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圆形 垫片 模具 课程设计
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I课设题目:垫片的冲裁模具设计课设题目:垫片的冲裁模具设计2目录目录1 冲裁模设计题目冲裁模设计题目.12 零件的工艺分析零件的工艺分析.12.1 结构与尺寸结构与尺寸.12.2 精度精度12.3 材料材料13 确定冲裁方案确定冲裁方案.24 确定模具总体结构方案确定模具总体结构方案2 4.1 模具类型模具类型2 4.2 操作与定位方式操作与定位方式.2 4.3 卸料与出件方式卸料与出件方式.2 4.4 模架类型及精度模架类型及精度.25 工艺设计与计算工艺设计与计算.3 5.1 排样设计与计算排样设计与计算.3 5.2 计算冲压力与压力中心,初选压力机计算冲压力与压力中心,初选压力机.3 5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差计算凸、凹模刃口尺寸及公差.66 模具零部件的结构与设计模具零部件的结构与设计76.1 工作零件的设计工作零件的设计.7 6.1.1 落料凹模的设计落料凹模的设计.7 6.1.2 凸凹模的设计凸凹模的设计.8 6.1.3 冲孔凸模的设计冲孔凸模的设计.9 6.1.4 凸模固定板的设计凸模固定板的设计10 6.1.5 垫板的设计垫板的设计.106.2 卸料装置的设计卸料装置的设计.10 6.2.1 卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计.10 6.2.2 卸料板的设计卸料板的设计.11 6.2.3 卸料螺钉的设计卸料螺钉的设计.113 6.2.4 顶件块的设计顶件块的设计.11 6.2.5 推杆的设计推杆的设计.11 6.2.6 支撑板的设计支撑板的设计.11 6.3 定位零件的设计定位零件的设计 6.3.1 导料销的设计导料销的设计.11 6.3.2 止动销的设计止动销的设计.11 6.3.3 挡料销的设计挡料销的设计.11 6.4 推件装置的设计推件装置的设计.12 6.4.1 打杆的设计打杆的设计.12 6.4.2 推板的设计推板的设计.127 标准模架的选用标准模架的选用12 7.1 模架的选用模架的选用.12 7.2 模柄的选用模柄的选用.12 7.3 压力机的校核压力机的校核13 7.4 模具总装图模具总装图.13参考文献参考文献.1411 冲裁模设计题目1 冲裁模设计题目零件: 垫片生产批量:100 万件材料: 20 钢 t=1mm设计该零件的冲压工艺与模具2 零件的工艺分析2 零件的工艺分析2.1 结构与尺寸2.1 结构与尺寸该零件结构简单,零件精度要求低。低碳钢材料被自由凸模冲圆形孔,查书 P51 页表 2-14,可知工件冲孔的最小尺寸为 1.0t,该工件的孔径为71t=1*1=1。由于该冲裁件的冲孔边缘与工件的外形的边缘不平行, 故最小孔边距不应小于材料厚度 t,该工件的孔边距 1.5t=1,2.5t=1,均适宜冲裁加工。槽宽 b=81.2*1,符合冲裁要求2.2 精度2.2 精度零件内、外形尺寸部分未标注公差,统一按 IT10 级确定工件尺寸的公差,经查表得各尺寸公差分别为:零件外形:R40-0.048 40-0.048 200-0.084 400-0.1零件内形:7+0.0580 孔心到边的距离:100.15 50.15利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。2.3 材料2.3 材料20 钢,优质碳素结构钢。查书 P25 页表 1-4 可知抗剪强度为 280-400MPa,抗拉强度 360-510MPa,伸长率 25%,屈服强度 250MPa。强度比 15 号钢稍高,很2少淬火,无回火脆性。冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工,电弧焊和接触焊的焊接性能好。切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不大而韧性要求高的零件。根据以上分析,该零件的工艺性较好,可以进行冲裁加工。