弹簧片冲压模具设计毕业设计

弹簧片冲压模具设计毕业设计内容摘要：

多工位级进模条料排样图对模具设计的影响非常大，它决定工位是否分布合理，条料是否能在冲压过程连续送料，是否便于制造维修和刃磨。 该弹簧片零件 排样方式和材料利用率如下： 绘 排样图如 : 排样方案一 ： 图 直排排样图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 排样方案二 ： 图 横排排样图 若采用方案一，则不能保证模具的 强度， 连续冲裁过程中，零件容易卡在凹模 中，不容易被带出模具。 若采用方案二，则正好解决 方案一的缺点。 排样图如 图 所示 ： 图 冲压工艺图 如图 所 示 ，第 1 工位 为侧刃 切边 及冲两方孔和 10 圆 孔，第 3 工位 为切废料，第 4 工位为弯曲 ，第 5 步为空工位 ，第 6 工位 为侧刃切边，第 7 工位 为冲断 ，成品由废边料推进再通过凹模 的斜面滑下，在第二工步中增加导正销 定位，使条料在冲裁时 精确定位，不偏斜。 计算 材料利用率 衡量排样 合理性 、经济性 的指标是材料利用率。 计算公式如下：一个进距内的材料利用率  为 : 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7  =nABh 100% （ ） A冲裁件面积 (mm2)； n— 个步距内零件 数目； B— 条 料宽度（ mm） ； h步 距（ mm）； 总的材料利用率  ： ∑＝ NABL 100% N一张板料上冲件数目； L板料长度； 方案一 ： 根据以上公式， 由 图 、图 可 知， n=1， B=， L=23mm 面积 222 2 1 3 2 . 6 1 2 02 ( ) 1 0 2 ( ) 1 0 5 4 0 . 12 2 2lA r d l           mm2 l — 工件 垂直 送料方向的 宽 度 （ mm）。 2r — 工件外圆 半径， 222dr。 1l — 工件 沿 送料方向的最小 长 度（ mm） B=， h=23mm,n=1 因此材料的利用率为： 1 5 4 0 . 11 0 0 % 1 0 0 % 5 2 . 6 5 %4 4 . 6 2 3nABh      方案二： 根据以上公式， 由 图 2图 23 知， n=1， B=32， L= 面积 222 2 1 3 2 . 6 1 2 02 ( ) 1 0 2 ( ) 1 0 5 4 0 . 12 2 2lA r d l           mm2 式中 l — 工件沿送料方向的长度（ mm）。 2r — 工件外圆半径， 222dr。 1l — 工件垂直于送料方向的最小宽度（ mm） 算得 B=32mm， h=,n=1 所以 材料的利用率为： 1 5 4 0 . 11 0 0 % 1 0 0 % 4 7 . 3 9 %3 2 3 5 . 6 1nABh      虽然方案一的材料利用率比 方 案二 高，但是方案一不便于级进模的设计，在工件弯曲后送料和落件都困难。 因此仍选方案二。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 条料宽度的确定 排样方案和搭边数值确定后，就能确定条料宽度和步 距。 料宽的确定原则：最小料宽要保证冲裁时足够的搭边值，最大 料 宽要能在冲裁时顺利的 在 条料之间送进，并与条料间有一定的间隙。 所以在确定料宽时必须考虑模具 结构中是否采用侧压装置和侧刃，根据不同结构分别进行计算。 弹簧片零件模具采用侧刃定距，料宽图形如图 所示，料宽 应按下式 进行 计算 图 双侧刃时条料宽度的计算 001( 2 )B D a nC      （ ） B— 条料标称宽度（ mm）； D— 工件垂直于送料方向的最大尺寸（ mm）； n— 侧刃数 ； C— 侧刃冲切的料边宽度（ mm）；  — 条料宽度公差（ mm）； 1a — 侧搭边（ mm）。 查文献的表 剪切条料宽度差知  =，查表 知 侧刃冲切的料边宽度C=,冲切后条料宽度与导料板间的间隙 1 。 该模具采用双侧刃定距，故侧刃数n=2； 表 得条料与导料板之间的间隙 0 。 工件垂直于送料方向的最大尺寸 D=20mm 考虑到通过冲废料来实现落料凸模的结构复杂以及凸模的磨损后修模，凸模的强黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 度等材料的宽度在工件的两边各加 2mm， 所以， 工件垂直于送料方向的最大尺寸 1D=D+4=24mm。 搭边值查文献 得 a=2mm， 考虑凸模强度和磨损等取 a=3mm， 1a =3mm 0 0 0 01 0. 4 0. 4( 2 ) ( 24 2 3 2 1. 5 ) 33B D a nC             mm 导料板间距离 计算公式为 ： 0A B b 或 112A D a b   （ ） 式中 1b ， 1a 同上。 0b — 条料与条料板间的间隙（ mm）； 侧刃定位前 导料板间距 ： 0 33 B b    mm 侧刃切边后导料板间距 ： 112 24 2 3 31. 6A D a C b         mm 步距精度 ： 步距精度直接影响制件精度，因为 步距误差，不仅影响分段切割余料 ，导致外形尺寸误差，还影响制件内外形 相对位置， 影响步距精度的因素很多，归纳起来有：冲件的精度等级、形状复杂程度、 模具工位 数、 制件材料与厚度、冲裁 时条料的送进方式和定距形式等。 本排样图的步距 ： A=B+a=+3=. B平行于送料方向制件 件的宽度； a制件 间的搭边值。 定距方式 ： 级进 模的定距方式一般来说 主要有定位钉定距、侧刃定距、侧刃导正销定距和自动送料机构定距等 4 种。 其中定位销大多用于料厚加工送料的普通级进 模，单纯采 用侧刃定距的多工位级进模，由于侧刃凸模有制造误差以及侧刃刃口钝化 影响侧刃的步距精度。 