铰链垫片级进模毕业设计(编辑修改稿)

铰链垫片级进模毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

、侧刃孔。 ②冲裁。 ③冲裁。 ④冲裁。 ⑤冲裁。 ⑥弯曲。 ⑦弯曲。 ⑧切断 ,如图 25 所示 ,材料利用率约为 %。 因制件在一侧弯曲 ,故采用单侧载体。 制件在条料上横排 ,缩小了步距 ,减小了模具工作面积 ,因冲裁凸模设计分布较分散 ,也不会出现因步距缩小而产生干涉。 图 25 铰链垫片单排横排横连单侧载体排样图 (2)采用单排纵排横连双侧载体排列 ,共有 6 个工位 :①冲导正销孔、侧刃孔。 ②冲裁。 ③冲裁。 ④弯曲。 ⑤弯曲。 ⑥切断 ,如图 26 所示 ,材料利用率约 %。 较低。 由于此方案增 大了步距 ,不利于材料稳定送进。 制件二次向下弯曲 ,若材料抬起送进 ,弯曲高度较高 ,设计较困难。 若将凹模送进方向开设躲避槽 ,使材料直 图 26 铰链垫片单排纵排横连单侧载体排样图 第二章 模具的工艺计算 9 接送进 ,但最后工位没有用于制件分离的基准面 ,再加上此方案材料利用率较低，故采用此纵排方案不合理。 最后选用单排横排横连单侧载体排列方案，即方案 1。 排样设计方案确定后，计算选择钢板规格 [15 17]。 由于 10F 钢是优质碳素结构钢，工业中有直接生产出来的钢带。 单侧载体上采用 Φ3 的定位孔，查表知，Φ3 孔的搭边值最小为 ，因此定位孔 距条料边缘和工件边缘的距离都暂定为 ，再加上件的总长度为 ，则条料的宽度最少为 L=+3++= 经查表可知，厚度为 的优质碳素结构钢冷轧钢带的宽度尺寸中最接近 的是 65mm，因此选用 65mm 宽的优质碳素结构钢冷轧钢带。 具体排样尺寸如图 27： 图 27 设计的铰链垫片排样图 此时，准确计算材料的利用率，不妨截取一个工位的材料来进行计算，如图 28： 图 28 排样图上的一个工位 吉林大学本科生毕业论文 10 由上图知，图中阴影部分即为冲裁件的面积 A。 料宽 B=65mm，步距h=20mm。 经计算可以得到： A= mm2 ≈ 673mm2 材料利用率 η 为 [15]： η= BhA =673/（ 65x20）179。 100%≈ % 第三节 工艺计算 凸、凹模间隙值得确定 凸、凹模间隙对冲裁剪断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等有较大的影响，所以必须选择合理的间隙。 冲裁间隙数值的选用主要是按照工 件的质量要求，根据经验数值来选用。 经查表 [15]知，对于厚 的 10F 钢来说，冲裁模初始双边间隙 Z 分别取之为： minz =, maxz =。 凸、凹模刃口尺寸的确定 确定凸、凹模刃口尺寸的原则 （ 1）考虑落料和冲孔的区别，落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模，因此冲孔模应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合 理间隙。 （ 2）考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响：刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸；刃口磨损后尺寸减小，应取接近或等于冲件的最打极限尺寸。 第二章 模具的工艺计算 11 （ 3）考虑冲件精度与模具精度的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。 一般模具精度浇工件精度高 2～ 3级 [15]。 对于我设计的这个铰链垫片多工位级进模，取工件精度为 IT8 级，模具精度为 IT6～ IT7 级 [17]。 刃口尺寸计算 对于凸、凹模刃口尺寸的计算有两种方法 [ 15]： a、凸模与凹模分 开加工和 b、凸模与凹模配合加工。 对于这个铰链垫片的加工，涉及到的模具比较多，因此凸、凹模刃口尺寸的计算采用凸模与凹模配合加工来计算。 