3 确定冲裁方案3 确定冲裁方案该零件包括落料、冲孔两个基本工序,可以采用以下几种工艺方案:(a)先落料,再冲孔,采用单工序模生产;(b)采用落料冲孔复合冲压;(c)用冲孔落料连续冲压,采用级进模生产。分析:方案(a)模具结构简单,但需要两道工序,两道模具才能完成零件的加工,花费高,生产效率低,难以满足零件的大批量生产的要求。由于零件结构简单, 为了提高生产效率, 主要采用复合冲裁或级进冲裁方式。 级进模成本高,制造周期长,结构复杂。而采用复合冲裁时,冲出零件的精度和平直度好,生产效率高,所需工位少,便于操作,通过设计合理的模具结构可以达到较好的零件质量。根据以上分析,该零件采用方案(b) 。4 确定模具总体结构方案4 确定模具总体结构方案4.1 模具类型4.1 模具类型根据零件的冲裁工艺方案,采用复合冲裁模。复合模的主要结构特点是存在有双重作用的结构零件一凸凹模。根据落料凹模的位置,复合模又分为倒装复合模和顺装复合模。落料凹模装在下模为顺装复合模,落料凹模装在上模为倒装复合模。采用倒装复合模时,凸凹模壁厚较薄时,可能导致胀裂,凸凹模最小壁厚通过查书 P60 表 2-23 得 2.71.5,因此只能采用顺装复合模。顺装复合模最小壁厚 0.5=1.3*FP 总=1.3*73.68356=95.79KN查阅实用冲压技术手册 ,根据总冲裁力的大小,选取压力机为开式双柱可倾压力机,型号为 J23-10,其参数如下:型号J23-10公称压力100发生公称压力时滑块离下极点距离/mm4固定行程/mm6060滑块行程调节行程/mm87标准行程次数(不小于)/(次/min)135发生公称压力时滑块离下极点距离/mm1.5滑块行程/mm30快速型行程次数(不小于)/(次/min)300固定台和可倾/mm180最低/mm-最大闭合高度活动台位置最高/mm-闭合高度调节量/mm50滑块中心到机身距离(喉深)/mm130左右360工作台尺寸/mm前后240左右180前后90工作台孔尺寸/mm直径130标准型立柱间距离(不小于)/mm180滑块中心到机身距离(喉深)/mm-左右-工作台尺寸/mm前后-左右-前后-工作台孔尺寸/mm直径-加大型立柱间距离(不小于)/mm-活动台压力机滑块中心到机身紧固工作台平面之距离/mm-模柄孔尺寸(直径深宽)/mm3050工作台板厚度/mm50倾斜角(不小于)/()3085.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差 由于冲压件的料薄,为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值,必须采用配合加工。此方法是先做好其中的一件(凸模或凹模)作为基准件,然后以此基准件的实际尺寸来配置加工另一件,使它们之间保持一定的间隙。先计算外围落料尺寸,选凹模为设计基准件图中虚线为凹模轮廓磨损后的情况。按配制加工方法,只需计算落料凹模刃口尺寸及制造公差,凸模刃口尺寸由凹模的实际尺寸按间隙要求配制。如图所示,凹模磨损后变大的尺寸有 A1(400-0.1) 、A2(200-0.084) 其 中 半 磨 损 尺 寸 有 A3( 200-0.084) 、 A4( 50.15 ) 、 A5(100.15) 、A6(40-0.048) 磨损后变小的尺寸有 B1(R40-0.048) 磨损后尺寸不变的尺寸有 C1(40-0.048)根据书 P39 页表 2-6 的公式计算刃口尺寸得查书 P37 页表 2-5 确定 A1、A2、A3、A6的系数 x 均等于 1A4、A5、B1的系数 x 等于 0.75 A1=(40-1*0.1)+0.25*0.10=39.9+0.0250 A2=(20-1*0.084)+0.25*0.0840=19.920+0.021 A3=(20-1*0.084)+0.25*0.084/20=19.920+0.0105 A4=(5.15-0.75*0.3)0+0.25*0.3/2=4.930+0.0375 A5=(10.15-0.75*0.3)0+0.25*0.3/2=9.930+0.0375 A6=(4-1*0.048)0+0.25*0.048/2=3.950+0.006 B1=(3.952+0.75*0.048)0-0.25*0.048/2=3.990-0.006 C1=(4+0.5*0.048)0.125*0.048=4.0240.006凸模刃口尺寸确定。