槽环冲孔落料模具设计冲压模具.doc
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1、槽环冲孔落料模具设计摘要: 槽环是一类形状比较简单用冷冲压零件,对模具的设计制造要求不高。进行了通过分析冲压件的结构特殊性及成型工艺性,并阐述了冲孔、落料动作过程,以及凸凹模、凸模、凹模设计、顶出系统设计、卸料系统设等细节方面作了详细介绍。关键词: 凸模 ;凸凹模 ;凹模 前 言国民经济的高速发展对模具工业提出了愈来愈高的要求,促使模具技术迅速发展,作为生产各种工业产品和民用产品的重要工艺装备,模具已经发展成为一门产业。近20年来,产值以每年15%左右的速度增长。在现代制造业中,企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展,加快换型,采用柔性化加工,以适应不同用户的需要;另一方面朝着大
2、批量,高效率生产的方向发展,以提高劳动生产率和生产规模来创造更多的效益,生产上采取专用设备生产方式。模具,作为高效率的生产工具的一种,是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件,具有生产率高,可实现高速大批量的生产;节约原材料,实现无切削加工;产品质量稳定,具有良好的互换性;操作简单,对操作人员没很高的技术要求;利用模具批量生产的零件加工费用低;所加工的零件与制作可以一次成形,不需要进行加工;能制造出其它加工工艺方法的难以加工、形状比较复杂的零件制品;容易实现生产的自动化特点。 目 录1冲压件零件工艺性分析61.1产品分析62冲孔与落料的工艺方案721定义毛坯尺寸长度72
3、2确定排样方式923计算工序压力、选用压力机103冲裁模工作零件刃口尺寸计算113.1模具合理间隙值的确定113.2凸模凹模刃口尺寸的计算114模具其他零件的选取和设计134.1凸模的设计134.2凹模的尺寸计算164.3凸凹模174.4定位零件的设计175模架的选用185.1模座参数的确定185.2导柱与导套的选用196模具总装图20总结致谢参考文献湘潭职业技术学院毕业设计说明书1冲压件零件工艺性分析1.1产品分析零件图展开图如上图为槽环,零件没有公差要求,以IT14级公差要求,普通冲裁可以达第6页共24页到,所以尺寸精度要求不高,无表面粗糙度要求。(1)材料:10钢是属于优质碳素结构钢,含
4、碳量为,1.5mm厚,10钢的特点:塑性韧性好,焊接性好,用作冲压板,渗碳件等冲压制件。(2)该冲压件为槽类零件,为大批量生产,由于该零件外形尺寸不是很大,模具制造工艺比较简单。(3)由图可知,要生产出该零件要由落料、冲孔、弯曲三道工序来完成,而本人只需完成冲孔、落料两道工序。第7页共24页2冲孔与落料的工艺方案 湘潭职业技术学院毕业设计说明书冲压工艺方案的确定:该工件包括落料和冲孔两个基本工序,可有以下三种工艺方案:方案一:先落料,后冲孔。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:冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案一中模具结构简单,但需要两道工序两套模具,成本高
5、而生产效率低,难以满足大批量生产要求。方案二只需要一副模具,生产效率高,操作方便,设计简单,由于工件精度要求不高,完全能满足工件技术要求。方案三也只需一套模具,工作精度及生产效率都比较高,但制造难度大,并且冲压成品件留在模具上,清理模具上的物料影响冲压速度,操作不方便。所以经过比较,采用方案二最为合适。根据以上分析,考虑到槽环结构相对比较简单,采用一套复合模具来完成,这样不仅能达到较高精度,而且在提高效率的同时可提高生产安全性。模具越少,表示模具越复杂,制造成本越高。所以我们在选用标准件的种类,规格,数量,位置,有关的尺寸及技术条件,要认真的考虑,尽量选用可以满足冲压件的工艺性能的,又要节省成
