K顶—顶件力系数 n —梗塞在凹模内的冲件数 K卸,K推,K顶可以分别由表3-8查取。当冲裁件形状复杂,冲裁间隙较小,润滑较差,材料强度高时应取较大的值,反之则应取较小的值。 K卸,K顶是选择卸料装置与弹顶器的橡皮或弹簧的依据,在计算冲裁所需的总冲压力时,应该根据模具结构的具体情况考虑K卸,K推,K顶的影响。 如下: 冲裁力 F=Kltτ=ltσb=270.4×0.6×392N=63702N 卸料力 F=K卸F=63702×0.06N=3822N 推件力 F=K推F= 63702×0.05×1=3185N 压力机所需总压力F总=63702+3822+3185=70709N 2.2.2凸模和凹模工作部分尺寸的计算 如下图所示 因本模具为落料模,单配加工时先加工凹模再以凹模为准配加工凸模。 冲裁间隙是指冲裁凸模和凹模之间工作部分的尺寸之差。 如下表查得: 赌锡带钢 Zmin Zmax 磨损系数X 0.6 0.048 0.072 0.75 凸凹模工作部分尺寸计算 制造模具时常以下两种方法来保证合理间隙: 一种是分别加工法。分别规定凸模的尺寸和公差,分别进行制造。用凸模和凹模的尺寸及制造公差来保证间隙要求。这种方法主要用于冲裁件的形状简单,间隙较大的模具或用精密加工的凸模和凹模的模具。 另一种是单配加工法,用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理间隙。加工后,凸模和凹模必须对号入座,不能互换。通常,落料件选择凹模为基准模,冲孔件选择凸模为基准模。在作为基准模的零件图上标注尺寸和公差,相配的非基准的零件图上标注与基准模相同的基本尺寸.但不注公差,然后在技术条件上注明按基准的实际尺寸配作,保证间隙值在Zmin~Zmax之内.这种方法多用形状复杂,间隙较小的模具。 该零件图的形状复杂易采用单配加工法。用单配加工法制造模具常用于复杂形状及薄料的冲裁件。在计算复杂形状的凹模和凸模工作部分的尺寸时,往往可以发现一个凸模或凹模上会同时存在着三类不同性质的尺寸需要区别对待。 A类:凸模或凹模在磨损后会增大的尺寸;有(a、d、e、g、j) B类:凸模或凹模在磨损后会减小的尺寸;有(b、i、)于冲裁件的 C类:凸模或凹模在磨损后基本不变的尺寸。有(c、h) 如上图: a=(105-0.75×0.87)=(1/4)*0.87 =104.30+0.21 000 0 b=(57-0.74/2+0.75×0.74)-(1/4)*0.74=57.185-0.185 c=(2.1-0.125)±1/8×(+0.25)=1.975±0.03125 =0.13 d= (20.8-0.75×0.52)+(1/4)*0.52 =20.41 00+(1/4)*0.62 +0.155 e=(32.9-0.75×0.62)0=32.4350 1/2*0.25 +0.125 f=(10)=10 g=(5-0.75×0.30)+(1/4)*0.30 =4.775+0.075 00h=(5.2-0.15)±1/8×0.3=5.05±0.0375 0 0 i=(75-0.74/2+0.75×0.74)-(1/4)*0.87=75.185-0.185 j=(100-0.75×0.87)+(1/4)*0.87 =99.3475+0.2175 00+0.125 k=20 +(1/2)0.3 l=50=5+0.125 0+0.125 m=f=10 凸模与凹模实际尺寸配制,保证间隙为Zmax=0.072-Zmin=0.048之间。 2.2.3凹模的外形尺寸确定 凹模的外形尺寸一般有矩形和圆形两种。凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度和刚度。凹模的厚度还应考虑修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲材件的最大外形尺寸来确定的。该凹模的外形为矩形。 