如图 29。 此法将工件上的尺寸分为三类 ： 第一类是凹模磨损后增大尺寸（图 29 中的 A 类）； 第二类是凹模磨损后变小尺寸（图 29 中的 B 类）； 第三类是凹模磨损后没有增减的尺寸（图 29 中的 C 类）。 图 29 零件尺寸分类图 对于这三类尺寸，分别按照下面三式计算： A 类： jA =（ maxA x178。 Δ） 0 （ 3） B 类： jB =（ minB +x178。 Δ） 0 （ 4） 吉林大学本科生毕业论文 12 C 类： jC =（ minC +178。 Δ）  （ 5） 式中 jA、 jB 、 jC —— 基准件尺寸 （ mm） ； maxA 、 minB 、 minC —— 相应的工件极限尺寸 （ mm） ； Δ—— 工件公差 （ mm） ； δ—— 基准件制造偏差 （ mm） ，当刃口尺寸标注形式为 +δ（或 δ）时， δ= 4 ，当标注形式为  δ 时， δ= 81 Δ。 由于工件精度等级为 IT8 级，则式中 x 取值 x=1。 又由上面确定的冲裁模初始双边间隙值： minz =, maxz =。 各尺寸的公差值 Δ 查表可得。 将各尺寸及查得的工件公差 Δ 值代入公式 （ 3）、（ 4）、（ 5） 进 行计算： 则第一类尺寸： 1A =（ 21179。 ）  mm=  mm= 5A ； 2A =（ 31179。 ）  mm=  mm= 4A ； 3A =（ 71179。 ）  mm=  mm。 第二类尺寸： 1B =（ 18+1179。 ） 0  mm= mm= 6B ； 2B =（ +1179。 ） 0  mm= mm； 3B =（ 5+1179。 ） 0  mm= mm= 7B 4B =（ 3+1179。 ） 0  mm= mm； 5B =（ 7+1179。 ） 0  mm= mm。 第三类尺寸： C1 =（ 17+179。 ）177。 1/8179。 =177。 该工件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的尺寸配制，保证双面间隙 minz ～第二章 模具的工艺计算 13 maxz ＝ ～。 工艺力的计算 冲裁力 冲模设计时，为了选用合适的压力机、合理的设计模具。 必须计算冲裁力，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力以适应冲裁的要求。 一般刃口模具冲裁时，其理论冲裁力（ N）可按下式计算 [4,15, 19]： F0 =Ltτ （ 6） 式中 L—— 冲裁件周长 （ mm）。 t—— 材料厚度 （ mm） ； τ —— 材料抗剪强度 （ Mpa）。 选择设备吨位时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以应取 F冲 = 0 =≈ Ltσb （ 7） 式中 F冲 —— 最大可能冲裁力（称冲裁力） （ N） ； σb —— 材料抗拉强度 （ Mpa）。 根据排样 图和零件图所给定的各种尺寸，可以进行冲裁件周长的计算。 由于本模具并不是将工件直接冲出，而是采取每个工位冲掉一部分废料，最后剩下的料即为工件的方法，所以，我们应该计算每个工位冲掉的废料的周长（只计算废料被冲裁的边，没参加冲裁的边不计）。 经计算，得到冲掉废料的周长之和约为 276mm。 经查阅资料（模具设计指导）， 10F 钢的性能参数如下： τ=216～ 333Mpa， σb =275～ 410Mpa， σs =186Mpa 吉林大学本科生毕业论文 14 将各 数值代入上式进行计算： 由于 τ=216～ 333Mpa，不妨去此范围内的平均值进行计算，取 τ=280Mpa，则 F冲 = 0 ==179。 276179。 179。 280（ N） =50232（ N） 降低冲裁力的方法 当冲裁力过大时，可用下述方法降低 [ 1518]： ①将材料加热冲裁，材料抗剪强度 τ 可大大降低，从而降低冲裁力。 但材料加热后产生氧化皮，冲裁中会产生拉深现象。 