长垫片复合冲压模具的设计【落料冲孔复合模】【说明书+CAD+PROE】
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冲压纯净的钛板料的可锻模性机械工程学,台湾国立大学,台北10764,罗克克(1964年提出的厘米克秒制电导率单位)2003 年10月20 日标准;2005 年4月12 日接受以修改过的形式;2005 年5月4 日公证摘要由于六角close-packed (HCP) 晶体结构, 商业纯净的钛(CP 钛) 在室温显示低延展性, 并且要求热量活化作用增加它的延展性和可模锻性。在本研究中, 由实验性方法学习了CP 钛板料在vanous 温度的可模锻性. 拉伸测试第一次进行调查CP 钛板料在各种各样的温度下的机械行为。形成极限测试,V 弯曲测试,和拉伸试验测试冲压CP 钛板料在各种各样的温度下的可模锻性。实验性结果表明, 虽然可模锻性被限制以冷形成,但CP 钛板料在室温能形成薄元件。另外, V 弯曲测试表明,在拉拔成型温度可以减少回弹。试验结果获得在本研究中可以帮助设计CP 钛板料冲压模。2005 年Elsevier B.V 版权所有。关键字:纯钛板;可成形性;成型极限;V弯曲;回弹1. 介绍由于它的重量和高强度系数,工业纯净的钛(CP 钛) 是一潜在构件, 并且最近受到电子产业注意。因为它的竞争力和优越表现,CP 钛的主要分解的过程是压制形成。在制造工艺的压制成形之中,冲压CP 钛板料是特别重要为生产薄壁结构组分被使用在电子产品, 譬如笔记本盖子, 移动电话 等。CP 钛板料由于它六角close-packed (HCP) 结构在室温通常显示有限的延展性。虽然可成形性可以在高温下改善,但是一个制造过程总希望在室温下进行。但是, CP 钛多数研究集中于微结构 1-4 , 并且关于CP 钛板料冲压的可模锻性文学研究不是很深入。 在本研究中, 使用实验性方法调查了CP 钛板料冲压的可模锻性。从实验获得的关于CP 钛板料在各种各样的温度范围从室温到300摄氏度的机械性能的结果。另外,CP 钛板料的重要形成的特征, 譬如形成极限, 回弹,和极限拉延比,都要被检测。2. 在各种各样温度下的机械性能测试 应力应变关系是根本信息为金属板的可模锻性的研究。依照以上提到, 在室温CP 钛板料的可模锻性是有限的,可以在拉伸成型温度改善。为了审查品CP 钛物产覆盖在不同的温度的机械性能,拉伸测试执行了在各种各样的温度范围从室温对300 0C 和在0.1, 0.01, 0.001, 和0.0001/s 之下的不同的张力率, 各自地。拉伸测试标本由JIS 等级1 CP 0.5 毫米制成钛板料厚度准备了根据ASTM 标准。标本被削减沿平面剖面与辗压方向(00), 和在角度450 和900 对辗压方向。标本裁减毛刺沿导线边缘。拉伸测试进行了使用MTS 810 测试机器。因为在高温测试、热化熔炉接通MTS810 测试机器。标本在拉伸测试之前先加热到100, 200, 和300 0C。在测试期间, 温度标本被保持恒定直到样品拉伸到故障。 在本研究中, 工程学应力关系第一次从实验性数据获得,然后是转换成真实的应力联系根据a一Qo(1 +e) 和 e=ln(1十e), a 和s 是真实的重力和真正的张力、Qo 和a 是工程应力, 和工程应变的张力, 各自地。在室温下从样品获得CP 钛真实的应力关系,被削减三个不同取向被显示在图l 。非均质性的行为被观察在图1 。它被看见图1, 00 标本有更高的出产量和a 更大的伸长比标本在其它二个方向, 在伸长上的区别是更加重大的。并且观察它, 0度 样本显示重大工作硬化的产物在标本之中在三个方向。这个结果一致于那获得Ishiyama 等 5 。在起点阶段测试他们发现了滑动变形发生在00 个和900 个方向。在进一步变形阶段期间, 孪生变形快速地增加在00 方向和生产更高的抵抗反对脱臼滑动, 收效按更大的价值在出产量, 工作硬化, 和伸长。CP 的平均屈服应力和伸长钛板料在室温是大约352 MPa 和28%, 各自地。可是那值屈服应力和伸长的值CP 钛板料在室温下不是良好的在一深拉处理比拟碳钢的、他们是可行的因为相对浅的模具产品从那可成形性观点。 