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4.2.2挡料销13
4.3卸料装置的选择14
4.3.1卸料类型的选择14
4.3.2卸料板台阶高度的计算14
4.3.3卸料凸台宽度14
4.3.4卸料板与凸模的间隙14
4.3.5卸料板的材料14
4.3.6卸料板的螺纹孔的孔径﹑孔距14
5.工作零部件的结构设计14
5.1凹模设计14
5.1.1凹模型孔的形状及孔位设计14
5.1.2凹模孔口侧壁形状选择14
5.1.3凹模的结构及轮廓尺寸15
5.1.4凹模的固定15
5.2凸模设计15
5.2.1凸模的结构形式15
5.2.2凸模长度计算16
5.2.3凸模的固定16
5.2.4凸模强度校核16
5.3模架及其他零部件的设计16
5.3.1模架16
5.3.2模柄18
5.3.3固定板18
5.3.4垫板18
6.模具总装图19
7.冲压设备的选取20
8.上模装配20
8.1上模装配20
8.2下模装配21
9.结束语21
10.致谢…………………………………………………………….……………………..22
1.工艺分析
图1-1
①零件的尺寸精度分析:
图1-1零件上有5个尺寸标注了公差要求,由公差表查得其公差要求都属于IT11~IT12,用一般冲裁模就能达到,不需要采用精冲或修整等特殊冲裁方式。
②工件结构工艺性分析:
图1-1冲裁件的外形应尽量避免有尖锐的角,在各直线连接处,应由适当的圆角。
为提高模具寿命,将所有直角改为半径等于1mm的圆角。
③冲裁件材料分析:
D42硅钢板塑性好,易成形,具有良好的可冲裁性能。
2.冲压工艺方案确定
2.1
工艺方案比较
由于此工件为大批量生产,应该选择效率较高的级进模,但考虑到级进模制造成本价高且复杂,而且此工件所需加工不复杂,只是简单的落料模具、尺寸精度不高、尺寸较小,所以采取单工序模即可。
根据以上基本工序性质可以确定采用单工序落料模,并采用弹压式卸料。
3.工艺尺寸计算
3.1排样设计
第一种:
无搭边。
图3-1
第二种:
有搭边,搭边值查[2]第48页表2-6得:
。
图3-2
3.2材料利用率计算
查[2]第50页得:
(3-1)
(3-2)
(3-3)
(3-4)
A:
步距。
B:
条料宽度。
S:
一个步距内制件实际面积。
:
一个步距内毛坯所需面积。
第二种:
查[2]第50页
(3-5)
(3-6)
(3-7)
(3-8)
3.3排样选择
第一种排样和第二种材料利用率区别不大,但第一种对模具精度要求高,一般模具无法满足,股不采用第一种。
3.4冲裁压力与压力中心
查[2]第293页附表1-1得:
(3-9)
查[2]第51页和第52页得:
冲裁力:
(3-10)
:
安全系数,一般取1.3。
L:
冲裁周边总长。
t:
料厚。
落料力:
(3-11)
K:
卸料系数,其值为0.02-0.06
推料力:
(3-12)
推料力系数,其值为0.03-0.07;
n:
凹模内聚积的制件或废料数。
顶件力:
(3-13)
顶件力系数,其值0.04-0.08。
本模具采用弹性卸料装置和下出件的方式,所以
F
=F
+F
=520+20.8+26=566.8kN(3-14)
3.5冲裁压力中心的确定
见图3-3通过分析该工件,可以发现该工件属于完全对称的,所以冲裁压力中心在该工件的中心位子。
图3-3
3.6刃口尺寸的计算
3.6.1加工方法的确定
结合模具及工件的形状特点,因为该工件精度要求不高,模具制造可以采用分开加工法获得,将凸凹模分别进行加工,各自保证凸凹模的基本尺寸和公差要求,相应就获得了凸凹模的间隙。
采用分开加工法。
3.6.2基本工序
落料
3.6.3画磨损曲线
图3-4
3.6.4见图3-4找出各类尺寸,如表3-1所示
表3-1
磨后变小
磨后变大
磨后不变
960-0.23mm,640-0.2mm,1280-0.26mm
mm
3.6.5具体计算
(1)查[2]表2-13确定初始间隙值
(3-14)
(3-15)
(3-16)
(2)计算凸凹模制造公差,查[2]第90页得
(3-17)
