壓圈沖壓模具設(shè)計

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1、壓圈復(fù)合模具設(shè)計目 錄(一).沖壓件的工藝性分析4(二).確定工藝方案模具機構(gòu)形式4(三).模具設(shè)計計算5 (1)排樣方式的確定及其計算 ( 2) 計算凸.凹模刃口尺寸 (3)外形落料凸、凹模刃口尺寸的計算 (4)沖壓力的計算 (5)壓力中心的計算(四).模具總體設(shè)計8(五).模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計9 (1)落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (2)彈性元件的設(shè)計計算 (3)模架的設(shè)計(六).沖壓設(shè)備的選擇12(七).繪制模具總裝圖13(八).拆畫零件圖13(九).參考文獻14序言加入WTO后,我國經(jīng)濟將從真正意義上溶入全球經(jīng)濟一體化,中國的市場將不再只屬于中國企業(yè)。產(chǎn)品,不僅僅是性能與價格的較量,從外

2、觀、實用性到環(huán)保,哪一點輸給別人那只能堆放在倉庫或賤賣,不會創(chuàng)造效益的企業(yè)只好關(guān)門。手抄書式的靠機床和操作工來實現(xiàn)工程師設(shè)計產(chǎn)品化的老機械制造已成為歷史,現(xiàn)代制造業(yè)駕馭著微電子和新材料,敲擊著鍵盤,在加工中心與模具組成的流水線上精密的復(fù)制著工程師在計算機輔助下設(shè)計的從市場捕捉來的最新產(chǎn)品。進入21世紀,先進制造技術(shù)將全面擔負起快速、精確的生產(chǎn)更多門類的產(chǎn)品,以保障和提高人類現(xiàn)代化生活的質(zhì)量。 模具已不僅僅是人類用來澆鑄錢幣和內(nèi)燃機殼的砂箱。今天,它凝聚了各類高技術(shù),能快速精密的直接把材料成型、焊接、裝配成零部件、組件或產(chǎn)品,其效率、精度、流線、超微型化、節(jié)能、環(huán)保,以及產(chǎn)品的性能、外觀等,都是

3、傳統(tǒng)工藝所無與倫比的。展望21世紀,無論電子、生物、材料、汽車、家電等哪個行業(yè),不裝備由計算機、模具和加工中心砌成的生產(chǎn)線,都不可能在制造業(yè)中擔綱支柱產(chǎn)業(yè)。模具是現(xiàn)代制造技術(shù)的重要裝備,其水平標志著一個國家或企業(yè)的制造水平和生產(chǎn)能力。今后一段時期內(nèi),我國五大支柱產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、批量化成本和包括產(chǎn)業(yè)更新在內(nèi)的技術(shù)進步的關(guān)鍵是模具。現(xiàn)在全球模具總產(chǎn)值早已超過傳統(tǒng)機械工業(yè)機床與工具類產(chǎn)值的總和。 該零件在汽車,機械,家電,飛機,火車等方面都有廣泛的應(yīng)用。該零件在生活中到處都可以看到,它具有使兩個零件連在一起從而減少之間的磨損。到處都可以買到,價格便宜,制造簡單,方便等。金屬壓圈復(fù)合模具設(shè)計【摘要】:

4、本設(shè)計進行了落料、沖孔連續(xù)模的設(shè)計。文中簡要概述了沖壓模具目前的發(fā)展狀況和趨勢。對產(chǎn)品進行了詳細工藝分析和工藝方案的確定。按照沖壓模具設(shè)計的一般步驟,計算并設(shè)計了本套模具上的主要零部件,如:凸模、凹模、凸模固定板、墊板、凹模固定板、卸料板、導(dǎo)尺、擋料銷、導(dǎo)正銷等。模架采用標準模架,選用了合適的沖壓設(shè)備。設(shè)計中對工作零件和壓力機規(guī)格均進行了必要的校核計算。沖孔凹模和落料凹模則采用整體固定板固定。落料凸模內(nèi)裝有導(dǎo)正銷,保證了工件上孔和外形的相對位置準確,提高了加工精度。如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運行可靠和沖壓產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的要求。關(guān)鍵詞:沖壓成型 落料 沖孔一 沖裁件工藝分析1、 材料:Q23

