杠杆模具设计说明书 13.docx

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杠杆模具设计说明书13

杠杆冲压模

设计说明书

院系：

汽车与电气工程系

班级：

08汽配

（2）班

姓名：

邬超波

学号：

0802020230

指导老师：

张霞

扬州职业大学

二零零八年四月

目录

一、杠杆落料冲孔复合模

1、零件图……………………………………...第1页

2、工艺分析……………………………………………第2页

3、工艺方案的确定…………………………………..第2-3页

4、确定排样方案……………………………………第3-4页

5、模具结构形式的确定………………………………第4页

6、主要工艺参数的计算………………………………第4-12页

7、模具结构设计………………………………………第13页

二、杠杆压印模

1.工艺分析………………………………………………第13页

2.模具结构形式的确定…………………………………第13-14页

3.计算冲裁力……………………………………………第14-15页

4.初选压力机…………………………………………..第15页

5.计算压力中心………………………………………….第15页

6.计算凸凹模刃口尺寸…………………………...….…第15页

7.模具结构设计…………………………………………第16页

三、杠杆弯曲模

1.工艺分析…………………………………………..……第16页

2.模具结构形式的确定……………………………………第16页

3.计算冲裁力……………………………………………..…第16页

4.初选压力机…………………………………………….…第16页

5.计算压力中心……………………………………………第16页

6.计算凸凹模刃口尺寸………………………………….第16-18页

7.模具结构设计…………………………………………第19-20页

五.模具草图…………………...……20-24页

如图所示零件：

杠杆

技术要求：

1、表面平整无毛刺

2、未注公差为±0.1；

3、未注弯曲半径为R0.5；

生产批量：

大批量

材料：

Q235

厚度T=2mm

设计该零件的冲压工艺与模具

一、冲压件的工艺性分析

1、材料：

Q235是比较优质的结构钢，具有良好的冲压性能。

2、工艺结构形状：

冲裁件要求清角、无毛刺；

3、尺寸精度：

零件图上已经将有公差的尺寸标准，按图纸要求计算。

结论：

可以冲裁

二、确定工艺方案及模具结构形式

根据制件工艺性分析，基本工序有落料、冲孔、压印、弯曲四种，按其先后顺序组合，可得如下几种方案：

1）落料——压印——冲孔——翻弯曲，单工序冲压。

2）落料冲孔——压印——弯曲，两件连冲复合。

3）落料——冲孔——压印——弯曲，单工序冲压。

4）落料冲孔——压印弯曲，两件连冲复合。

5）落料冲孔——压印——冲孔——弯曲，两件连冲复合。

经分析：

工件尺寸精度要求较高，形状不大，产量较大，根据材料较厚（2mm）的特点，为保证孔位精度，冲模有较高的生产率，通过比较，决定采取第二种工艺方案：

（1）落料冲孔复合模。

（2）压印单工序模。

（3）弯曲单工序模。

并采取利用导丕钉进行定位等冲裁模结构形式。

三、模具设计计算

一、杠杆落料冲孔复合模计算

1，排样。

计算条料，宽度及确定步频。

本工件采用少废料排样法，直排方式

首先查有关表确定搭边值，根据零件形状，两工件间按图形取搭边植A=1.8mm，侧边按图形取搭边值A=1.8mm，连续模进料步距为21.8mm..

