压圈零件的冲压工艺分析与模具设计说明书.docx

1、压圈零件的冲压工艺分析与模具设计说明书第章。冲压零件得工艺性分析该零件形状简单、对称,就是由圆弧与直线组成得。冲裁件内外形所能达到得经济精度为13I14。凡产品图样上没有标注公差等级或者公差得尺寸,其极限偏差数值通常按T14级处理、将以上精度与零件得精度要求相比较,可以为该零件得精度要求能够在冲裁加工中得到保证,其她尺寸标注、生产批量等情况,也均符合冲裁得工艺要求,故决定采用冲压方式进行加工。经查公差表,各尺寸公差为: 00。62mm 32+。52m 35+00、52mm +00。3mm第2章、确定工艺方案及模具结构形式该工件所需得冲压工序包括落料、冲孔两个基本工序,可以拟定出以下三种工艺方案

2、:方案一:先落料,后冲孔,采用单工序模分两次加工。方案二:落料冲孔复合冲压,采用复合模加工。方案三:落料冲孔级进冲压,采用级进模加工、方案一模具结构简单,但需两道工序两副模具,成本高而生产效率低,难以满足顾客得要求,而且工件得累积误差大,操作不方便。由于该工件大批量生产,所以方案二与方案三更具优越性。该零件32m35m得孔与60m得最小距离为mm,大于此零件要求得最小壁厚(1、2m),可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料级进模,复合模模具得形位精度与尺寸精度容易保证,且生产率也高,尽管模具结构比较复杂,但由于零件得几何形状简单对称,模具制造并不困难。级进模虽生产率也高,但零件得冲裁精度稍差,欲

3、保证冲压件得形位精度,需要在模具上设置导正销导正,故模具制造、安装较复合模复杂、通过对上述三种方案得分析比较,该零件得冲压生产采用方案二得复合模为佳、第3章。模具设计计算。1排样方式得确定及其计算设计复合模时,首先要设计条料得排样图,因该零件外形为圆形,可采用有废料排样得直排比较合适。参考冲压工艺与模具设计表2。8确定其排样方式为直排画出排样图排 样 图由于=322查表。最小搭边值可知:最小工艺搭边值a(侧面)=1、mm a(工件间)=1、2 分别取a2a1=2计算条料得宽度: B=+22=64mm步距:S=60262m材料利用率得计算:计算冲压件毛坯得面积:=R =302=282m 2一个步

4、距得材料利用率:=286/(662)=61。2计算凸、凹模刃口尺寸 查冲压工艺与模具设计书中表2.4得间隙值mn0、6m,max=0.30mm、1)冲孔32m35mm凸、凹模刃口尺寸得计算由于制件结构简单,精度要求不高,所以采用凹模与凸模分开加工得方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸计算如下:查冲压工艺与模具设计书中表、5得mm凸、凹模制造公差: 凸=0、02m 凹 =0.25mm校核: ZmaxZmn =(、30-0。246)=。114mm 而凸+凹 (0、0200、25)=0。045满足 ZaZmin凸+凹得条件查冲压工艺与模具设计书中表2、6得:IT14级时标准公差=0.5,因为0、52

5、0。20所以磨损系数X=0。5,按式(、5)d凸=(32+0、0.52)0、00=mm D凹=m查冲压工艺与模具设计书中表、5得、2mmm得矩形凸、凹模制造公差: 凸=0。00m 凹 0。00m 凸+凹 、+0、020=.04mm满足 max-Zmn凸+凹得条件3。3外形落料凸、凹模刃口尺寸得计算由于外形形状简单,精度要求不高,所以采用凸模与凹模分开加工得方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸计算如下: 查冲压工艺与模具设计书中表2。5得凸、凹模制作公差 凸0、02m 凹 =0。030m校核:ZmaxZmin =0。3600.4、14mm而T+A =0.50mm 满足 mami凸+凹得条件查冲压

6、工艺与模具设计书中表2、6得:T14级时磨损系数X=0、5,按式(。5) d凸=。2600。00mm 凹=64.506+0、00mm3。4冲压力得计算落料力F落=L=(22450)=169。56KN冲孔力 F冲 = Lt=(3.910/10+4+22.2)2 45060。43K冲孔时得推件力F推=nK推F孔由冲压工艺与模具设计书中表2.21得6m 则n=h/t=m/=3个查冲压工艺与模具设计书中表、得K推=0。05 F推=n 推F孔30。60.43=.08KN落料时得卸料力 F卸K卸F落查冲压工艺与模具设计书中表2.7取K卸=。0故 卸卸F落0。0469.6=6。7824KN总冲压力为:F总=

7、落+F孔+F推+卸(169.6+6.453+.0+。748)KN23。29KN为了保证冲压力足够,一般冲裁时压力机吨位应比计算得冲F总=1。3F总=1。33。89=316。77K.压力中心得计算用解析法求模具得压力中心得坐标,建立如下图所示得坐标系XO、 由图可知工件上下对称,将工件 冲裁周边分成L、L、L3、L4、 L基本线段,求出各段 长度得重心位置: 因工件相对x轴对称,所以Yc =0,只需计算=R=188、4 1=0L2=8.7mm X2=-.68L3=5=2、mm X3=5=1、9L4=4m X4=12将以上数据代入压力中心坐标公式 =(L1 X1 +L2 X2+ L 5 )/ L1

