδb＝1×174.13×0.7×500=60945.5N(2)冲孔力F冲=KPL2tδb=1×56.55×0.7×500=19792.5N(3)冲孔推件力F推=nK推F冲(查表计算n=10k=0.06F冲=19792.5N)F推=10×0.06×19792.5=11875.5N(4)落料时的卸料力F卸＝K×F落＝0.04×60945.5＝2437.82N总冲压力F总＝F冲+F推+F落+F卸=60945.5+19792.5+11875.5+2437.82=95051.32N2.3压力机的选择需选择的压力机压力：F机=1.2F总=95.05KN×1.2=114.06KN8选择压力机型号为J21-16规格型号公称力(KN)公程力行程(mm)滑块行程(mm)行程次数(次/分)装模高度(mm)装模高度调节量(mm)滑块中心至机身距离(mm)工作台尺寸(mm)模柄孔尺寸(mm)工作台厚度(mm)工作台板孔尺寸(mm)电机功率(KW)机身两立柱间距离(mm)外形尺寸长×宽×高(mm)整机重量约(Kg)J21-1616026014017040500前后320左右490φ3540φ1201.52101120×560×170014002.4确定模具压力中心用UG软件计算压力中心为（32.511.03）9第四章模具工作部分尺寸及公差1.工作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。刃口尺寸计算见表1。表1基本尺寸及分类冲裁间隙磨损系数计算公式制造公差计算结果落料凹模A65=650-0.074Zmax=0.36Zmin=0.246Zmax-Zmin=0.36-0.246=0.11mm制件精度为：IT9级，故x=0.75Aj=（Amax-xΔ）0+0.25ΔΔ/4Aj=64.940+0.019相应凸模按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.246～0.36之间A20=200-0.052Aj=19.960+0.013A13=130-0.045Aj=12.970+0.011AR20=200-0.052Aj=19.960+0.013相应凸模按凹模尺寸配作，保证单间隙在0.123～0.18之间冲孔凸模B9=90+0.036Bj=（Bmin+xΔ）0-0.25ΔBj=9.0270-0.009相应凹模按凸模尺寸配作，保证双面间隙在0.246～0.36之间孔边距A10=100-0.039Aj=（Amax-xΔ）0+0.25ΔAj=9.970+0.010孔心距C37=37±0.031Cj=（Cmin+0.5Δ）±0.125ΔCj=10±0.002102.工作零件结构尺寸2.1凹模外形尺寸确定凹模厚度H1=Kb=0.22×65=14.3mm14.315H=20mm凹模壁厚c=（1.5～2）H=30～40mmA=40×2+65=145mmB=40×2+20=100mm所以，凸模板外形尺寸为：160×100×152.2凸模的长度凸模的长度为40mm，其中工作部分为20mm。2.3凸凹模的长度凸凹模的长度为42.6mm。2.4其他主要零件结构上模垫板160×160×6mm；凸模固定板160×160×15mm；下模卸料板160×160×10mm；凸凹模固定板160×160×20mm。11第五章零件图凸模12凹模13凸凹模14上模座板15下模座板16上垫板17凸模固定板18卸料板19凸凹模固定板20推件块21第六章装配图2223感想通过这次课程设计，我学到了很多东西，把课堂上学到的知识和实践结合到一起，形成了对知识的升华，但其中有很多的不足之处，望老师给予指出，感想钟得分老师的教育和指导。王猛2011.12.2024参考文献冲压工艺与模具设计简明冲压模具设计手册