冲孔落料齿轮垫片复合模设计概要

1、齿轮垫片冲孔落料复合模设计一题目：二原始数据数据如图1所示，大批量生产 材料为Q235,t =1mm图1产品零件图三冲压件工艺性分析O1材料:Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。O2零件结构:零件结构简单对称，无尖角,对冲裁加工较为有利。零件中有两圆孔，孔的最小尺寸为 11mm，满足冲裁最小孔径m in d> 10.1=t mm要求。另外，经计算孔距零件外形之间的最小孔边距为4.5mm，满足冲裁件最小孔边距 min l > 1.55.1=t m的要求。所 以该零件的结构满足冲裁的要求O3尺寸精度:零件图上未标注公差的尺寸属于自由尺寸，可按IT14级确定工件 尺寸的公差

2、。查公差表2-3可得各尺寸公差为：零件外形：720-0.3mm 170-0.16mm 270-0.16mm R100-0.12mmR10-0.12mm R1.50-0.18mm R2.50-0.18mm孑L内形:110+0.1 mm孔心距:40 ±.12mm结论:适合冲裁。四冲裁工艺方案及模具类型的确定该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可提出的加工方案如下：方案一:先落料， 后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二:落料一冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三:冲孔一落料连续冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生 产批量较大的情况下

3、不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度 易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单， 模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的 零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、 装配较复合模略复杂。所以，比较三个方案欲采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行校核 ，当 材料厚度为1mm时,可查表2-24得凸凹模最小壁厚为2.7mm，现零件上的最小孔边 距为4.5mm，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。五零件工艺计算1刃口尺寸计算根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。(1落料

4、件尺寸的基本计算公式为A 0m ax A (-=+ D D0m in m ax 0m in A T T T (-存WZ X D Z D D尺寸720-0.3mm，可查得凸、凹模最小间隙 Z min =0.120mm，最大间隙Z max =0.180mm，凸模制造公差020.0T = S mm凹模制造公差030.0A=S mm。将以上各值代入 A T+< m in m ax Z校验是否成立，经校验，不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即(mm 775.71mm 3.075.072030.0003.00A1+=?-=D (mm 655.71mm 12.0775,710020.000

5、2.0T1-=-= D尺寸170-0.16mm可查得凸模制造公差 020.0T = S mr凹模制造 公差020.0A = S mm将以上各值代入 A T SS +< m in m ax Z校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即(mm 84.16mm 16.0117020.0002.002+=-=A D (mm 72.16mm 12.084.160020.0002.02-=-= T D尺寸270-0.16mm，可查得凸模制造公差 020.0T = S mr凹模制造 公差025.0A = S mm 将以上各值代入 A T SS +< m in m ax

6、 Z校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即(mm 84.26mm 16.0127025.00025.003+=?-=A D (mm 72.26mm 12.084.260020.0002.03-=-= T D尺寸R100-0.12mm，可查得凸模制造公差 020.0T = S mr凹模制 造公差020.0A = S mm将以上各值代入 A T SS +< m in m ax Z校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即(mm 88.9mm 12.0110020.00020.004+=-=A D (mm 76.9mm 12.088.

7、90020.0002.04-=-= T D尺寸R10-0.12mm，可查得凸模制造公差 020.0T = S m凹模制造 公差020.0A = S mm将以上各值代入 A T+< m in m ax Z校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即(mm 88.0mm 12.011020.00020.005+=-=A D (mm 76.0mm 12.088.00020.0002.05-=-= T D尺寸R1.50-0.18mm，可查得凸模制造公差 020.0T = S mrW模制 造公差020.0A = S mm将以上各值代入 A T SS +< m in

8、m ax Z校验是否成立,经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即(mm 365.1mm 18.075.05.1020.00020.006+=-=A D (mm 245.1mm 12.0365.10020.0002.06-=-= T D尺寸R2.50-0.18mm，可查得凸模制造公差 020.0T = S mrW模制 造公差020.0A = S mm将以上各值代入 A T SS +< m in m ax Z校验是否成立,经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。即(mm 365.2mm 18.075.05.2020.00020.007+=?-=A D (mm

9、245.2mm 12.0365.20020.0002.07-=-= T D (2冲孔基本公式为m in T T ( -+=X d dA 0m in m in A ( S +=Z X d d尺寸110+0.1,查得其凸模制造公差 mm 02.0T = S凹模制造公差 mm 02.0A = S经验算，满足不等式A T SS +< m in m ax乙因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得mm 075.11mm 1.075.011(002.0002.0T -=? +=dmm 135.11mm 2/120.0075.11(02.0002.00A +=+=d(3中心距：尺寸 40

10、77;).12mm(+40+L.0mm.0404/mm2.排样计算分析零件形状，应采用单直排的排样方式，零件可能的排样方式有图2所示两 种。a b图2零件可能的排样方法比较方案a和方案b,方案b所裁条料宽度过窄，剪板时容易造成条料的变形和 卷曲，所以应采用方案a。现选用4000mrX 1000 mm的钢板,则需计算采用不同的裁 剪方式时，每张板料能出的零件总个数。(1裁成宽78.4mm、长1000mm的条料，则一张板材能出的零件总个数为220545492210004.784000=? =? ? ? (2裁成宽78.4mm、长4000mm的条料，则一张板材能出的零件总个数为21721811222