图2 显示原物和被扭屈的标本在三个方向。它被注意在图2, 00 标本进行一致的变形在破裂之前, 当900 标本显示一次明显的颈, 和变形 450标本方向在那些其它二个方式之间 为了审查张力率的作用在CP 钛板料的变形, 拉伸测试并且执行在室温在不同的滑块速度之下, 造成不同的张力率的0.1, 0.01, 0.001, 和0.0001,各自地。真实的应力关系在各种各样的张力率为00 标本被显示在图3 。重要的微量在应力曲线从张力率0.1 到0.001 是注意在图3, 和应力曲线变得接近互相之后。同样观察在拉伸测试趋向为450 个和900 个样本。它表明CP 钛板料稳定的应力应变关系可能是在张力率更小比0.001 之下获得。 CP 钛的真实的应力联系覆盖在各种各样的温度范围从室温对300 0C 为标本00 方向被显示在图4。测试执行在张力率的0.001显示在图4。在图4,上CP 钛板料在高温下有更好的可锻性。测试更低温度的增量得到应力曲线比例。注意在图4 依照样本的伸长不增加从室温对100 0C被观测, 相反, 伸长得到更小当样本被加热 100 0C 。 Fig. 3. True stress-strain relations at various strain-rates (1/s) for 00 specimen at room temperature.但是, 在测试的温度比100 0C更高时伸长变大。更大的伸长在室温是相当异常的。但这种现象唯一发生在00 样本。45度和90度样本,当在测试的温度伸长连续被增加, 显示在图5和图6上, 各自地。在室温发生了更大的伸长在 00 样本也许归结于在室温孪生变形的快速的增量在00 方向, 导致更高的抵抗阻止脱臼滑动, 并且造成更大的伸长。各向异性现象其它索引是塑料张力比率, 即。 r 价值, 被定义作为塑料张力比率在到那的横向方向在厚度方向在a 单轴的拉伸测试。窗体顶端在本研究中, r 价值是样本在室温拉伸测试获得0度, 45度, 和 90度方向。测量r 价值从标本被舒展到20% 是4.2, 2.2, 和2.1 为 00, 450, 和900 个标本, 各自地。从更高的r- 价值表明更好的回火性, 它表示, CP 钛覆盖陈列更好的深图画质量在辗压方向比其它二个方向。并且CP 钛各向异性现象板料再被证实了从重大区别 r 价值。 3. 冲压CP 钛板料的可锻性 除基本的机械性能之外, 审查了CP 钛板料的冲压的可模锻性。在本研究,形成极限测试在室温, 并且V 弯曲测试和圆杯子图画测试在各种各样温度执行了。测试结果被谈论了与CP 相关形成的物产钛覆盖在印记过程中。3.1. 成型极限测试因为Keeler 和Backofen 6 介绍了概念形成极限图(FLD), 1963 年这是 广泛被接受的标准为破裂预言以金属片 形成。确定FLD, 舒展测试是执行为不同的宽度薄钢板样品使用半球型冲床。标本是第一电化学上铭刻以会是的圆栅格扭屈入椭圆在被舒展以后。 工程学张力测量了沿少校和较小轴椭圆被命名少校和较小张力, 各自地。并且他们主要是测量飞机上的张力。 在本研究中, 长方形标本有同样长度的100mm, 但以另外宽度排列从10 到100 毫米在10 毫米的增加, 被测试了。相似与拉伸测试, CP 钛板料被切开了在三个取向对辗压方向, 即, 00, 450, 和900, 为各标本的大小。在测试期间, 标本夹紧了在周围被舒展了对失败在78 毫米半成品冲床。工程学少校和较小张力测量在地点最接近破裂为每个标本被记录了。少校和较小张力是密谋反对互相以主要张力作为纵坐标, 和曲线适合入张力点被定义了形成的极限曲线。图显示这形成极限曲线称形成的极限图。FLD 是一个非常有用的标准为发生的破裂在一个冲压的过程中。 根据早先分析, CP 钛板料能被形成在室温。为了进一步证实它的可行性, 形成的极限测试执行了在室温度。测试结果看出图7 显示形成的极限曲线。看见在图7, 主要张力在曲线的最低的点, 并且是平面张力变形方式, 是0.34 。比较被冷轧的钢或不锈钢, 这数值更低。但是, 为冲压薄产品, 图7显示形成的极限曲线表明CP 钛板料在室温形成的更大的可能性。这有可能在室温用CP 钛板料能制造电子材料。 