《轴瓦冲裁自动送料机构及模具设计.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轴瓦冲裁自动送料机构及模具设计.pdf（52页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、轴瓦冲裁自动送料机构及模具设计摘要关键词：轴瓦模具复合模目录1前.11.1背景.11.2 冷冲模成形特点.11.3 发展趋势.11.4 本文主要研究内容.22工艺方案的选择.32.1 零件的工艺性分析.32.2 模具的结构形式.32.2.1 冲裁力的计算.42.2.2 卸料力、推件力和顶件力的计算.43冲压模具设计.63.1 排样.63.2 模具压力中心的确定.63.3 压力机的选择.73.4 模具主要零部件的设计.73.4.1 冲孔凸模的结构设计.83.4.2 凸凹模的结构设计.93.5 冲压模具标准件的选择.10351模架的选择.103.5.2 挡料销.123.5.3 卸料装置.133.5
2、.4 推件装置.133.5.5 导向零件设计与标准.133.5.6 模柄的选用.143.5.7 凸模固定板与垫板.143.5.8 冲压模具结构图.164自动送料机构总体方案设计.175自动送料机构的设计.195.1 辐轴送料机构的原理、机构及工作过程.195.2 结构特性.205.2.1 辐子.205.2.2 压紧装置.215.2.3 抬辐装置.226驱动机构.246.1 送料进距调节装置分析.246.2 送料精度的分析.246.3 间歇运动机构.256.4 齿轮的设计及校核.256.5 轴的设计及校核.296.6 轴承的设计和校核.326.7 键的设计和校核.327润滑与密封.357.1 润
3、滑.357.2 密封.35结论.36致谢.37参考文献.381前言随着现代化大工业的飞速发展，加上用模具加工成型产品具有生产效 率高、产品质量稳定、互换性好、材料利用率高、操作简单、安全性好、工人劳动强度低、适用范围大、产品成本低等诸多优点，在电子、仪器、航空、汽车、摩托车、船舶制造、文化用品、医疗器械、日常生活用品及 各种产品包装等生产行业中，均得到了非常广泛的应用10很多产品中，有很多组成零件是用模具或经过模具制作出来的，其比例有的竟达到百分之八十以上。所以，模具已成为制造业不可缺少的 重要组成部分。1.1 背景目前，我国在冲压工艺上与许多国家存在很大的差距。冲压的机械化 和自动化程度较低
4、。美国680条冲压线中有70%为多工位压力机，日本国 内250条生产线有32%为多工位压力机1,而这种代表当今国际水平的大 型多工位压力机在我国的应用却为数不多。要改变当前大部分还是手工上 下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提高机械化、自动化程度。争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造，使尽早达到当今国际水 平。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。自动送料装置的驱动 或者这些装置与压力机的联系，必须依靠一些常用机构。由于这些机构的 有机配合和协调动作，使各部分按预期的规律运动，从而完成加工工艺、送料与卸料。辑式送料装置是各种送料装置中使用最广泛的一种，既可以用于卷料,又可以用
5、于条料。按辐轴安装的型式，辐式送料有立辐和卧辐之分。卧辐 又有单边和双边两种。单边辐轴一般是立式的，少数也用拉式。双边卧辐 是一推一拉的。双边辐式送料比立辐和单边卧辐送料通用性强，能应用于很薄的条料，保证材料全部被利用2。适当大出料辐的直径，使出料辐的 线速度比进料辐大2-3%,就能使两对辐轴之间的条料具有一定的张力，避免条料挠曲，保证送料顺利进行，提高冲压精度。1.2 冷冲模成形特点冲压模具在冷冲工中，是将材料（金属或非金属）加工成零件（或半 成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压是在 室温下，把金属或非金属板料放在模具内，通过压力机和模具对板料施加 压力，使板料发生分
