支板冲孔落料级进模设计.doc
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1、陕西理工学院材料科学与工程学院支板冲孔落料级进模设计目录第一章 摘要与前言.21.1我国模具技术的现状21.2我国模具技术的展开趋向31.3结论3第二章 设计任务.42.1零件任务书42.2分析比较和确定工艺方案5第三章 计算冲裁压力、压力中心和选用压力机.73.1排样方式的确定及材料利用率计算73.2计算冲裁力、卸料力:103.3确定模具压力中心:113.4选择压力机:13第四章 模具工作部分尺寸及公差.144.1冲裁间隙分析144.2冲孔部分144.3落料部分15第五章 确定各主要零件结构尺寸.175.1凹模外形尺寸确定175.2凸模长度的确定185.3卸料橡皮选用185.4模具零件19第
2、六章 模具的装配及主要零件的设计.216.1模具总装配图216.2主要零部件的设计及选择22结语.25 参考文献.26第一章 摘要与前言摘要 本次课程设计介绍了落料冲孔工序的设计过程。根据对冲压件的工艺分析选用两工位级进模,根据零件的尺寸计算凸模和凹模的刃口尺寸,设计了非标准件如冲孔凸模,落料凹模,卸料版,等。并选用了标准模架将模具安装。关键词 冲压 、 级进模、 冲孔、 落料、 模架前言 模具工业是国民经济的重要根底工业之一。模具是工业消费中的根底工艺配备,是一种高附加值的高精密集型产品,也是高新技术产业化的重要范畴,其技术程度的上下已经成为权衡一个国度制造业程度的重要标志。 1我国模具技术
3、的现状 20世纪80年代以来,国民经济的高速展开对模具工业提出了越来越高的要求,同时为模具的展开提供了宏大的动力。这些年来,中国模具展开非常迅速,模具工业不断以15%左右的增长速度疾速展开。复兴和展开中国的模具工业,日益遭到人们的注重和关注。“模具是工业消费的根底工艺配备”已经获得了共识。目前,中国有17000多个模具消费厂点,从业人数约50多万。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其他各类模具约占11%。近年来,中国模具工业企业的一切制成分也发作了变化。除了国有专业厂家外,还有个人企业、合资企业、独资企业和私营企业,他们都失掉了迅速的展开。许多模具
4、企业非常注重技术展开。加大了用于技术进步的投入力度,将技术进步作为企业展开的重要动力。此外,许多研讨机构和大专院校也展开了模具技术的研讨与开发。 中国塑料模工业从起步到如今,历经半个多世纪,有了很大展开,模具程度有了较大进步。在大型模具方面已能消费48in(约122cm)大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和全体仪表板等塑料模具,精密塑料模具方面,已能消费照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、疾速成型与疾速制模技术、新型模具材料1等方面获得了明显进步;在进步模具质量和延
5、伸模具设计制造周期等方面作出了奉献。进入21世纪,在经济全球化的新情势下,随着资本、技术和休息力市场的重新整合,中国配备制造业在参加WTO当前,将成为世界配备制造业的基地。而在古代制造业中,无论哪一行业的工程配备,都越来越多地采用由模具工业提供的产品。为了适使用户对模具制造的高精度、短交货期、低本钱的迫切要求,模具工业正普遍使用古代先进制造技术来加速模具工业的技术进步,这是各行各业对模具这一根底工艺配备的迫切需求。 2我国模具技术的展开趋向 随着电子、信息等高新技术的不时展开,模具技术的展开呈现以下趋向。 2.1模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向展开 模具CAD/
6、CAE/CAM技术是模具设计、制造技术的展开方向,模具和工件的检测数字、模具软件功用集成化、模具设计、分析及制造的三维化、模具产业的逆向工程以及模具软件使用的网络化是主趋向。 2.2模具制造向精密、高效、复合和多功用方向展开 精密数控电火花加工机床(电火花成形机床、快走丝线切割和慢走丝线切割机床)不时在加工效率、精度和复合加工上获得打破,国外已经将电火花铣削用于模具加工。加工精度误差小于1m的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一同的复合加工将失掉展开。 3结论 模具技术的展开能进步产品的设计和制造效率,延伸消费周期,进步产品合格率,关于加强我国的科技、经济实力都能其到宏大作用。