3.2. V 弯曲测试 因为CP 钛弹性模数比钢要低,回弹是重要的弯曲处理。在本研究, V 弯测试执行了审查CP 钛板料在各种各样温度回弹形成的物产。V 弯测试结果用图8显示 。图8能看见在下模有一个开头角度90度。环烷驱研究那效果的冲头半径接通弹性后效,工具以冲压半径从0.5 到5.0 毫米, 在0.5 毫米的增加, 准备了。CP 钛板料的样本以0.5 毫米的厚度, 长度 60 毫米, 和宽度15 毫米。为增加测试的温度,标本被附寄了在热化熔炉。V 弯测试不使用润滑剂因为摩擦情况有对回弹的无意义作用发生了在V 弯曲测试。弯曲的测试进行了在室温, 100, 200, 和3000C, 各自地。在弯曲的测试以后, 弯的标本角度由CMM 测量了, 和回弹角度被计算了 。Fig. 8. Tooling used in the V-bend tests图9 和10 显示关系在回弹之间并且冲压半径在室温和300 0C, 各自地。看以上两个图, 不管温度变化回弹减少为更小的冲压半径。在弯曲时更小的冲压半径导致更大的塑料变形,因此要减小回弹的作用。在图9 和10负值的弹性后效发生在较小冲头半径的时候。这是因为那板料在V 形状的平直的边被扭屈入形成弧光在弯曲的过程开始, 和装载被应用铺平弧在弯曲处理结果的结尾复合应力分配导致负值的弹性后效 7 。比较两个图,观察, 回弹减少当形成的温度增加不管冲头半径尺寸。它表明那 CP 钛板料不仅有更好的可锻性而且体验较少回弹在形成的高温。我们知道, 回弹是由弹性模数和材料的屈服应力影响的。弹性模数不会随温度变化而变化。而且温度升高CP 钛板料的屈服应力减少,高温是形成回弹减退是因为在更低的温度CP 钛的屈服应力更低。Fig. 10. Relations between springback and punch radius at 300 C for spec-imens of three directions.Fig. 11. Punch and die used in circular cup drawing tests.Fig. 12. Drawn cups at various forming temperatures3.3盘状拉深试验 限制的图画比率(LDR), 被定义作为圆直径的比(Dp) 与冲压直径(Dp) 在一张成功的圆盘拉深处理, 是一个普遍的索引使用描述可模锻性金属板。LDR 的更大的价值暗示更大的图画深度, 即,更好的可锻性 。在本研究中, 冲压和冲模被显示在图11 使用了圆盘拉深测试。测试执行了在室temperatore, 100, 和200 0C, 各自地。在高温下为了进行拉深测试使用加热器。为了获得一个成功的拉深过程。那坯料尺寸和空白座力适当调节除去些缺点比如断裂和皱纹,如果在拉深测试破裂出现, 断开轴心力对更小的价值会被调整直到破裂被消除到没有皱痕发生。当断裂力量的调整没有消除破裂, 减少断裂的方法会被尝试同时避免破裂。拉深试验采取压制皱痕,但是, 在LDR 测试, 空白的大小是并且作为参量确定LDR 的价值除对上述调整的用途之外。从拳打直径是35 毫米, 空白的直径被增加在3.5 毫米的增加从70 毫米对最大的可能的直径为计算价值方便起见 LDR 。MoS2 被使用了作为润滑剂在所有圆杯子图画测试进行在本研究中, 和图画速度是0.2 mm/s。 图12 显示拉长的杯子在各种各样的温度。图12清楚的显示,当形成温度增加时拉拔深度增加。表明这个图形那自动测试设备画的形状拉深成形的在多样的温度是相当不同的。自动测试设备现象变成重要的在较高的成型温度。LDR 、画的深度, 和相关的处理参量的价值被列出在表1 为测试进行在各种各样的温度。它被注意在表1, 所有价值增加当形成的温度增量。但是, 增量 LDR 和图画深度不是那么重大的在范围从室温对100 0C, 但得到大从100 2000C 。注意在表1一大的断裂纹是需要的大的坯料尺寸到是成功地从中提取一较高的温度是。在室温CP 钛板料LDR 的价值是2.2, 与可比较的碳钢, 表明, 冲压CP 钛覆盖在室温是可行的。 4. 结束语 在本研究中调查了由做各种各样的试验。