5、5是普通的碳素鋼。2、 工件結(jié)構(gòu)形狀:該零件形狀簡單、對稱,是由圓弧和直線組成的。3、 尺寸精度:零件圖上所有尺寸均未標注公差,屬自由尺寸,可按IT14級確定工件尺寸的公差,經(jīng)查公差表,各尺寸公差為:42-00.62mm 20+00.52mm 22+00.52mm 4+00.3mm結(jié)論:將以上精度與零件的精度要求相比較,該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證,其他尺寸標注、生產(chǎn)批量等情況,也均符合沖裁的工藝要求,故決定采用沖壓方式進行加工。二 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形狀該工件包括落料、沖孔兩個基本工序,可有以下三種工藝方案。方案一:先落料,后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二:落料沖孔復(fù)合沖壓

6、。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三:沖孔落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單,但需要兩道工序兩副模具,成本高而生產(chǎn)效率低,難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具,工件的精度及生產(chǎn)效率都較高,在模具同一位置時可完成數(shù)道分離工序的模具,成本低、操作方便、工件精度也能滿足要求。方案三也只需一道模具,生產(chǎn)效率高,但不在同一個位置就可以完成,操作不方便,精度要求不能滿足,成本高。因此從零件加工精度和經(jīng)濟性角度綜合考慮,選則方案二是較為合適的,即選擇復(fù)合模作為本設(shè)計的模具方案。三 模具設(shè)計計算(1)排樣方式的確定及其計算設(shè)計復(fù)合模時,首先要設(shè)計條料的排樣圖,因該零件外形為圓形,可采用有廢料排樣的直排

7、比較合適,確定其排樣方式為直排畫出排樣圖。最小工藝搭邊值a1.5,a11.2,分別取a2,a12條料寬度: B(D+2a) B(42+2*2)0 B 46mm步距:S42+244mm材料利用率的計算:計算沖壓件毛坯的面積:A=R2 =212 =1384.74mm 2一個步距的材料利用率:=1384.74/4644=68.4(2)計算總沖壓力F落 = Ltb=(2R2450)N=118.692KNF沖 = Ltb=(336.910/180+4+22.2)2 450=60.453KNF推=n K推F孔查表,得 h=6mm 則n=h/t=6mm/2=3 K推=0.05所以,有 F推=n K推F孔=3

8、0.0560.453=9.068KN又 F卸=K卸F落查表,得 K卸=0.04所以,有F卸=K卸F落=0.04118.692=4.748KN總沖壓力為:F總=F落+F孔+F推+F卸=(118.692+60.453+9.068+4.748)KN=192.961KN為了保證沖壓力足夠,一般沖裁時壓力機噸位應(yīng)比計算的沖F總=1.3F總=1.3192.961=250.8KN(3)壓力中心的計算由圖可知工件上下對稱,將工件沖裁周邊分成L1、L2、L3、L4、L5基本線段,求出各段長度的重心位置:因工件相對x軸對稱,所以Yc =0, 只需計算XC.L1=2r=131.88 X1=0L2=58.77mm X

9、2=-0.68L3=L5=2.2mm X3=X5=10.9L4=4mm X4=12將以上數(shù)據(jù)代入壓力中心坐標公式 X=(L1 X1 +L2 X2+ L5 X5 )/ L1+ L2+ L5 X=131.880+58.77(-0.68)+2.210.9+412+2.210.9/(131.88+58.77+2.2+4+22.2)=0.28mm(4)凹凸模刃口尺寸的計算1)沖孔凹凸模刃口尺寸的計算查表,得間隙值Zmin=0.246mm,Zmax=0.360mm。由于制件結(jié)構(gòu)簡單,精度要求不高,所以采用凹模和凸模分開加工方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計算如下:查表,得20mm凸、凹模制造公差: 凸

10、 =0.020mm 凹 =0.025mm校核: Zmax-Zmin =(0.360-0.246)=0.114mm 而凸+凹 =(0.020+0.025)=0.045mm滿足 Zmax-Zmin凸+凹的條件查表,得:IT14級時標準公差=0.52,因為0.520.20,所以磨損系數(shù)X=0.5。按式(2.5) d凸=(20+0.50.52)-00.020=mm D凹=mm查表,得2.2mm4mm的矩形凸、凹模制造公差: 凸 =0.020mm 凹 =0.020mm 凸+凹 =0.020+0.020=0.040mm滿足 Zmax-Zmin凸+凹的條件2)外形落料凸、凹模刃口尺寸的計算由于外形形狀簡單,

11、精度要求不高,所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。查表,得凸、凹模制作公差 凸=0.020mm 凹 =0.030mm校核:Zmax-Zmin =0.360-0.246=0.114mm而T+A =0.050mm滿足 Zmax-Zmin凸+凹的條件查表,得:IT14級時磨損系數(shù)X=0.5,d凸=42.26-00.020mm d凹=42.506+00.030mm四 模具的總體設(shè)計根據(jù)上述分析,本零件的沖壓包括沖壓和落料兩個工序,且孔邊距較大,可采用倒裝復(fù)合模,可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件,卸料可靠,便于操作。工件留在落料凹??斩粗?,應(yīng)在凹??自O(shè)置推件塊,卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推