7、通过高新技术的不断开发和广泛应用使得模具的设计制造水平达到空前的高度。在新技术研发创新方面,包括成形方法的创新,成形品质改 善的创新,新材料成形技术的创新等,我国模具企业跟要踪发达国家技术发展的进程,掌握主动权。 核心提示:国内模具业布局调整,是经济发展的自然趋势,东部地区经过这些年的技术、人才和资金积累,将逐渐转型为高端产品生产基地,而新兴聚集地将承接部分中低档次的生产。这样的分工比较合理,打破了过去产品单一、区域同质化严重的局面,也为我国模具业提供了阶梯发展的空间。第二章 设计任务2.1 零件任务书零件名称支架零件简图如(图1)所示生产批量大批量材料20钢材料厚度0.8mm (图1)由ca
8、d测量得该零件面积S=1080 mm2 周长C=145.88mm2.2 分析比较和确定工艺方案2.2.1 加工方案分析由零件图可知,该零件包含冲孔和落料两个工序.形状较为规则,尺寸较小,精度要求较低在IT12左右.材料为低碳钢硬度低. 根据零件如(图1)包括冲孔,落料两道冲压工序.模具形状较为规则,只需采取两步工位即可完成所有工序。可采用以下几种方案(1) 方案一先落料,后冲孔。采用单工序模生产。(2)方案二:落料-冲孔复合冲压,采用复合模生产。20钢T=0.8mmS=1080 mm2C=145.88mm(3)方案三:冲孔-落料连续冲压,采用级进模生产。各类模具结构及特点比较方案比较方案一模具
9、结构简单、但需两道工序两副模具,生产率较低,难以满足该零件的年产量要求。方案二采用复合模加工。复合模的特点是生产率高,冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高,冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂,制造精度要求高,成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证,且生产率也高。尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难。方案三采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高,减少了模具和设备的数量,工件精度较高,便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件,用简单模或复合模冲制有困难时,可用级进模逐步冲出。但级
10、进模轮廓尺寸较大,制造较复杂,成本较高,一般适用于大批量生产小型冲压件。比较方案一与方案二,对于所给零件,由于小孔比较接近边缘,复合模冲裁零件时受到壁厚的限制,模具结构与强度方面相对较难实现和保证,所以根据零件性质故采用级进模加工。2.2.2 模具结构形式的选择1.模具结构形式对于所给零件,由于小孔比较接近边缘,复合模冲裁零件时受到壁厚的限制,模具结构与强度方面相对较难实现和保证,所以根据零件性质。故采用级进模加工。2.定位装置为了使条料送料时有准确的位置,保证冲出合格的制件,同时考虑到零件生产批量大,且要求模具结构尽量简单,所以采用定位销定位。因为板料厚度 t0.8mm,属于薄板,且制件尺寸
11、不大,孔不是对称分布,条料在送进时可能会产生偏心,影响制件精度,故采用两个侧刃进行定距。在送料方向上由于受凸模和凹模的影响,为了不消弱模具的强度,在送料方向上采用固定挡料板进行导向。3.卸料装置卸料装置有刚性(即固定卸料板)和弹性两种形式。弹性卸料装置依靠弹性元件的被压缩产生的力来卸料,因此卸料力不大,但有压料作用,冲裁质量较好,常用于料薄,所需卸料力不大但制件平面度有要求的冲裁。刚性卸料版,通过与毛坯或零件相撞产生的力卸料,卸料力大,但无压料作用,常用于料厚较大,所需卸料力大,而制件平面度无要求的冲裁。由于本条料较薄,故采用弹性卸料装置。弹性卸料装置弹性零件一般有两种形式橡胶,弹簧。该零件条
