冲压模具总体结构设计3.1模具类型根据零件的冲裁工艺方案,采用级进冲裁模.3.2操作与定位方式零件中批量生产,安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸较大，厚度较高，保证孔的精度及较好的定位，宜采用导料板导向，导正销导正，为了提高材料利用率采用始用挡料销和固定挡料销。3．3卸料与出件方式考虑零件尺寸较大，厚度较高，采用固定卸料方式，为了便于操作，提高生产率，冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。3．4模架类型及精度由于零件材料较厚，尺寸较大，冲裁间隙较小，又是级进模因此采用导向平稳的中间导柱模架，考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用Ⅰ级模架精度。4．冲压模具工艺与设计计算4．1排样设计与计算该冲裁件材料厚度较厚，尺寸大，近似方形，因此可采用横排和直排比较合理,如图4-11，4-12所示。4-1（横排）4-2（直排）对图4-12有：查表3-18，表3-19，表3-20，取a=3.5X1.2=4.2mm,a1=3.2X1.2=3.84mm,△=1.0mmZ=0.5mm.因此根据式3-13，条料的宽度为B=（Dmax+2a+z）==mm进距为:s=24+a1=24+3.84=27.84mm根据3-14，导板间距为：B0=B+Z=Dmax+2a+2z=99.3+0.5=99.8mm由零件图在CAD用计算机算得一个零件的面积为.58mm一个进距内的坯料面积:BXS=99.3X27.84=.51mm,因此材料利用率为:η=(A/BS)X%=(.58/.51)X%=65.39%同理可算得图4-11的材料利用率为60%.由利用率可知,图4-12的排样合理.4.2设计冲压力与压力中心,初选压力机.(1).冲裁力根据零件图,用CAD可计算出冲一次零件内外周边之和L=.96mm(首次冲裁除外),又因为τ=Mpa,t=4mm,取K=1.3,则根据式3-18,F=KLtτ=1.3X.96X4X=.99KN卸料力:查表3-22,取Kx=0.06,则Fx=KxF=0.06X.99=28.32KN推件力:由表3-28,根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h≥8mm,为了修模时能保证模具仍具有足够的强度,所以直壁高度取h=8+6=14mm,故n=h/t=14/4=3.5,查表3-22,取KT=0.09则FT=nKTF=3.5X0.09X.99=.68KN由于采用固定卸料和下出件方式,所以F∑=F+FT=.68+.99=.67KN由式3-23应选取的压力机公称压力为:P0≥(1.1～1.3)F∑=(1.1～1.3)X.67=.74KN因此可选压力机型号为JD21-80.(2)压力中心根据排样,我们可以在CAD里使用查询便能得出冲孔的压力中心,如图5-2所示先取原点在O处,则它的压力中心为A(48.76,-39.84),而落料各边的压力中心分别为B(0,-3);C(0,-21);D(45.2,0);E(45.2,-24);F(90.4,-12).由式3-31得:X0=(L1X1+L2X2+L3X3+L4X4+L5X5+L6X6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=(.15X48.76+6X0+6X0+90.4X45.2+90.4X45.2+24X90.4/.15+6+6+90.4+90.4+24=48.Y0=(L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5+L6Y6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=-(.15X39.84+6X3+6X21+90.4X0+90.4X24+24X12)/.15+6+6+90.4+90.4+24=-22.88所以由以上可以算得压力中心为G(48.11,-22.88)(3).计算凸凹模刃口尺寸及公差由于材料较厚,模具间隙较小,模具的间隙由配作保证,工艺比较简单,并且还可以放大基准件的制造公差,(一般可取冲件公差的1/4),使制造容易,因此采用配作加工为宜.由落料尺寸得,凹模会变小,所以得下图4-4以凹模为基准,配作凸模.如图4-4刃口尺寸由冲孔尺寸得,凸模尺寸变小,所以有图4-4以凸模为基准,配作凹模.如图4-4刃口尺寸图4-4刃口尺寸根据表3-9,由材料厚度可得Zmin=0.mm,Zmax=0.mm.如图4-22,由落料,凹模磨损后变大,有A1=24,A2=90.4.由表3-14,表3-15可得磨损系数X1=0.75,X2=0.5所以:Ad1=(A1max-x△)=(24-0.75X0.43)=23.68Ad2=(A2max-x△)=(90.4-0.5X0.5)=90.15由于Ad1,Ad2为落料尺寸,故以凹模为基准,配作凸模，所以落料凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，保证双面间隙值为0.32～0.mm.(2).由冲孔尺寸凸模磨损后变小有:b1=2.5,b2=5.5,b3=5.2,b4=6.5,b5=6,b6=12,b7=2而b5,b7为自由尺寸,其公差为IT14,所以查表可得△5=0.3,△7=0.25由表3-14,表3-16可得,磨损系数X1=X1=X5=0.5,X3=X4=X7=0.75因圆弧R6与尺寸12相切,故bp6不需采用刃口尺寸公式计算,而直接取bp6=2bp5.所以:bp1=(b1min+X1△1)=(2.5+0.5X0.25)=2.bp2=(b2min+X2△2)=(5.5+0.5X0.3)=5.65bp3=(b3min+X3△3)=(5.2+0.75X0.15)=5.bp4=(b4min+X4△4)=(6.5+0.75X0.2)=6.65bp5=(b5min+X5△5)=(6+0.5X0.3)=6.15bp6=2bp5=12.3bp7=(b7min+X7△7)=(2+0.75X0.25)=2.
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