在各种各样的温度CP 钛板料冲压的可锻性的形成。机械性能 CP 钛板料在各种各样的温度第一次被审查了, 并且应力联系被获得从实验表明, CP 钛板料有更高的屈服应力和更小的伸长在室温, 但当板料被加热到300 0C比例减少由屈服应力的增加决定。它是被注意应力联系获得从拉伸测试在室温表明CP 钛板料能被形成入浅组分在室温, 虽然屈服应力是一少许更高的。形成限制CP 钛板料的图被获得在室温不是那么高的作为那些被冷轧的钢, 而是极小值主要张力0.34 并且提供一种最宜的可能性为 CP 钛板料被形成在室温。圆形拉深测试显露, 在室温CP 钛板料有 LDR 价值的2.2, 和成功地拉长的以20 毫米的深度证实CP 钛板料可能被形成入浅组分在室温。但是, 露出的现象显示表明, CP 钛板料负担重要的 各向异性现象在能并且影响可锻性的平面圆形拉深。 调查了在室温度应力联系对张力率的作用。实验性结果表示, 应力联系变得稳定当张力率比0.001 小。在V 弯测试, 实验性结果显露重要信息回弹可能被减少在被举起的形成的温度。弹性后效可以是减少如果使用一较小冲头半径 。实验性结果表明本研究提供根本性形成CP 钛板料模具设计。 鸣谢作者会想感谢全国科学中华民国的委员会为财政支持这研究根据合同第NSC 89-2212-E-002-147,使实验工作成为可能。 参考文献 I P. Jones, W.B. Hutchison, Stress-state dependence of slip in titanium6A1-4V and other H.C.P. metals, Acta Metall. 29 (1981) 951-968.2 G. Haicheng, Orientation dependence of slip and twinning in HCP metals, Scripts Mater. 36 (12) (1997) 1383-1386.3 M.H. Yoo, Twinning and mechanical behavior of titanium aluminides and other intermetallics, Intermetallics 6 (1998) 597巧02.4 J.W. Christian, 5. Mahajan, Deformation twimung, Prog. Mater. Sci.39 (1995) 1-157.5 S. Ishiyama, S. Hanada, O. Izumi, Orientation dependence of twinping in commercially pure titanium, J.扣n. Inst. Met. 54 (9) (1990) 976-984.6 S.P. Keeler, W.A. Backofen, Plastic instability and fracture in sheets stretched over rigid punches, Traps. Am. Soc. Met. 56 (1963) 25-48.7 L. Forcellese, F. Fratini, Gabriella, F. Micari, The evaluation of springback in 3D stamping and coining processes, J. Mater. Process. Technol. 80-81 (1998) 108-112. Fig. 15课程设计-垫片复合冲压模具的设计大 学 名称 垫片复合冲压模具的设计 院 系 机电工程系 班 级 姓 名 系主任 教研室主任 指导教师 长垫片复合冲压模具的设计摘要:模具是现代工业的重要工艺设备,随着科学技术的不断进步,它在国民经济中占有越来越重要的地位,发展前景十分广阔。装备制造业在2007年的迅速发展,尤其是汽车和电子电器产品的高速增长,为模具工业的发展营造了良好的市场环境。本次综合实训设计垫片的复合冲压模具,从零件的工艺性分析到模具结构的设计再到工艺计算,一直到最后的模具装配图。关键词:垫片、复合冲压模具、设计目 录引言(绪论)1一、冲裁件的工艺性分析7二、确定冲压工艺方案7三、选择模具结构形式71.