空调垫片冲孔落料级进模具2.doc

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资源描述

1、河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 1 页 共 26 页空调垫片冲孔落料级进模具1 冲压件的工艺性分析所要求冲压制件为空调垫片。要求大批量生产,材料厚度为 2mm。此工件只有落料和冲孔两道工序,材料为纯铝,具有良好的冲压性能,适合冲裁。工件结构简单对称,有一个 26 0+0.24 的孔,孔与边缘之间的距离也满足要求,最小壁厚 9mm(26 0+0.24 的孔与边缘之间的壁厚) ,工件的尺寸精度较低,由公差表查出工件精度为 IT12IT13 级,普通冲裁可以满足要求。零件大端转角处的转角半径均给定为 R=3mm,满足冲裁件结构要求,也不影响零件的使用性能。零件小端为 R=10 的半圆

2、,与直线为相切交接。零件图河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 2 页 共 26 页2 冲压工艺方案的确定工件的完成需要冲压落料两道基本工序,可以有以下三种工艺方案。方案一: 先落料后冲孔,采用单工序模具生产。方案二: 落料-冲孔复合冲压,采用复合模具生产。方案三: 冲孔-落料级进冲压,采用级进模具生产。方案一模具结构简单,但需要两道工序两副模具,成本高而生产效率低,难以满足大批量生产的要求。方案二只需要一套模具,工件精度及生产效率都较高,但模具制造难度大,并且冲压后成品件留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作也不方便。方案三也只需要一套模具,生产效率高,操作也方便,工

3、件精度也可以满足要求。通过对上述三种方案的分析比较,该工件的冲压生产采用方案三为最佳。 (参考文献 2)河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 3 页 共 26 页3 主要设计计算3.1, 排样方式的确定及其计算(图 1)(图 2)河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 4 页 共 26 页根据工件形状和尺寸,可有以下两种排样方式。 方式一:直排(见图 1)方式二:直对排(见图 2)排样的各种参数计算见下表:(参考文献 3)项目分类 项目 公式 结果 备注冲裁件面积 S S=2106543457 2条料宽度BB=(D max+C+2 )125mm步距 H H=45+2.2 47

4、.2mm直排材料利用率 %10BnS58.6%冲裁件面积 S S=2106543457 2条料宽度BB=(D max+C+2 )172.2mm步距 H H=45+2.2 47.2mm材料利用率 %10BnS85%直对排 查表 1 得,最小搭边值 =2.5mm1=2.2mm由于材料很软,易于冲裁成型,不采用侧压装置,即可满足精度要求。条料与导料板间隙Cmin=1mm通过对两种排样方法各种参数的对比,可见直对排的材料利用率比直排高,应采用直对排。冲压设计成隔位冲压,可显著减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转 1800,再冲压第二遍,在第一次冲裁的间隔中冲出第二部分工件。3.2,

5、 冲压力的计算模具采用的是级进模,拟选弹性卸料、下出件。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 5 页 共 26 页冲压力的各种计算见下表:(参考文献 3)项目分类 项目 公式 结果 备注落料力 P1 bLt125712N L=321.4mmL 为零件周边长度MPa40b冲孔力 P2 bt26531.2N L=81.24mmMPabt 为条料厚度卸料力 PX Px=KxP1 1542.72N 查表 2 知,KX=0.06KX 为卸料力系数冲压力推件力 PT PT=nKTP1 3085.44Nn-同时卡在凹模洞的冲裁件数,n= 取凹模洞口th直刃壁高度 h=4mm则 n=4mm,查表 2

6、 知,K T=0.06KT 为推件力系数则冲压工艺的总冲裁力 FF=P1+PT+PX+P2=36871.36 N3.3, 压力中心的确定及相关计算按比例画出凹模型口的形状,如下图 3 设定坐标系 X0Y ,将坐标原点建立在对称中心线上,将零件周边分成 L1、 、L 2、L 7 基本线段,求各线段的重心位置。然后再计算出压力中心 C(X 0,Y 0)点的坐标。 (参考文献 3)X0= =17.82 Y0= =15.6571.Lxx71.Lyy河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 6 页 共 26 页(图 3)压力中心的确定及相关计算:(参考文献 3)各基本要素压力中心的坐标值基本要素的

