自动变速器换挡固定板的冲裁模设计与制造.doc
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1、自动变速器换挡固定板的冲裁模设计与制造第一章复合冲裁工艺设计第一节设计任务工件名称 :自动变速器换挡固定板材料:Q235 料厚:2mm 年产量:10万件第二节冲压工艺性分析1.2.1冲压件材料材料为2mm厚的Q235低碳结构钢冷轧板,强度一般,具有良好的冲压性能,可以冲裁。1.2.2冲压件结构该零件形状简单,结构对称,内、外形无尖角,适合冲裁加工。1.2.3冲压件尺寸精度零件所有尺寸均有自由公差,可按IT14级加工,一般冲裁可满足其尺寸精度要求。孔径9+0.15 0mm属于IT13级,其余尺寸未注公差,属自由公差,按IT14级确定工件的尺寸公差,一般冲压均能满足其尺寸精度要求。结论:该零件冲裁
2、工艺性良好,可以冲裁加工。!所有下载了本文的注意:本论文附有CAD图纸和完整版word版说明书,凡下载了本文的读者请加QQ 83753222,或留下你的联系方式(QQ邮箱)最后,希望此文能够帮到你!第三节冲压工艺方案自动变速器换挡固定板所需冲压工序包括落料、冲孔、两种基本工序,可采用以下三种工艺方案:方案一:落料工序冲孔工序,采用单工序模生产。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虽然模具结构简单,能够保证精度要求,但需要两副模具才能完成其加工,成本高且生产率低,难以满足批量生产要求。方案二只需一副模具,冲压件的精度容易保证,且生产率也高。
3、尽管模具结构较方案1复杂,但由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难。方案三也只需要一副模具,生产率也很高,能够满足精度要求。单材料利用率较方案2低。通过对上诉三种方案的综合比较分析,认为该零件采用方案二比方案一、三更为实用,更为合理。第四节工艺计算采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模,冲压力为冲裁力、卸料力和推件力的总和。表:卸料力、推件力和顶件力系数冲裁材料KxKtKd钢材料 厚度0.10.060.0750.10.140.10.50.04500550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.02
4、50.031.4.1冲裁力根据冲裁力的计算公式F=Ltb查表冲压常用黑色金属材料的力学性能取b=235MPa,L=2(56255025)253.14=203.4(mm),得:F= Ltb=203.42235=95598(N)1.4.2卸料力卸料力的计算公式Fx=KxF查表卸料力、推件力和顶件力系数取Kx=0.045,得:Fx=0.04595598=4301.91(N)1.4.3推件力推件力的计算公式Ft=nKtF查表卸料力、推件力和顶件力系数取Kt=0.055,且凹模洞口直刃高度h取10mm,n=h/t=10/2=5,得:Ft=nKtF=50.05595598=26289.45(N)1.4.4
5、总冲压力总冲压力:Fz=F+Fx+Ft =95598+4301.91+26289.45 =126189.36 126000(N)第五节压力机的选择根据总冲压力Fz选择压力机的标称压力,因为126000N=126KN250KN80%,所以初选J23-25型开式双柱可倾曲柄压力机,H(170220)mm。压力机的主要参数:公称力 250KN滑块行程 65mm行程次数 55min最大封闭高度 270mm封闭高度调节量 55mm滑块中心至机身距离 200mm工作台尺寸(前后左右) 370560工作台孔尺寸(直径前后左右) 200290260垫板尺寸 50mm立柱距离 270mm模柄孔尺寸 4060床身
6、最大可倾角 30第六节排样设计及材料利用率分析1.6.1排样方法有废料排样,因零件为简单的矩形,并考虑操作方便与模具结构尺寸等因素,采用直排。1.6.2 排样基本参数1.6.2.1搭边值 查表最小搭边值得=1.8mm,1=1.5mm,取=1=3mm。1.6.2.2 送料步距S S=D+1=50+3=53(mm)1.6.2.3 条料宽度B 0 -=(Dmax+2+Z) 0 -=(56+23+0.5) 0 -0.6=62.1 0 -0.6(mm),取62 0 -0.6mm1.6.2.4 板料规格 选用2000mm1250mm2mm1.6.2.5 条料长度 L=1250mm1.6.3 条料的利用1.