模具的形式42.定位装置43.卸料装置44.导向零件45.模架4四、必要的工艺计算81.排样设计与计算42.计算冲压力43.计算模具压力中心44.计算模具刃口尺寸4五、垫片复合模主要零件的设计计算41.落料凹模42.冲孔凸模长度及强度校核43.凸凹模长度确定及壁厚校核44.凸凹模固定板尺寸45.垫板结构与设计46.卸料板的设计47.模座的选择4六、压力机校核41.模柄孔的校核42.模具闭合高度的校核43.压力机工作台尺寸的校核44.冲裁力校核4七、绘制模具总装配图及零件图14课程设计小结24致谢4参考文献25引 言装备制造业在2007年的迅速发展,尤其是汽车和电子电器产品的高速增长,为模具工业的发展营造了良好的市场环境。除了发展速度继续提升外,我国模具行业在2007年还呈现出三大亮点: 一、是模具向大型、精密、复杂方向发展成果突出,如已生产出了单套重量达到100吨的巨型模具及型腔精度达到0.5m的超精模具和能与2500次/分高速冲床相匹配的精密多工位级进模等;模具专业化和标准化程度得到进一步提高,如广东模具企业的模具标准件使用覆盖率大都已达到或超过了80%等;行业结构进一步改善,如产品结构和进出口结构正在不断趋向合理化等,行业正在形成一个以数字化和信息化为主要内容的技术改造热潮,发展后劲充足等。 二、是行业骨干队伍正快速形成,集群式生产方式得到进一步发展,劳动生产率不断提高。模具行业目前已有80多家重点骨干企业,现在,年产模具5000万元以上的企业全行业也有100家左右。骨干队伍正在起着带动行业的作用。继2006年之后,全国的模具城得到了进一步发展。模具城的产出要比上年增长25%以上。模具行业全员劳动生产率比上年有10%以上的提高。 三、是国际合作进一步发展,中国模具正在加速融入世界,因而也为中国模具今后的进一步发展创造了更为有利的条件。无论是出展出访还是来展来访,中国模具行业2007年国际合作方面的活动都要比往年更丰富,参与的企业数和人数更多,成效更加显著。在中国模具工业2007年可喜的发展中也有隐忧。 隐忧之一是生产模具的原材料、人工等成本费用不断上涨,2007年又比上年涨了20%左右,致使模具企业利润空间进一步受挤压,利润率进一步下降,有些企业已出现亏损,显得难以为继。隐忧之二是模具人才,特别是高技能、高水平人才全行业缺乏,这已制约了模具行业的进一步发展。由于总数量的供不应求,高层次人才的正常流动现在已变得有一些不正常了,用人单位的用人成本也显著增加。同时,人才素质也亟待提高。 隐忧之三是在模具行业国内外市场前景良好和现有企业大多利好的情况下,模具行业固定资产投入年复一年不断攀升,尤其是外资和民间投资更为踊跃投入,致使某些领域已呈饱和之势和低水平的重复。大量投资的结果虽然对促进模具工业的发展有好处,但也预示着企业今后的竞争更为剧烈。竞争会不会造成今后的大调整而累及行业发展,这已引起一些业内人士的担忧。目前,在部分领域,尤其在中低档市场上,竞争已造成因相互过度压价而损害产品质量的状况。 隐忧之四是中国模具行业总体创新能力薄弱,综合水平仍比国外先进水平落后许多,这对今后发展非常不利。所谓综合水平的落后包括了技术落后、产品落后、管理落后及人的观念和水平落后等。虽然我国模具行业中也不乏可与世界先进水平相媲美的企业,有些产品也并不比世界先进水平差,但这毕竟只是少数。就大多数而言,我们必须承认落后,而且总体来说,不是落后一点点,而是落后了许多。总体落后的主要表现是我国模具在结构、精度、效能、寿命及生产周期等方面以及从业人员综合素质与水平和全员劳动生产率等方面与国际先进水平相比有着较大差距。此外,当然还存在装备及环境等方面的差距等。 模具设计一、冲裁件的工艺性分析(1)材料 Q235是普通碳素钢,具有良好的冲压性能。(2)工件结构 该零件形状简单。孔边距远大于凸、凹模允许的最小壁厚,故可以考虑采用复合冲压工序。(3)尺寸精度 零件图上尺寸未标注公差,属自由公差,按IT14级确定工件的公差,一般冲压均能满足其尺寸精度要求。二、确定冲压工艺方案该零件(如右图)包括落料、冲孔两个基本工序,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,但需要两道工序两副模具,生产率低,难以满足该零件的年生产需要。