6、离或者变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法 3o冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压 件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模 具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要 标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。1.3 发展趋势制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被各种复合材料或高分子材料 替代。在模具设计与制造中，开发并应用CAD/CAM系统，发展高、新制造技术和模具、装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量 的要求。推广应用数控冲压等设备，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。某些传统的冲压
7、加工方法将被液压成形、旋压成形、爆炸成形等新颖 的技术所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济1冲模的核心部分是工作零件，即凸模和凹模。其形状和尺寸是由冲压 工序的性质决定的。冲裁冲孔落料模的凸、凹模之间间隙很校，并做成锋 利的刃口，以便形成强大的剪切力进行剪切，使坯件与板料分离。在现代化的机加工过程中，消耗于送料的时间损失是组成零件单件加 工时间的一部分，它属于辅助时间。要想提高生产率，减少生产中的辅助 时间将是非常重要的一个环节。而要想减少辅助时间，就必须提高生产的 自动化程度。自动送料机构就是为实现生产中送料工序自动化而设计的一 种专用机构。自动送料机构可将冲压料或冲压件经过定向机构，实
8、现定向排列，然 后顺序地送到机床或工作地点。这在自动化成批大量的生产中显然是实用 的，不但可把操作人员从重复而繁重的劳动中解脱出来，而且对保证安全 生产也是一种行之有效的方法。目前，国内拥有大量的冲压机床，如果能 把它们改造成半自动或自动机床，将会充分发挥机床的潜在力量，这是一 个具有重大意义的事情，而在机床上安装自动送料机构，这将大大提高冲 压的生产效率，实现冲压的完全自动化。1.4 本文主要研究内容通过对轴瓦的结构进行工艺分析，结合已修“冲压工艺及模具设计”课程的知识，为其制订出一套冲压工艺方案，并设计其中一道工序的冲压 模具及送料机构。主要技术要求：1）冲压工艺应基本合理，能完成零件加工
9、并保证其技术要求；2）模具及送料机构结构应合理，能完成本工序的冲压过程并保证本工序的技术要求。22工艺方案的选择2.1 零件的工艺性分析冲压工艺设计的基本要求为：1）材料利用率要高，即原始材料消耗要尽可能少；2）考虑工厂的具体生产条件，制定出的工艺方案要技术上方便可行，经济上合理；3）工序组合方式和工序排列顺序要符合冲压变形规律，能保证冲制 合格的工件；4）工序数量尽可能少，生产效率尽可能高；5）制定的工艺规程，要方便工厂、车间的生产组织与管理。良好的冲压工艺能保证材料消耗少、工序次数少、模具结构简单、操 作方便、产品质量稳定等。从某种意义上讲，冲压工艺的质量就决定了模 具的质量，因此，制定出
10、合理的冲压工艺方案是至关重要的。由零件图可 以知到，零件的形状简单，便于实现少废料排样；在各直线或曲线的连接 处，都采用了圆角过渡；零件的精度和断面粗糙度等都符合冲裁工艺的要 求。零件尺寸公差没有特殊要求，按IT10取，利用普通的冲裁形式可以达 到图样要求。由于该零件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。图2.1零件简图2.2 模具的结构形式冷冲模的结构形式多种多样，如果按工序的组合分类，可分为单工序 模、级进模、复合模等5。各种冲模的构成大体相同，主要由工作零件、定位零件、卸料与推料零件、导向零件、联接与固定零件等组成。由于本制件结构简单，精度要求不高，经分析由落料、冲孔、弯曲三 道工序组成。如
