基于三维的盖板复合模的设计与装配_毕业论文(编辑修改稿)

基于三维的盖板复合模的设计与装配_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

尺寸按凸模刃口的基本尺寸加上一个最小合理间隙值来确定。 （ 3）凸模和凹模刃口的制造公差，主要取决于冲裁件的精度和形状。 一般模具的制造精度比冲裁件的精度高 2~3 级，对于规则形状的制件，模具可按 IT6~7 级精度取其公差。 根据上述原则，就可确定凸、凹模的刃口尺寸及公差，但由于模具的加工和测量方法不同，在进行具体计算与尺寸公差标注时，其方法也不同，通常有两种： 凸模与凹模分开加工法和 凸模与凹模配合加工法。 凸模与凹模分开加工法适用于圆形或形状简单的冲裁件。 为了保证间隙在合理范围内，须满足δ 凸 +δ 凹 ≤ Zmax – Zmin，这就需要采用较小的 凸、凹模制造公差。 模具制造公差小，造成模具制造困难，成本提高，特别是单件小批生产时，采用这种方法更不经济。 配合加工法在加工时先按零件的尺寸和公差，计算出冲孔凸模或落料凹模的尺寸，并制造出来，然后以此为基准件，配制冲孔凹模或落料凸模，故只需要保证最小间隙即可。 为了满足生产，减小成本，本次设计选用配合加工法。 其计算方法如下： （ 1）落料：设零件尺寸为 DΔ ， 则 D 凹 =（ D –χΔ） +δ凹 式中： D 凹 —— 落料凹模刃口尺寸， mm； D 凸 —— 凹模刃口尺寸， mm ，按凹模实际尺寸配制，保证双边间隙 Zmin； Δ — — 零件公差， mm； 潍坊学院本科毕业论文 14 δ 凹 —— 冲孔凸模制造公差，取值为Δ /4； χ —— 磨损系数。 （ 2）冲孔：设零件尺寸为 d+Δ 则 d 凸 =（ d +χΔ） δ凸 式中： d 凸 —— 冲孔凸模刃口尺寸， mm； d 凹 —— 冲孔凹模刃口尺寸， mm，按凸模实际尺寸配制，保证双边间隙 Zmin； Δ —— 零件公差， mm； χ —— 磨损系数。 现在要冲压的零件如图 图 冲裁件尺寸图 凸模刃口尺寸计算如下： 据《冷冲压及模具设计》查表 28 得 δ凸 =– 查表 29 得 χ =1 ；Δ = 则： C 凸 =（ 7+1 ） +=+ 凹模刃口尺寸计算如下： 据《冷冲压及模具设计》 查表 28 得 A 尺寸： δ凹 =+ ； B 尺寸： δ凹=+ ； C 尺寸： δ凹 =+ 查表 29 得 χ = ；Δ = 则： A 凹 =( ) +=+ B 凹 =( ) + =+ R 凹 =( ) + =+ 冲裁工艺力计算 冲裁工艺力是使材料在冲裁工序中完成其分离所必需的作用力和其他附加力的总潍坊学院本科毕业论文 15 称。 它包括冲裁力、卸料力、推出力和顶件力。 计算冲裁工艺力的目的是为了合理地选用压力机和为设计模具提供重要依据。 冲裁力的大小主要与材料的性质、厚度和零件的展开长度有关。 用平刃口冲裁模冲裁时，其冲裁力可按下式计算 P 冲 =KL tτ 0 式中： P 冲 —— 冲裁力， N； K—— 系数，是考虑到模具刃口磨损，间隙不均匀，材料机械性能及厚度的波动等实际因素而给出的修正量，一般取 K=； L—— 冲裁件的周长， mm； t—— 材料的厚度， mm； τ 0—— 材料的抗剪强度， MPa。 查《冲压模具设计与制造技术》表 18，得 τ 0 =350N/mm178。 ，可得： 落料冲裁力： P 落 = (2 73+2 55+2π 10) 3 350 =435162N=435KN 冲孔冲裁力： P 孔 = 4 2π 3 350 ==12KN 、推件力和顶件力的计算 将紧箍在凸模上的料卸下所需的力称为卸料力；将卡在凹模中的料推出所需的力称 为推件力。 将卡在凹模中料逆着冲裁力方向顶出所需的力称为顶件力。 影响卸料力、推件力和顶件力的因素很多，主要有材料的机械性能、材料厚度、冲裁间隙、零件结构形状和尺寸以及润滑情况等。 