6、本的。21定义毛坯尺寸长度2.11外形展开尺寸根据槽环的形状及尺寸要求,我们来设计排样根据上面的分析,长60mm高度12mm,根据公式计算:由上图,根据模具设计与制造可知其中: 根据模具设计与制造P84,当时,的取值为0.31所以代入上述公式可得:2.12内孔展开尺寸第8页共24页其中: 根据模具设计与制造P84,当时,的取值为0.31所以代入上述公式可得:即毛坯展开后,长*宽为:,内孔长*宽:,22确定排样方式排样方法有:按材料的利用率排样、按布置形式排样。其中按材料的利用率排样包括有废料排样:即工件与工件之间,工件与条料边缘间都有塔边存在。少废料排样:即工件与工件间有搭边存在。工件与条料边
7、缘大废料搭边存在。无废料的排样:即工件与工件间,工件与条料边缘之间均无搭边存在。因少废料排样对模具寿命影响较大,无废料排样定位误差大,因此本零件采用有废料排样。按布置形式排样可分为:直排、对排、斜排、多行排和混合排等等。由于坯料长乘宽为:不算太大,考虑到操作方便,因此本零件采用采用直排板料规格选用。冲压件大批量生产的成本中,坯料材料费用占以上,排样的目的就在于合理利用原材料。冲裁件的实际面积与所用材料面积的百分比称为材料利用率,它是衡量合理利用材料的指标。一个步距内的材料利用率计算公式:其中为一个步距内零件的实际面积 为一个步距内所需的毛坯面积材料利用率为:总材料利用率:221确定搭边尺寸第9
8、页共24页由模具设计与制造表1-8查得,。两孔中心距。 排样图如下:23计算工序压力、选用压力机冲裁力的计算根据查模具设计与制造P20公式1-8可得:公式中:,。卸料力和顶件力的计算根据查模具设计与制造P22公式1-11、1-13可得:查表1-13得公式中:、采用弹性卸料装置:查模具设计与制造P26得压力为:第10页共24页根据压力值查表1-15选得压力机型号为,其主要技术参数如下:公称压力:滑块行程:压力机工作台面尺寸:(前后*左右)滑块模柄孔尺寸:压力机最大闭合高度:220连杆调节量:45电动机功率:231冲裁压力中心的计算 该零件为中心对称冲裁件,其冲裁压力中心位于冲裁轮廓的几何中心上。
9、3冲裁模工作零件刃口尺寸计算3.1模具合理间隙值的确定冲裁间隙是指冲裁凹模和凸模之间工作部分的尺寸之差:查模具设计与制造表1-19得、。3.2凸模凹模刃口尺寸的计算3.21凸模凹模分别加工时的尺寸的计算落料:冲孔:对于采用分别加工的凸模和凹模应保证下述关系:第11页共24页式中:为落料凹模和凸模的基本尺寸。 为冲孔凹模和凸模的基本尺寸。 为落料件的最大极限尺寸。 为冲孔件的最小极限尺寸。 为冲裁件的公差。 为磨损系数查模具设计与制造表1-21和表1-22得:、,对于外形对于外形校核:结果: (满足间隙公差条件)所以:对于外形,。对于外形,。查冲模结构设计P26双边间隙去对于内孔对于内孔第12页
10、共24页校核:结果: (满足间隙公差条件)所以:对于内孔,。对于内孔,。4模具其他零件的选取和设计模具的工作零件、定位零件、压料和卸料零件、导向零件、连接和紧固零件、弹簧、橡胶等要首先按冷冲模国家标准选用,若无标准,可先选用再进行设计。对于小而长的冲头,壁厚较薄的凹模等还需要进行强度校核。设计计算确定了凹模的结构尺寸后,可根据凹模周界选用模架。模具的闭和高度、轮廓大小、压力中心应与选用设备相适应。4.1凸模的设计一般的凸模组件结构包括:凸模、凸模固定板、垫板、防转销和用来固定上模座的螺钉、销钉。4.11凸模的长度根据模具设计与制造P51公式1-32得:公式中:为凸模固定板的厚度; 为卸料板的厚
11、度; 为导料板的厚度; 为附加的长度,包括凸模刃口的修磨量、凸模进入凹模的深度()、凸模固定板与卸料板的安全距离等,其中取。4.12凸模材料 模具刃口要有高的耐磨性,并能承受冲裁时的冲击力,因此它应有高的硬度与适当的韧性。形状简单的凸模常选用等制造。形状复杂、淬火变形大,第13页共24页特别是用线切割方法加工凸模时,应选用合金工具钢,如等制造,其热处理硬度取。 其他要求。凸模工作部分的表面粗糙度为,固定部分为。4.13凸模固定板 凸模固定板用于固定凸模。固定板的外形尺寸一般与凹模大小一样,可以在标准中查得。固定板的厚度按凹模厚度的倍确定,一般取。 固定板已经标准化,根据厚度和轮廓尺寸查表可选用
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