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    垫圈冲孔落料复合模设计说明书(0624).doc

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    垫圈冲孔落料复合模设计说明书(0624).doc

    【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流垫圈冲孔落料复合模设计说明书(0624).精品文档.课 题 冲孔落料复合模 系 别 机械与能源工程学院 专 业 材料成型及控制工程 班 级 材料1111 姓名/学号 魏初芳 指导教师 黄清民 樊晓红 课 程 设 计 任 务 书姓名 魏初芳 学号 2011717015 班级 材料1111 一、课题名称:冲孔、落料复合模图1-1二、零件: 材料:Q235 料厚:2 批量:50万三、设计要求:1、绘制零件图及编制冲压工艺卡。2、设计模具总装图。3、设计模具工作零件图。4、编写设计说明书。5、将说明书和图纸装订成册(按A4尺寸装订)目 录前言 1第一章 零件的工艺性分析 21.1 材料21.2 结构与尺寸21.3 精度2第二章 确定工艺方案 32.1 工序性质与数量 32.2 工序顺序 32.3工序组合确定 3第三章 确定模具总体结构43.1 类型 43.2 结构 43.2.1工作零件 43.2.2 定位零件 43.2.3 卸料、出件 4 3.2.4导向零件4 3.2.5支撑零件5第四章 工艺与设计计算64.1 排样 64.2计算冲压力和压力中心84.3 弹性元件 9第五章 设计零件、绘制总装配草图10 5.1 工作零件 13 5.2 定位零件 14 5.3 卸料与出件 14 5.4 模架与其他零件 15 第六章 绘制总装图和各零件图16工艺卡 17参考文献 18设计小结 19第一章 零件的工艺性分析1.1 材料Q235的 s=235MPa b=400 MPa s/b=0.59冲压性能良好1.2 结构与尺寸零件形状规则,冲孔尺寸与落料外形有6mm,其它无极限特征,适合冲裁加工。1.3 精度零件精度为ST8,根据分析,该零件工艺性良好,适合冲裁加工。第二章 确定工艺方案2.1 工序性质与数量冲孔、落料2.2 工序顺序单工序模:冲孔落料复合模:冲孔、落料级进模:冲孔-落料2.3工序组合确定图凸凹模壁厚为6mm,查P116 表3-29得允许最小壁厚4.9mm,符合要求,所以冲孔与落料能组合。第三章 确定模具总体结构3.1类型因零件较小,且中批量生产,不宜单工序冲裁;级进模单幅成本较高,所以不采用级进模;孔与落料边缘距离为6mm,大于最小凸、凹模壁厚4.9mm,所以用复合模最为合理3.2结构3.2.1工作零件a.凸模落料凸模选用挂台式的结构,可以用铣削加工凸模长度 L=h1+h2+h3+h b.凹模采用整体式的螺钉固定,凹模刃口采用直通式的刃口高度h=8mm凹模厚度 H=KS(8) 查表取k=0.22-0.35凹模宽度厚 B=S+(2.5-4)H 查表取s=36c.凸凹模凸凹模采用整体式的螺钉固定,因为料厚t=1.5mm,查表得凸凹模最小壁厚a0=4.9mm 又凸凹模实际壁厚a=(22-10)/2=6mm>3.8mm,符合要求。3.2.2定位零件X方向上挡料销定位,Y方向上用导料销3.2.3 卸料方式卸料方式采用弹性卸料,弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉、弹性元件构成。3.2.4 导向零件选用光滑的圆柱导向装置,2级精度。导柱标准为20×100 GB/T2861.1-2008 22×100 GB/T2861.1-2008 导套标准为20×65×23 GB/T2861.3-2008 22×65×23 GB/T2861.3-2008导柱导套材料都为20Cr,硬度为58-62HRC,配合采用H7/j6。装配方式是将导柱装在下模座、导套装在上模座上,采用过盈配合H7/r6。3.2.5 支撑零件1)上下模座因为零件较为对称,受力均衡,前后操作,故采用中间导柱式上下模座。模座的材料为铸铁HT200,模座材料的许用压应力值为p=120MPa。2)模柄采用压入式模柄A型,上模中开设推板孔 与推杆配合。压入式模柄标准为A40×65 JB/T 7646.1,材料为Q235。3)固定板采用凸模固定板,固定板厚度为10mm。4)垫板垫板厚度一般为612mm。根据模具结构,为防止上模座压溃则加垫板厚度为10mm,材料选用淬火45号钢。