7、6.3.1 每张板料可剪裁的条料数:200062=32,余16mm1.6.3.2 每条条料可冲裁的零件数:N1=125053231.6.3.3 每张板料可冲裁的零件数:2433=7361.6.3.4 一条条料的材料利用率1=N1A0/A1100%=235650/(621250)100%83.1%第二章复合冲裁模设计第一节模具结构形式的确定冲件由冲孔落料两种工序获得。冲件数量为批量生产,可选择复合模或者级进模结构形式。考虑材料利用率等因素,又因凸凹模的壁厚远大于表倒装复合模的凸凹模最小壁厚的最小壁厚要求,且通过正装复合模与倒装复合模优劣的比较,故选择倒装复合模,其组合参考国家标准GB2873.2
8、81形式。序号正装倒装1对于薄冲件能达到平整要求不能达到平整要求2操作不方便、不安全,孔的废料又打棒打出操作方法能装自动拨料装置即能提高生产效率又能保证安全生产。孔的废料通过凸凹模的孔往下漏掉3装凹模的面积较大,有利于复杂重建用拼块结构如凸凹模较大,可直接将凸凹模固定在底座上省去固定板4废料不会在凸凹模孔内积聚,每次又打棒打出,可减少孔内废料的涨力,又利于凸凹模减小最小壁厚废料在凸凹模孔内积聚,凸凹模要求又较大的壁厚以增加强度。第二节凸凹模刃口尺寸计算2.2.1冲裁间隙材料厚度t=2mm,查表冲裁模初始双面间隙值Z取Zmin=0.246mm,Zmax=0.36mm。材料厚度/08、10、350
9、9M2、Q235Q34540、5065小于0.5极小间隙1.00.0100.140.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.3802.2.2刃口尺寸计算外形尺寸由落料而得,以凹模为基准件,冲孔尺寸由冲孔凸模决定,以冲孔凸模为基准件。分析凸、凹模刃口的磨损情况,经分析落料磨损后凹模增大,没有缩小和尺寸不变的情况;冲孔磨损后冲
10、孔凸模缩小,没有增大和尺寸不变的情况。由公差表查得:未注公差尺寸尺寸按IT14级各分别为56 0 -0.74 mm, 50 0 -0.62 mm,R5 0 -0.3 mm均取x=0.5。孔径尺寸9+0.15 0 mm为IT12级,取x=0.75。落料凹模刃口尺寸计算:AM=(Amax-x) + 0Dd1=(56-0.50.74)+0.250.74 0 =55.63+0.185 0(mm)Dd2=(50-0.50.62)+0.250.62 0=49.96+0.185 0(mm)Dd3=(5-0.50.3)+0.250.3 0=4.85+0.075 0(mm)落料凸模与凹模配作,保证双边最小合理间
11、隙Zmin为0.246mm。冲孔凸模刃口尺寸计算:BM=(Bmin+x) 0 -dp=(9+0.750.15) 0 -0.250.15=9.110 -0.038(mm)冲孔凹模与冲孔凸模配作,保证双边最小合理间隙Zmin为0.246mm。第三章模具主要零部件的设计与选用第一节凹模外形尺寸计算3.1.1确定凹模外形尺寸查表:l/min材料厚度t/mm0.51233500.300.350.420.500.60501000.200.220.280.350.421002000.150.180.200.240.302000.100.120.150.180.22得系数k=0.28凹模厚H H=kl=0.2
12、856=15.68(mm)凹模宽度B B=b=2c=b+(34)H=50+3.515.56=104.46(mm)凹模长度L L=l+2c=l+(34)H=56+3.515.56=110.46(mm)将计算出尺寸按国家标准GB2858.1,最终确定其外形尺寸为125mm125mm16mm3.1.2判断送料方向由排样图知平行送料方向凹模型孔尺寸大于垂直方向尺寸,所以为纵向送料。3.1.3选择典型组合采用固定卸料、纵向送料,且凹模外形尺寸为125mm125mm16mm,故选择典型组合为:125125140165 GB2873.2。第二节凹模设计3.2.1型孔位置、尺寸位置可从排样图上被冲切的位置获得