方案二只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证,且生产率也高。尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难。方案三也只需要一副模具,生产率也高,但模具制造、安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压生产采用方案二为佳。三、选择模具结构形式(1)模具的形式 此工件有三个孔,若采用正装式复合模,操作很不方便;另外此工件无较高平直度要求,工件要求精度也较低,冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中,积聚到一定数量,由下模漏料孔排出,不必清除废料,操作方便,应用很广,但工作表面平直度较差,凹凸模承受的张力较大。因此凹凸模的壁厚应严格控制,以免强度不足。所以从操作方便、模具制造简单等方面考虑,决定采用倒装式复合模。(2)定位装置 采用挡料销纵向定位,安装在卸料板上,并在凹模板开设让位孔。(3)卸料装置1.条料的卸除 采用弹性卸料板。因为是倒装式复合模,所以卸料板安装在下模。2.工件的卸除 采用打料装置将工件从上模落料凹模中推下,落在模具工作面上。3.冲孔废料的卸除 采用下模座上漏料孔排出。冲孔废料在下模的凹凸模内积聚到一定数量,便从下模座的漏料孔中排出。(4)导向零件 导向零件有许多,如用导板导向则在模具上安装不便,而且阻挡操作者视线,所以不采用;若用钢珠式导柱导套进行导向,则虽然导向精度高,寿命长,但结构比较复杂,所以不采用;针对这次加工的产品精度要求不高,采用滑动式导柱导套进行导向即可。而且模具在压力机上的安装比较简单,操作又方便,还可降低成本。(5)模架 若采用中间导柱模架,则导柱对称分布,受力平衡,滑动平稳,拔模方便,但只能一个方向送料。若采用后侧导柱模架,则可三方向送料。操作者视线不被挡住,结构比较紧凑。本设计决定采用后侧导柱模架。四、必要的工艺计算(1)排样设计与计算1、单直排a、搭边。查冲压模具设计与制造,确定搭边直a、a1t = 2 mm,工件间a1 =2.5 mm。 侧搭边 a = 2mm。b、条料宽度。采用无侧边装置,所以B=(D+2a)= (50+2.5+2.5)= 55mm式中条料宽度的单向偏差,mm,查表得=-0.15mmc、送料步距:S = L + a =30 +2 = 32 mmd、材料利用率利用CAD软件,查得其面积为1163.542mm条料一个步距内的面积为4534=1530 mm=100%=100%=76.04%排样图如下:2、计算冲压力冲裁力公式为P= P+ P式中 P 冲裁力;P 冲孔冲裁力;P落料冲裁力。(1) 冲孔冲裁力P孔。P= Pt式中 L 冲孔周长;t 材料厚度,t=1mm;材料抗拉强度,MPa,查手册,Q235,=375460MPa,取=400MPa。所以 P = Lt=(232+28)1400=35168N(2) 落料冲裁力P落。P= Lt所以 P= Lt=(+264)14 00 =77605.3N(3) 卸料力P。P= K P式中 P卸料力;K卸料系数,查表K=0.040.05,取K=0.04。所以 P= K P=0.0477605.3N=3104.212N(4) 推件力PP = KPn式中 K推料系数,查表取K=0.055; n同时卡在凹模洞孔内的件数,取n=3。所以 P = KP n=0.055351683N=5802.72N(5) 总冲压力P总。冲裁时,压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和,即大于总的冲压力。总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同,当采用弹压卸料装置和下出件的模具时,总的冲压力为 P =P+ P+ P= P+ P+ P+ P=77605.3+3104.212+35168+5802.72 N=121680.26N122KN初选压力机型号为:JH2325。