无凸缘筒形件模具设计Word下载.docx

1、铜 黄铜d1.5td1.3tdtd0.9td1.2td0.8td0.7td1.35td1.1td0.6t零件冲裁孔与边缘的间距d=21-（292）=6.5mm，dt满足设计要求。（2）冲裁精度2.6.7 冲裁断面的表面粗糙度表2.6.8 冲裁件允许毛刺的高度通过查上表2.6.7的冲裁断面的表面粗糙度表Ra=12.5 ；查表2.6.8 冲裁件允许毛刺的高度：新建试模时0.05mm，生产时0.15mm。d为孔直径t为材料厚度第2章 工艺方案的选择与确定（1） 根据冲裁件的形状，分为冲孔和落料两道工序，且为大批量生产，故选择复合模。（2） 提出可能方案冲裁该零件，所需工序有：（a） 落料（b） 冲直

2、径29mm的孔 根据以上工序，可以有如下方案 方案一：先落料 再冲直径29mm的孔； 方案二：在同一模具上同时完成冲直径29mm的孔和落料 比较以上两种方案，第二种方案易实现自动化生产，且生产率高操作安全，适合大批量生产，所以选方案二。（3）冲模的生产过程简图如图1-2图1-2第三章 搭边与排样（1）确定合理的排样形式根据材料的经济应用原则，材料利用率/0F/ ，利用率越过越经济，同时还要考虑冲裁件的精度要求，精度要求高的要留搭边。 搭边a和a1的数值查表1-4表 1-4搭边a和a1数值（低碳钢） 注：对于其他材料，应将表中数值乘以下系数：中等硬度钢0.9，硬钢0.8硬黄铜11.1 ， 硬铝1

3、1.2故有： a=2.5 （mm） a1=2.2 （mm）（2）确定条料宽度和步距每次只冲一个零件的步距A的计算式为：A=D1+2a1=（51+21）+2*2.2=74.2（mm）条料宽度： B=（D+2a）=（18+55）+2*2.5=78（mm）（3）计算利用率选择的排样方式如图1-3所示：材料利用率； 工件的实际面积；F0所用材料面积，包括工件面积与废料面积；A 送料进距 （相邻两个制件对应点的距离）；B条料宽度。D1平行于送料方向的宽带D垂直于平行于送料方向的宽带图1-3工件的实际面积：F=5255+3.14*9*9-2*（4*30）-3.14*4*4/2+0.5*3.14*21*21

4、-3.14*（2929）/4=3361.40F0=A*B=74.278=5787.6材料利用率：/0=58.08第四章 计算冲压力与压力中心（1）冲裁力的计算普通平刃冲裁模 ，其冲裁力 P一般可按下式计算：FPtL 材料抗剪强度： =（1.2t/d+0.6）*b 150（MPa）冲孔边缘: L1=293.14=91.06（mm）落料边缘： L2=213.14+2*（30+2*3.14+9*3.14+55）=3.5.02（mm）冲孔力： F1=L1t=91.06 150 3=40977 N落料力 ： F2= L2t=305.02 3=137259 N冲裁力 ： F0=F1+F2= 178236

5、N考虑到模具刃口的磨损和凸凹模间隙的波动，材料的机械性能的变化，材料厚度偏差的，实际所需的冲裁力还要增加30，即： F=1.3F0=231706.8 N 材料抗剪强度 ，见附表 （MPa）； L冲裁周边总长（mm）； t材料厚度（mm） b抗拉强度为235（MPa）d-材料最大宽度当上模完成 一次冲裁后，冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性 收缩而紧箍在 凸模上 。为了使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的材料料刮下 ,将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力 ；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力；从凹模内向上

6、顶出制件需的力，称为 顶件力 （图1-5）。影响卸料力、推料力和 顶件力 的因素很多，要精确地计算是困难的。在实际生产中常采用经验 公式计算：卸料力F F= 推料力F1n 1 F 顶件力 F F 图 1-4 工艺力示意图由下表1-5查的K=0.045 K1=0.05 K2=0.04厚度/（mm）KK1K2钢0.10.1 0.50.5 2.52.5 6.56.50.1 0.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.030.0650.0750.0450.0550.04 0.050.030.040.020.03解得：FQ=0.045178436.7=8029.65 N

