垫圈落料拉深冲孔复合模设计文档格式.docx
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设计题目:
垫圈落料、拉深、冲孔复合模设计
设计任务:
垫圈零件图如下所示。
材料:
LY12M-δ1;
毛料为Φ65,LY12的物理抗拉强度470MPa,0.2%屈服强度325MPa
一、工艺性分析
该垫圈形状尺寸如上图所示,公差未给出,所用的材料为硬铝(LY12M),毛料厚度为1mm,且该零件为旋转体;
由于h/d较小,拉深工艺性较好;
工艺方案有两种:
第一种第二种
两种工艺分析如下:
第一种工艺线路为落料、拉深、冲孔、切边,线路简单明了;
第二种工艺线路为落料、切边、拉深、冲孔,这种工艺采纳逆向成形的思维方式,把成形件展开,只是由于切边尺寸很小,致使拉深时容易变形,故此方案不予采纳。
初步的工艺线路定位:
落料,拉深,冲孔,切边。
二、工艺计算:
1、毛坯尺寸计算(单位mm)
零件弯边处经计算为1/4圆环,该面积为;
底面的面积;
其中r=2,d=54,R=27;
总面积S=+=2846.60;
故毛坯直径为D==60.20;
为了便于拉伸取D=65
2、拉深部分相关计算
确信是不是需要修边余量
由于坯料的各向异性和模具间隙不均匀等因素阻碍,拉深后工件的边缘不整齐,乃至显现突耳需在拉深后进行修边,因此在计算坯料直径时需要先确信是不是需要修边余量。
由于其工作相对高度h/d=3/60=0.05<
0.5,
查相关文献知此零件毛坯拉深时无需修边余量。
确信是不是需要压边圈
依照坯料相对厚度t/D×
100=1/60×
100=1.7;
查《冲压工艺与模具设计》153页表7-1知,可用可不用压边圈,故不用压边圈。
确信拉深次数
由于拉深件的高度与其直径的比值不同,有的拉伸件用一次拉深即可制成,而有的高度大的拉深件,那么需要多次拉深才能制成。
依照制件直径d和板料直径D算出
总拉深系数=60/65=0.92;
再依照板料的相对厚度t/D=1.7,查《冲压工艺与模具设计》表7-9(无压边圈情形),取=0.60;
因为>
,说明该制件可一次拉深成形。
第一次拉深凹凸模圆角半径
凹模:
凸模:
=2>
=2t=2
3、排样方案确信:
冲裁件在板料、条料或带料上的布置方式,称为排样。
该工件排样依照落料工序设计,考虑操作方便及模具结构简单,故采纳单排排样设计。
排样图如下所示:
搭边值的确信
查《飞机钣金工艺》P88,表3-17,依照板料厚度δ=1
得a=0.8;
条料宽度的确信
选取无侧压装置条料宽度=[D+2(+Δ)+;
查《飞机钣金工艺》P89,表3-18知,Δ=0.5,=0.1;
故=;
L=D+a=65+0.8=65.8;
裁板方式
板料规格选取1mm1000mm2000mm;
为了方便起见,采纳横裁方式
故可裁2000/68.1=,取为29;
每条板材可落料(1000-0.8)/65.8=15.2,取为15;
冲裁单件材料的利用率计算:
4、计算工序压力:
、落料力的计算:
凸模凹模刃口磨损,模具间隙波动,材料力学性能转变及材料厚度误差而增加的平安系数。
—落料力(N);
L—工件外轮廓周长L=;
t—材料厚度t=1mm;
—材料抗剪强度(MPa)由书(见冲模具设计应用实例一书)附录查得=130Mpa;
落料力:
、卸料力的计算:
—卸料力因数,由表2-15(见冲模具设计应用实例一书)查得=0.06
、冲孔力的计算:
L—工件内轮廓周长
L=×
mm
=1.3×
×
1×
KN
、推件力的计算:
—推件力因数
由表2—15(见冲模具设计应用实例一书)
查得
n—卡在凹模内的工件数,n=2
=2×
0.05×
拉深力的计算:
旋转体,无压边圈拉深:
;
D—毛坯直径;
d—拉深直径;
t—板料厚度;
—板料抗拉强度;
因此F=
总冲压力的计算:
故总的冲压力为
=+24++2.4
=KN
五、计算压力中心
计算压力中心的目的是使模柄轴线和压力机滑块的中心线重合,幸免滑块受偏心载荷的阻碍而致使滑块轨道和模具的不正常磨损,降低模具寿命乃至损坏模具。
从模具的形状能够看出,该垫圈主若是以回转体为结构,最后再切边,故切边前模具的压力中心就在圆心部份,即无需再来计算。
六、初选压力机
由于总冲压力为99.52KN,查伍先明《冲压模具设计指导》表6.2-1,选取型号为J23-10,
公称压力为100KN,
滑块行程为45mm,
滑块行程次数为145/min,
最大封锁高度180mm,
封锁高度调剂量35mm,
滑块中心至床身距离130mm,
立柱间距180mm,
工作台尺寸(前后240mm、左右370),
工作台孔尺寸(前后130mm,左右200,直径170mm),
垫板尺寸厚度35mm,
模柄孔尺寸(直径30mm,深度55mm),
床身最大可倾角35°
。
7、要紧工作部份尺寸计算:
对工件未注公差可按IT14计算。
查《冲压工艺与模具设计》表3-2知落料与冲孔模刃口间隙mm,mm
一、落料刃口尺寸计算:
的凸凹模的制造公差由表1-2—18(模具设计与制造)查得,。
由于,故采纳凸模与凹模配合加工方式,因数由表2—13(模具设计与制造)查得X=0.5,那么:
二、冲孔刃口尺寸计算:
的凸凹模的制造公差由表2—12(见冲模具设计应用实例一书)查得,.
