20xx0403234_杨素双_体重秤连接板冲压工艺与模具设计

20xx0403234_杨素双_体重秤连接板冲压工艺与模具设计内容摘要：

位置时，下模座的底面之上模座的顶面的距离。 在设计模具时，它应与压力机的闭合高度相协调。 综合考虑各方面因素，可得出冲压模具的闭合高度为 207mm。 凹模设计 (1)凹模壁厚 凹模壁厚是指凹模刃口和外缘的的距离，如参考文献 [2]P628图 1414 所示。 凹模壁厚可按表 145[1]选择为 45mm。 刃口与刃口之间距离，其最小值和冲件材料的强度与厚度有关。 增大刃口之间的距离显然能提高模具的强度和寿命。 (2)凹模厚度 凹模厚度 h 可根据冲裁力从参考文献 [2] P629 图 1415 选择，最终得凹模厚度为20mm。 (3)刃壁高度 垂直于凹模平面的刃壁，其高度 h 可按下列规则计算： 冲件材料厚度 t≦ 3mm, h=3mm； 冲件厚度 t＞ 3mm, h=t。 当凹模需要更长寿命时，刃壁高度可以比上述增加，但应该带有斜度，以利于工件或废料漏下。 综上所述，通过查表 146[2]得矩形凹模的长度和宽度为 250140。 凸模设计 根据零件加工外形的需要，要选择凸模的结构形状。 (1)凸模长度 L 凸模长度一般要根据结构上的需要而确定。 初步确定凸模长度 L=70mm。 (2)由于凸模固定板是用于凸模的固定，二者采用 H7/r6 配合。 (3)核算 异形凸模的强度，可按凸模工作端面宽度 B 大于冲件材料厚度 t,按式147[2]核算刃口接触应力 p ，因为此时接触应力 K 大于平均压应力 。 ][ KK FLt (147) 式中 L— 冲件轮廓周长 (mm)； t— 冲件材料厚度 (mm)；  — 冲件材料抗剪强度 (Mpa)； 济南大学毕业设计 14 14 KF — 接触面积 ( 2mm ),取接触宽度为 t/2； K — 凸模刃口接触应力 (MPa)； [ ]— 凸模材料许用压应力，对于合金模具钢，可取 1800～ 2200(MPa)。 通过计算可得 K = 满足条件。 卸料装置设计 模具的卸料装置主要分为固定卸料板、弹性卸料板，固定卸料板有一定的厚度，用螺栓和销钉固定在下模座，能承受的卸料力比较大，常用于厚板冲压件的卸料。 而弹性卸料板受橡胶等零件的限制，卸料力较小，主要用于板厚在 以下的薄板的卸料工作。 综上分析，本零件 1mm 厚的薄板，不宜采用固定卸料板，则选用弹性卸料板，并且卸料板的厚度取 10mm。 导向装置设计 模具导向有导板、导柱、导套等几种方式，最常见的是导柱和导套导向。 导柱导套都是圆柱形，加工方便，加工方便，容易装配，并且由于此冲压零件的精度不高，选用 A 型。 此外，导柱和导套为间隙配合，要求配合表面坚硬和耐磨，并且有一定的韧性，常用 20 号钢制作，表面经过渗碳淬火，硬度为 HRC58～ 62，渗碳层深度 ～。 由于工作精度要求不高，而且材料不是太厚，模具间隙较小，故采用中间导柱式模架。 定位零件 模具上定位零件的作用是使毛坯或半成品在模具上能够正确定位。 根据毛坯形状，尺寸以及模具的结构型式，可以选用不同的定位方式。 原材料为卷料，则本套模具选用的是挡料销。 挡料销主要应用于条料或带料送进时定位，可分为固定式和活动式，选用的是 M8固定挡料销。 由于此 种挡料销的固定部分和工作部分的直径差别较大，不至于削弱凹模或卸料板的强度，并且制造简单，使用方便。 此卸料板安装在凹模上。 综上所述，这套落料模的结构要点如下： (1)凸模在上模座，凹模在下模座，这样有助于落料后，便于毛坯的取出，有利于安全操作，有助于保护模架刃口。 (2)上模采用弹性卸料装置。 弹簧的压力通过卸料板使废料从凸模上脱落；并且使用卸料螺钉，保证卸料板的运动精度。 (3)在装配上导套和上模座采用 H7/r6[5]过盈配合，导柱与下模座采用 H7/h6 的间隙配合。 (4)采用中间导柱模架导向。 济南大学毕业设计 15 15 图 4 落料模 M10 9.圆柱头内六角卸料螺钉 M10 10 导套 M10 15.