11、果使用单工序模则会使制造周期增长，不利于提高生产率;经分析可知：该制件也不3适合级进模。故采用在压力机一次行程内，完成落料、冲孔等数道工 序的复合模。复合模具由以下特点：1）冲件精度高，不受送料误差的影响，内外形相对位置一致性好；2）冲件表面较为平整；3）适宜冲薄料；4）条料定位精度高，模具轮廓尺寸小；5）冲模面积较小。由件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以模具结 构采用弹性卸料和定位钉定位方式。2.2.1 冲裁力的计算（1）冲裁力（N）可按下式计算：F=1.3F0=1.3Lt?Lt?b（1）式中F-最大可能冲裁力（称冲裁力）；?b-材料抗拉强度（Mpa）。L-冲裁件周长（mm
12、）；?材料抗剪强度（Mpa）。查表材料抗拉强度取值范围为333到412（MPa）厚度t=1,3周长L=126本制件中，F?Lt?b=126X1.3X400=65200（N）（2）弯曲力（F）可按下式计算：由于弯曲力受材料性能、零件形状、弯曲半径、凹模支点间距离、弯 曲方式及模具结构等多种因素的影响，用理论公式来计算不但计算复杂，而且也不一定正确。因此在生产中经常采用经验公式计算，作为工艺和模 具设计以及选择设备的依据。弯曲力计算的经验公式：对于U型弯曲件：0.7KBt2?b（2）FZ?r?t式中 FZ自由弯曲力（N）；B弯曲件的宽度（mm）；?b-材料抗拉强度（Mpa）；t弯曲件的厚度（mm）
13、；r弯曲件的圆角半径（mm）；K安全系数，一般取K=L3。0.7KBt2?b本制件中FZ?=24600（N）r?t222卸料力、推件力和顶件力的计算（1）卸料力：F 卸=1叶（3）式中F卸 卸料力（N）；4K卸 卸料系数；F冲裁力（N）。查表 2-10 取 K 卸=0.045 所以 F 卸=0.045X65200=2934（N）（2）顶件力：F 顶=K顶F（4）式中F顶顶件力（N）；K顶一一顶件系数（N）；F冲裁力（N）。查表 2-10 取 K 顶=0.050 所以 F 顶=0.050X65200=3260（1X1）（3）推件力:F 推=K推F（5）式中F推一一推件力（N）；K推一一推件系数（
14、N）；F冲裁力（N）。查表2-10 得K推=0.06所以 F 推=0.06X65200=3912（N）（4）弯曲顶件力Fd?KFz（6）式中Fd顶件力（N）；FZ自由弯曲力（N）。K系数；可查表2.1所以 Fd=7079(N)表2,1系数关系表用途顶件压料简单 0.1-0.2 0.3-0.5 复杂 0.2-0.4 0.5-0.8（资料来源：中国模具设计大典，2003年1月）落料冲孔总的冲压力为F总=F+F卸+F顶+F推=76.46（KN）?N?弯曲总压力为 F?l.l?1,2?FZ?FD?24600?7079?3167953冲压模具设计3.1排样排样设计的工作内容：1）选择排样方法：有废料排样
15、法、少废料排样法、无废料排样法。2）计算条料宽度及送料步距。3）画出排样图。如下图3.1排样图4）计算材料的利用率。查冲压模具设计与制造表2.8确定搭边值：两工件间的搭边al=2 mm工件边缘的搭边a=3 mm送进步距H=68mm条料宽度 B=（D+2al）=112.92mm一个步距内的材料利用率是:?100%(7)=3859?112.92=63.2%板料规格拟选用 1.3mmX900mmX 1800mm(Q215号钢)若用横裁：裁板条数nl=A/b=1800/113=15余6mm每条个数 n2=(B-al)/h=(900-2)/68=16 余 17mm每板总个数n总=nlXn2=15X16=
16、240个材料利用率n 总？R2?100%(8)S240?3859.56?100%=90071800=56.2%所以选用第一种排样方式利用率高。3.2 模具压力中心的确定模具的压力中心，就是冲裁力合力的作用点。为了使模具内容能够正 常而又平衡的工作，特别是对于大而复杂的冲件、多凸模冲孔以及连续冲 裁时，必须使压力中心通过压力机滑块的中心线。对于带有模柄的冲裁模,压力中心需通过模柄的轴心线。否则，6在冲裁过程中，会产生偏心载荷，形成弯距，使得模具歪斜，加快压 力机滑块与导轨之间以及模具导向装置的磨损，刃口迅速变钝。在实际 生产过程中，可能出现由于冲裁件的形状特殊，从模具结构方面考虑，不 宜使压力中