条料宽根据相应的公式计算：

B=（b+2a1）-δ

b___制件垂直与送料方向的宽度

a1____制件与调料侧边的搭边值

δ—条料的切剪偏差

B=（81+2*1.8）-δ

=84.60-0.6

画出排样图

排样图如下：

剪料公差根据查表可知为0.6，条料与导料板之间的间隙为0.2。

2、计算总冲压力

由于冲模采用刚性卸料装置和自然漏料方式，故总的冲压力为：

P0=P+Pt

P=P1+P2

而式中：

P1—落料时的冲裁力

P2—冲孔时的冲裁力

按推料力公式计算冲裁力：

P1=KLTζ查ζ=300Mpa

=1.3*（2*35+2*30+16б）*2*300/10000

=14.2（T）

P2=1.3*3*3.14*6*2*300/10000

=4.4（t）

按推料力的公式计算推料力Pt

Pt=nktp

=3*0.04*（14.2+4.4）=2.232（t）

3、确定压力中心

根据图分析：

因为工件图形对称，故落料时P1的压力中心在O2上，

设冲模压力中心离O1点的距离为X，根据力矩平衡原理得：

P1X=（21.8-X）P2

14.2X=（21.8-X）*4.4

X=10mm

4、冲模刃口尺寸及公差的计算

根据工件的要求可知：

该零件属于无特殊要求的一般冲孔落料件，

查表可知：

2Cmin=0.246mm2Cmax=0.360mm

2Cmax-2Cmin=（0.360-0.246）=0.114mm

由公差表查得：

1、ф60=0.1mm为IT级，取X=0.75mm

2、ф6+0.02+0.12mm为IT级，取X=1mm

3、ф80+0.1mm为IT级，取X=0.75mm

1、凸凹模分别按IT6级和IT7级加工制造，则：

（1）、冲孔ф60=0.1mm

Dp=（dmin+X△）δp0

=（6+0.75*0.1）-0.0080=6.075-0.0080

Dd=（dp+2Cmin）+00.012mm

=（6.075+0.246）00.012mm

=6.32100.012mm

效核：

|δp|+|δd|≤2Cmax-2Cmin

0.008+0.012≤0.360-0.246

0.02<0.114（满足间隙公差条件）

2、冲孔ф80+0.1mm

Dp=（dmin+X△）δp0

=（8+0.75*0.1）-0.0080mm=8.075-0.0080mm

Dd=（dp+2Cmin）+00.012mm

=（8.075+0.246）00.012mm

=8.32100.012mm

效核：

δp|+|δd|≤2Cmax-2Cmin

同上

4、孔距尺寸：

ф60=0.1与ф6+0.02+0.12的孔距

Ld=（dmin+x△）±0.125△

=（35+0.5）±0.125mm

=35.5±0.125mm

效核同上

4、冲孔（ф06+0.04）ф6+0.02+0.12mm

Dp=（dmin+X△）δp0

=（6+0.075*0.04）-0.0080mm

=6.03-0.0080

Dd=（dp+2Cmin）+00.012mm

=（6.03+0.246）+00.012mm

=6.276+00.012mm

效核同上

落料计算

1、ф8-0.360按IT14级取X=0.5

D凹=（dmax-x△）0δd

=（8-0.5*0.36）+00.025mm

=7.82+00.025mm

D凸=（dmax-2Cmin）δp0

=（7.82-0.246）-0.0160mm

=7.574-0.01mm60

效核：

0.016+0.025=0.04≤0.014（满足间隙公差条件）

2、R10R10-0.430

D凹=（dmax-x△）0δd

=（10-0.5*0.43）+00.025mm

=9.785+00.025mm

D凸=（dmax-2Cmin）δp0

=（9.785-0.246）-0.0160mm

=9.539-0.0160mm

效核同上

3、22mm220-0.52mm

D凹=（dmax-x△）0δd

=（22-0.5*0.52）+00.025mm

=21.74+00.025mm

D凸=（dmax-2Cmin）δp0

