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《冲压工艺及模具设计》设计

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《冲压工艺及模具设计》设计

冷沖模课程设计任务书龚德才同学,请你根据图示制件,完成下列课程设计任务1、制订冲压工艺方案,工艺卡一张2、模具总装图1张,凸模及凹模零件图2张,凸模固定板1张3、设计说明书1份,20页左右设计要求1、图纸可以手绘或CAD绘制,CAD绘制者必须交纸质图及磁盘2、本任务书应与说明书、图纸一同装订成册,并加统一格式封面,装入资料袋中,否则不接受作业(资料袋统一去教材库领取)3、作业统一由各班课代表收齐,于18周星期五按时交至任课教师4、设计必须认真仔细,允许讨论,但严禁抄袭、复制或复印参考资料冲压设计资料王孝培主编,模具设计与制造简明手册、冷冲模图册、冷冲模设计指导中国模具设计大典接线片冲裁模具设计说明书项目内容结果一、制定接线片的工艺过程1.分析零件的冲裁工艺性工件名称接线片工件简图如制件图所示。生产批量大批量(500万件/年)材料H62材料厚度t1mm(制件图)1材料H62属于黄铜,其屈强比小、延伸率较高,具有良好的冲压性能。2工件结构形状该冲件结构简单,转角处有R2的圆角,有利于工作零件的加工及使用寿命。3整体尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。4尺寸精度未注公差尺寸属于自由尺寸,按IT14级确定工件的尺寸公差,经查公差表,各尺寸的公差分别为零件外形062.045、043.016、8036.0零件内形30.005、20.0010孔中心距1.09不变尺寸3结论适合冲裁适合冲裁项目内容结果2.确定冲裁工艺方案3.排样裁板冲裁该工件包括落料、冲孔两道基本工序,可以有以下三种工艺方案方案一先落料,后冲孔。采用单工序模生产。方案二落料冲孔同时进行。采用复合模生产。方案三先冲孔,后落料。采用级进模生产。各方案的特点及比较如下方案一模具结构简单,制造方便,但需要两道工序,两幅模具,成本相对较高,生产效率低。在第一道工序完成后,进入第二道工序必然会增大误差,使工件精度、质量降低,达不到所需的要求。故不选此方案。方案二复合模加工精度及生产效率都能满足,但最窄处A的距离为1.5mm(见制件图),而复合模凸凹模最小壁厚的需要2.7mm(课本表3-28),所以不能采用复合模。方案三级进模适于多工位,且效率高。由于该件批量较大,因此确定零件的工艺方案为冲孔--切断级进模较好,为考虑凹模刃口强度,其中间还需留一空步。零件外形近似矩形,轮廓尺寸为53mmx16mm,考虑操作方便,并为了保证零件精度,采用直对排有废料排样。设计成隔位冲压,可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转180,再冲第二遍,在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。查表313(教材)得搭边的参考值为a1.8,侧边工艺方案采用级进模项目内容结果1排样图按圆形取搭边值1a1.5送料步距为S161.517.5mm,由于考虑到凹模强度问题,加大步距,两零件间增加一个搭边值。取步距S20条料宽度按表314(教材)中的公式计算B(D2a1)0查表315得,△0.5B(532x1.5)05.056.005.0为了保证制件精度采用侧刃定距。B(712a12x0.52x0.5)05.076.805.0画出排样图,如下图(排样图)S20料宽B76.805.0项目内容结果(2)材料利用率4.主要设计计算侧刃尺寸查附表3(教材)选用板料规格为800 x2000 x1,采用横裁,剪切条料尺寸为76.8x800(尺寸单位都是mm),一块板可裁的条料为26快,每块板料可冲2184个零件,则一块板料的利用率为000100AAn其中0A380.22cm00004.4910020008002.3802080(此材料的利用率,是根据相同规格的轧制薄钢板计算所得,只供参考。)(1)计算工序冲压力,选用压力机该模具采用级进模,拟选择弹性卸料、下出件。查附表1(教材),MP294a表3-18(教材),06.0xK,09.0tK、3.1K教材P66落料力F落tKLKN86.4629416.1223.1冲孔力KNKLF29.829417.213.1t11孔KNKLF1229414.313.1t22孔卸料力KNFKFX8.286.4606.0.x落004.49项目内容结果推件力,取6n,KNFKnFKFTTT48.429.809.06...n.11孔KNFKnFKFTTT48.61209.06...n.2121孔总冲压力2121TTXFFFFFFF孔孔落总48.648.48.21229.886.46KN91.80根据计算结果,查附表5可初选1023JB的压力机,当模具结构及尺寸确定后,可对压力机的闭合高度,模具的安装尺寸进行校核,从而最终确定压力机的规格。(2)压力中心的确定及相关计算计算压力中心时,先画出凹模型口图,如图1所示。在图中将xoy坐标系建立在图示的对称中心线上,将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1~L6共6组基本线段,用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标(8.08,5.52)。有关计算过程略,也可直接用CAD法求得。由以上计算结果可以看出,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。若选用1023JB冲床,o点仍在压力机模柄孔投影面积范围内,满足要求。压力中心(8.08,5.52)项目内容结果二、设计接线片的模具1.工作零件刃口尺寸计算2.模具总体设计图1在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前,首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点,工作零件的形状相对较简单,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。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算,具体计算如表1-1(1)模具类型的选择由冲压工艺总体分析可知,采用级进冲压,所以模具类型为级进模。项目内容结果(2)定位方式的选择因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板,侧刃挡块侧压装置。