冲孔落料齿轮垫片复合模设计概要(共14页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上齿轮垫片冲孔落料复合模设计一 题目:二 原始数据数据如图1所示,大批量生产,材料为Q235,t =1mm 。 图1 产品零件图三 冲压件工艺性分析1材料:Q235为普通碳素结构钢,具有较好的冲裁成形性能。 2零件结构:零件结构简单对称,无尖角,对冲裁加工较为有利。零件中有两圆孔,孔的最小尺寸为11mm ,满足冲裁最小孔径m in d 10.1=t mm 的要求。另外,经计算孔距零件外形之间的最小孔边距为4.5mm ,满足冲裁件最小孔边距min l 1.55.1=t mm 的要求。所以该零件的结构满足冲裁的要求3尺寸精度:零件图上未标注公差的尺寸属于自由尺寸,可按IT1

2、4级确定工件尺寸的公差。查公差表2-3可得各尺寸公差为: 零件外形:720-0.3mm 170-0.16mm 270-0.16mm R100-0.12mmR10-0.12mm R1.50-0.18mm R2.50-0.18mm孔内形:110+0.1 mm孔心距:400.12mm结论:适合冲裁。四 冲裁工艺方案及模具类型的确定该零件包括落料、冲孔两个基本工序,可提出的加工方案如下: 方案一:先落料,后冲孔。采用两套单工序模生产。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。方案一模具结构简单,但需两道工序、两副模具,生产效率低,零件精度较差,在生产批量较大的

3、情况下不适用。方案二只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度易保证,且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状较简单,模具制造并不困难。方案三也只需一副模具,生产效率也很高,但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度,需在模具上设置导正销导正,模具制造、装配较复合模略复杂。所以,比较三个方案欲采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行校核,当材料厚度为1mm 时,可查表2-24得凸凹模最小壁厚为2.7mm ,现零件上的最小孔边距为4.5mm ,所以可以采用复合模生产,即采用方案二。五 零件工艺计算1.刃口尺寸计算根据零件形状特点,刃口尺寸计算采用分开制造法。(1落

4、料件尺寸的基本计算公式为A 0m ax A (+-=X D D0m in m ax 0m in A T T T (-=-=Z X D Z D D尺寸720-0.3mm ,可查得凸、凹模最小间隙Z min =0.120mm ,最大间隙Z max =0.180mm ,凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差030.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即 (mm 775.71mm 3.075.0003.00A1+=-=D (mm 655.71mm 12.0775,.0002.0T1-=-=

5、D 尺寸170-0.16mm ,可查得凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差020.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即 (mm 84.16mm 16.0002.002+=-=A D (mm 72.16mm 12.084.0002.02-=-= T D 尺寸270-0.16mm ,可查得凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差025.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即

6、(mm 84.26mm 16.00025.003+=-=A D (mm 72.26mm 12.084.0002.03-=-= T D 尺寸R100-0.12mm ,可查得凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差020.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即 (mm 88.9mm 12.00020.004+=-=A D (mm 76.9mm 12.088.90020.0002.04-=-= T D 尺寸R10-0.12mm ,可查得凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差020.

7、0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即 (mm 88.0mm 12.00020.005+=-=A D (mm 76.0mm 12.088.00020.0002.05-=-= T D 尺寸R1.50-0.18mm ,可查得凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差020.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即 (mm 365.1mm 18.075.05.1020.00020.006+=-=

8、A D (mm 245.1mm 12.0365.10020.0002.06-=-= T D 尺寸R2.50-0.18mm ,可查得凸模制造公差020.0T =mm ,凹模制造公差020.0A =mm 。将以上各值代入A T +m in m ax Z Z -校验是否成立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即 (mm 365.2mm 18.075.05.2020.00020.007+=-=A D (mm 245.2mm 12.0365.20020.0002.07-=-= T D (2冲孔基本公式为m in T T (-+=X d dA 0m in m in A (+=Z X d

9、 d尺寸110+0.1,查得其凸模制造公差mm 02.0T =,凹模制造公差mm 02.0A =。经验算,满足不等式A T +m in m ax Z Z -,因该尺寸为单边磨损尺寸,所以计算时冲裁间隙减半,得mm 075.11mm 1.075.011(002.0002.0T -=+=dmm 135.11mm 2/120.0075.11(02.0002.00A +=+=d(3中心距:尺寸400.12mm(40=L.0=03mm12.0404/mm2.排样计算分析零件形状,应采用单直排的排样方式,零件可能的排样方式有图2所示两种。 a b图2 零件可能的排样方法比较方案a和方案b,方案b所裁条料宽

10、度过窄,剪板时容易造成条料的变形和卷曲,所以应采用方案a。现选用4000mm1000 mm的钢板,则需计算采用不同的裁剪方式时,每张板料能出的零件总个数。(1裁成宽78.4mm、长1000mm的条料,则一张板材能出的零件总个数为0004.= (2裁成宽78.4mm 、长4000mm 的条料,则一张板材能出的零件总个数为40004.= 比较以上两种裁剪方法,应采用第1种裁剪方式,即裁为宽81.4mm 、长1000mm 的条料。其具体排样图如图3所示。 图3 零件排样图3.冲压力计算可知冲裁力基本计算公式为KLT F =此例中零件的周长为256mm ,材料厚度1mm ,Q235钢的抗剪强度取350