7、FQ1=0.05178436.7=8921.84 N FQ2=0.04178436.7=7137.47 N（2）冲裁中心冲模的压力中心，可按下述原则来确定：（a）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。（b）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。（c）形状复杂的零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该坐标轴力矩。求出合力作用点的座标位置 O0（x0, y），即为所求模具的压力中心如图1-5图1-5其中：X0=（X1+X2+X3+X4+X5）/5=66.2Y0=（Y1

8、+Y2+Y3+Y4+Y5）/5 =51.4P冲裁力（N）；K卸料力系数，其值为0.020.06（薄料取大值， 厚料取小值）；K推料力系数，其值为0.030.07（薄料取大值， 厚料取小值）；K2 顶件力系数，其值为0.040.08（薄料取大值， 厚料取小值）；n梗塞在凹模内的制件或废料数量（nh/t）; h直刃口部分的高（mm）；t材料厚度（mm）。第五章 初选设备（1）计算压力机的表承压力冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。采用弹压卸料装置和上出件的模具时：FP总 FFF2=178436.7+8029.65+7137.47 =246873.92 N247 KN 根据标称

9、压力等参数查表1-7，可初选压力机为：JH23-25压力机型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16FJH23-40标称压力/KN31.563100160250400滑块行程/mm253545707580滑块行程20017014512055最大封闭高度150180205260330封闭高度调节量65立柱间距/mm220270340喉深/mm90110130工作台前后尺寸/mm240300370460工作台左右尺寸/mm310450560700垫板厚度/mm304050垫板孔径/mm140210320模柄孔直径/mm模柄孔深度/mm60最大倾斜角电动机功率/kw0.550.751

10、.11.52.25.5表1-7第六章 凸、凹模刃口尺寸的确定已知冲裁件材料为Q235A钢厚度t=3mm,冲裁件精度IT12，查公差表1-8公差表1-8查的各尺寸如下图1-6所示：FP总冲裁各工艺力的总和dd冲孔凹模基本尺寸（mm）； dp冲孔凸模基本尺寸（mm）； dmin冲孔件孔的最小极限尺寸（mm）；制件公差 （mm）；x系数冲裁模刃口尺寸计算的基本原则：落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。冲裁件内圆孔由冲孔制成，外形为非圆形落料而成，（a）冲孔凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。

11、其计算公式如下：dp （ dminx）p dd=（dp+Zmin）+p通过查下冲裁件处始双面间隙表1-9，表1-9 冲裁件处始双面间隙材料厚度mm软铝含碳（0.080.2）%的钢ZminZmax10.040.071.20.0840.0720.0960.1080.0750.1050.090.120.1351.80.1260.1440.16220.10.160.180.130.1760.1540.1980.222.50.150.20.1750.2250.252.80.1680.2240.1960.2520.2830.240.210.270.33.50.2450.3150.350.38540.360

12、.320.40.444.50.4050.450.49p凸模下偏差，d凹模上偏差得到：Zmax=0.27mm Zmin=0.21mm Zmax-Zmin=0.06 mm冲孔部分冲裁凸模，凹模的制作公差，可查表1-10表110基本尺寸、mm凸模偏差p/mm凹模偏差d/mm180.02180 26018 30260 3600.03530 80360 50080 120500120 180 查的： p=0.02 mm d=0.025 mm 有： p+d=0.045 mmZmax-Zminx系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关，按下列关系取值，也可查表1-11

13、： 当制件公差为 IT10以上，取x 当制件公差为 IT11IT13，取x0.75 当制件公差为 IT14以下时，取x0.5。表 1-11 系数x材料厚度t（）非 圆 形 圆 形 0.5工件公差 11224 4 0.160.200.240.30 0.170.350.210.410.250.440.310.590.360.420.500.60 0.200.300.160.200.240.30 查的x0.75 ，=0.24故得：dp （ dminx）+p=（29+0.750.21）+0.02=29.16+0.02dd=（dp+Zmin）-p=*（29.16+0.27）-0.025=29.43-0.

14、025（b）落料落料时以落料凹模设计为基准的刃口尺寸计算如下表表1-11 以落料凹模设计为基准的刃口尺寸计算工序性质 凹模刃口尺寸磨损情况 基准件凹模的尺寸图2.3.3 （b）配制凸模的尺寸 落料 磨损后增大的尺寸 Aj（Amaxx）0.25 按凹模实际尺寸配制，保证双面合理间隙2cmin 2cmax磨损后减小的尺寸 Bj（Bminx）0.25 磨损后不变的尺寸 Cj=（Cmin0.5）0.125 Aj、Bj、Cj为基准件凹模刃口尺寸；Amax、Bmin、Cmin为落料件的极限尺寸。计算凹模各尺寸：查上表1-11的，尺寸42，52，55对应的x=0.75，尺寸18对应x=1磨损后增大的尺寸的：