控制条料的送进步距采用侧刃精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量,可以靠操作工目测来定。(3)卸料、出件方式的选择因为工件料厚为1.0mm,相对较薄,卸料力也比较小,故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产,所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。(4)导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整,该级进模采用对角导柱的导向方式。图简如下模架简图侧刃定距采用弹性卸料采用对角导柱的导向方式项目内容结果3.主要零部件设计(1)工作零件的结构设计。①落料凸模结合工件外形并考虑加工,将落料凸模设计成直通式,采用线切割机床加工,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L可按公式2.9.2计算L20141.02560mm②冲孔凸模因为所冲的孔有圆形也有矩形,而且都不属于需要特别保护的小凸模,所以冲孔凸模采用台阶式,一方面加工简单,另一方面又便于装配与更换。③凹模凹模采用整体凹模,各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模在模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按相关公式计算凹模厚度Hkb0.2271mm15.62mm(查表2.22(指导书)得k0.22)凹模壁厚c(1.5~2)H23.43~31.24mm取凹模厚度H20mm,凹模壁厚c40mm,凹模宽度Bb2c(71240)mm151mm凹模长度L取125mm(送料方向)凹模轮廓尺寸为125mm151mm20mm,结构如图1-4所示。L60mmH20mmC40mmB151mm凹模长度L取125mm项目内容结果(2)定位零件的设计落料凸模下部设置两个导正销,分别借用工件上φ8mm和另外冲φ8mm的两个孔作导正孔。导正应在卸料板压紧板料之前完成导正,考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面lmm,所以导正销直线部分的长度为1.8mm。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面,导正销导正部分与导正孔采用H7/h6配合。起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选用标准件,规格为816。(3)导料板的设计导料板的内侧与条料接触,外侧与凹模齐平,导料板与条料之间的间隙取1mm,这样就可确定了导料板的宽度。导料板采用45钢制作,热处理硬度为40~45HRC,用螺钉和销钉固定在凹模上。导料板的进料端安装有承料板。(4)卸料部件的设计①卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同,厚度为14mm。卸料板采用45钢制造,淬火硬度为40~45HRC。②卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉,公称直径为12mm,螺纹部分为M1010mm。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后,应使卸料板超出凸模端面lmm,有误差时通过项目内容结果4.模架及其它零部件设计5.冲压设备的选定在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。该模具采用对角导柱模架,这种模架的导柱在模具对角位置,冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据,选择模架规格。导柱d/mmL/mm分别为φ25150,φ28150;导套d/mmL/mmD/mm分别为φ258533,φ288533。上模座厚度H上模取45mm,上模垫板厚度H垫取10mm,固定板厚度H固取20mm,下模座厚度H下模取50mm,那么,该模具的闭合高度H闭H上模+H垫+L+H+H下模-h2(45+10+60+20+50-2)mm183mm式中L凸模长度,L60mm;H凹模厚度,H20mm;h2凸模冲裁后进入凹模的深度,h22mm。可见该模具闭合高度大于所选压力机J23-10的最大装模高度(180mm),所以另选J23-16。通过校核,选择开式双柱可倾压力机J23-16能满足使用要求。其主要技术参数如下公称压力160KN滑块行程55mm最大闭合高度220mm最大装模高度170mm选J23-16型号的压力机表1-1刃口尺寸计算基本尺寸分类冲裁间隙磨损系数计算公式制造公差计算结果落料凹模062.00max45D020.0070.0050.0maxminmaxminZZZZ制件精度为IT14级,故x0.540maxxDDA416.0069.44AD相应凸模尺寸按凹模实际尺寸配作,保证mmE050.0min036.00max8D09.0082.7AD相应凸模尺寸按凹模实际尺寸配作,保证mmE050.0min036.00max036.088D020.0070.0050.0maxminmaxminZZZZ40maxxDDA409.0082.7AD相应凸模尺寸按凹模实际尺寸配作,保证最小单面间隙为0.025mm043.00max043.01616D020.0070.0050.0maxminmaxminZZZZ40maxxDDA411.0079.15AD相应凸模尺寸按凹模实际尺寸配作,保证最小单面间隙为0.025mm025.02R020.0070.0050.0maxminmaxminZZZZ40maxxDDA4063.0088.1AD冲孔凸模20.000min10d020.0070.0050.0maxminmaxminZZZZ04minddT4005.01.10Td相应凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作,保证mmZ050.0min冲孔凸模30.000min5d020.0070.0050.0maxminmaxminZZZZ04minddT40075.015.5Td相应凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作,保证mmZ050.0min孔心距1.092/L020.0070.0050.0maxminmaxminZZZZ5.045.0minLLT025.02.0818025.09AL........忽略此处.......

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