11、40004.781000? =? ?比较以上两种裁剪方法，应采用第1种裁剪方式，即裁为宽81.4mm、长1000mm的条料。其具体排样图如图3所示。图3零件排样图3.冲压力计算可知冲裁力基本计算公式为t KLT F =此例中零件的周长为256mm，材料厚度1mm ,Q235钢的抗剪强度取350MPa , 则冲裁该零件所需冲裁力为kN 117116480N 35012563.1 勺？ =N F模具采用弹性卸料装置和推件结构，所以所需卸料力X F和推件力T F为kN 85.5kN 11705.0X X =?=F K F kN 3.19kN 117055.03T T ? =F NK F则零件所需得冲

12、压力为kN 15.142kN 3.1985.5117(T X =+=+=F F F F初选设备为开式压力机J23- 35。4.压力中心计算零件外形为对称件，中间的异形孔虽然左右不对称，但孔的尺寸很小，左右两边圆 弧各自的压力中心距零件中心线的距离差距很小，所以该零件的压力中心可近似认为就是零件外形中心线的交点。六、冲压设备的选用根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机 JH23 35,其中主要技术参数如下公称压力:350kN滑块行程:80mm最大闭合高度:280 mm闭合高度调节量:60 mm滑块中心线到床身距离:205mm工作台尺寸:380 mm 810 mm工作台孔尺寸:200 mm 89

13、0 mm模柄孔尺寸：© 50 mm 8 70 m垫板厚度:60 mm七、模具零部件结构的确定1标准模架的选用标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。由 凹模高度和壁厚的计算公式得，凹模高度m m 21m m 7228.0 ?=Kb H ,凹模壁 mm 38mm 218.125.1(齐=H C。所以,凹模的总长为 mm 148mm 38272(=? +=L (取160mm，凹模的宽度为 mm 107mm 40227(=? +=B。模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为上模座160mm X125mm X35mm，下模座 160mm X125mm

14、 X40mm，导柱 25mmX150mm，导套 25mm >85mmX33mm。2.卸料装置中弹性元件的计算模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：(1确定橡胶的自 由高度0H工(H H 45.30=mm10mm 712(105(1=+=+=+=t h h H 修磨工作工由以上两个公式，取mm 400=H。(2确定橡胶的横截面积Ap F A /X =查得矩形橡胶在预压量为10%15%时的单位压力为0.6MPa所以2mm 16417MPa6.0N9850=A(3确定橡胶的平面尺寸根据零件的形状特点，橡胶垫的外形应为矩形，中间开有矩形孔以避让凸模。结 合零件的具体尺寸，橡胶垫

15、中间的避让孔尺寸为82 mm X30mm，外形暂定一边长为 160mm，则另一边长b为mm118mm 1603082164173082160 孕+=? -?b A b (4校核橡胶的自由高度0H为满足橡胶垫的高径比要求，将橡胶垫分割成四块装入模具中，其最大外形尺寸 为80mm所以5.080400=D H橡胶垫的高径比在0.51.5之间，所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的 装模高度约为0.85 >40 mm =34mm。3.其他零部件结构凸模由凸模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄，根据设 备上模柄孔尺寸，选用规格A50X100的模柄。八、模具装配图模具装配图见图纸A2。九

16、、模具零件图凸凹模、凸模、凹模图纸见 A3、A4。十、模具零件加工工艺模具零件加工关键是工作零件、固定板和卸料板，若采用线切割加工技术，这些 零件的加工变的简单，表7-2所列为圆孔直径11mm的凸模加工工艺，表7-3所列为凹模加工工艺过程。表7-2圆孔直径11mm的凸模加工工艺工序号工序名称工序内容1备料备圆柱料2热处理退火3粗车车外圆柱面，留单边余量0.5mm4热处理调质,淬火硬度达58-62HRC5精磨按图纸加工并达到图纸要求6钳工精修全面达到图纸要求7检验表7-3凹模加工工艺过程工序号工序名称工序内容I 备料 160X125 >352热处理退火3刨刨六面互为直角，留单边余量0.5m

17、m4热处理调质5磨平面磨六面互为直角6钳工画线划出各孔位线7线切割加工各孔8热处理按热处理，淬火硬度达58-62HRC9磨平面精磨上下面10线切割按图纸线切割工件轮廓至尺寸要求II 12钳工精修 全面达到图纸要求 检验注：凸凹模为配作件，并同属板类零 件致谢非常感谢聂老师、 葛永成老师在我大学的最后学习阶段 一一毕业设计阶 段给自己的指导，从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿他 们给了我耐心的指导和无私的帮助。为了指导我们的毕 业论文，他们放弃了自己的休息时间，他们的这种无私奉献的敬业精神令人钦佩，在此我向他们表示我诚挚的谢意。同时，感谢所有任课 老师和所有同学在这四年来给自己的指导和帮 助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由 于他们，我 才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意，并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！通过这一阶段的努力，我的课程设计终于完成了，这意味着大 学生活即将结束。在大学阶段，我在学习上 和思想上都受益非浅，这 除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、 支持和鼓励是 分