由于,故采纳凸模与凹模配合加工方式,,那么:
;
3、拉深模计算
模具间隙(不带压边圈)为Z==1;
;
拉深尺寸为;
凹凸模制造公差;
以凹模为基准:
通气孔选取:
《冲压工艺与模具设计》表7-19
凸模直径/mm
~50
>
50~100
100~200
200
通气孔直径/mm
5
8
由于凸模直径在30-50之间,应选取5mm的通气孔(假设为空心螺杆落下废料没必要另开通气孔)。
7
三、模具的整体设计:
该工件的模具结构要紧由上下模座、落料凹模、落料拉深凸凹模、拉深冲孔凸凹模、冲孔凸模、固定卸料版、凸凹模固定板等零件组成。
一、上、下模板:
模座的外形尺寸数据依照凹模周界尺寸和安装要求确信。
关于圆形模座,其直径应比凹模板直径大3070mm;
模座的厚度一样取凹1.5倍,考虑受力情形,上模座厚度可比下模座厚度小510mm。
依照要紧工作部份尺寸、结构和弹性元件的尺寸,参照
,
可选取级精度的后侧导柱模架(GB/T2851.3—1990).即:
上模座:
160×
125×
25mmHT200
下模座:
30mmHT200
下模座轮廓尺寸:
L=B=130mm;
S=130mm;
R=35mm;
A1=85mm;
A2=150mm
导柱导套标准表
导柱:
25;
导套:
38;
导柱、导套的渗碳深度为0.8-1.2mm,硬度为HRC58-62。
2、落料凹模:
凹模厚度:
();
凹模壁厚:
其中b—凹模刃口最大尺寸;
K—系数,考虑凹模厚度的阻碍,见下表(s为刃口与刃口的距离)
凹模厚度系数k
H=0.3064.66=19.3,故H取20;
、螺孔中心到凹模板外缘的尺寸:
L=2d,选螺栓为M6的内六角螺栓,L=2X6=12mm,从整体角度动身,取:
L=10mm,
、销孔中心到凹模板外缘的尺寸,查表2-19(见冲压工艺与模具设计一书)取L=10mm.
、螺孔与凹模型孔及销孔之间的尺寸:
,取mm。
具体的尺寸与结构见以下图:
3、落料拉深凸凹模(落料的凸模、拉深的凹模):
材料选择为Cr12,热处置硬度为60~64HRC。
厚度:
H=
刃口尺寸在前面已经确信,综合考虑其它的因素决定其具体尺寸如下图:
4、拉深冲孔凸凹模(拉深凸模,冲孔凹模):
材料选择为Cr12,热处置硬度为60~64HRC。
整体高度为:
直径依照前面的刃口尺寸而定;
因此综合考虑各因素确信其具体结构如下图:
5、垫板与固定板:
垫板外形尺寸与凹模周界尺寸一致,其厚度尺寸参照周界尺寸按国标确信,一样为3~10mm材料为45钢,热处置后硬度为45HRC。
固定板外形与凹模轮廓尺寸大体是一致的,厚度可依照体会公式(0.6~0.8)Hd=(0.6~0.8)×
20;
式中Hd-凹模厚度,材料为Q235。
可参考下表6.2。
即:
固定板厚度为12~16,依照整体要求最后固定板厚度取10。
四、压力机的校核:
1.S为压机的行程S=45mm
H为工件的高度h=1mm
2.模具闭合高度校核:
-压力机最小装模高度
-压力机最大装模高度、
-模具闭合高度
因为:
140mm<
mm<
165mm
因此:
符合要求。
3.工作台尺寸校核:
工作台尺寸:
130X200mm>
模座尺寸:
125X165mm
因此:
符合要求.
综上所述压力符合要求.
五:
设计体会
在教师的指导下,这次模具设计顺利地完成了。
通过本次设计咱们再次把所学的专业知识用于实践当中,能够说本次设计确实是对咱们所学知识的一次大检阅,也是一个查漏补缺的进程;
同时让咱们进一步地把握了简单模具设计的大体流程,知道了如何查阅和运用技术资料。
固然,在那个进程中,咱们碰到的困难和挫折也是很多的,要紧来源于咱们的专业知识还不够,实践体会还不足等等。
可是咱们能够把本次设计作为咱们新的起点,增强专业的学习,增强实践,不断地去丰硕体会。
六:
参考资料
1、阎其凤,《模具设计与制造》,机械工业出版社
2、牟林胡建华,《冲压工艺与模具设计》,北京大学出版社
3、刘朝福《冲压模具典型结构图册与动画演示》,化学工业出版社
4、肖祥芷《模具工程大典》,电子工业出版社
5、