13、型孔尺寸由刃口尺寸决定3.2.2刃口形式采用直壁式,反面扩孔,直壁高度查表取10mm。3.2.3螺孔、销孔各螺孔、销孔的大小、数量、位置均可以从典型组合标准GB2873.2中查得。3.2.4材料及技术要求材料选用CrWMn,热处理硬度6064HRC。各表面粗糙度见下图。3.2.5 凹模零件图:见附图01第三节冲孔凸模设计3.3.1凸模校核凸模截面尺寸较大,可不进行强度、刚度校核。3.3.2凸模的结构形式圆形截面的凸模采用阶梯式,查标准GB2863.2得B9.1540.采用固定板压入式固定。3.3.3凸模工作部分尺寸由刃口尺寸计算决定凸模工作部分尺寸。3.3.4凸模长度的计算查标准典型组合12
14、5125140165 GB2873.2得凸模固定板h1=14mm,空心垫板h2=12mm,凹模厚度计算得h3=16mm,故凸模长度为:L=h1+h2+h3=14+12+16=42(mm)3.3.5材料及技术要求材料选用T10A,热处理硬度5862HRC。3.3.6凸模零件图:见附图02第四节凸凹模设计3.4.1凸凹模壁厚凸凹模最小值为(50-9)2=20.5(mm),满足凸凹模壁厚最小值的要求。3.4.2 凸凹模的结构形式采用直通式,形状从排样图上被冲切的位置获得。固定方法:采用螺钉、固定板固定法。3.4.3凸凹模工作部分尺寸由刃口尺寸计算决定凸模工作部分尺寸。3.4.4凸凹模长度的计算参考标
15、准典型组合GB2873.2得固定板配合段h1=6mm,卸料版h2=10mm,此外,卸料版高出凸凹模1mm,弹性元件安装高度取20mm,得凸凹模长度:L=h1+h2+t+h+h=10+20+6-1=35(mm)3.4.5材料及技术要求材料选用Cr12,热处理硬度5862HRC。各表面粗糙度如下图。3.4.6凸凹模零件图:见附图03第五节 定位零件的设计3.5.1 定位方式的选择选择采用活动式导料销、挡料销。3.5.2 结构形式及规格查国家标准GB2866.5得624,3.5.3 弹簧的规格选择查标准GB/T2866.5得0.8820GB/2089第六节 卸料装置的选择3.6.1卸料类型的选择选用
16、弹性卸料方式3.6.2卸料螺钉的选择由典型组合标准GB2873.2查得1042,GB2867.5查得数量为4个3.6.3卸料板设计卸料板与凸模的间隙取双边0.2mm,与挡料销、导料销的配合为H8/d9。卸料板的外形尺寸由典型组合标准GB2873.2查得为12512510.卸料板的结构尺寸由标准GB2873.2可查出。卸料板的材料可选择45号钢。卸料板的螺孔孔径、孔距均可参考典型组合标准GB7873.2选取。卸料板零件图:见附图043.6.4弹性元件的选用弹性元件类型的选择:采用圆筒形聚氨酯弹性体。弹性体的数量、形状和尺寸:数量与卸料螺钉相同为4个,形状和尺寸由标准GB2867.9选取10.53
17、225.弹性体的弹力校核:单个弹性体要承受的卸料力:Fx/4=4302/4=1075.5(N)弹性体安装高度20mm,压缩量为20%时的工作负荷为1681.7N,满足卸料力的要求。第七节 推件装置的选择3.7.1推荐类型的选择 选用刚性推件方式。3.7.2打杆 查标准得A121103.7.3推板 选用B型推板,查得B953.7.4连接推杆 查标准得8303.7.5推件块零件图:见附图05第八节 模架的选择3.8.1模架类型的选择因冲裁件尺寸不大,精度也不高,为了送料及操作方便,选用滑动导向后侧导柱的模架。3.8.2模架规格由标准查得上模座12512535,下模座12512545.3.8.3导柱
18、导套规格由标准查得导柱A22h6130,导套A22H78033.第九节 连接与固定零件的设计3.9.1模柄3.9.1.1 模柄形式选用B型旋入式的模柄3.9.1.2模柄规格因选用的J23-25型压力机的模柄孔尺寸为4060,故查标准得模柄的规格为B4085,材料为Q235.3.9.2上垫板3.9.2.1上垫板的外形尺寸由典型组合查得为12512563.9.2.2上垫板的螺钉、销钉过孔的直径比螺钉、销钉的直径大1mm左右,孔距可由典型标准查得。3.9.2.3上垫板的材料选取45号钢,淬火硬度4348HRC。3.9.2.4上垫板零件图:见附图063.9.3冲孔凸模固定板3.9.3.1型孔位置应与
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