12、出;而沖孔廢料則可以在下模座中開設(shè)通槽,使廢料從空洞中落下。由于在該模具中壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實現(xiàn)的,所以卸料板還應(yīng)有壓料的作用,應(yīng)選用彈性卸料板卸下條料。因是大批量生產(chǎn),采用手動送料方式,從前往后送料。因該零件采用的是倒裝復(fù)合模,所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性,選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)向尺寸較小,且精度要求不是太高,所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。五 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計,包括一下幾個方面:落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計在落料凹模內(nèi)部,由于要放置推件塊,所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口,并查沖壓工藝與模具設(shè)計書中表2.21,

13、取得刃口高度h=6mm,該凹模的結(jié)構(gòu)簡單,宜采用整體式。查沖壓工藝與模具設(shè)計書中表2.22,得k=0.40即 凹模高度H=ks=0.4042mm=16.8mm 凹模壁厚C=1.5H=1.516.8mm=25.2mm凹模外形尺寸的確定:凹模外形長度:L=(42+25.22)=92.4凹模外形寬度:B=(42+25.22)=92.4凹模整體尺寸標準化,取為100mm100mm16mm凹模的工藝路線工序號工序名稱工序內(nèi)容1下料將毛坯鍛成平行六面體。尺寸為:155mm155mm35mm2熱處理退火3銑平面銑各平面,厚度留磨削余量0.8mm,側(cè)面留磨削余量0.5mm4磨平面磨上下平面,留磨削余量0.30

14、.4mm磨相鄰兩側(cè)面,保證垂直5鉗工劃線劃出對稱中心線,固定孔及銷孔線6型空粗加工在仿銑床上加工型孔,留單邊加工余量0.15mm7加工余孔加工固定孔及小孔8熱處理淬火回火,保證5862HRC9磨平面磨上下面及基準面達要求10型孔精加工在坐標磨床上磨型孔,留研磨余量0.01mm11研磨型孔鉗工研磨型孔達規(guī)定技術(shù)要求沖孔凸模的設(shè)計為了增加凸模的強度與剛度,凸模固定板厚度取24mm,因凸模比較長,所以選用帶肩的臺階式凸模,凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上需要來確定。L= h凸模固定板+h落料凹模=(24+16.8)mm=40.8mm (取40mm)凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計本模具為復(fù)合沖裁模,除了沖孔凸模和落料凹模外還有一

15、個凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要,凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示: 確定凸凹模安排在模架上的位置時,要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù),使壓力中心與模柄中心重合。校核凸凹模的強度:查沖壓工藝與模具設(shè)計書中表2.23得凸凹模的最小壁厚為4.9mm,而實際最小壁厚為9mm。故符合強度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制,并保證雙間隙為0.246mm0.360mm.定位方式定位方式采用側(cè)刃加導(dǎo)正銷定距的方式。用側(cè)刃定距時,使側(cè)刃的實際長度和凹模型孔間步距一致,可提高送料精度。但采用側(cè)刃定距時,送料操作時的人為因素,會產(chǎn)生送料精度不穩(wěn)定的現(xiàn)象。對于工位較多的級進模,送料的累積誤差,會使送料精度降低,對尺寸

16、精度要求高、形狀復(fù)雜的沖件尤為明顯,因此,在側(cè)刃定距的同時增設(shè)導(dǎo)正銷的方式,在多工位級進模中得到廣泛的應(yīng)用。側(cè)刃導(dǎo)正銷的定距方式是將側(cè)刃做粗定位,導(dǎo)正銷做精定位。用于導(dǎo)正的導(dǎo)正孔,可以是沖件上的孔,也可在條料上沖出輔助工藝孔。為保證送料精度,一般應(yīng)設(shè)置兩個導(dǎo)正孔,并在第一工位上沖出。1、側(cè)刃和導(dǎo)正銷定距方式時,側(cè)刃、側(cè)刃當塊、側(cè)導(dǎo)板和導(dǎo)正銷的裝配與調(diào)整方法,與單獨裝側(cè)刃、導(dǎo)料銷基本相同。2、側(cè)刃和導(dǎo)正銷定距方式中,側(cè)刃長度與凹模型孔間隙步距c的關(guān)系應(yīng)為: =c+(0.10.2)mm。側(cè)刃長度增大(0.10.2)mm,是為了補償導(dǎo)正銷插入型孔時,條料可向后移動的補償量。3.4卸料、頂件方式卸料裝