12、料卸料力不大,采用橡胶作为弹性零件。4.导向装置 采用滑动对角二导柱式模架。5.送料机构 本模具采用了钩式弹簧自动送料机构,该机构结构简单,工作稳定性高,成本低、易于维护,能够提高送料效率,进而增加生产效率,为企业创造更好的经济效益。第三章 计算冲裁压力,压力中心和选用压力机3.1 排样方式的确定及材料利用率计算3.1.1 排样方式的确定搭边值和侧边值的数值查塑形成型工艺与模具设计第二版 表2-5两工件之间按矩形取搭边值 a1.5,侧边a11.8 由工位图如下可得进料步距为 x63.96mmC为制件最大宽度 有侧压装置查塑形成型工艺与模具设计第二版 式 (2-16) (2-17)a1.5a11
13、.8b11.5x63.96 0.4D40.5mm条料宽度为B0-(D+2a+)0- 导尺间距为 S=B+c1=D+2a+c1+查表2-7 条料宽度偏差0.4D为冲裁件垂直与送料方向的最大尺寸 D40.5mm a为侧搭边最小值。则 B40.52x1.80.444.50-0.4 mm 查塑形成型工艺与模具设计第二版 表2-8C1 为导尺与最宽条料间的单向最小间隙(mm) C15导尺间距 S=B+c1=D+2a+c1+ =44.5+21.8+5+0.4 =53.5 mm C15B0-44.50-0.4S=53.5 3.1.2 材料利用率计算排样方式如图(2)。 (排样图及条料宽度 图2)板料规格选用
14、 0.810001500mm采用纵裁时每板的条数: n1 100044.522.47个零件每条的工件数数:n2 150046.532.2个零件每板的工件数:nn1 n2 22.4732.2723.5个零件采用横裁时时:每板的条数: n1 150044.533.7个零件每条的工件数数:n2 100046.521.5个零件每板的工件数:nn1 n2 724.7个零件经计算横裁时的材料利用率比纵裁时高,故采用横裁.0.810001500mm3.2、计算冲裁力、卸料力:查塑形成型工艺与模具设计第二版 表1-4 得材料20钢的抗拉强度 b=510Mpa 抗剪强度 =400Mpa落料尺寸:L1=145.8
15、8mm 根据cad绘制测量周长冲圆形孔尺寸:L2=7.5=23.56mm3.2.1 落料力F1=kL1t=1.3145.880.8400=60.686 Kn3.2.2 冲孔力F2=kL2t=1.323.560.8400=9.8kn3.2.3 冲孔推件力F推=nK推F2 查表2-11 得K推=0.055 K卸=0.05查塑形成型工艺与模具设计第二版 表2-18 凹模孔口主要参数=15=2h5mm 取h=5mm 所以就有 n=ht=586凹模刃口形状如图3所示F推=nK推F2=60.0559.8=3.234 KN3.2.4 落料时的卸料力F卸= K卸F1=0.0560.686=3.03 KN3.2
16、.5 冲床总压力F总= F1+F2+F推+F卸=60.686+9.8+3.234+3.03=76.75 KNL1=145.88mmL2=23.56mm抗拉强度 b=510Mpa抗剪强度 =400MpaF1=60.686 KnF2=9.8knK推=0.055K卸=0.05F推=3.234 KNF卸=3.03 KNF总=76.75 KN3.3 、确定模具压力中心:模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作,应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则,会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨间产生过大的磨损,模具导向零件加速磨损,降低模具和压力机的使用寿
17、命。 冲模的压力中心,可按下述原则来确定: 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。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。 形状复杂的零件、多孔冲模、 级进模的 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 合力对该轴的力矩。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。计算公式为:因冲裁力与冲裁周边长度成正比, 所以式中的各冲裁力 P、Pn,可分别用各冲裁周边长度 L、Ln代替,即:排样工位图如图4)根据cad查询得图的重心为(22,15)。由于图为规则形状,其
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