灯罩设计说明书Word文档格式.docx
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方案二:
落料、拉深成近似锥形件复合——二次拉深成尺寸要求——冲孔Φ26.5与2*Φ3.5——冲孔3*Φ4.5、切边复合。
如图4所示
a)落料、一次拉深b)二次拉深
c)冲孔d)冲孔、切边
图4
方案三:
落料、拉深成近似锥形件复合——二次拉深、冲孔Φ26.5——冲孔2*Φ3.5、孔3*Φ4.5、切边复合。
如图5所示
b)二次拉深、冲孔
图5
冲压工艺方案分析:
毛坯展开直径D
外形尺寸如图6
图6
工序1:
落料,下料尺寸Φ130mm*1mm。
拉深成近似锥形件(如图7所示)。
工序2:
二次拉深成锥形件尺寸要求。
工序3;
冲孔Φ26.5、2*Φ3.5、3*Φ4.5,切边
中间孔Φ26.5与孔3*Φ4.5同一工序冲裁出,生产效率高。
但是由于孔Φ26.5与孔Φ3.5孔边距仅为1.5mm,过小,凸模安装不方便,且可能影响孔的工艺性,故不采用方案一。
工序3:
冲孔Φ26.5、2*Φ3.5。
工序4:
冲孔3*Φ4.5、切边。
中间孔与凸缘上的孔分开冲,凸模安装较方便,但生产效率低,故不予采用。
二次拉深成锥形件尺寸要求、冲孔Φ26.5.
冲孔2*Φ3.5、3*Φ4.5,切边。
工序较少,所有小孔同一工序冲裁出,能保证孔的工艺性,生产效率高。
且凸模制造安装方便,故采用方案三。
图7
四、排样图设计及材料利用率计算
排样搭边查文献【1】表2-13得:
工件件搭边a=0.8,侧面搭边a1=1.0
条料宽B=130+2*(1+0.7)+0.5-0.7=133.2
排样图如图8所示
图8
材料利用率:
查文献【1】公式2-21
式中A——冲裁件面积(包括冲出的小孔在内)(mm2);
n——一个进距内冲件数目;
B——条料宽度(mm);
h——进距(mm);
确定是否使用压边圈:
根据毛坯相对厚度100t/D=100×
1/130=0.77
查文献【1】表4-18可知不用压边圈。
根据毛坯相对厚度100t/D=0.77
拉深件相对高度h/d=50/70=0.71<
0.8
材料相对厚度t/D=1/130=0.008=0.8%<
1.5%
锥形件大端与小端直径差为70/40-1≈0.59=59%
可知该制件为中等深度拉深件,需先拉成近似锥形,再拉深成型。
五、工序压力计算及压力中心确定
拉深力查文献【1】P157公式
式中K——修正系数
查文献【1】表4-20得K=0.4;
F拉=0.4×
3.14×
130×
1×
400=65312N
落料冲裁力查文献【1】公式2-2;
式中L——冲裁件周边长度(mm);
t——材料厚度(mm)
σb——材料的抗拉强度(MPa);
工序一:
拉深力:
落料冲裁力:
周长L=130×
π=408.2
查文献【2】表D-22得:
08钢的抗拉强度取σb=400MP;
工序二:
周长L=26.5×
π=83.21
工序三:
冲裁力:
周长L=
08钢的抗拉强度取σb=400MPa;
式中K卸查文献【1】表2-2可知
:
采用弹性卸料装置和下出料方式
压力中心的确定:
由于制件除去3*Φ4.5三个孔外,毛坯和各工序件均为轴对称图形,而且只有一个工位,所以压力中心即为3个Φ4.5孔的压力中心
所以压力中心如图9所示
图9
六、冲压设备的选择及校核:
由于该制件较小,且精度要求不高,故选择开式可倾压力机。
它具有工作台面三面敞开,操作方便,成本低廉的优点。
根据
选择分别选择公称力250KN、100KN、160KN的压力机,型号为J23-25、J23-10、J23-16。
校核:
只需校核拉深压力机
深拉深时,
将数据代入上式,得出工序一250KN压力无法满足要求,改选400KN压力机,
工序二100KN压力机无法满足要求,故改选160KN压力机。
最终确定压力机为J23-40、J23-16。
七、模具工作零件刃口尺寸及公差的计算
落料凸、凹模
刃口尺寸:
由于是落料件,首先确定凹模刃口尺寸