17、心与模柄中心线相重合，此时应注意使压力中心偏离，不超过 所选压力机模柄孔投影面积的范围。如图图3.2坐标图由于本制件在X轴方向上对称，所以其丫轴坐标在工件中间两个圆圆 心的连线上。在 Y 轴方向上：Yl=1.5 Y2=8 Y3=4 Y4=14.5 Y5=26.5Y7=44Y8=Y9=47 Y10=47.12在y方向上左右对称所以 Y0=Yl+Y2+Y3+Y4+Y5+Y6+Y7+Y8+Y9+Y10/10=23,962所以压力中心的位置为：X0=0 Y0=23.9623.3 压力机的选择冲压模具压力机的选择：由于复合模的特点，为防止设备超载，可按 公称压力F压？（1.61.8）F总的原则选压力机7
18、。由于模具中有打料杆,故选择带有打料杆的压力机。根据以上数据，F?1.61.8?76.46?119.136137.628查冲压模具 设计手册选定压力机为：压力机型号：J23-16B公称压力/KN:160滑块固定行程/mm：70滑块调节行程/mm：70/8最大封闭高度/mm：220（最大闭合高度）活动台位置（最低/最高）/mm：300/160封闭高度调节量/mm：603.4 模具主要零部件的设计凸凹模刃口尺寸计算原则：1）落料时，落料件的外径尺寸等于凹模的内径尺寸；冲孔时，冲孔件的 内径等于凸模的外径尺寸。所以落料时应以凹模为设计尺寸，然后按间隙值 确定凸模尺寸；冲孔模应以凸模为设计基准，然后按
19、间隙值确定尺寸。2）凸、凹模应考虑磨损规律。凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减小，凹 模刃口尺寸磨损使落料尺寸增大，故设计落料模时，制造模具时凹模刃口尺 寸应趋向于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，其刃口基本尺寸应趋向于 工件的最大极限尺寸。73）凸、凹模之间应保证合理的间隙值。由于间隙在模具磨损后增大,所以在设计凸、凹模时均取最小合理间隙Zmin 一般冲模精度较工件精度 高23级。若零件没有标准公差，则对于非圆件按GB非配合尺寸的IT14 级处理，圆形件一般按IT10级处理。制造模具时常用两种方法来保证合理的间隙：1）是分别加工法，分别规定凸模和凹模的尺寸和公差，分别进行制 造用凸模和凹模的尺寸和
20、公差来保证间隙要求。2）是单配加工法，用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理的间隙。加工后，凸模和凹模必须对号入座，不能互换。3.4.1 冲孔凸模的结构设计（1）冲裁间隙的确定：普通冲裁件,其经济精度为IT12IT14,取IT13,冲孔比落料高一个等级，确定冲裁间隙主要有理论法和经验公式法。理论法：根据所给数据，材料Q235厚度t=L3查冷冲压模具设计与制造表2.1落料、冲孔模刃口始用间隙得：Zmin?0.13Zmax?0.18经验公式法：经验公式：C=mt(9)式中C合理冲裁间隙(mm)；m 系数,与板厚及材料有关；t板料厚度。查表得：m=12.5%所以 C=mt=12.5%?1.2=0.15
21、(mm)冲孔凹模应以凸模为设计基准,然后按间隙值确定其尺寸。(2)冲孔凸模刃口尺寸计算：模具刃口尺寸及其公差的计算与加工方法有关，基本上可以分为两类：一种是分开加工，一种是配合加工。本模具零件采用配合加工的方法。配合加工就是用凸模与凹模相互单配的方法来保证合理间隙。加工后，凸模与凹模必须对号入座，不能互换。一般情况下，落料件 以凹模为基准，冲孔件以凸模为基准。作为基准的模具零件图纸上标注尺寸及公差，在相配合的非基准的模 具零件图纸上标注相同的基本尺寸，但不标注公差，在技术要求中要说明 非基准的模具零件要按作为基准的模具零件的实际尺寸配做，保证间隙在ZminZmax范围内。(3)承压应力校核：冲
22、裁时，凸模承受的压应力?p,必须小于凸模材料强度允许的压应力?p:F?p=?p（10）A对于圆形凸模，由上式可得8d4?t?p 即dmin?4?t?p式中?p凸模承受的压应力（Mp）；F冲裁力；A-凸模最小截面积；?p 凸模材料的许用压应力（Mp）；d-凸模最小直径（mm）；t-毛坯厚度（mm）；?毛坯材料的抗剪强度（Mp）。对于本凸模带入数值得：4?tdmin?=4.5mm（11）?p d=7.8,7.5,6?4,5本制件满足应力校核的条件。342凸凹模的结构设计凸模厚度。从强度考虑,壁厚受最小值限制，凸凹模的最小壁厚受模具 结构的影响。由于本模具结构采用倒装式，内孔会积存废料,所以最小壁厚