在生产中，都是采用简单的经验公式来计算 P 卸 = K 卸 P 冲 P 推 =nK 推 P 冲 P 顶 =n K 顶 P 冲 式中： P 卸、 P 推、 P 顶 —— 分别为卸料力、推件力、顶件力， N； K 卸、 K 推、 K 顶 —— 分别为卸料力系数、推件力系数、顶件力系数，其数值可查表求得； P 冲 —— 冲裁力， N； n—— 同时卡在凹模洞口内的件数， n=h/t， h 为凹模刃口直壁高度， mm； t为料厚， mm。 查《冲压模具设计与制造技术》表 313， 314 得： K 卸 =~， K 推 =~，潍坊学院本科毕业论文 16 K 顶 =~ 取 K 卸 =， K 推 =， K 顶 =， 则：凸模卸料力 P 卸 1= 12KN= 凸凹模卸料力 P 卸 2= 435KN= 凹模推件力 P 推 = 435= 凸凹模顶件力 P 顶 = 12= 压力中心 分析 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。 为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。 否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。 在实际生产中，可能会出现由于冲件的形状 特殊或排样特殊，从模具结构设计与制造考虑不宜使压力中心与模柄中心线相重合的情况，这时应注意使压力中心的偏离不致超出所选用压力机允许的范围。 对于 简单几何图形压力中心的位置 (1）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上。 (2）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。 本次设计的冲裁件为规则几何图形 ,故模具的压力中心即为冲裁件的几休中心。 第 4 章 模具设计 凸、凹模结构设计 1．凹模的结构形式： 冲裁模常用的结构形式主要有： （ 1） 整体式凹模 整体式凹模结构简单，强度好，但在使用中，凹模刃口局部磨损、损坏就必须整体更换，同时由于凹模的非工作部分也采用模具钢材，所以，制造成本较高。 这种结构形式适用于中小型冲压件及尺寸精度要求比较高的模具 （ 2） 组合式凹模 组合式凹模工作部分和非工作部分是分别制造的。 工作部分采用模具钢制造，非工作部分则由普通材料制造，模具制造成本低，维修方便。 潍坊学院本科毕业论文 17 （ 3） 镶拼式凹模 拼镶式凹模常用于一些大型或形状复杂的凹模，以利于加工；对于个别部位容易损坏的凹模，也常常采用局部拼镶，以便于更换修理。 本次设计凹模选用整体式，凸凹模选用组合式。 2．凹模刃口形式 凹模的刃口形式有以下几种： （ 1） 圆柱形孔口凹模（图 、 b） 此种凹模刃口强度高，修磨后孔口尺寸不变，适用于冲裁形状复杂、精度要求较高的制件。 （ 2） 锥形孔口凹模 （图 、 d） 此种凹模孔内不易积存制件或废料，孔壁所受的摩擦力及胀形力小，一般用在精度要求不高、形状简单、材料厚度较薄的制件的冲裁。 （ 3） 凸台式孔口凹模（图 ） 此种凹模适用于冲裁。 本次设计凹模刃口选用圆柱 形孔口 b，凸凹模刃口选用圆柱形孔口 a。 图 凸模刃口形式 3．凹模结构尺寸的确定 冲裁时凹模承受冲裁力和侧向力的作用，由于凹模的结构形式不一，受力状态又比较复杂，目前还不可能用理论计算法确定凹模尺寸，在生产中大都采用下列经验公式概略的计算凹模尺寸。 凹模厚度 H=Kb 凹模壁厚 C=(~2)H（小型凹模） 或 C=（ 2~3） H（大型凹模） 式中： K—— 系数，可查表获得 ； b—— 冲裁件最大外形尺寸， mm。 形状复杂或制件尺寸较大时，凹模壁厚 C 应取较大值，且 C≥ 30~40mm；一般凹模厚度 H 不得小于 15mm。 据《模具设计与制造》查表 214 得 K=，则 H= 97=，取值 35mm； C= 20=30mm。 4．凹模材料和技术要求 凹模材料可与凸模相同或优于凸模，淬火硬度可与凸模相同或略高于凸模，如可取潍坊学院本科毕业论文 18 HRc60~64，具体硬度值要根据凹模所选用的材料和凹模的作用而定。 