2019蚊香托架切口落料模计算说明书.doc
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4、计计 算 说 明 书设计课题 蚊香托架切口落料模系 别 机械工程系 专 业 模具设计与制造 班级学号 G091201-46 姓 名 周勤 指导教师 李宗义 王小弟 白天萍 日 期 2011年12月 设 计 内 容结 论目录摘要-22.选题背景及意义-33.毕业设计内容及工艺分析-44.排样设计及方案确定-55.冲压力及压力中心-76.模具结构设计-97.模具工作产品设计-108.模具各模板设计-149.级进模及主要零件加工工艺分析-1610.级进模总装配工艺-1911.模具的工作原理-2012.设计心得-2113.参考文献-24摘要蚊香托架是一种广泛应用于生活的廉价产品。文章中介绍了蚊香托架多
5、工位级进模设计过程,重点阐述了产品的工艺设计、排样设计、模具结构设计等模具设计过程。通过应用所学的冲压模具知识,解决了落料、压筋、切舌及条料送进等问题。关键字:级进模,冲压,模具,蚊香托架。1 选题背景及意义1.1国内外级进模发展现状我国在级进模CAD方面,许多高等院校如浙江大学、上海交通大学等都作了大量的工作、本世纪初,美国UGS公司与我国华中科技大学合作在UG-2.0(现为NX)软件平台上开发出基于三维几何模型的级进模CAD/CAM软件NX-PDW。该软件包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、废料设计、条料排样、压力计算和模具结构设计的几个模块。具有特征识别与重构、全三维结构关联
6、等显著特色。另外我国自行开发的冲裁模CAD/CAM系统:CAXA系列软件为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。但目前我国计算机辅助技术的软件开发仍处于较低水平,需要知识和经验的积累。无论是应用的广泛性,还是技术水平上都与国外存在很大的差距。在应用CAE进行模具方案设计和分析计算方面,也才刚刚起步,大多还处于试用阶段。在生产制造方面,我国模具加工设备中精密加工设备所占比重较低,工艺设备落后。由于历史原因形成封闭式、“大而全”的企业特征。大部分企业均设有模具车间,处于本厂的配套地位,自70年代末才有了模具工业化和生产专业化这个概念。现代工业的发展使产品更新换代加快,对模具的需求量加大。
7、但是我国大部分模具厂的模具加工设计部陈旧,在役期长、精度差、效率低,还不能适应国民经济发展的需要。1.2选题的背景多工位级进模是一种高速、高效、高寿命的冲压模具,广泛应用于各行各业的冲压生产中,特别是电子行业中电子元件的生产。由于电子元件的体积小,形状复杂,利用普通单工序模或复合模不仅不经济而且设计制造较为困难,多工位级进模生产是解决这些问题的最佳方案。蚊香托架是一种广泛应用于生活的廉价产品,但其要经过冲裁、压筋,切舌等多个工序才能完成,利用多工位级进模能够高效经济进行生产。1.3选题的意义通过对该级进模的设计,熟悉了解对一般多工位级进模的设计程序,巩固大学期间所学习的冷冲压模具设计。掌握如何
8、对产品工艺性进行分析、如何确定工艺方案。了解模具设计的规范和标准,提高计算能力和绘图能力。为将来从事模具设计行业打下良好的基础。2毕业设计内容及工艺分析2.1毕业设计内容根据工件的用途及查书冷冲压模具设计指导P203 表8-1得到:产品材料:Q235产品厚度:0.5 mm生产批量:大批量工件尺寸如下图表2-1: 图2-1 冲压件工艺分析就是分析具体产品产品的材料性能、几何形状、尺寸和精度要求等是否满足冲压工艺的要求。良好的冲压工艺性是指能以最经济的方式加工出符合使用要求的产品,例如节省材料、模具结构简单、工序少、工人操作方便、产品质量稳定等。蚊香托架是一种简单的生活用品,既有压筋成型又有切舌的