第四章 工艺与设计计算4.1排样因零件为方形,采用一个个排有利于提高材料利用率,为保证产品质量和模具寿命,采用有废料排样条料宽度 查P79表3-16(最小搭边值)得搭边a=1.8 a1=2 B=50+1.8+2=54mm经查表可用板料1.5×54×1200条料长度 L=1200mm 步距:S=30+ a1=30+2=32 n=L/S =1200/32=37.5(实际37个) 即n=37 A=30×50-8×10-×2×52 =1380.75mm2利用率 =×100%=(37×1380.75)/(54×1200)=78.84%图4-14.2计算冲压力和压力中心1)冲压力F=LTb=(160+10)×2×400=153.120KNL:冲裁件周边长度 T:材料厚度b:抗拉强度2)压力中心模具中心X0= Y0=计算得X0=-1.2 Y0=-0.53)初定压力机P(1.1-1.3)FF=F+ Fx + FTF=153.120KN查表(卸料力、推件力系数)得KX=0.040.05 KT=0.055Fx=KXF=0.045×153.120=6.890KNFT=nKTF=4×0.055×153.120=33.686KN (n=8/2=4)F=F+ Fx + FT =153.120+6.890+33.686=193.696KNP1.2 F=1.2×193.696=232.435KN4)刃口尺寸计算根据零件的形状特征,刃口尺寸计算采用分开制造法。落料以凹模(d)为基准,冲孔以凸模(p)为基准。 (1)落料件尺寸的基本计算公式为:Dd=(Dmax-X)0+dDp=(Dd-Zmin)0p=(Dmax-X-Zmin )0p:工件制造的公差 X:磨损系数Z:冲裁模初始双面间隙d:凹模的制造公差 p:凸模的制造公差落料尺寸300-0.780 mm, 500-0.78mm, 400-078mm, 220-0.56mm查表3-4,3-5得X=0.5,凸、凹模最小间隙为Zmin=0.246mm,最大间隙为Zmax=0.360mm.凸模制造公差p=0.4X(Zmax-Zmin)=0.4X(0.360-0.246)=0.4X0.114=0.0456mm凹模制造公差d=0.6X(Zmax-Zmin)=0.4X(0.360-0.246)=0.6X0.114=0.0684mmDd=(30-0.5×0.780)0+0.0684=29.610+0.0684mm Dp=(29.61-0.246)0-0.0456=29.3640-0.0456mmDd=(50-0.5×0.780)0+0.0684=49.610+0.0684mm Dp=(49.61-0.246)0-0.0456=49.3640-0.0456mmDd=(40-0.5×0.780)0+0.0684=39.610+0.0684mm Dp=(39.61-0.246)0-0.0456=39.3640-0.0456mmDd=(22-0.5×0.560)0+0.0684=21.720+0.0684mm Dp=(21.72-0.246)0-0.0456=21.4740-0.0456mm(2)冲孔件尺寸的基本计算公式为:dp=(dmin+X) 0-p dd=(dp+Zmin)+d0=(dmin+X+Zmin )+d0 冲孔尺寸50+0.400 mm 查表3-4,3-5得X=0.5,凸、凹模最小间隙为Zmin=0.246mm,最大间隙为Z max=0.360mm.凸模制造公差p=0.4X(Zmax-Zmin)=0.4X(0.360-0.246)=0.4X0.114=0.0456mm凹模制造公差d=0.6X(Zmax-Zmin)=0.4X(0.360-0.246)=0.6X0.114=0.0684mmdp=(5+0.5×0.400)0-0.0456=5.20-0.0456 dd=(5.2+0.246)0+0.02=5.4460+0.0684(3) 凹模孔心距尺寸Ld=(Lmin+)±=(20±0.07)4.3卸料元件 1.弹性元件采用弹簧1)根据卸料力和模具安装弹簧的空间大小初定弹簧数量n=4,则每个弹簧的预压力为 Fy=Fx/n=6890/4=1722.5N2)初选弹簧规格。估算弹簧的极限工作压力为Fj=1.3Fy=1.3×1722.5=2239.25N查标准初选规格为d×D2×h0=3.5×20×50 Fj=2450N,hj=25mm。3) 计算所选弹簧的预压量为Hy=Fy×hj/Fj=1722.5×25/2450=17.6mm4) 校核所选弹簧是否合适。卸料板工作行程hx=2+1=3mm,取凸模刃模量hm=4mm,则弹簧工作室的总压缩量为h=hy+hx+hm=17.6+4+3=24.6mm因为h<hj=25,故所选弹簧合适。5) 所选弹簧的主要参数:d=3.5mm,D2=20mm,t=6.51mm,n=6.5圈,h0=50mm,Fj=2450N,hj=25mm.弹簧的标记为3.5×20×50 GB/T2089-1994弹簧,弹簧材料为65Mn。弹簧的安装高度为ha=h0-hy=50-17.6=32.4mm。2.卸料螺钉采用内六角圆柱头轴间螺钉,弹簧内径D1=D2-2d弹=20-2×3.5=13mm卸料螺钉与弹簧安装在一起,螺钉大径d=D1-(24)mm=13-4=9mm,查标准GB5281-85取螺钉为M8×403.根据工件的最大尺寸、料厚以及凹模大小,经查表取弹性卸料板厚度为h×=8mm第五章 设计零件、绘制总装配草图5.1工作零件确定凸凹模零件结构尺寸a.