弹簧片设计.docx

1、弹簧片设计弹簧片冲压工艺设计课程设计报告 学 院: 安徽农业大学经济技术学院 专业班级: 10机制（2）班姓 名: 詹 超学 号: 10530069设计题目: 弹簧片冲压设计 完成日期：2013年 12 月 3 日 1零件冲压分析及工艺方案的确定1.1工艺分析（1）零件材料该弹簧片选用的冲裁件材料为QSn6.50.1y,该类材料属于有色金属锡青铜，耐蚀，耐磨，它具有比较优良的冲裁性能。（2）零件结构从零件图可知，该零件结简单，上下对称，零件外形轮廓光滑相连接，因此较适合于冲裁 （3）零件尺寸精度 零件尺寸25+0.2 -0.2精度为IT11-IT12，零件尺寸4+0.2 0精度为IT13-IT

2、14，零件尺寸3.5+0.2 0精度为IT13-14，其余未注公差按IT14考虑。 （4）结论以上零件工艺性良好，各组成尺寸的精度要求，都满足冲裁工艺要求。2工艺方案的分析比较和确认该零件包括落料、冲孔、弯曲三道基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：落料冲孔弯曲 采用单工序模方案二：落料，冲孔，弯曲三道工序合并 采用复合模方案三：冲孔落料弯曲切边 采用级进模方案一结构简单，但需要多次工序和多套模具多次能完成加工，生产效率低，难以满足大批量生产；方案二只需要一套模具，工序比较集中，占用设备和人员较少，生产效率高，适合大批量生产，但模具结构复杂，成本较高；方案三只需一套模具，模具结构复杂，制造周

3、期长，对零件定位复杂。综上所述，考虑到该件批量大，为保证各种技术要求，选第三方案较佳。 3 模具类型与结构形式的分析3.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。3.2 级进模的定距方式级进模的定距方式有两种：挡料销定距和侧刃定距。本模具采用侧刃定距。侧刃代替了挡料销控制条料送进距离（步距），侧刃是特殊功用的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于送料近距的料边。在条料送进过程中，切下的缺口向前送进被侧刃挡块挡住，送进的距离即等于步距。3.3 操作方式 零件的生产批量为大批量，但合理安排生产可用手动送料方式，既能满足生产要求，又可以

4、降低生产成本，提高经济效益。3.4 卸料、出件方式3.4.1 卸料方式弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.10.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。 工件平直度较高，料厚为0.5mm相对较薄，卸料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料。3.4.2 出件方式因采用级进模生产，故采用向下落料出件。3.5 确定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于

5、送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用横向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。3.6 确定导向方式采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。4 排样图设计及材料利用率计算4.1确定搭边值两工件之间搭边a1=1.5 工件边缘搭边a=1.8 步距为9.2 条料宽度B=（D+2a）=（46.4+21.8）0.5=50 4.2排样图如图所示：4.1.4 计算材料利用率利用率一个步距内材料利用率： =100% =100% =54%查钢板标准，选用900mm1000mm的钢板，每张钢板可建成15张条料(50mm900mm)，每张钢板可以冲224

6、0个零件。因此材料总利用率： 100% =62.7% 5 冲压力的计算与压力中心的确定5.1冲压力计算冲裁力计算：冲裁力是冲裁过程中凸模对板料的压力，它是随凸模行程而变化的。5.1 落料力 落料力计算公式F落 式中 L=432+8+4=106.56mm t=1mm指材料抗剪强度，取=480Mpa选择设备吨位时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以应取F = 故 F落=1.3106.561480=66.49 kN5.2 冲孔力冲孔力计算公式 F冲 = 式中 L为工件内轮廓周长（mm）。则 F冲 =1.3480=1.33.53.14480=6.86kN5.3 卸料力

7、 卸料力计算公式F卸=K卸F 式中 K卸为卸料力因数，查表得卸料力系数K卸取0.03，即有F卸= K卸F 落=0.0328.49=1.99 kNF卸，= K卸F冲=0.036.86=0.21kN5.4 推件力推件力公式为F推=nK推F冲n=h/t，指卡在凹模洞口里的工件（废料）的数目；凹模洞口类型取阶梯型直壁式，取h=6mm，则h/t=6/1=6。推件力系数K推取0.05，故F推=60.056.86=2.06 kN5.5 弯曲力按近似压弯力公式 F1= 式中 F1为自由弯曲力（N）； B为弯曲件的宽度，B=8mm； t为弯曲件的厚度；t=1mm；R为弯曲件的内弯曲半径，R=10mm；为材料的强

8、度极限，根据材料性能取550Mpa；K为安全系数，一般取K=1.3。即有 F1= =0.71.381550/(10+1)=0.36kN5.6 压料力压料力FQ的取值可近似取自由弯曲力的30%-80%，即可取：FQ=0.80.36=0.29kN则总冲压力： F总 = F落+ F卸 + F卸，+ F推 +F1 +FQ =66.49+6.68+1.24+1.99+0.21+2.06+0.29=78.26kN5.2压力中心的确定模具的压力中心，就是冲压力合力的作用点，求出压力中心的方法是采用求出空间平行力系的合力作用点。按比例画出零件形状，选定坐标系XOY如图所示压力中心如图所示由于工件Y轴对称，因此