所以该模具采用侧刃导正销定位 方式。 由侧刃初定位，导正销做精定位 ，采用自动送料机构 进行 送料。 计算 冲裁力 计算冲裁力 目的是为了合理的 设计模具 和选择压力机 ,压力机的最大压力 必须大于所计算的冲压力 ,以满足 要求。 冲裁力的大小主要与材料力学的性能 、 厚度及冲裁件 周长 有关。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 该制 件的材料厚度 ： t= 材料的抗剪强度查表得 ：  =460MPa 系数 ,模具间隙的波动 ,材料力学性能的变化及材料厚度偏差系数 ,一般去 K=。 查表得材料 锡青铜 抗拉强度为 ： 表 材 料 b 抗拉强度 对于该零件 ,要求有较高的硬度 ,故材料的抗拉强度选 应为 600MPa,材料的 抗拉强度 ,为计算方便 ,也可用下式计算冲裁 力 F(N)： F=Lt b （ ） L为冲裁件周边长度（ mm） ； t材料厚度（ mm）； b 材料抗拉强度（ MPa）。 计算 各部分 周长 L： 两个方形孔周长： L1= 2 ( 2 2 4 4) 24    mm 中心圆周长： L2= 1d = 10= 大圆周长： L3=22 4 0 2 3 . 1 4 2 0 4 1 . 8 72 6 0 3d    mm 延伸部分的 边 长 ： 周长： L4= 14 2 10l    4 +2 10=。 冲废料的凸模周长 ： 5 2 4 ( 3 ) 2      mm 落件凸模周长： L6=2 3=6mm 材料状态 抗拉强度b (MPa) 软 300MPa 硬 500~700MPa 特硬 650MPa 1 3 2 .6 5 c o t 3 0 7 .6 42l m m  黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 总周长： L=L1+L2+L3+L4+L5+L6=24+++++6= 冲裁力： F=Lt b =  600=68115N 侧刃冲裁力 ： F1= 600 106 83bL t N     F2= 600 106 83bL t N     计算 卸料力及推件力 无论采用什么形式的刃口冲模，冲裁完成后，因为弹性变形，在板材上冲裁出的废料或制 件孔径沿着径向 都会发生弹性收缩，会紧套在凸模上。 而冲裁下来的制件或废料会沿径向扩张， 所以会卡在凹模内。 为了使冲裁 操作方便 ， 过程连续，就需要把套在凸模上的料卸下，把卡在凹模内的 制件和废料取 出。 从凸模上将零件或者废料卸下来所需的力 叫做 卸料力 ： F卸 ，顺着冲裁方向将制件或废料从凹模内推出的力叫做 推件力 ： F推 ，逆着冲裁方向将制件或废料从凹模内 顶 出的力叫做 顶件力 ： F定。 F推 、 F卸 、 F定 是由 于压力机和模具卸料、顶件装置而产生。 影响这些力的 主要因素 有材料力学性能、模具间隙、材料厚度、凸 凹模表面粗糙度 、零件外形 和尺寸以及润滑 等情况。 用实际生产中的经验公式计算。 查文献的 42 页 表 29 得 ，卸料力、推件力和顶件力系数。 K卸 为 ， K推 为 由公式 F K F卸 卸 可 得 ： 0. 05 5 66 31 5 36 47 .3 25F K F   卸 卸 N 由公式 F K F推 推 可 得 ： F K F推 推 0 .0 6 3 6 6 3 1 5 4 1 7 7 .8 4 5  N 本模具采用弹性卸料装置和下出料方式的总冲压力： 12F F F F F F    总 冲 卸 推=68115+++10683+10683= 计算 弯曲力 弯曲力的计算 与毛坯尺寸 (B,t),材料力学性能 ,凹模支点距离 等因素 有关 ,同时还和弯曲形式及 模具结构 形式 等多种 因素 有关。 因此生产中经常采用经验公式来计算弯曲力。 最大自由弯曲力 (N)： （ ） 21 CKBtF rt 自黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 C与弯曲有关的系数 ,对与 V形件 C 取。 对于 U形件 C 取 K安装系数 ,取。 B料宽 (mm)。 t料厚 (mm)。 r弯曲半径 (mm)。 b 材料强度极限 (MPa). 弹簧片为 V 形弯曲 ,参数 C 取 ,K 取 ,大圆的宽度 1B =10mm, 2B=20mm,t=, 1r =,2r =12mm。 代入 得 ： 21 CKBtF rt 自 20 .6 1 .3 1 0 0 .51 .5 0 .5 60 0 58 5 N     222 0 . 6 1 . 3 2 0 0 . 5 6 0 0 1 8 7 . 21 2 0 . 5C K B tFNrt      自 总的自由弯曲力： 122 2 58 5 18 7. 2 13 57 .2F F F N      自 自 自 校正 弯曲 力 为提高弯曲件的精度，减小回弹，在板料 自由弯曲 的结束 阶段， 凸模继续将弯曲件压靠在凹模上，其实质就是对弯曲件圆角和直边进行精压， 校 正弯曲。 此时，弯曲件受到凸模的挤压，弯曲力急剧增大。 校正弯曲力计算公式 ： F pA校 （ ） p单位面积上的校正力（ MPa）； A校正面垂直投影面积（ 2mm ） 查表 315 得： p=60MPa 圆形部分 面积 ： 221 2 1A r r   2 2 2（ 10 5 ） = 伸出部分 面积 ： 2222 1 6 0 12 1 0 5 . 0 9 ( 1 0 5 c o t 3 0 ) 2 8 3 . 6 83 6 0 2A r m m         两小孔 面积 ： 23 2 2 4 16A m m    黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 则 ：。