双面间隙查文献【1】表2-7可知Zmin=0.050,Zmax=0.080
根据未注圆公差取国家标准非配合公差IT10查文献【1】表2.4可知Δ=0.160
查文献【1】公式(2-11)
之中Ad——凹模刃口尺寸(mm);
A——工件标称尺寸(mm);
Δ——工件公差(mm);
δb——凹模制造偏差(mm),δb=Δ/4;
凹模磨损尺寸变大:
凸模尺寸按照凹模尺寸配制,保证双面间隙Zmin~Zmax=0.050~0.080
切边凸、凹模
根据未注圆公差取国家标准非配合公差IT10查文献【1】表2.4可知Δ=0.140
切边凹模形状如图10所示
图10
冲孔Φ26.5凸、凹模:
由于是冲孔件,首先确定凸模刃口尺寸
根据未注圆公差取国家标准非配合公差IT10查文献【1】表2.4可知Δ=0.084
之中Ap——凸模刃口尺寸(mm);
δp——凹模制造偏差(mm),δp=Δ/4;
凸模磨损尺寸变小:
凹模尺寸按照凸模尺寸配制,保证双面间隙Zmin~Zmax=0.050~0.080
冲孔Φ4.5凸、凹模:
根据未注圆公差取国家标准非配合公差IT10查文献【1】表2.4可知Δ=0.048
冲孔Φ3.5凸、凹模:
凹模尺寸按照凸模尺寸配制,保证双面间隙Zmin~Zmax=0.050~0.080。
拉深凸、凹模
拉深间隙:
查文献【1】表4-21可知Z=1.1t=1.1×
1=1.1
按外形尺寸,拉深凸凹模工作部分查文献【1】P163公式;
根据未注圆公差取国家标准非配合公差IT10查文献【1】表2.4可知Δ=0.10
查文献【1】表4-23可知δp=0.03,δd=0.05
图11
将数据代入计算得:
凹模尺寸:
凸模尺寸:
按内形尺寸,拉深凸凹模工作部分查文献【1】P163公式;
凸模尺寸:
根据未注圆公差取国家标准非配合公差IT10查文献【1】表2.4可知Δ=0.12
将数据代入计算得
凹模尺寸:
拉深凸凹模圆角:
圆角按制件要求R=2
拉深工作行程=50
八、模具零件的选用、设计及计算
凹模
凹模厚度:
根据文献【1】P224,高度H=Kb
式中b——冲压件最大外形尺寸
K——系数考虑板材厚度的影响,其值可查表8-1。
查文献【1】表8-1得K=0.22
代入数值得H=0.22×
98=21.56,故凹模高度取22mm。
凹模壁厚B=1.5×
22=33mm。
凹模长宽尺寸:
根据文献【1】可知壁厚B=31故凹模长宽均为33+98=164。
刃壁高度:
根据冲件料厚t≤3mm,刃壁高度h0=3mm
模架的选择
选用铸铁对角滑动导柱模架。
根据凹模尺寸查文献【3】表5.1-2选择
上模板:
160×
40;
下模板:
45;
导柱:
28×
17032×
170;
导套:
100×
3832×
38;
上模板、下模板、导柱、导套、分别查文献【3】表5.1-12、5.1-13、5.1-36、5.1-39获得设计尺寸。
凸模
凸模长度:
式中h1——凸模固定板厚度(mm);
h2——卸料板厚度(mm);
a——附加长度,它包括凸模的修模量、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。
可取10~20mm,取20mm。
代入数据可得
孔Φ3.5L=77mm
孔Φ4.5L=30mm
孔Φ26.5L=78mm
凸凹模
凸凹模高度:
H=h=50
卸料板
根据材料厚度:
t=1,选择弹性卸料板。
卸料板厚度:
查文献【2】表14-10可知h0=10
卸料板长宽尺寸与凸凹模一致。
卸料板工作行程:
H3=(t+1)=2
卸料螺钉
查文献【3】表5.2-63选择L=55;
d=M8
查文献【1】P255
卸料窝高度:
式中h——卸料板行程(mm);
a——修磨量(mm),一般去5mm;
dk——卸料螺钉头高度(mm)查文献【3】5.2-62可知dk=6mm;
b——安全间隙(mm)一般取2~6mm;
代入数据得H=15~19
卸料窝高度核算
式中H1——上模板厚度(mm);
H2——凸凹模厚度(mm);