凹模厚度 H=Kb (≥15mm) 凹模壁厚 c=(1.5~2)H(≥30~40mm) 式中 b—冲裁件的最大外形尺寸; K—系数,考虑板料厚度的影响。 查表: 表4-3系数K值 料 厚 t/mm b/mm 0.5 1 ≥200 0.1 0.12 K取0.12mm H=KB(≥15mm)=0.12×115=13.8 H取22mm c=(1.5~2)H( ≥30~40mm)=(1.5~2)×20=30~44mm 根据本次需要 c取39 凹模一般采用螺钉和销钉固定。螺钉和销钉的数量、规格及它们的位置根据凹模的大小,在标准的典型组合中查得。位置可根据结构需要作适当调整。螺孔、销孔之间以及它们到模板边缘尺寸,满足机械设计的要求。凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直,上、下平面应保持平行。型孔的表面有表面粗糙度的要求 Ra=0.8~0.4μm。凹模材料选择与凸模一样,但热处理后的硬度应略高于凸模。 2.2.4 凸模固定板的确定 凸模固定板的外形尺寸一般与凹模大小一样,一般选择0.6~0.8倍的凹模厚度确定,也可以通过标准查得,基本与凹模外形尺寸相当。这里取0.8倍,H凸=0.8×20=20mm. 2.2.5凸模的外形尺寸确定 凸模的外形尺寸有凹模配做。凸模的长度L=H1+H2+H3+Y 式中: H1—为凸模固定板的厚度 H2—为卸料板的厚度 H3—为导料板的厚度 Y—为附加的长度,包括凸模刃口尺寸的修磨量,凸模进入凹模的深度(0.5~1mm) ,凸模固定板与卸料板的安全距离A等。其中A取15~20. L=18+14+4+19+2(为铆接留的长度) 2.2.6 导料板的确定 导料板的作用是导正材料的送进方向导料板的间距应等于条料的最大宽度加上一定间隙(一般不大雨0.5mm)导料板的高度H视材料的厚t与挡料销的高度h而定,可查表取得。 材料厚度t/mm 挡料销高度h/mm 导料板高度h/mm 0.6 3 6 2.2.7卸料装置的确定 冲裁时,条料容易粘在凸模上,固需要卸料装置,来使条料脱离凸模。 本模具的卸料装置选择弹性卸料板。由卸料板、弹性元件、卸料螺钉组成。 卸料板形状与凹模相似,厚度h=14mm 2.2.8 模柄的选用 模柄选择压入式模柄,大小根据压力机模柄孔来选择。材料为Q235,可参照GB2862.1-81查表。 2.2.9冲模闭合高度计算 H=h1+h2+h3+h4 式中: h1 为凸模垫板厚度 h2 为凸模高度 h3 为凹模厚度 h4 为导料板厚度 H=10+57+22+6=95 2.2.10压力机的选择 压力机的选取主要根据模具工艺计算所求出的最大压力,以及模具闭合高度。 查表,得所选压力机及参数如下: 型号:J21-40 标称压力:400KN 滑块行程:80mm 行程次数:80次/min 最大装模高度:330mm 连杆调节长度:70mm
工作台尺寸前后*左右:496×700mm 模柄孔尺寸直径*深度:υ50×70mm
电动机功率:5.5KW
第三章 模具设计
3.1凹模结构
凹模的外形一般有圆形和矩形两种,本模具采用矩形。凹模的外
形尺寸应保
证有足够的强度、刚度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的,考虑到模具寿命,所以采用
刃口强度较高的凹模,故选用CrWMn为凹模材料。
凹模洞口的类型
常用凹模洞口类型如图所示型为直筒式刃口凹模。因为其制造方后工作
部分尺寸不变。本模具即使用此类型。
凹模制造方便,刃口强度高,便于刃磨
3.2 凸模结构
凸模有两种基本类型。一种是直通式凸模,其工作部分的形状与尺寸作成一样;另一种是阶梯式凸模工作部分与固定部分的形状与尺寸不同。本模具采用前者,可以采用成型磨削、线切割等方法加工,这种凸模的工作应进行淬火,长度
约为1/3h。另一端处于软状态,便于与固定板铆接。
凸模:
3.3凸模固定板结构
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