23、 要大些，倒装式复合模的凸凹模最小壁厚:对于黑金属和硬材料约为壁厚的1.5倍，但不小于0.7mm,如图。由以上数据可知:本凸凹模符合要求。图3.3凸凹模落料凹模基本尺寸9冲裁间隙数磨损系式计算公制造公差计算结果D maxO?A=107.92?0.87Zmin=0.132 ZmaxZmin=0.180-0制件精级，故x=0.5/4Dd=107.90?0.00875Zmax=0.180度为：IT14相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.1320.180.?0.005Dd=15,990D maxO?A=160?0,43,132=0.048/4Dd=(AD maxxA）04A/4?相应凸模尺寸
24、按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.1320.180.Dd=20.987?0.006250D maxO?A=210?0.52相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.1320.180.?0.005Dd=5.990D maxO?A=R60?0.25A/4相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在3.5.1模架的选择模架是由上、下模座、模柄及导向装置（导柱和导套）组成。一般模架均已例如标准，设计模具时，应加一正确选用，对模架的基 本求要有足够的强度与刚度；要有足够的精度；上、下模之间的导向要精 确。根据本模具的特点以及压力机的最大闭合高和闭合高的调节量，根据 落料凹模的外形尺寸及橡胶尺寸，参照有
25、关标准，可选择I级精度后侧导 柱模架。如图3.4,如图3.5。表3.2冲孔凸模刃口尺寸计算冲孔凸模基本尺寸冲裁间隙磨损系数计算公式制造公差计算结果10d minO?A=7.80?0,09Zmin=0.132 ZmaxZmin=0.180-0.132=0.048制件精A/4级，故x=0.5相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.1320.180.相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.1320.180.相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.1320.180.Zmax=0.180 度为：IT14d minO?A=7.50?0,09Dd=(ADmax一xA)0A/44d minO
26、?A=60?0,048A/4孔边距孔心距基本尺寸L?0.430?A制件精度为IT14级，故x=0.50?A4Bj=(Bmin+xA)?0.028Lp=12,99=13Zmin=0.132 Zmax=0.180 ZmaxZmin=0.180-0.132=0.048L?=20Ld=(Lmin+0.5A)A/43Ld=30?0,0图3.4上模架11图3.5下模架所选后侧导柱模架为：7IGB/T2851.3-90?160mm?125mm?(160mm-190mm)上模座：160mm?125mm?35mm HT300下模座：160mm?125mm?40mm HT300导柱：25?150mm导套：25?8
27、5mm?33mm模具闭合高度：冲模的闭合高度H应介于压力机的最大装模高度和最小装模高度之间,其大小关系为：模具闭合高度满足Hmax?5mm?H?Hmin?10mm加工该零件的模具闭合高度为：180mm?5mm?H?110mm?10mmH闭?上模座厚?下模座厚?落料凹模厚？凸凹模高?首次拉深工件高?料厚?落料凹模与凸模的刃面高度差?35?40?44?62?13.8?1,5?1?164.72所以H取164.7mm模具闭合高度满足选用J23-16B型压力机，该压力机的最大装模高度为220mm，故认为合适。3.5.2挡料销挡料销用于限定条料送进距离、挡住条料的搭边或工件轮廓，起定位作用。挡料销有固定挡
28、料销和活动挡料销两类。12固定挡料销分圆形与钩形两种，一般装在凹模上。圆形挡料销结构简 单，制造容易，但销孔离凹模刃口较近，会削弱凹模的强度。钩形挡料销 远离凹模刃口，不会削弱凹模强度。为防止形状不对称的钩头转动，需要 加定向销，因此增加了制造的工作量2。综合以上两种挡料销，考虑到本 制件精度要求不高，为了简化制造工艺，降低模具成本，选用容易制造的 活动挡料销。3.5.3卸料装置（1）卸料装置的选择。卸料装置的型式较多，它包括固定卸料板、活动卸料板、弹压卸料板和废料切刀等几种。卸料板除把材料从凸模上卸 下外，有时也起压料或为凸模导向的作用。因此，在大批量生产用的模 具上，要用淬硬得的卸料板。固