凹模刃口要锋利，强度要大，表面粗糙度 要小（一般为 Ra=~ m）外轮廓棱角要倒钝等。 凸模又称冲头，是冲模的关键零件之一，凸模本身按其作用又可分为工作部分和固定部分。 1． 凸模的结构形式 常见的凸模结构形式如表 41。 本次设计为了便于装配，选用第一种形式的凸模。 表 41 常用凸模形式 简 图 特 点 适 用 范 围 典型圆凸模结构。 下端为工作部分，中间的圆柱部分用以与固定板配合（安装），最上端的台肩承受向下拉的卸料力 冲圆孔凸模，用以冲裁（包括落料、冲孔） 直通式 凸模，便于线切割加工，如凸模断面足够大，可直接用螺钉固定 各种非圆形凸模用以冲裁（包括落料、冲孔） 断面细弱的凸模，为了增加强度和刚度，上部放大 凸模受力大，而凸模相对来说强度、刚度薄弱 凸模一端放长，在冲裁前，先伸入凹模支承，能承受侧向力 单面冲压的凸模 潍坊学院本科毕业论文 19 整体的凸 模结构上部断面大，可直接与模座固定 单面冲压的凸模 凸模工作部分组合式 节省贵重的工具钢或硬质合金 组合式凸模，工作部分轮廓完整，与基体套接定位 圆凸模。 节省工作部分的贵重材料 2． 凸模的固定方式 凸模在上模的正确固定应该是既要保证凸模工作可靠和良好的稳定性，还要使凸模在更换或修理时拆装方便。 常用的固定形式见表 42。 本次设计为了便于装配，选用第一种固定方式。 表 42 常见的凸模固定形式 结 构 简 图 特 点 1 凸模与固定板紧配合，上端带台肩，以防拉下。 圆凸模大多用此种形式固定 2 直通式凸模，上端开孔，插入圆销以承受卸料力 3 用于断面不变的直通式凸模，端部回火后铆开 潍坊学院本科毕业论文 20 4 凸模与固定板配合部分断面较大，可用螺钉紧固 5 用环氧树脂浇注固定 6 上模座横向开槽，与凸模紧配合，用于允许纵向稍有移动的凸模 7 凸模以内孔螺纹直接紧固于压力机，用于中小型双动压力机 8 用螺钉和圆销固定的凸模拼块，也可用于中型或大型的整体凸模 9 负荷较轻的快换凸模，冲件厚度不超过 3mm 3． 凸模长度的确定 凸模长度一般根据结构上的需要而确定，凸模长度过短则凸模不能插入凹模刃口内对板料进行冲切，若凸模过长又降低其工作时的稳定性。 凸模长度可按计算结果根据国标的长度系列选取。 凸模长度 L 的计算公式为： L=H 固 +H 卸 +H 导 +a 式中 H 固 —— 固定板的厚度， mm； H 卸 —— 固定卸料板的厚度， mm； H 导 —— 导尺厚度， mm 潍坊学院本科毕业论文 21 a—— 附加长度，它包括凸模的修磨量 、凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板的安全距离等，一般可取出 10~20mm。 本次设计为倒装复合模，凸模的长度根据固定板、凹模来计算，其中 H 固 =24mm， H 凹 =35mm，为了减小冲裁力，冲裁时应先冲孔，则须凸模略长一点，选定此距离为 4mm，则凸模的长度为 L=24+35+4=63mm。 4．凸模材料和技术要求 凸模大都用碳素工具钢和合金工具钢制造，如 T10A、 T12A、 CrWMn、 Cr1Cr12MoV、 9CrSi等。 凸模工作端（即刃口）淬硬至 HRc58~62(Cr1 Cr12WMn、 9CrSi等 )，凸模尾端淬火后回火，硬度为 HRc43~48 为宜。 不同的凸模技术条件不尽相同，通用的技术条件主要有：凸模顶面与凸模固定板装配后一起磨平；刃口要锋利不倒钝；工作部位表面光滑，粗糙度一般为 Ra=~ m；小直径的凸模轴端不允许打中心孔等。 卸料结构设计 冲裁模的卸料装置是用来对条料、坯料、工件、废料进行推、卸、顶出的机构，以便下次冲压的正常进行。 、推料和顶料结构 卸料结构是用于将条料、废料从凸模上卸下的装置，分刚性（固定卸料板）和弹性两种。 固定卸料板固定在凹模上面，卸 料力大，但无压料作用，多用于厚料冲裁模，凸模与卸料板单面有 ~。 弹性卸料板是利用弹簧或橡胶的弹压力进行卸料，除卸料外，还对毛坯有压料作用，。