9、小尺寸产品。该产品生产批量为大批量生产的冲压产品,故采用多工位级进模生产。级进模它对尺寸较小、形状复杂、的大批量生产的冲压产品有良好的经济性。由于已标注的尺寸精度等级并不高,直线尺寸公差大致在IT12至IT13之间,孔的公差为IT10,产品尺寸中为未注公差的一般尺寸,取为IT14级,在一般级进模冲压的经济精度范围之内。产品的材料为其Q235,材料的状态为未经退火,抗剪强度在304-373/Mpa之间,抗拉强度在4324610/MPa之间,屈服点为253s/MPA.伸长率2125,弹性模量无。伸长率在0.18-0.25之间,洽合弯曲。料厚为0.5mm,利用冲压模具可冲裁加工。综上所述,该产品具有
10、良好的冲压工艺性,可使用多工位级进模进行生产。3排样设计及方案确定 3.1排样设计级进模的产品排样图是级进模设计的关键,它反映了产品在整个冲压过程中各工位之间的相互关系和相互位置,并涉及到条料的定位方式和材料的利用率,排样是否恰当直接关系到所成形产品是否能顺利生产以及是否能达到精度,它直接反映了模具的基本结构。3.1.1工序排样设计蚊香托架架的主要工序包括:落料切舌压筋根据工序排样的基本原则,和制件的基本性质一般先压筋,后切舌,在进行落料将复杂的外形分解为简单的几何形状。结合以上工艺性分析及基本工序,查阅相关资料,利用CAD软件进行排样设计,得到以下一种方案: 图3-1 如图3-1所示,根据材
11、料的性能及厚度,查书冷冲压工艺与模具设计表2-8,多工位级进模与冲压自动化 表2-1得工件搭边a1=2.2,侧搭边a=2.5。3.1.2材料利用率查冷冲压模具设计指导公式2-1,得如下公式:式中 n一个歩距内冲裁件数目; A冲裁件面积(包括内形结构废料); S歩距长度; B板料宽度;得: 3.2方案确定由上述方案,对其进行分析,如表1: 表1 排样方案项目方案条料定位方式采用手动送料装置送料,采用侧刃定位。导正方式采用双侧载体,导正钉粗定位。工序4道工序相关数据条料宽度:61mm 步距:36.2mm材料利用率:81.74%优缺点方案采用双侧载体,条料宽,步距小,材料利用率较高。不阻碍条料的送进
12、,其结构也相对简单,稳定性好。 综合上述,选择此方案做为后期模具设计的排样设计方案。4冲压力及压力中心该制件包括压筋、落料、切舌三个主要工序,故以下分别计算其冲裁力,冲压力,压筋力。4.1冲压力计算4.1.1冲裁力、卸料力、及压力中心的计算查书冷冲压模具设计指导P22表2-20,得;冷冲压工艺与模具设计p200,得=250N ,P48 2-14 得K=1.3 查的公式如下: 压筋力 切舌冲裁力 卸料力 落料力 侧刃冲裁力 式中 F冲裁力(N);L冲裁周边长度(mm);t材料厚度(mm);材料抗剪强度(MPa)已知=350MPa,t=0.8mm。由于采用弹性卸料装置和下出料方式的冲孔模故:4.1
13、.2:冲裁力、卸料力切舌冲裁力 =1.30.580.65350=18.3KN卸料力 =0.04537.69 =1.7KN 落料力 =1.30.5(263.14242222)350=37.69KN侧刃冲裁力 =1.30.5(36.2414)350=33.85KN压筋力 =250506.130.25=31.63KN故:以上公式可查冷冲压工艺与模具设计冷冲压模具设计指导4.2压力中心计算根据制件图用CAD软件绘制排样图,用CAD软件测得压力中心得质心: X: 13.1947Y: -0.20815模具结构设计5.1 模具的基本结构形式5.1.1 导向方式由于本产品的生产是大批量生产,且冲压精度要求较小