=（21.74-0.246）-0.0160mm

=21.494-0.0160mm

5、中性层计算φ=90。

L弯=1.57*（r+kt）

K=0.424t=2mmr=3mm

L弯=1.57*（3+0.424*2）

=6.04mm

L总=L弯+L直

=6.04+18+8.86=32.9mm

基本尺寸：

32.90-0.62mm

D凹=（dmax-x△）0δd

=（22-0.5*0.52）+00.025mm

=32.59+00.025mm

D凸=（dmax-2Cmin）δp0

=（32.59-0.246）-0.0160

=32.344-0.0160

6、确定各主要零件的结构尺寸

（1）、凹模外形尺寸的确定

（2）、凹模厚度H的确定

H=3√0.1P

P取总压力=208320N

H=30mm

凹模长度L的确定

W1=1.2H=1.2*30=36mm

工件宽度B=77mm

L=b+2w=77+2*36=149mm

凹模宽度B的确定

B=步距+工件宽+2W2

步距=22mm工件宽=20+4=24mmW2=1.5Hmm

B=22+24+2*45=136mm

L*B*H=149mm*136mm*30mm

挡料销的设计

采用圆形固定式挡料销

采用纵向送料方式

采用弹压卸料板，向上卸料

标准模架和导向零件的设计

采用滑动导向后侧导柱模架

这类的模架优点是：

送料方便，但会造成单面磨损。

凸模长度L的确定

凸模的长度根据模具结构来确定：

L=H1+H2+H3+（15∽20）mm

H1、H2、H3分别为凸模固定板、卸料板、导料板的厚度；

L=50mm

（1）、凸模承载能力的效核

因是圆形凸模：

dmin≥4tδ/[б]

6≥4tδ/[б]

6≥5.2

所以满足要求

模具的固定采用台肩固定

凹模周界的确定

凹模周界是根据工件的大小来确定的，所以：

模架的选择可选用标准模架规格为320*250∽315（GB/T2851.6——1990）

5）冲床的公称压力，应大于计算出的总压力P=20.832t

最大闭合高度应大于冲模闭合高度5mm，

按上述要求，结合工作实际，可选用：

JG23——40开式双柱可倾压力机

型号：

JG23——40

公称压力/KN400滑块行程/mm100

行程次数/（次*min80压力行程/mm7

闭合高度调节量/mm80最大装模高度/mm220

最大闭合高度/mm300柱间距离/mm300

工作台尺寸/mm前台150

后台300

垫板尺寸/mm厚度80孔径200

模柄孔尺寸/mm直径50电动机功率/kn4

深度70

卸料橡胶计算公式

1、确定自由高度H自

H自=LZ/（0.25∽0.30）+H修磨

=3/0.26+4mm

=15.54mm

2、确定L预和H装

L预=（0.10∽0.15）*H自

=0.12*15.54mm

=1.87mm

H装=H自-L预

=13.67mm

3、确定橡皮截面和A（）

A=F/q

F由前可知为F=4.4KN，.Q=0.26∽0.5MPA。

在这里，由于该模具的工作行程比较大，因此取Q=0.45MPA

则A=4400/0.45mm2=9777.78mm2

4、效核橡胶的安装空间：

可以安装橡胶的空间可按凹模外形表面积与凸凹模底部面积之差的80％估算。

经计算S=10005mm2，则可以安装橡胶的面积为10000.78mm2，大于所需的橡胶面积，因此满足安装橡胶的需要。

根据上述的各项，可确定：

凹模周界尺寸：

160mm*140mm

垫板：

160mm*140mm*6mm

固定板：

160mm*140mm*18mm

卸料板：

160mm*140mm*16mm

导料板：

160mm*140mm*

凹模：

160mm*140mm

螺钉：

M6*12mm

圆柱销：

10*45mm

卸料螺钉：

M10*48mm

本模具的具体结构见图

采用正装的模具结构，可一次成型工件的外行，因制件是无特殊要求的一般制品，所以采用的是一般结构的复合模，有导向装置，采用弹性卸料，滑动后侧导向机构，要求运动平稳，配合较好。