11、MPa ,则冲裁该零件所需冲裁力为kN N .1=N F模具采用弹性卸料装置和推件结构,所以所需卸料力X F 和推件力T F 为kN 85.5kN 11705.0X X =F K F kN 3.19kN .03T T =F NK F则零件所需得冲压力为kN 15.142kN 3.1985.5117(T X =+=+=F F F F初选设备为开式压力机J2335。 4.压力中心计算零件外形为对称件,中间的异形孔虽然左右不对称,但孔的尺寸很小,左右两边圆弧各自的压力中心距零件中心线的距离差距很小,所以该零件的压力中心可近似认为就是零件外形中心线的交点。六、冲压设备的选用根据冲压力的大小,选取开式双

12、柱可倾压力机JH2335,其中主要技术参数如下:公称压力:350kN 滑块行程:80mm 最大闭合高度:280 mm 闭合高度调节量:60 mm 滑块中心线到床身距离:205mm 工作台尺寸:380 mm 610 mm工作台孔尺寸:200 mm 290 mm 模柄孔尺寸:50 mm 70 mm 垫板厚度:60 mm七、模具零部件结构的确定1.标准模架的选用标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸,所以应首先计算凹模周界的大小。由凹模高度和壁厚的计算公式得,凹模高度m m 21m m 7228.0=Kb H ,凹模壁mm 38mm 218.125.1(=H C 。所以,凹模的总长为mm 148mm 3

13、8272(=+=L (取160mm ,凹模的宽度为mm 107mm 40227(=+=B 。模具采用后置导柱模架,根据以上计算结果,可查得模架规格为上模座160mm 125mm 35mm ,下模座160mm 125mm 40mm ,导柱25mm 150mm ,导套25mm 85mm 33mm 。2.卸料装置中弹性元件的计算模具采用弹性卸料装置,弹性元件选用橡胶,其尺寸计算如下: (1确定橡胶的自由高度0H工(H H 45.30=mm10mm 712(105(1=+=+=+=t h h H 修磨工作工由以上两个公式,取mm 400=H 。(2确定橡胶的横截面积Ap F A /X =查得矩形橡胶在

14、预压量为10%15%时的单位压力为0.6MPa ,所以2mm 16417MPa6.0N9850=A(3确定橡胶的平面尺寸根据零件的形状特点,橡胶垫的外形应为矩形,中间开有矩形孔以避让凸模。结合零件的具体尺寸,橡胶垫中间的避让孔尺寸为82 mm 30mm ,外形暂定一边长为160mm ,则另一边长b 为mm118mm 16030160+=-b A b (4校核橡胶的自由高度0H为满足橡胶垫的高径比要求,将橡胶垫分割成四块装入模具中,其最大外形尺寸为80mm ,所以5.080400=D H 橡胶垫的高径比在0.51.5之间,所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的装模高度约为0.8540 mm =34mm

15、 。3.其他零部件结构凸模由凸模固定板固定,两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄,根据设备上模柄孔尺寸,选用规格A50100的模柄。八、模具装配图模具装配图见图纸A2 。九、模具零件图凸凹模、凸模、凹模图纸见A3、A4。十、模具零件加工工艺模具零件加工关键是工作零件、固定板和卸料板,若采用线切割加工技术,这些零件的加工变的简单,表7-2所列为圆孔直径11mm的凸模加工工艺,表7-3所列为凹模加工工艺过程。表7-2 圆孔直径11mm的凸模加工工艺工序号工序名称工序内容1 备料备圆柱料2 热处理退火3 粗车车外圆柱面,留单边余量0.5mm4 热处理调质,淬火硬度达58-62HRC5 精磨按图纸

16、加工并达到图纸要求6 钳工精修全面达到图纸要求7 检验表7-3凹模加工工艺过程工序号工序名称工序内容1 备料160125352 热处理退火3 刨刨六面互为直角,留单边余量0.5mm4 热处理调质5 磨平面磨六面互为直角6 钳工画线划出各孔位线7 线切割加工各孔8 热处理按热处理,淬火硬度达58-62HRC9 磨平面精磨上下面10 线切割按图纸线切割工件轮廓至尺寸要求11 12 钳工精修 全面达到图纸要求 检验 注：凸凹模为配作件，并同属板类零件 致谢 非常感谢聂老师、 葛永成老师在我大学的最后学习阶段毕业 设计阶段给自己的指导， 从最初的定题， 到资料收集， 到写作、 修改， 到论文定稿他们给

17、了我耐心的指导和无私的帮助。 为了指导我们的毕 业论文，他们放弃了自己的休息时间，他们的这种无私奉献的敬业精 神令人钦佩，在此我向他们表示我诚挚的谢意。同时，感谢所有任课 老师和所有同学在这四年来给自己的指导和帮助， 是他们教会了我专 业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由于他们，我 才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意，并祝 所有的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！ 通过这一阶段的努力，我的课程设计终于完成了，这意味着大 学生活即将结束。在大学阶段，我在学习上和思想上都受益非浅，这 除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是 分不开的。 在本论文的写作过程中，我的导师 xxx 老师倾注了大量的心 血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的 具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。同时我还要 感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同 学和朋友。 写作毕业论文是一次再系统学习的过程，毕业论文的完成，同样也意 味着新的学习生活的开始。我将铭记我曾是一名成贤学院学子，在今 后的工作中把成贤学院的优良传统发扬光大。 感谢各位专家的批评指导。 参考文献 1. 2. 3. 4. 5. 冷冲压技术 冷冲模设计指导 冲压设计手册 公差配合与测量技术 工程材料与热加工基础 专心-专注-专业