此法一般只适用于材料厚度大、表面质量 及精度要求不高的零件。 ②在多凸模冲裁中，将凸模做成不同高度，使各凸模冲裁力得顶峰值不同。 出现，结构如图 210 所示。 图 210 阶梯型布置凸模 对于薄材料， H 一般取材料厚度 t，对于厚材料则取材料厚度的一半。 ③刃口做成一定斜度。 为了得到平整的零件，落料时凹模做成一定斜度，凸模为平刃口，而冲孔时，则凸模做成一定斜度，凹模为平刃口，结构如图 211所示。 一般斜刃数值列于表 22 中。 斜刃冲模虽降低了冲裁力，但增加了模具制造和修磨的困难，刃口也易磨损，故一般情况下尽量不用，只在大型工件冲裁及厚板冲压中采 用。 第二章 模具的工艺计算 15 a）冲孔 b）落料 c）切口 图 211 斜刃冲裁模 表 22 一般采用的斜刃数值 材料厚度 t/mm 斜刃高度 H/mm 斜刃角 υ/（ 176。 ） ＜ 3 3～ 10 2t t～ 2t ＜ 5 ＜ 8 由于本工件比较薄，采用多工位级进模加工，冲裁力不是很大，故无需采用降低冲裁力的方法来加工。 卸料力、推件力和顶件力 卸料力、推件力和顶件力一般采用经验公式进行计算 [15]。 ① 卸料力： F 卸 =K卸 F （ 8） 式中 F卸 —— 卸料力 （ N） ； K卸 —— 卸料力系数（ 见表 23） F—— 冲裁力（ N）。 ② 顶件力： F 顶 =K顶 F （ 9） 式中 F顶 —— 顶件力 （ N） ； K顶 —— 顶件力系数（ 见表 23） F—— 冲裁力 （ N）。 吉林大学本科生毕业论文 16 ③ 推件力： F 推 =nK 推 F （ 10） 表 23 卸料力、推件力及顶件力系数 冲裁材料 K卸 K推 K顶 纯铜、黄铜 ～ ～ 铝、铝合金 ～ ～ 钢 材料厚度 mm ～ ～ ＞ ～ ～ ＞ ～ ～ ＞ ～ ～ ＞ ～ 式中 F推 —— 推件力 （ N） ； K推 —— 推件力系数（ 见表 23） F—— 冲裁力 （ N）。 n—— 梗塞在凹模内料的个数， n=h/t， h 为凹模刃壁垂直部分高度（ mm）， t 为料厚（ mm）。 由于工件的厚度为 ，由上表可查得： K卸 =～ （这里取中间值 ） ； K顶 =； K 推 =。 由于料厚 ，查表得凹模刃壁垂直部分高度取 h=4mm，则 n=h/t=4/=8. 前面计算得到冲裁力 F 冲 =50232（ N）。 将这些数值代入上面的公式，可得： F卸 =K卸 F=179。 50232=（ N）； F顶 =K顶 F=179。 50232=（ N）； F推 =nK推 F=8179。 179。 50232=（ N）。 第二章 模具的工艺计算 17 则总冲裁力 F 0 = F冲 + F卸 + F顶 + F推 =50232+++ =（ N）。 注意，有的时候 F 卸 、 F顶 、 F 推 并不是与 F 冲 同时出现的 ， 计算总力 F 0 时只加与 F 冲 同一瞬间出现的力即可。 弯曲力的计算 由于模具中有弯曲工位，因此 还应该进行弯曲力的计算。 弯曲力的计算主要分为自由弯曲力和校正弯曲力。 由于本工件在冲压行程结束时受到模具的校正，因此按照校正弯曲力来计算。 校正弯曲力的计算公式为： F校 =pA （ 11） 式中 F校 —— 校正弯曲力 （ N） ； A—— 校正部分投影面积 （ mm2 ） ； P—— 单位校正力 （ Mpa） ，其值见表 24. 表 24 单位校正力 P 值 （ Mpa） 材料 材料厚度 t/mm ＜ 1 1～ 3 3～ 6 6～ 10 铝 黄铜 1 20 钢 2 30 钢 15～ 20 20～ 30 30～ 40 40～ 50 20～ 30 30～ 40 40～ 60 50～ 70 30～ 40 40～ 60 60～ 80 70～ 100 40～ 50 60～ 80 80～ 100 100～ 120 经计算，可得到每个弯曲工位工件校正部分投影面积： A1=44 mm2 ； A2=12 mm2 ； A3= mm2。 查表得 P=30～ 40（ Mpa），不妨取中间值 P=35 Mpa，代入公式 （ 11） ： 吉林大学本科生毕业论文。