模柄 模具材料的选用 济南大学毕业设计 16 16 凸模和凹模是在强压、连续使用和很大冲击的条件下工作，并伴有温度的的升高，工作条件极其恶劣的情况。 所以对凸凹模的材料要求有较好的耐磨性，耐冲击性，淬透性和切削性。 硬度较大，热处理变形 小，而且价格要低廉。 选用模具材料的原则，做到在满足使用条件下成本最低： (1) 根据冲压零件生产批量的大小。 (2) 根据冲压材料的性质，工序中种类冲模零件的工作条件和作用。 (3) 考虑模具材料的生产和供应情况。 结合上述原则，查参考文献 [4]，得： a. 凸模、凹模均采用 3Cr2W8V； b. 导柱、导套采用 20 钢； c. 挡料销、螺钉、垫板、凸模固定板采用 45 钢； d. 卸料板采用 Q235 钢； e. 上下模座采用 HT200。 部分模具材料要进行热处理，目的是为了消除机械加工应力和降低电火花加工层的硬度，以利于修磨。 模具装配图的绘制参考文献 [6][7][8][9][10]。 济南大学毕业设计 17 17 4 冲孔模具设计 冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序。 冲孔同落料一样都属于落料，其模具设计与落料模具设计有许多相似之处。 由于所冲孔比较多，并且各孔形状不不一致，所以凸凹模形状，选用组合模还是整体模是必须要考虑的问题。 冲孔模的结构与一般落料模结构相似，但是冲孔模，特别是冲小孔模具要仔细考虑。 冲孔模具设计时，必须考虑凸模强度，以防止凸模折断或破裂；还应考虑凸模能快速更换以及凸精确导向，提高冲模精度等问题。 凸凹模配置位置 由于此为单工序模，为了便于废料的排出，凸模在上、凹模在下。 由于冲孔后零件发生弹性收缩会会随凸模回程时移动，所以用弹性卸料板将工件卸下。 这样操作比较方便而且安全，能保证较高的生产效率。 凸模和凹模工作部分尺寸的计算 冲孔零件尺寸由凸模刃口尺寸决定，在生产过程中，凸、凹模刃口尺寸又因磨损而发生变化。 凸模越磨越小，凹模越磨越，大结果使间隙越来越大。 因此，当设计和制造模具时，取最小合理间隙。 在决定凸模和凹模工作部分尺寸时，必须遵循以下几个原则： (1)冲孔时，应先确定工作部分尺寸，其大小或等于孔的最大极限尺寸，以保证凸模磨损到一定尺寸范围内，能冲出合理的孔件。 凹 模公称尺寸应比凹模公称尺寸小一个最小合理间隙值。 (2)冲孔件的公差一般为单向正公差，假定冲孔件的公称尺寸为 d,工件公差为△，则冲孔件尺寸为 0d。 由表 23[1]查出 minZ 、 macZ ， 由于工件为简单形状，并且凸模和凹模分开加工，所以要分开标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差。 为了保证间隙值，必须满足以下条件： m i nm a x ZZdp  () 或取： )( m i nm a x ZZp  () )( m i nm a x ZZd  () 济南大学毕业设计 18 18 由表 26[1]查出凸模、凹模制造公差△，由表 27[1]查出系数 x 的值，根据计算公式： 0)( pxdd p  () dZdd pd  0m i n)( () 可计算出凸模和凹模的尺寸。 冲裁力的计算 (1)冲孔时，除了冲孔所用的力，工件从凸模上取出得力即卸料力要考虑到。 根据冲裁力的计算公式： (a)平刃口模具冲压Ф 孔，冲孔力为： NLtF   ； (b)冲压Ф 孔，冲孔力为： 7 5 4 53 0  F ； (c)冲不规则方孔，冲孔力： NLtF 3  ； (d)冲 的方孔： NF 1 7 4 8 93 0 4 ； (e)冲 的方孔： NF 1 5 2 8 33 0 。 把上面的力都整合到一起，则得， NFFFFFF 1 1 6 7 6 754321 总 (2)冲裁工作完成后，从工件上冲裁出的孔则沿着径向发生弹性收缩，会紧箍在凸模上。 为了将紧箍在凸模上的料卸下，则需一定的卸料力 卸P。 按下列 经验公式计算，即 FKF 1卸 () 式中。