8、+ L2+L X=18。0+58、77(-0、68)+2。21.9412+2。10.9(18、45、77+2.2+4+2。)0。28mm第4章、模具得总体设计根据上述分析,本零件得冲压包括冲压与落料两个工序,且孔边距较大,可采用倒装复合模,可直接利用压力机得打杆装置进行推件,卸料可靠,便于操作。工件留在落料凹模空洞中,应在凹模孔设置推件块,卡于凸凹模上得废料可由卸料板推出;而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽,使废料从空洞中落下、由于在该模具中压料就是由落料凸模与卸料板一起配合工作来实现得,所以卸料板还应有压料得作用,应选用弹性卸料板卸下条料。因就是大批量生产,采用手动送料方式,从前往后送料。因

9、该零件采用得就是倒装复合模,所以直接用挡料销与导料销即可。为确保零件得质量及稳定性,选用导柱、导套导向。由于该零件导向尺寸较小,且精度要求不就是太高,所以宜采用后侧导柱模架。第5章、模具主要零部件得结构设计 .1凸模、凹模、凸凹模得结构设计 落料凸、凹模得结构设计在落料凹模内部,由于要放置推件块,所以凹模刃口应采用直筒形刃口,并查冲压工艺与模具设计书中表2。,取得刃口高度=6mm,该凹模得结构简单,宜采用整体式。查冲压工艺与模具设计书中表2。,得k=0。即 凹模高度H=ks=0、400m=4m 凹模壁厚C=1.5H1。=36mm凹模外形尺寸得确定:凹模外形长度:L=(30+162)62凹模外形

10、宽度:(012)=6凹模整体尺寸标准化,取为80mmm40mm凹模得工艺路线工序号工序名称工序内容1下料将毛坯锻成平行六面体。尺寸为:0mm160m30mm热处理退火3铣平面铣各平面,厚度留磨削余量0、mm,侧面留磨削余量0。5m4磨平面磨上下平面,留磨削余量0.3.4m磨相邻两侧面,保证垂直5钳工划线划出对称中心线,固定孔及销孔线6型空粗加工在仿铣床上加工型孔,留单边加工余量0。15m7加工余孔加工固定孔及小孔8热处理淬火回火,保证862C磨平面磨上下面及基准面达要求0型孔精加工在坐标磨床上磨型孔,留研磨余量.0mm11研磨型孔钳工研磨型孔达规定技术要求冲孔凸模得设计为了增加凸模得强度与刚度

11、,凸模固定板厚度取25m,因凸模比较长,所以选用带肩得台阶式凸模,凸模长度根据结构上需要来确定、L=凸模固定板+h落料凹模=(2+24)m=49mm (取50mm)凸凹模得结构设计本模具为复合冲裁模,除了冲孔凸模与落料凹模外还有一个凸凹模。根据整体模具得结构设计需要,凸凹模得结构简图如下图所示: 确定凸凹模安排在模架上得位置时,要依据计算得压力中心得数据,使压力中心与模柄中心重合。校核凸凹模得强度:查冲压工艺与模具设计书中表、3得凸凹模得最小壁厚为4.9m,而实际最小壁厚为m。故符合强度要求、凸凹模得刃口尺寸按落料凹模尺寸配制,并保证双间隙为0。246mm0.360.5、2卸料弹簧得设计 根据

12、模具得结构初选6根弹簧,每根弹簧得预压力F卸/n=(4。7106)N791。7N根据预压力与模具结构尺寸,初选序号626得弹簧,其最大工作负荷F=1120N 1.7N虽弹簧得最大工作负荷符合要求,但其弹簧太长,会使模具得高度增加,所以选用最大工作负荷为1550N范围内得弹簧。试选687号中69号弹簧,校验弹簧最大许可压缩量Lm大于弹簧实际总压缩量L总。69号弹簧得具体参数就是:弹簧外径D=4mm,材料直径d=9mm,自由高度H080mm,节距11.m,F1550,极限载荷时弹簧高度1=58。mm。弹簧得最大得最大许可压缩量Lmax=(58、2)mm=21、8mm弹簧预压缩量L=max/1=91

13、、72。/150=11。3mm校核:卸料板工作行程hh2=2+1+0。5=3。5mm 凸模刃磨量与调节量 h3=6m 弹簧实际总压缩量 L总L/+t+h1+h2+h=(11.13+3、+6)mm =24、3m由于25.654。2,即LmaxL总,所以所选弹簧就是合适得。6号弹簧规格为:外 径:D=mm钢丝直径:9m自由高度:H0=0mm 装配高度: H20 L=(90-11.1)78。8mm弹簧得窝座深度:h= H0Lax h卸料板+ t +1凸凹模- 修模=(90、3+14+2+1-58)m=18。7m弹簧外露高度:H= Hh- 卸料板窝深=(8.871、7。)mm=50。1mm。3 模具主

