2023年落料冲孔复合模设计实例[1].doc

目 录 第一章 设计任务————————————————3 1.1零件设计任务———————————————3 1.2分析比拟和确定工艺方案——————————3 第二章 计算冲裁压力、压力中心和选用压力机———5 2.1排样方式确实定及材料利用率计算——————5 2.2计算冲裁力、卸料力————————————5 2.3确定模具压力中心—————————————6 第三章 模具工作局部尺寸及公差—————————7 3.1冲孔局部—————————————————7 3.2落料局部—————————————————7 第四章 确定各主要零件结构尺寸—————————9 4.1凹模外形尺寸确定—————————————9 4.2其他尺寸确实定——————————————94.3 合模高度计算———————————————9 第五章  模具零件的加工—————————————9 第六章  模具的装配———————————————10 第七章  压力机的安全技术措施——————————12 参考文献————————————————————14 落料冲孔复合模设计实例 〔一〕零件工艺性分析 工件为图1所示的落料冲孔件，材料为Q235钢，材料厚度2mm，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下： 图1 工件图 1.材料分析 Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。 2. 结构分析 零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中部有一异形孔，孔的最小尺寸为6mm，满足冲裁最小孔径≥的要求。另外，经计算异形孔距零件外形之间的最小孔边距为5.5mm，满足冲裁件最小孔边距≥的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。 3. 精度分析： 零件上有4个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属IT13，所以普通冲裁可以到达零件的精度要求。对于未注公差尺寸按IT14精度等级查补。 由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。 〔二〕冲裁工艺方案确实定 零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。 所以，比拟三个方案欲采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为2mm时，可查得凸凹模最小壁厚为4.9mm，现零件上的最小孔边距为5.5mm，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。 〔三〕零件工艺计算 1.刃口尺寸计算 根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。 〔1〕落料件尺寸的根本计算公式为 尺寸，可查得凸、凹模最小间隙Zmin=0.246mm，最大间隙Zmax=0.360mm，凸模制造公差，凹模制造公差。将以上各值代入≤校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。 即 〔2〕冲孔根本公式为 尺寸，查得其凸模制造公差，凹模制造公差。经验算，满足不等式≤，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得 尺寸，查得其凸模制造公差，凹模制造公差。经验算，满足不等式≤，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得 〔3〕中心距： 尺寸 尺寸 尺寸 2.排样计算 分析零件形状，应采用单直排的排样方式，零件可能的排样方式有图2所示两种。 比拟方案a和方案b，方案b所裁条料宽度过窄，剪板时容易造成条料的变形和卷曲，所以应采用方案a。现选用4000mm×1000 mm的钢板，那么需计算采用不同的裁剪方式时，每张板料能出的零件总个数。 〔1〕裁成宽81.4mm、长1000mm的条料，那么一张板材能出的零件总个数为 〔2〕裁成宽81.4mm、长4000mm的条料，那么一张板材能出的零件总个数为 比拟以上两种裁剪方法，应采用第1种裁剪方式，即裁为宽81.4mm、长1000mm的条料。其具体排样图如图3所示。 3.冲压力计算 可知冲裁力根本计算公式为 此例中零件的周长为216mm，材料厚度2mm，Q235钢的抗剪强度取350MPa，那么冲裁该零件所需冲裁力为 模具采用弹性卸料装置和推件结构，所以所需卸料力和推件力为 那么零件所需得冲压力为 初选设备为开式压力机J23—35。 4.压力中心计算 零件外形为对称件，中间的异形孔虽然左右不对称，但孔的尺寸很小，左右两边圆弧各自的压力中心距零件中心线的距离差距很小，所以该零件的压力中心可近似认为就是零件外形中心线的交点。 四、冲压设备的选用 根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机JH23—35，其主要技术参数如下： 公称压力：350kN 滑块行程：80mm 最大闭合高度：280 mm 闭合高度调节量：60 mm 滑块中心线到床身距离：205mm 工作台尺寸：380 mm×610 mm 工作台孔尺寸：200 mm×290 mm 模柄孔尺寸：φ50 mm×70 mm 垫板厚度：60 mm 五、模具零部件结构确实定 1.标准模架的选用 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。由凹模高度和壁厚的计算公式得，凹模高度，凹模壁厚。 所以，凹模的总长为〔取160mm〕，凹模的宽度为 。 模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为上模座160mm×125mm×35mm，下模座160mm×125mm×40mm，导柱25mm×150mm，导套25mm×85mm×33mm。 2.卸料装置中弹性元件的计算 模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下： 〔1〕确定橡胶的自由高度 由以上两个公式，取。 〔2〕确定橡胶的横截面积 查得矩形橡胶在预压量为10%~15%时的单位压力为0.6MPa，所以 〔3〕确定橡胶的平面尺寸 根据零件的形状特点，橡胶垫的外形应为矩形，中间开有矩形孔以避让凸模。结合零件的具体尺寸，橡胶垫中间的避让孔尺寸为82 mm×25mm，外形暂定一边长为160mm，那么另一边长b为 〔4〕校核橡胶的自由高度 为满足橡胶垫的高径比要求，将橡胶垫分割成四块装入模具中，其最大外形尺寸为80mm，所以 橡胶垫的高径比在0.5~1.5之间，所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的装模高度约为0.85×40 mm =34mm。 3.其他零部件结构 凸模由凸模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄，根据设备上模柄孔尺寸，选用规格A50×100的模柄。 六、模具装配图 模具装配图如图4所示。 七、模具零件图 模具中上模座、下模座、垫板、凸模固定板、卸料板、凸凹模固定板、冲孔凸模、凸凹模、凹模、推件块零件图如图5～14所示。 7 图4 装配图 1-下模座 2、12、13、19-螺钉 3、11、18-销钉 4-凸凹模固定板 5-凸凹模 6-橡胶 7-卸料版 8-导料销 9-凹模 10-上模座 14-打杆 15-横销 16-推板 17-模柄 20-导柱 21-导套 22-垫板 23-凸模固定板 24-推杆 25-推件块 26-凸模 27-卸料螺钉 28-挡料销 13 图5 上模座零件图 图7 推件块零件图 图6 下模座零件图 图9 卸料板零件图 图8 凸凹模固定板零件图 图11 垫板零件图 图10 凸模固定板零件图 图13 凸模零件图 图14凸凹模零件图 图12 凹模零件图