15、Aj（Amaxx）0.2542mm的 ：A1= （42-0.750.25）+0.25/4=41.81+0.0652mm的： A2= （52-0.750.30）+0.30/4=51.81+0.0618mm的： A3= （18-10.18）+0.18/4=17.82+0.05圆弧R9，R21的尺寸为了保证分别与18mm，42mm相切，不用计算直接取其A3,A1值的一半。磨损后不变的尺寸：0.12544mm的 C1=（55+0.750.3）0.125 0.3=54.78凸模的尺寸按上述凹模相关尺寸配制，保证双面间隙ZminZmax=0.210.27mm（前面以由表1-11查的）（C）模具间隙模具间隙

16、即模具凸模与凹模之间的间隙，其对冲裁件的质量，冲裁力，模具寿命都有较大的影响。因此选择合理的间隙，非常重要，确定合理间隙的方法如下：1. 理论确定法 如图1-7，中的三角形ABC可确定合理的间隙，图1-7 C = （t-h0）t tg=t（1- h0/t）tg 查下表1- 12 的 ：h0/t=0.2 ，=4表1-12 h0/t与的值h0/t退火硬化软钢 紫铜 软黄铜65中硬钢 硬黄铜4硬钢 硬青铜 C =3（1-0.2）tg4 =30.8 =0.168 mm Z=2c=0.336 mm2. 经验法材料为硬材料： t3mm Z=（8%10%）tt=13mm Z=（11% 17%）tt=35mm

17、 Z=（17% 25%）t 已知材料厚度为：t=3mm Z= 0.33 0.51 mm式中， h 凸 模切入深度；最大剪应力方向与垂线方向的夹角第7章 模具的总体结构设计（1） 模具的类型选择根据冲裁件的结构特点，需冲孔和落料两道工序方能完成零件成型，而且要进大批量的生产，综合上述，课选择正装式复合模进行生产，其结构图如图1-7.。在压力机的一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具，称为复合模。模具各部分名称和代号等参数如下表1-12表1-12（2） 模架的选择模架由上下模座，模柄及导向装置（导柱，导套）组成。（a）模架的形式模架的形式选择后侧导柱模架，可纵横送料，送料方便。其

18、模架的形式结构如下图1-8图1-8（b）导柱和导套导柱和导套的结构与尺寸都可以直接从标准中选取，选滑动导向的导柱导套，安装尺寸示意图如图1-9. 图1-9（c）模柄的选择所作设计为大型，模具都通过模柄固定在压力机滑块上的，可使用螺钉固定。第八章 工作零件的设计与计算（1）凸模（a）凸凹模和凸模的结构形式由于冲裁件的落料件为非圆形的，可选择直通式凸凹模，直通式凸模的工作部分和固定部分的形状与尺寸做成一样，这类凸模一般采用线切割方法进行加工。1-10 整体式凸模 而冲孔凸模则选择用台阶式凸模，如下图1-11图1-11 标准圆形凸模（b）长度计算凸模长度应根据模具结构的需要来确定。采用固定卸料板和导

19、料板结构时，图1-12所示，凸模的长度应该为：Lh1h2h3（1520）mm 图1-12（c）材料和其他要求冲裁件的形状复杂，可选择Cr12，热处理为淬火；工作部份的粗糙度为：Ra0.80.4 um固定部分粗糙度为：Ra1.60.8 um（2）凹模（一）凹模洞口的类型 1. 凹模洞口的类型 常用凹模洞口类型如图1-14所示，其中a）、b）、c）型为直筒式刃口凹模。其特点是制造方便，刃口强度高，刃磨后工作部分尺寸不变。广泛用于冲裁公差要求较小，形状复杂的精密制件。但因废料或制件在洞壁内的聚集而增大了推件力和凹模的涨裂力，给凸、凹模的强度都带来了不利的影响。一般复合模和上出件的冲裁模用 a）、c）型，下出件的用b）或a）型。d）、e）型是锥筒式刃口，在凹模内不聚集材料，侧壁磨损小。但刃口强度差，刃磨后刃口径向尺寸略有增大 （如30时，刃磨0.1mm，其尺寸增大0.0017mm）。图 1-14 凹模洞口的类型h1、h2、h3、t分别为凸模固定板、卸料板、导料板、材料的厚度。1520mm为附加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度及凸模固定板