凹模依据落料件的尺寸Dd=50×30,按冲压模具标准采用矩形凹模A型确定标准凹模外形尺寸为:D×H=125×80(JB/T8057.4-1995)标准凹模刃口高度取h=8mm,凹模材料T10A,热处理后的淬火硬度为58-62HRCb.凸模依据冲孔件的尺寸dp=5mm,按冲压模具标准采用圆形凸模A型确定标准凸模外形尺寸为:D×L=8×33(JB/T8057.2-1995)标准凸模材料T10A,热处理后的硬度为56-60HRC,尾部回火40-50HRC。c.凸凹模凸凹模采用整体式的挂台固定,因为料厚t=2mm,查表得凸凹模最小壁厚a0=4.9mm 又凸凹模实际壁厚a=6mm>4.9mm,符合要求。凸凹模长度:L=h1+h2+h3 h1:卸料板厚度8mmh2:弹性元件的高度h0=20mmH3:凸凹模固定板厚度 15凸凹模长度:L=8+20+15=43mm凸凹模宽度:B=50+10+=60mm材料选用T10A,热处理后的淬火硬度为58-62HRC。图5-15.2定位零件X方向上采用挡料销装置定位,挡料销采用固定挡料销, 标准为d×L=6×8 JB/T7649.5-1994,材料为45,硬度为43-48HRC;Y方向上用导料销d×L=6×8 JB/T7649.5-1994,材料为45,硬度为28-32HRC,调制处理。5.3 卸料与出件卸料方式采用弹性卸料;出件采用推杆推销,推杆直径d=35mm与模柄孔配合,推销直径d=5mm。5.4模架与其他零件1)模架凹模尺寸:125×80H闭=上模板+下模板+卸料板+凸模固定板+弹性元件+凹模+料厚+垫板H闭=30+37+8+10+20+15+20+2+8=150mm取H闭 =150mm查冲压模具设计标准(GB/T2855.1-2008)选取标准模架为上模座为 240×140×30下模座为 290×140×372)压力机根据初定压力机知P1.2 F=1.2×193.696=232.435KN故选取250KN压力机,标准为JH21-25压力机主要参数为公称压力:250KN滑块行程:80mm最大闭合高度:250mm闭合高度调节量:50mm滑块中心线到床身距离:210mm工作台尺寸:700×440工作台孔尺寸:150模柄孔尺寸:40×65垫板厚度:70mm3)其他零部件结构凸模固定板用于固定凸模,两者采用过渡配合H7/j6关系,材料常采用Q235。模柄采用压入式的模柄A型,根据设备上模柄孔尺寸,采用H7/j6配合,选用规格A40×65的模柄,材料选用Q235。垫板厚度一般为612mm,根据模具结构取为8mm,材料选用淬火45号钢螺钉与销钉的选用,螺钉主要起连接固定作用,销钉起定位作用,在冲模中螺钉一般多选用内六角螺钉,销钉常用圆柱销。同一组合中,螺钉数量一般不少于3个,并尽量沿被连接件的外援均匀布置。销钉的数量一般都用2个,且尽量远距离错开布置,以保证定位可靠。螺钉与销钉的选用应根据冲压工艺力大小和凹模厚度等条件确定,根据此结构模具查表可得,选用M6、M8的螺钉,销钉的公称直径可取与螺钉一样或小一个规格,螺钉的旋入长度一般可取其公称直径的1.52倍。内六角螺钉查国家标准GB/T70.1-2000,销钉查国家标准GB/T119.2-2000。 第六章 绘制总装图和各零件图 图6-1工艺卡序号工序名称工序内容加工简图工艺设备1下料剪板机上裁板54×1200剪床机2冲孔落料冲内孔与落外形冲孔落料复合模3检验凸凹模按零件图纸检验参 考 文 献1汪恺主编.机械设计标准应用手册 第2卷.北京:机械工业出版社,1997.82洪慎章主编.实用冲压工艺及模具设计.北京:机械工业出版社,2008.13郑家贤.冲压模具设计实用手册.北京:机械工业出版社,2007.14张如华,赵向阳,章跃荣主编.北京:清华大学出版社,2006.35杨占尧主编.最新冲压模具标准及应用手册.北京化工大学出版社,2010.106李名望.冲压模具设计与制造技术指南.北京化工大学出版社,2008.67王秀凤,张永春编著.冷冲压模具设计与制造.北京航空航天大学出版社,2008.78成大先主编.机械设计手册(第五版):单行本,机械制图,设计精度.北京化工大学出版社,2010.19虞传宝主编.冷冲压及塑料成型工艺及模具设计资料.北京机械工业出版社,1992.12设 计 小 结 经过一段时间的努力,终于完成了本次设计任务。我设计的是冲孔落料模,经过本次设计,使我对模具有了更多的了解和认识。 在设计过程中,运用了本学期及以前学的有关知识,逐步提高了我们的理论水平、构思能力,提高了分析问题及解决问题的能力。本设计重点是在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基础上,主要介绍冲裁件的工艺性分析、确定冲裁工艺方案、选择模具的结构形式、工艺计算、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸、校核模具闭合高度及压力机、绘制模具总装图及零件图。

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