(3-18)
(3)查[2]第91页代入公式计算各尺寸
尺寸1:
128
为落料磨后变小
(3-19)
尺寸2:
64
为落料磨后变大
(3-20)
尺寸3:
(3-21)
尺寸4:
3.7凹模外形尺寸计算
外形尺寸安下式计算查[2]第56页得:
(3-23)
平行于送料方向的凹模型孔最远壁间距离
(3-24)
A:
凹模型孔长度
垂直于送料方向的凹模型孔最远壁间距离
(3-25)
B:
凹模型孔宽度
由[2]中第56页表2-9查得
平行于送料方向的凹模外形尺寸
查[3]中第103页表4-13得:
凹模长度250mm宽度200mm,见图3-4
图3-4
4.模具总体结构设计
4.1模具类型的选择
由冲压工艺分析可知,采用单工序落料模冲压,所以本套模具类型为单工序落料模。
4.2导料及定距零件的设计
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;
控制条料的送进步距采用挡料销。
4.2.1导料板的设计如图4-1
4.2.1.1导料板的总长和厚度及孔径﹑孔距由典型组合查的。
(1)导料板的间距,查[2]第68页得:
(4-1)
条料宽度
C:
条料与导料板之间的间隙查[2]第49页表2-7得:
C=0.3mm
(3)导料板的宽度
(4-2)
(4)导料板厚度H=7mm
图4-1
4.2.2挡料销
采用固定挡料销,这种挡料销形状简单,容易制造。
高度尺寸h=7mm
位置尺寸查[2]第69页得:
(4-3)
D——挡料销直径
M——凹模落料型孔的宽度
4.3卸料装置的选择
4.3.1卸料类型的选择
选用弹压卸料的方式,这种方式操作方便且料厚不大,兼有卸料及压料作用,冲件质量较好,平直度较高。
4.3.2卸料板台阶高度的计算:
H=导料板厚度7mm-料厚2mm+卸料板与导料板之间的间隙0.3mm=5.3mm
4.3.3卸料凸台宽度
卸料板凸台宽度应比导料板之间出料部分变化+0.2
4.3.4卸料板与凸模的间隙
卸料板与凸模的间隙取双边0.2mm。
4.3.5卸料板的材料
由[2]第20页表1-7查得到,用45刚。
4.3.6卸料板的螺纹孔的孔径﹑孔距参考国家标准确定。
5.工作零部件的结构设计
5.1凹模设计
5.1.1凹模型孔的形状及孔位设计
型孔的形状与工件形状一致,型孔的尺寸按凹模刃口尺寸公式进行计算。
冲孔模型孔的位置与工件上所冲孔的位置一致。
5.1.2凹模孔口侧壁形状选择
基本形式有两种:
一种是孔壁垂直顶面的直壁式见图5-1
图5-1
另一种是刃口与轴线成ɑ角的斜壁式见图5-2
图5-2
两种刃口形状的比较:
直壁式:
强度好,刃磨以后尺寸不增大,冲件精度高,但冲裁时磨损大,工件容易在型孔内聚集,严重时会使凹模胀裂。
斜壁式:
特点与直壁式相反,斜壁式刃口比直壁式刃口锋利,每次刃磨的磨损不大。
通过比较,因为工件尺寸精度要求不高,考虑出件的容易程度,所以凹模孔口侧壁形状选斜壁式。
查[2]第85页表2-10得:
5.1.3凹模的结构及轮廓尺寸
采用整体式,冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工。
凹模厚度:
H=kb=0.22X128mm=28.16mm,查[3]第103页表4-13取H=32mm
5.1.4凹模的固定
凹模一般采用螺钉和销钉固定在下模座上。
如图5-3
图5-3
5.2凸模设计
5.2.1凸模的结构形式
通过分析比较:
落料凸模截面较大,且凸模强度和刚度较好可采用直通式。
5.2.2凸模长度计算
L=固定板+卸料板+卸料弹簧+t=32+15+30+2mm=79mm
5.2.3凸模的固定
凸模固定到固定板中,落料凸模采用铆接固定法。
5.2.4凸模强度校核
由于凸模不是细长型,冲裁厚度不大,所以可不进行凸模的强度和刚度分析。
见图5-4
图5-4
5.3模架及其他零部件的设计
5.3.1模架
该模具采用后侧导柱模架,这种模架受力均匀,纵向﹑横向都可以送料,操作方便。
以凹模周界尺寸为依据,查[3]中第18页表2-3选择模架规格。
导柱:
查[3]第67页表3-2得