查书 P35 页表 2-2,冲裁合理间隙 2cmin=0.13mm、2cmax=0.16mm,凸模刃口尺寸按凹模相应部位的尺寸配置,保证双面最小间隙为2cmin=0.13mm。计算冲孔尺寸,选凸模为设计基准件图中虚线为凸模轮廓磨损后的情况。按配制加工方法,只需计算冲孔凸模刃9口尺寸及制造公差,凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配制。如图所示,凸模磨损后变小的尺寸为 B1(70+0.058)根据书 P40 页表 2-7 的公式计算刃口尺寸得查书 P37 页表 2-5 确定 B1的系数 x=0.75 B1=(7+0.75*0.058)0-0.25*0.058=7.040-0.0145凹模刃口尺寸确定。查书 P35 页表 2-2,冲裁合理间隙 2cmin=0.13mm、2cmax=0.16mm,凹模刃口尺寸按凸模相应部位的尺寸配置,保证双面最小间隙为2cmin=0.13mm。6 模具零部件的结构与设计6 模具零部件的结构与设计6.1 工作零件的设计 6.1 工作零件的设计 6.1.1 落料凹模的设计6.1.1 落料凹模的设计凹模的刃口类型如图所示,其中 a、b、c 三种类型称为直筒式刃口凹模,它的特点是制造方便,刃口强度高,刃口磨损后工作部分尺寸不变,广泛用于冲裁公差要求较小、形状复杂的精密制件。但因废料或工件在孔壁内的聚集而增大了推件力和凹模的涨裂力,给凸、凹模的强度都带来了不利的影响。一般复合模和上出件的冲裁模采用 a、c 所示结构,下出件的采用 b 或 a 所示结构。其中 d 类型是锥筒式刃口,在凹模内不聚集材料,侧刃磨损小,但刃口强度差,刃磨后刃口径向尺寸略有增大。综上所述选用 c 型刃口,由冷冲压模具设计P58 页选用材料 Cr12,热处理硬度为 58-62HRC。凹模刃口图连接与固定:连接与固定:凹模的固定方式有三种:第一种是热套和冷压;第二种是低熔点合金,环氧树脂浇注及无机粘接;第三种是螺钉紧固,销钉定位。10采用第一种时不易装拆, 主要用于冷挤压预应力凹模。用第二种时,其紧固力较小,不易装拆。采用第三种时,紧固力大,定位可靠,通用性较强,装拆方便,适用于各种类型的模具采用,但要保证螺孔间、螺孔与销孔间及螺孔或销孔与凹模刃口间的距离不能太近,否则会影响模具的寿命。根据以上分析,应采用第三种方式将凹模固定在下模座上。凹模的结构设计:凹模的结构设计: 凹模按结构分为整体式和镶拼式。整体式适用于小型凸、凹模,镶拼组合式主要用于较大的凸、凹模。考虑到模具结构,选用整体式凹模。凹模在模架上的位置依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄中心线重合。轮廓尺寸计算:轮廓尺寸计算:凹模厚度: H凹=kb=0.3540=14mm(k 值查课本 P70 页表 2-25)由于 H=15mm,所以凹模厚度取 15mm凹模壁厚: c=(1.52)H凹=22.5mm-30mm由于 c=30-40mm,所以凹模壁厚取 30mm凹模长度 B=b+2c=(40+230)mm=100mm(送料方向)凹模宽度 L=(20+230)mm=80mm(垂直送料方向)凹模轮廓尺寸为 100mm80mm15mm,取标准化值 100mm80mm15mm螺钉、销钉选用及放置:螺钉、销钉选用及放置:查冷冲压模具设计P61 表 2-23,由凹模厚度 15mm 取得螺钉直径为 M6,销钉直径为4,销钉的长度根据模具结构取 65mm。选用 4M6 的螺钉将其固定在下模座。再由表 2-22 查得,螺纹孔与刃口边最小距离为 10mm,螺纹孔与销钉孔间最小距离为 5mm,销钉孔与刃口边最小距离为 7mm。6.1.2 凸凹模的设计6.1.2 凸凹模的设计结合工件外形并考虑加工,凸凹模采用整体式凸凹模,将落料凸凹模设计成直筒式。凸凹模与凸凹模固定板采用 H7/m6 配合。凸凹模的长度:凸凹模的长度:L=h1+h2+t+(1520)mmh1 凸凹模固定板厚度,由课本 P28 页可知 h
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