c——开模后凸凹模藏入卸料板的距离(mm)一般为一个板料厚度;
H3——卸料板厚度(mm);
L——卸料螺钉杆长度(mm)查文献【3】5.2-16选择L=55;
代入数据得H=19满足所选螺钉长度要求,定卸料螺钉窝深H=19
弹簧
根据F卸=8990N初选4个弹簧,此时每个弹簧负担的卸料力里为747.5N。
冲裁时弹簧的总压缩量为
式中h1——弹簧的预压量(mm);
h2——卸料板的工作行程(mm);
h3——修磨量(mm)同上取5mm;
代入数据得H1=h1+7
查文献【9】表4-36得弹簧直径d=6mm中径D=20mm,工作极限负荷Fj=3000N,自由高度h0=65mm;
工作极限负荷下变形量hj=19.32mm。
该弹簧在预压量h1时,卸压力达747.5N,即
mm
故H总=(7+11.79)mm<
hj满足要求。
弹簧装配高度h装=h0-h1=(65-11.79)=53.21mm
模柄
查文献【2】表C-1可知压力机模柄孔为Φ30×
55
查文献【8】表10-45可知模柄各项尺寸
内六角螺钉
该副模具有三种规格的内六角螺钉。
尺寸查询文献【6】附表19
校核压力机闭合高度
模具闭合高度为
式中h1——上模板厚度(mm);
h2——下模板厚度(mm);
h3——凹模厚度(mm);
h4——凸模固定板厚度(mm)
h5——卸料板厚度(mm)
a——附加长度(mm)
代入数据得H=190mm
查文献【2】可知压力机Hmax=220mmHmin=(220-60)=160mm
故该模具设计闭合高度符合压力机要求。
九、模具装配图
图12冲孔、切边复合模
1—下模板2、12、17、18—圆柱销3—凹模4—定位板5—凸凹模6、13、19—内六角圆柱头螺钉
7、21—凸模8—切边凹模9—卸料板10—垫板11—上模板14—卸料螺钉15—模柄16—弹簧
20—凸模固定板22—导柱23—导套
十、冷冲压工艺卡
福建工程学院
冷冲压工艺过程卡片
产品图号
零件图号
文件编号
产品名称
灯罩
零件名称
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材料牌号
材料规格
毛坯尺寸
每毛坯
件数
毛坯重量
辅助材料
08F
Φ98×
83×
1
Φ130×
6
工序号
工序名称
工序内容
加工简图
设备工装
工时
下料
剪板机上剪裁133.2×
800
剪板机
2
落料、拉深
落Φ130*1的了,并拉深成如图所示形状.
J23-40
3
拉深、冲孔
拉深成尺寸要求,冲孔Φ26.5
J23-16
4
冲孔、切边
冲孔Φ4.5、Φ3.5,切除多余材料
J23-16
5
检验
按产品图纸检验
标记
处数
更改文件号
签字
日期
设计(日期)
班级/学号
标准化(日期)
会签(日期)
审核(日期)
王振福(09-12-22)
材料0601/1506101127
十一、设计心得
通过两个星期的冲模设计,是对以前所学知识的综合运用,做到学有所用,强化了CAD的应用能力。
既检验了自己的学习,也锻炼了自己的能力,巩固了所学的冲压知识,对以前感到困惑的知识点,通过此次设计,得到了解决。
同时感谢陈胤老师的细心指导和耐心答疑及同学的帮助。
谢谢!
参考文献
1.姜奎华主编。
冲压工艺与模具设计。
北京:
机械工业出版社,1998
2.冲模设计手册编写组编著。
冲模设计手册。
机械工业出版社,1999
3.肖祥芷、王孝培主编。
中国模具工程大典.第4卷。
电子工业出版社,2007.3
4.杨占尧、杨安民主编。
冲压模典型结构100例。
上海科学技术出版社,2008
5.邢闽芳主编。
互换性与技术测量。
清华大学出版社,2007
6.朱冬梅、胥北澜主编。
画法几何及机械制图.北京高等教育出版社,2000
7.杨占尧主编。
冲压模具典型结构图例。
化学工业出版社,2008
8.曹立文、王东、丁海娟、郭士清编。
新编实用冲压模具设计手册。
人民邮电出版社,2007
9.薛啟翔编著。
冲压模具设计和加工计算速查手册。
化学工业出版社2007