选择A型d=32,长度190mm。
见图5-5
图5-5
导套:
查[3]第68页表3-3得
选择A型D=45,长度110mm。
见图5-6
图5-6
5.3.2模柄
该模具为无特殊要求的落料模,故选用压入式模柄。
见图5-7
图5-7
5.3.3固定板
5.3.3.1固定板的型孔位置与凹模型孔位置一致,型孔尺寸与凸模成0.01mm的双边过盈量。
5.3.3.2固定板的螺纹孔﹑卸料螺钉孔及销孔的孔径﹑孔距按国家标准确定
5.3.3.4固定板的材料用Q235,不淬火。
见图5-8
图5-8
5.3.4垫板
孔径一般比穿过的螺钉﹑销钉的直径大1mm左右,孔距与固定板上的相同。
垫板材料常用45钢,淬火43—48HRC。
见图5-9
图5-9
6.模具总装图
通过以上设计,可得到如图所示模具的总装图。
模具上模部分主要由上模座、垫板、落料凸模、冲孔凸模﹑固定板﹑卸料板等组成。
下模由导料板﹑凹模﹑下模座等组成。
卸料是在开模时,弹簧恢复弹力,推动卸料板向上运动,从而推出条料。
在这中间冲出的工件由凹模孔直接落下。
条料送进时利用固定挡料销定步距,操作时完成第一步后,把条料向上抬起向前移动,移到刚冲过的料口里,重复以上动作来完成所需工件的冲裁。
见图6-1
图6-1
7.冲压设备的选取
通过校核,选择开式双柱固定台式压力机J23-16F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:
70mm
滑块行程次数:
120次/min最大封闭高度:
205mm
封闭高度调节量:
45mm滑块中心线至床身距离:
380mm
立柱距离:
220mm工作台尺寸(前后左右):
300mm×
450mm
垫板尺寸(厚度):
40mm模柄尺寸(直径深度):
40mm×
60mm
滑块底面尺寸(前后左右):
160mm×
180mm
8.上模装配
根据落料模的特点,先装上模,再装下模较为合理,并调整间隙,试冲,返修。
具体过程如下。
8.1上模装配
(1)仔细检查每个将要装配零件是否符合图纸要求,并作好划线、定位等准备工作。
(2)先将凸模与凸模固定板装配,再与凹模板装配,并调整间隙。
(3)把已装配好的凸模及凹模与上模座连接,并再次检查间隙是否合理后,打入销钉及拧入螺丝。
8.2下模装配
(1)仔细检查将要装配的各零件是否符合图纸要求,并作好划线、定位等准备工作。
(2)先将凹模放在下模座上,接着依次按顺序装入销钉、固定挡料销,检查间隙合理后拧入紧固螺钉,并再次检查调整。
(3)将经调整后的上下模按导柱、导套配合进行组装,检查间隙及其他装配合理后进行试冲。
并根据试冲结果作出相应调整,直到生产出合格制件。
9.结束语
通过对连接板零件冲孔落料级进模的设计,更深一层地了解冲裁模的设计流程,包括冲裁件的工艺分析、工艺方案的确定、模具结构形式的选择、必要的工艺计算、主要零部件的设计、压力机型号的选择、总装图及零件图的绘制。
在设计过程中,有些数据、尺寸是一点也马虎不得,只要一个数据有误,就得全部改动,使设计难度大大增加。
条料送进时利用固定挡料销定步距。
操作时完成第一步后,把条料向上抬起向前移动,移到刚冲过的料口里,再利用导料销继续下一个工件的冲裁。
重复以上动作来完成所需工件的冲裁。
10.致谢
在这次课程设计的撰写过程中,我得到了许多人的帮助。
首先我要感谢我的老师在课程设计上给予我的指导、帮助,这是我能顺利完成这次报告的主要原因。
在此期间,我不仅学到了许多新的知识,而且也开阔了视野,提高了自己的设计能力。
其次,我要感谢帮助过我的同学,他们也为我解决了不少我不太明白的设计的难题。
最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学。
参考资料
[1]朱超.互换性与技术测量.机械工业出版社2008.
[2]韩森和.冷冲压工艺及模具设计与制造.高等教育出版社2006
[3]高军.冲压模具标准件选用与设计指南.化学工业出版社2007
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