7、长度 L/mmx yL1=31.4mm x=-56.29 y=23.6L2=132mm x=-17 y=23.6L3=25mm x=16 y=23.6L4=88mm x=38 y=23.6L5=81.64mm x=38 y=23.6L6=45mm x=60 y=23.6L7=81.64mm x=38 y=-23.6合计 L 合 =484.68mm X07.82 Y015.65有以上计算的结果可以看出,该工件冲裁力不大,压力中心偏移坐标原点O 较小,为了便于模具的加工和装配,模具中心仍选在坐标原点 O。选用 J23-25开式双柱可倾压力机,C 点仍在压力机模柄孔投影面积范围内,满足要求。河南机电

8、高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 7 页 共 26 页3.4, 工作零件刃口尺寸的计算由于工作零件的形状相对比较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装配工作简化。所以,工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算。由于材料为纯铝,厚度为 2mm,查表 3 得:(参考文献 3)Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm由于零件精度为 IT12IT13 级,则取磨损系数 X=0.75。零件的形状简单,设凸凹模分别按 IT6IT7 级加工制造。取:016.)(4.0minaxZT246A校核: 满足要求。m

9、inax.1.2.TA落料凸凹模尺寸计算:AxDA0ma)(( 为工件制造公差)inTZTL= mm 056.4 mm024.581A mm016.481TDmm054.L mD024.932m016.9532m12A024.713T016.73R0024.86594D016.594冲孔凸凹模尺寸计算0min)(TxdT( 为工件制造公差)AZA0i 的孔 24.06 16.82T 024.86d3.5, 卸料橡胶的设计河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 8 页 共 26 页弹压卸料既起卸料作用有起压料作用,冲裁零件质量较好,平直度较高。由于纯铝的材料很软,所以采用弹性卸料装置。选

10、用橡胶为弹性元件。选取 4 块橡胶的厚度一致,保证模具不会受力而倾斜,防止受力不均匀,保证模具正常工作,提高模具寿命。所选橡胶的尺寸及计算见下表:(参考文献 3)项目 公式 结果 备注卸料板工作行程 hI21htI6mm 为凸模凹进卸料板的高1h度 2mm, 为凸模冲裁2后进凹模深度 2mm项目 公式 结果 备注橡胶工作行程HI修hHI10mm H 修 为凸模修模量4mm橡胶自由高度H 自由H 自由 =4HI 40mm 一般取 HI 为 H 自由 的25%橡胶预压缩量H 预H 预 =H 自由 15% 6mm 一般取 H 预 为(10%15%)H 自由每个橡胶承受的载荷 F1F1=F 卸 /4

11、385.86N 选用 4 个圆桶形橡胶橡胶的外径 D 5.0/27.1) )( pd72mm校核橡胶自由高度 H 自由0.5 H 自由 /D=0.556 1.5满足要求为圆筒形橡胶的内d径,p=0.5MP a橡胶的安装高度 H 安H 安 =H 自由 -H 预 34mm河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 9 页 共 26 页4, 模具的总体设计4.1, 模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采用级进冲压,所以模具类型选用级进模。4.2, 定位方式的选择因为模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置。控制条料的送进步距采用始用挡料销和活动挡料销粗定距,导正销精定距。4.3,

12、 卸料、出件方式的选择工件的厚度为 2mm,相对较薄,卸料力也比较小,则可采用弹性卸料。又因为是级进模大批量生产,采用下出件便于操作与提高生产效率。4.4, 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件的质量,也为了方便安装调整,该级进模采用中间导柱的导向方式。(参考文献 3)河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 10 页 共 26 页5, 主要工作零件设计5.1, 工作零件的结构设计5.1.1, 落料凸模结合工件外形并考虑到加工及经济效益,将落料凸模设计成整体直通式,采用线切割加工,2 个 M8 螺钉固定在垫板上,与凸模固定板的配合按 H6/m5。其总长计算如下:L=h1+h2+t+h=(20+14+2+24)mm=60mmL凸模长度(mm)凸模固定板的厚度(mm)1h卸料板厚度(mm)2条料厚度(mm)t增加长度。包括凸模的修磨量 4mm、凸模进入凹模的深度 2mm、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等,一般去 1020mm,这里取 18mm。由于工件材料易于冲压成型,所需压力比较小,凸模的材料可选用 T10A,淬硬 HRC5660。具体结构见下图 4:

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