9、压力中心y=4mm X= = =21.86其中 L1=42.4 mm X1=21.2mm L2=29.4mm X2=14.7mm L3=2.25mm X3=0mm L4=5.75mm X4=0mm L5=29.4mm X5=14.7mm L6=42.4mm X6=21.2mm L7=3.5mm X7=29.4mm L8=4mm X8=42.4mm L9=1.75mm X9=42.4mm因此压力中心坐标为（21.86 4）。6 凸、凹模工作部分尺寸与公差的确定6.1 计算凸、凹模刃口尺寸该冲裁件属落料件，选凹模为设计基准，只需计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配

10、作。对尺寸 46.4mm 、 8 mm、 R4mm、 13mm 3.5mm 选X=0.5对尺寸 4 mm、 3.5 mm 选X=0.75变大的尺寸： A1= A2= A3= A4= A5=变小的尺寸： A6= A7=落料凹模的基本尺寸计算如下第一类：磨损后增大的尺寸 A1= = A2= = A3= = A4= = A5= =第二类：磨损后变小的尺寸 A6= =落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是62.03mm 3.775mm 12.785mm 7.82mm 3.85mm 不必标注，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配作，保证最小双面间隙值Zmin=0.126mm磨损后变小的基本尺

11、寸： A7= =凹模配作保证双面间隙0.1260.159之间7 模具主要零件材料的选取、技术要求及强度校核7 主要材料的选取7.1凸模零件外形相对简单，根据实际情况并考虑加工，为了满足凸模强度和刚性，将凸模设计成阶梯式，使装配修磨方便。采用成形铣、成形磨削加工。落料凸模总长L： LH1H2H3H41815162 51mmH1为凸模固定板厚度，H2为橡胶安装高度，H3为卸料板厚度，H4为凸模凹进卸料板的深度。7.2 落料凹模落料凹模采用整体凹模，采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其外形尺寸按相关公式计算：凹模厚度HKS 0.3550

12、17.5mm(查表6-1取K0.2)取凹模厚度H18mm凹模宽度B=料宽2预设导料板宽度 =43232=107mm根据JB/T 7643.1-1994规定，取凹模宽度B=125mm凹模长度Ln（次数）步距+两边距离 243+21520116126mm根据JB/T 7643.1-1994规定，以及凹模宽度对比，取凹模长度L=160mm。（其中S为垂直于送料凹模刃壁间最大距离，K为系数查相关图表可得。）凹模整体轮廓尺寸LBH=160mm125mm18mm凹模厚度系数KS/mm材料厚度t/mm11336 500.300.400.350.500.450.60 501000.200.300.220.35

13、0.300.45 1002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.227.3卸料部件的设计7.3.1 卸料板的设计卸料板采用Q235制造，卸料板轮廓尺寸与落料凹模轮廓尺寸相同，厚度根据JB/T 8066.2-1995规定，选用160mm125mm140-170组模具参考，其厚度为16mm。7.3.2 卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10mm,螺纹部分为M86mm,卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间，以保证卸料的正常运动。卸料螺钉拧紧后，应使卸料螺板超出凸凹模端面1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。7

14、.4 模架以及其他零部件的选用该模具采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。以凹模轮廓尺寸为依据，选择模架规格。上模座按GB/T 2855.2-1990规定，厚度取30mm,垫板厚度取6mm,固定板厚度取18mm,卸料板厚度取16mm,下模座按GB/T 2855.2-1990规定，厚度取40mm。根据上下模座选取导柱分别为28h5mm130mm40mm,25h5mm130mm45mm；导套分别为28H6 mm80 mm28mm, 25H6 mm80 mm28mm。模具闭合高度H HH上模座H垫板H固

15、定板H卸料板H下模座H橡胶H凹模板 30mm6mm18mm16mm40mm15mm18mm 143mm8 冲压设备的选择及校核8.1 校核模具闭合高度模具闭合高度H应该满足HminH110HHmaxH15 式中 Hmax压力机最大闭合高度； Hmin压力机最小闭合高度； H1垫板厚度。根据拟选压力机J2363，查开式压力机参数表得： Hmax460mm, Hmin210mm,H180mm.将以上数据带入公式7-1，得140H365经计算该模具闭合高度H=143mm，在140mm365mm内，且开式压力机J2363最大装模高度250mm,大于模具闭合高度143mm ,可以使用。8.2 冲压设备的

16、选定通过较核，选择开式双柱可倾式压力机J2363能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：630KN滑块行程：120mm最大闭合高度：460mm最大装模高度：250mm工作台尺寸（前后左右）：710mm480mm 模柄孔尺寸：40mm100mm最大倾斜角度：3009弹性元件的选择计算9.1橡胶 选择聚氨酯10个Fy=Fx/n=2.2/10=0.22KN=220Nhy=10%h0P=1.1 MPa 查相关资料（橡胶压缩量与单位压力）Fy=APA= Fy/P=220/1.1=200mm2选圆筒形橡胶，设卸料螺钉直径8，橡胶孔10A=（D2-82）D=18.8mm取D=19mmhx+hm=1+5+t=1+5+0.8=6.8 (hm:取4-10mm)h0=27.2mm0.5h0/D1.50.527.2/19=1.431.5符合要求