该压力机的主要参数:公称压力250KN滑块行程75mm最大封闭高度260mm封闭高度调节量55mm工作台尺寸560370模柄孔尺寸40603.计算模具压力中心由于该零件关于中心对称,所以模具的压力中心在几何图形的中心点上。4.计算模具刃口尺寸落料 设工件的尺寸为,根据计算原则,落料以凹模为设计基准。首先确定凹模尺寸,使凹模的基本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸;将凹模尺寸减去最小合理间隙值即得到凸模尺寸。=()D=(D)=(D)冲孔 设冲孔尺寸为,根据计算原则,冲孔时以凸模为设计基准。首先确定凸模尺寸,使凸模的基准尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸;将凸模尺寸增大最小合理间隙值即得到凹模尺寸。d=(d+x)d=(d+z)=(d+x+z)孔心距 孔心距属于磨损后基本不变的尺寸。在同一工步中,在工件上冲出孔距为L两个孔时,其凹模型孔中心距可按下式确定。L=L上述式中: 、D 落料凹、凸模尺寸; d、 d 冲孔凸、凹模尺寸; D 落料件的最大极限尺寸; d 冲孔件孔的最小极限尺寸; L、 L 工件孔心距和凹模孔心距的公称尺寸; 工件制造公差; z最小合理间隙; x 磨损系数; 凸或凹模的制造公差,可按IT6IT7级来选取,也可查表选取,或取(),()。为了保证初始间隙不超过Z即+,和选取必须满足以下条件:+外形由落料获得, 16由冲孔同时得到:查表得:Z=0.1mm,Z=0.14mm,则 Z-Z=(0.14-0.1)mm=0.04mm由于尺寸为自由公差,均为IT14级,所以=0.5mm设凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造,则冲16孔:d=(d+)=(16+0.50.43) =16.215mmd=( d+ Z)=(16.215+0.1)=16.315mm校核:+0.011+0.0180.14-0.10.0290.04(满足间隙公差条件)落料D=(D- )=(30-0.50.15) =29.925mmD=( D- Z)=(29.925-0.1)=29.825mm校核:+0.012+0.0080.14-0.10.0020.04(满足间隙公差条件)符合精度要求。五、主要零件的设计计算1.落料凹模1)厚度HH=K式中 K修正系数,查表K=1.25;P落料冲裁力,N,P=77605.3N=78KN。代入 H=1.25=24.7mm 取H=20mm2)长度和宽度L、BL=l+2W式中 W垂直于送料方向的凹模型孔壁间最大距离。 W1.2 H=1.220=24mm所以 L= l+2W=252+12+242=110mmB= B+2W=26+242=74mm取 L=120mmB=70mm由于凹模内要设置推件块,为了使模具加工简单,将凹模分成两块:凹模板和空心垫板,每块板的厚度各为10mm。2.冲孔凸模长度及强度校核1)冲孔凸模长度L.L=H+lH=(0.60.8)HH=Kl= H以上各式中 H凸模固定板厚度;H冲孔凸模厚度;P冲孔冲裁力;K系数;l凸模自由长度;H落料凹模厚度,H=20mm。所以H=K=1=15.2mm,取H=16mmH=(0.6+0.8)H=(0.60.8)16 = 9.612.8mm,取H=10mml= H=20mm所以L= H+l=10+20=30mm2)凸模强度压应力校核校核公式为:式中 P冲孔冲裁力,N,P=7536N,F凸模最小断面积,F=r=3.1433=28.26mm,凸模材料的许用压应力,MPa,材料为Cr12,查手册,=(10001600)MPa,取=1200MPa.因为 =266.7MPa n所以满足最小壁厚n n的要求。4.凸凹模固定板尺寸凸凹模形状为矩形12070,厚度取20mm,与凸凹模过盈配合。5.垫板结构与设计理论上,确定是否需要垫板的方法如下:条件:冲裁时,如果凸模的端部对模座的压应力超过模座材料的许用压应力,这时需要凸模端部与模座之间加上一块强度较高的垫板。即下列情况需要加垫板。