14、的产品,满足产品质量及稳定性,可选用滑动导向机构。5.1.2 卸料方式由于产品料比较薄,所以选用弹性卸料板。弹性卸料板结构具有一定的压料功能,同时弹压卸料板对凸模可以进行导向,有利于提高模具寿命。5.1.3 送料方式采用手动送料机构,由手动控制条料送进歩距,由侧刃控制条料精定位,导料方式采用导料板,由于有切舌工序可采用浮顶器。5.1.4 落料方式在条料最后切断的地方,将凹模板平面加工躲筋槽,既可以躲让压起的筋又可以保证切段部分顺利落料。在条料最后切断的地方,将凹模板平面加的切段部分顺利落料,落料是靠产品自重掉落。6模具工作零件设计6.1冲裁凸、凹模的设计该模具冲裁凸模部分刃口形状包含了矩形及异
15、形两种形式。矩形与异形孔采用直通式,便于线切割加工。台阶式凸模采用台肩固定方式,直通式凸模采用挂销固定方式。凹模选择整体式凹模,局部难以成行的采用镶块。6.1.1冲裁凸模长度的设计凸模长度包括刃口段长度、固定段长度和过渡段长度。,刃口段长度可按下式计算:式中 L1卸料板配合高度; L2冲压加工板料厚度; L3凸模进入凹模腔的深度; L4刃模量; K 安全系数,一般取值1.151.3。级进模一般都有多个凸模,要注意各凸模长度的协调。设计时,先选择某一共位的凸模为基准件,确定出其长度,然后,根据冲压需要和各工位的加工内容,经确定其它各凸模的长度为58 mm。6.1.2冲裁凸、凹模刃口尺寸的设计按照
16、一般性原则,以凹模为基准,来配做凸模,其计算公式如下: 当凹模磨损时,类尺寸增大,类尺寸减小,其中、为凹模刃口尺寸(mm),D为工件基本尺寸(mm);为工件公差(mm),为凸模制造公差,为凹模制造公差。查书冷冲压工艺与模具设计P43得:公差=0.74。x为磨损系数,查表得X=0.5,查冷冲压工艺与模具设计P42可得双面间隙Zmin=0.04mm,Zmax=0.06mm 。查书冷冲压模具设计指导P16,表2-12得:凸模制造公差 凹模制造公差 查冲压工艺及模具设计P44,得落料公式如下,校核间隙:故符合条件。将已知的公式和所查的资料数据带入下式,得: 1.落料凹模 2.冲裁凹模 2. 压筋凹模
17、根据压筋的形状,压筋部分的尺寸可给定自由公差,尺寸可根据制件图。内圆角、外圆角、宽度方向 3.成形侧刃侧刃中的两台肩尺寸和突出部分的尺寸磨损后不变,台肩的宽度、突出部分的宽度,侧刃高度磨损后尺寸减小。侧刃只能进行沿边和搭边的有废料冲裁,或有沿边但无搭边的少废料冲裁。所以,成形侧刃的冲切刃口长度比送料步距大0.05-0.1mm。则凸模尺寸如下: 侧刃凹模:采用配加工,按凸模尺寸配做,其双面间隙为0.04。冲裁初始双面间隙为Zmin=0.04,Zmax=0.06则凹模工作部分尺寸按凸模尺寸配制,保证双面间隙为0.040.06。6.2模具的装配图与产品图模具装配图 如图6-1所示:图6-1 1. 上
18、模座 2.螺钉1 3.卸料螺钉 4.落料凸模 5.模柄 6.止转销 7. 切口凸模 8.挂销 9.销钉1 10.上垫板 11.凸模固定板 12.橡胶 13. 卸料板 14.导料板 15.承料板 16.销钉2 17.凹模 18.浮顶器 19. 下模座 20弹簧 21.丝堵 22.凹模镶块 23.压筋凸模 24.销钉3 20. 25.螺钉2 26.导套 27.导柱 28.侧刃 29.定位销 30.挡块7模具各模板设计7.1凹模板凹模板的尺寸计算根据冷冲压与模具设计P73。K=0.3 C=38H=Kb=340.3=10.2 (取28)B=+(2.54)H=34+428=146L=+2C=113+23
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