14、要零件尺寸 1.模柄 2。上模座 3、垫板 .凹模 5、凸模 6。凹模卸料板 7.垫板 8、下模板 。 凸凹模 10。凸模固定板 5、4模架得设计 模架各零件标记如下: 上模座:1m40mmm 下模座:40mm140mm3mm 导 柱:11622 导 套:2m65mm模 柄:42m52mm垫板厚度:140m40mm16mm卸料板厚度:140mm140mm24mm凸模固定板厚度:140mm40m2模具得闭合高度:H闭 h上模座+h垫板+h凸模固定板+h落料凹模 h卸料板+h橡胶垫+h下模座 =(2+1+282+214+0+3)(mm) =183m第6章。冲压设备得选择6。1压力机类型得选择(1)

15、中、小型冲压件选用开式机械压力机。(2)大、中型冲压件选用双柱闭式机械压力机、()导板模或要求导套不离开导柱得模具,选用偏心压力机。(4)大量生产得冲压件选用高速压力机或多工位自动压力机。(5)校平、整形与温热挤压工序选用摩擦压力机、(6)薄板冲裁、精度冲裁选用刚度高得精密压力机。()大型、形状复杂得拉伸件选用双动或三动压力机、()小批量生产中大型厚板件得成形工序多采用液压压力机。6。2压力机规格得选择(1)工称压力拉深时压力机吨位比计算出得拉伸力大%10。()滑块行程长度成形拉伸件与弯曲件应使滑行块长度大于制件高度得2。.倍、()行程次数应根据材料得变形要求与生产率来考虑、(4)工作台面尺寸

16、当制件或废料需下落时,工作台面尺寸必须大于下落件得尺寸。对有弹定装置得模具,工作台面孔尺寸还应大于弹顶装置得外形尺寸。(5)滑块模柄尺寸模柄孔直径要与模柄直径相符合,模柄孔得深度应大于模柄得长度。(6)闭合高度、(7)电动机功率得选择必须保证压力机得电机功率大于冲压时所需要得功率。通过校核,选择开式双柱可倾压力机23-25能满足使用要求、其主要技术参数如下表、公称压力/KN 50滑块行程/mm 60行程次数(不小于)(次/min) 10封闭高度/mm 300最大封闭高度调节量mm 7滑块中心至机身距离/m 18(标准型)工作台尺寸(左右前后)m 030(标准型)工作台孔尺寸(直径)/mm 15

17、(标准型)立柱间距离(不小于)mm 240模柄孔尺寸(直径深度)mm 4260工作台板厚度/mm 倾斜角(不小于)() 电动机/k 2、2外形尺寸(前后左右高)/ 1100800200总重量公斤 130第7章。绘制模具总装图工作原理:条料送进时采用固定挡料销进行定位,而有导料销保证送料沿正确得方向送进。当条料送到指定位置时,上模在压力机得作用下下行,卸料板首先接触条料、上模部分继续下行,即可完成冲孔落料复合工序、当冲压完成时,在压力机得作用下上模上行回程,卡在凸凹模上得条料由弹性卸料板卸下,当模具上得打料杆碰到压力机上得打料横梁时,打料横梁给模具打料杆一个作用力,在此作用力得作用下,将冲孔废料

18、推出来。而制件则有下模座得推件装置推出,此时即完成一次冲裁。然后,把条料抬起,越过挡料销,在送进一个步距得距离,即可进行下一次冲裁。 (另附页)第8章.拆画零件图另附页第9章.设计小结 以下就是我通过本次得课程设计得一些体会与心得:()在今次得设计过程中,有很多得问题需要独立思考,在用常规得方法解决不了问题时,还要从反向去思考、从而使我得思维能力得到了很大得提高。设计中所涉及到一定得创新设计,给我提供了一个很好得提高应变能力得训练机会。()设计时,经过不断得到校图书馆认真地查找与借阅相关得参考资料,不但提高了个人查阅资料得能力,还扩阔了我得知识视野、(3)本次模具设计采用了atoCAD、UG设

19、计,在设计其间对软件得理解与熟练程度得到了很好得提升。(4)通过这次课程设计,它让我知道了一种做事得章程,知道了一项计划实现得规划与过程、更重要得与就是它让我学会了如何查阅资料,如何将理论实际相结合。在设计得过程中,也出现了一些客观不足得问题,没有实践条件,不能根据实际得情况来作合适、客观地修改,加上我自己得实践经验又不多,这样做出来得设计,难免有不足之处,希望老师能够体谅【参考文献】:【1】林承全.冲压模具课程设计、北京:化学工业出版社,2【2】周本凯。冲压模具设计实践100例、北京:化学工业出版社,008【】王孝培、实用冲压技术手册、北京:机械工业出版社,2001【4】张黎骅,郑严、新编机械设计手册。北京:人民邮电出版社,08【】模具工程大典(2、4卷)、北京:机械工业出版社,207【6】钟翔山。冲压模具精选88例设计分析、北京:化学工业出版社,