式中 凸模端面压应力,MPa;模座材料许用压应力,铸铁约为100MPa,钢约为200MPa;P冲裁力,N;F凸模上端面面积,mm;D凸模上端面直径,mm。垫板形状和凸模固定板一致,矩形,垫板厚度一般为310mm。垫板材料常用T7或T8工具钢,热处理硬度为4852HRC。垫板淬硬后两面应磨平,表面粗糙度R0.320.63um。本例中上模部分已有垫板。下面确定凸凹模与下模板之间是否需要垫板:本例中,由于凸凹模和固定板的配合为过盈配合,所以其表面积按固定板面积计算,很显然不需要加垫板。因为加垫板之后与没加之前(下表面积)没有区别。6.卸料板的设计1)卸料板的形状和尺寸。卸料板取矩形板,厚度为H=10mm,卸料板材料选A3或(45钢),不用热处理淬硬。2)卸料板上成形孔的设计。取弹压卸料板与凸模的双面间隙为0.10.3mm。7.模座选择由于模板周界为12070mm,所以选上模座 1258030 GB/T2855.51990下模座 1258030 GB/T2855.61990材料 HT200 GB943688 闭合高度最小140mm,最大165mm。导柱20130 GB/T2861.11990导套207028 GB/T2861.61990六、压力机校核初选压力机型号为:JH2325.该压力机的主要参数:公称压力250KN滑块行程75mm最大封闭高度260mm封闭高度调节量55mm工作台尺寸560370模柄孔尺寸40601.模柄孔的校核模柄的尺寸为4080,上模座厚度为30mm,则模柄伸出上模座的高度为50mm60mm,因此合适。2.模具闭合高度的校核模具的闭合高度H=30+15+10+10+10+60+30-1=164mm,而压力机的最大封闭高度260mm,其调节量为55mm,则压力机的最小闭合高度为205mm,大于模具的闭合高度,可以在模具下模座下加垫板,所以此项也可满足要求。3.压力机工作台尺寸的校核查手册,该型号模座的外形尺寸为:194142mm,压力机的工作台尺寸为560370mm,符合每边留出60100mm的要求,用来安装固定模具用的螺栓、垫块和压板,所以合适。4.冲裁力校核冲裁合格产品所需的冲裁力P为122KN压力机的公称压力250KN,所以合适。综上所述:型号为JH2325的压力机符合要求。七、绘制模具总装配图及工作零件图模具整体装配效果图设计小结通过这次课程设计使我对模具行业的发展现状及未来的发展趋势有了更深刻的了解,通过整个模具设计流程,使我掌握了冲压模具的总体设计思路及在模具设计中经常出现的一些问题、及处理方法,对设计中一些常规方法了有了进一步的了解,为以后从事模具行业打下了基础。通过计算机辅助手段实现了对模具零件的三维造型,同时利用软件完成了相关零部件的装配过程,实现了模具结构的总装配,同时,使用了 AutoCAD 完成了相关二维结构及零件图。这次课程设计让我巩固了专业知识,对知识有了更深刻的认识。致谢本次实训即将结束,在这次实训过程中得老师以及许多同学的帮助,老师的悉心指导,使我受益匪浅。在此,向曾经教导过我和一直帮助关心我的老师们致以深深的敬意,同时也要感谢我的同学们在这次实训过程中给我的帮助。参考文献:1王孝培主编. 冲压手册. 机械工业出版社 1990.11 2王一梅主编.典型实用模具图册.江苏科学技术出版社1991.83模具实用技术丛书编委会主编. 冲模设计应用实例.机械工业出版社.2000.44丁松聚主编.冷冲模设计. 机械工业出版社. 2001.105徐政坤主编. 冲压模具设计与制造. 化学工业出版社.2005.16付宏生主编. 冷冲压成形工艺与模具设计制造. 化学工业出版社.2005.37K.Stoeckhert/G.Menning 编著.模具制造手册. 化学工业出版社.2003.28杨占尧主编.现代模具工手册. 化学工业出版社.2007.79高军、李嘉平、修大鹏等编著.冲压模具标准件选用与设计指南. 化学工业出版社.2007.210杨占尧主编.冲压模具图册.高等教育出版社.2008.311周本凯编著.冲压模具设计实践. 化学工业出版社.2008.312中国就业培训技术指导中心组织编写.模具设计师.中国劳动社会保障出版社.2008.521
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