17、置分固定卸料裝置、彈性卸料裝置。卸料板用與卸料卡在凸?;蛲埂寄I系臎_裁件或廢料。當卸料板僅起卸料作用時,凸模與卸料板的雙邊間隙取決與板料厚度,一般在0.20.5mm之間,卸料薄時取小值:板料厚時取大值。當固定板兼起導(dǎo)板作用時,一般按H7/ h6配合制造,但應(yīng)該保證導(dǎo)板與凸模之間間隙小于凸、凹模之間的沖裁間隙,以保證凸、凹模的正確配合。固定卸料板的卸料力大,卸料可靠。因此,當沖裁板較厚(大于0.5mm)、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件時,一般采用固定卸料裝置。彈性卸料裝置是由卸料板、彈性元件、卸料螺釘?shù)攘慵M成。彈性卸料既起卸料作用又起壓料的作用,所得沖裁件質(zhì)量較好,平直度較高。因此,質(zhì)

18、量要求較高的沖裁件或薄板沖裁宜用彈性卸料裝置。彈性卸料板與凸模的單邊間隙可根據(jù)沖裁板料厚度查表。在級進模中,特別小的沖孔凸模與卸料板的單邊間隙可將表列數(shù)值適當加大。當卸料板起導(dǎo)向作用時,卸料板與凸模按H7/h6配合制造,但其間隙應(yīng)比凸、凹模隙小。此時,凸模與固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外,在模具開啟狀態(tài),卸料板應(yīng)高出模具工件零件刃口0.30.5mm,以便順利卸料。由于此零件很薄,只有0.5mm,在沖壓前需先壓平,故采用彈性卸料。3.5模架及模柄1模架類型如采用縱向送料方式,適宜采用中間導(dǎo)柱導(dǎo)套模架(對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架也可);橫向送料適宜采用對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架:而后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架有利于送料

19、(縱橫向均可且送料較順暢),但工作時受力均衡性和對稱性比中間導(dǎo)柱導(dǎo)套模架及對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架差一些,四角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架則常用于大型模具,而精密模具還須采用滾珠導(dǎo)柱導(dǎo)套。本模具采用對角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架。2模柄類型模柄是連接上模與壓力機的零件,常用于 1000KN以下的壓力機的模具安裝。模柄的結(jié)構(gòu)型式比較多,重載的模具可直接用鏍釘、壓板將上模壓在滑塊端面。3.6送料方式條料的送料方向是條料靠著一側(cè)的導(dǎo)料板,沿著設(shè)計的送料方向?qū)蛩瓦M。標準的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)見國標 (GB286581)。而采用導(dǎo)料銷時,要選用兩個。導(dǎo)料銷的結(jié)構(gòu)與擋料銷相同。 為了保證送料精度,使條料緊靠一側(cè)的導(dǎo)料板送進,可采用側(cè)壓裝置?;善接糜?/p>

20、料厚小于1mm,側(cè)壓力要求不大的情況。 彈簧壓塊式和彈簧板式用于側(cè)壓力較大的場合。彈簧壓板式側(cè)壓力均勻,它安裝在進料口,常用于側(cè)刃定距的級進模?;善胶蛷椈蓧簤K式使用時,一般設(shè)置 23個。3.7.模架的選用 模架選用適用于中等精度,中、小尺寸沖壓的后側(cè)導(dǎo)柱模架,從右向左送料,操作方便。 上模座:L/mm*B/mm*H/mm=250*250*50 下摸座:L/mm*B/mm*H/mm=250*250*65 導(dǎo)柱: d/mm*L/mm=35*200 導(dǎo)套:d/mm*L/mm*D/mm=35*125*48 墊板厚度取:12 凸模國定板厚度?。? 凹模的厚度已定為:10 卸料板厚度取:14 彈簧的外露高度:14 模具的閉合高度:=(50+12+8+10+2+14+54+65)mm=215.2mm 3-8. 沖壓設(shè)備的選擇 選用雙柱可傾壓力機 J23-40 公稱壓力:400KN 滑塊行程:100mm 最大閉合高度 330mm 連桿調(diào)節(jié)量:65mm 工作臺尺寸:(前后mm左右mm) :460700 墊板尺寸:(厚度mm孔徑mm):65220 模柄孔尺寸:(直徑mm深度mm) :4507 最大傾斜角度:

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