5、效核压力机安装尺寸

模架的外形尺寸为300mm*320mm,闭合高度为395MM，由书表查得压力机的工作台尺寸及逼和高度都可满足，故符合安装要求。

6、画装配图和零件图

本模具的结构按典型结构设计，详细图可见图纸

二、杠杆压印模设计

1、工艺性分析

根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在经分析之后可进行压印

2、计算压力、压力中心，初选压力机

1）、卸料力的计算

由上述计算可知：

F=4.4KN

2）压印力的计算，由文献可知，按下列公式计算

F压=（2b1+2b-1.72r）tбk

=（2*14+2*3-1.72）*2*320*0.85N

=17560.32N

=17.6KN

由于是压印，故确定压力机的公称压力时应满足：

最大压印力≤（0.5∽0.6）F。

因此压印力F=F压/0.5=35.2KN

4）确定是否需要压边装置并计算压边力：

合理的压边是压印制件质量的保障，压边里必须适当，压边力过大，会引起压印力的增加，甚至造成制件拉裂；压边力过小则会造成制件直壁或凸缘分部分起皱。

是否采取压边装置主要取决于毛坯或制件的压印系数或是相对料厚，根据该制件，在下面的计算也可看出，不需要压边装置。

5）、总压力的计算

F总=F卸+F压=35.2+14.4=49.6KN

6）初步选择压力机：

由于该制件是一件小型之间，且精度要求不高，因此选用开式可

倾压力机，它具有工作台三面敞开，操作方便，成本低廉的优点，

7）、确定压力中心

在前面落料冲孔复合模的计算过程中已经计算过，在此不做重复计算

8）压力机的选择

选用JG23——40开式可倾式压力机

压力机的主要参数可参照上一个压力机的参数

压力机安装尺寸的效核同上

装配图及零件图详见图纸

二、模具结构设计与计算

3、主要工艺参数的计算

计算凸凹模的工作部分尺寸

本制件的压印带有凸缘

D=√df+4dh-3.44dr

=√77+4*14*1-3.44*14*0.5

=10.2

M=d/D=14/10.2=1.4

所以可以一次压印成型

有凸缘圆筒件首次压印力

P=3.14*бb*dtk

D=15mmt=2mmбb=350Mpa

P=3.14*15*2*3.5=329.7N

压边力F按拉伸力的1/4选取

F=0.25f

=0.25*329.7

=82.4N

2、凹模圆角半径的计算：

Rd=0.8√（D-d）t

=0.8mm

凸模圆角半径

Rp=（0.7∽1.0）Rd

=0.56mm

3、凸模、凹模间隙C

C=t+utu=0.1

=2+0.1*2

=2.2mm（单面间隙）

4、凸、凹模的尺寸及公差

Dd=（D+бb）0δ

=140+0.12

Dp=（D-2c）δ0

=（16-2*2.2）-0.100

=13.8-0.100

凸模直径D<30mm

4、模具结构设计

1）、凹模周界尺寸的计算

在上个设计中已计算

模架的选择和上个模具选择相同

各零部件的结构与尺寸也是基本相同的，成型零件可参照零件图纸

四、杠杆弯曲冲压模设计

1、工艺性分析同上

2、主要工艺参数的计算

工件呈L型弯曲件形状：

计算如下：

F自=0.6kbt2б/（r+t）

查表可知；

K=1.3b=16t=2mmб=30Mpa

F自=0.6*1.3*16*2*2*320/（1+2）

=5324.8N

压料力/顶件力FQ=（0.3∽0.8）F自

取0.5F自

FQ=2662.4N

弯曲压力机压力的确定

F压机≥1.3F总

F总≥F自+FQ

F压机≥1.3F总

F压机≥1.04*104N

F总=2662.4+5324.8=7987.2N

初步选择压力机：

选用开式可倾压力机

3、模具结构的设计

根据制件的形状及要求，采用典型无导向结构的模具结构，

4、主要成型零件的计算

1）、在进行落料冲孔复合模的设计时，已经计算过中性层，在此不做重复计算，

5、模具结构的设计

因是较为简单的L型弯曲，且弯曲简单，不容易产生拉裂或破裂的现象，为了简化模具结构，采用典型的无导向弯曲模，要求凸凹模结合面平整，在进行弯曲时，有足够的压边力，及运动平稳；

详图见附加的弯曲模总装配图。

五、装配图

1、杠杆落料冲孔复合模

2、杠杆压印模

3、杠杆弯曲模