29、定卸料板适用于冲制材料厚度大于和等于 0.8mm的带料或条料。弹压卸料板主要用于冲制薄件和要求平整的冲件。此卸料板常用于复合冲裁模，其弹力来源于弹簧或橡皮，本课题选用固定 卸料板，弹力来源于橡皮，用卸料螺钉与下模架连接。（2）卸料橡胶的计算。下卸料装置采用橡胶作为弹性元件。由式计 算橡胶的自由高度为：H自由？（3.54）s工作（12）式中 s工作一一工作行程与模具修磨量或调整量（46mm）之和。s 工作=30+l+4=35mm则H?3.5-4?35mm?122,5-140mm取H?130mm橡胶的装配高度H2?(0.850.9)H自由？110.5117mm取 H2?115mmo橡胶的断面面积，
30、在模具装配时，根据模具空间大小确定。3.5.4推件装置推件装置有刚性和弹性两种。弹性推件器一般装于模座下面，与下模 板相连。这种装置除有推出工件的作用外，还能压平工件，还可以用于卸 料和缓冲。刚性推件器一般置于上模，推件力大且可靠，其推件力通过打 杆一推板一推杆一推块传至工件9。推杆常选用34个且分布均匀、长短一致。推杆装载上模板的孔内，为保证凸模支承刚度和强度，放推杆的孔不能全挖空，推板的形状要按被 拆下的工件形状来设计。冲压模选择推杆和推板。3.5.5导向零件设计与标准导向零件可保证模具冲压时，上、下模有一精确的位置关系。在中、小型模具中广泛采用的导向零件是导柱和导套。在选用时应注意导柱的
31、长度，应保证冲模在最低工作位置时，导柱上 端面与上模座顶面的距离不小于1015mm。而下模座底面与导柱底面的距 离应为0.51mm。导柱与导套之间的配合根据冲裁模的间隙大小选用。当冲裁板厚在 0.8mm以下的模具时，选用H6/h5配合的I级精度模架，当冲裁板厚为 0.8mm4mm时，选用H7/h6配合的II级精度模架。13导柱（导套）常用两个。对中型冲模或冲制精度要求高的自动化冲模，则采用四个导柱。在安装圆形冲件等一类无方向性的冲模时，为避免装错,将对角模架和中间模架上的两个导柱，做成直径不等的型式；四导柱的模 架，可做成前后导柱的间距不同的模座。对可能产生侧向推力时，要设置 止推块，使导柱不
32、受弯曲力10。一般导柱安装在下模座，导套安装在上模座，分别采用过盈配合。高 速冲裁、精密冲裁或硬质合金冲裁模具，要求采用滚珠导向结构。考虑到本套模具的成本和精度，选用滑动导柱、导套。滑动导柱、导 套的型式和尺寸通过冲压模具标准手册选取。冲压模选用的导柱的型号是?28?208,导套是?42?100。3.5.6模柄的选用中、小型冲模通过模柄将上模板固定在压力机的滑块上。常用的模柄形式如下。1）压入式模柄。它与上模座孔采用H7/h6的过渡配合，并加销钉防 转。2）旋入式模柄。通过螺纹与模座联接，用螺钉防松，装卸方便，多 用于有导模的冲模。3）凸缘模柄。用34个螺钉固定在上模座的窝孔内，多用于较大型
33、的模具上。4）浮动模柄。通过凹球面模柄与凸球面垫块联接，装入压力机滑块 后，允许模柄与模柄轴心线之间的偏离，可减少滑块误差对模具导向精度 的影响1。H冲压模具采用比较常见的浮动式模柄。它与上模座采用7过度配合，并加销钉6A50mm?95mm/GB2862,1?1981.Q235A45mm?100mm 的模柄，防转，模柄规格：配以模柄套10?（?50mm?70mm）。3.5.7凸模固定板与垫板凸模固定板将凸模固定在模座上，其平面轮廓尺寸除保证凸模安装孔 外，还要考虑螺钉与销钉孔的位置。其型式有圆形和矩形两种。厚度一 般取凹模厚度的0.60.8倍。垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压 力，以降低
34、模座所受的单位压力，保证模座以免被凸模端面压陷。14图3,6垫板图3,7凸模固定板153.5.8冲压模具结构图1.下模座2.螺钉M6X60 3.导柱4.卸料螺钉M10X90 5.卸料橡 皮?36X50 6.卸料板7.导料销8.推块9.小凸模（三）10.小凸模（一）11.凸模固定 板12.推杆13.螺钉M12X70 14.推板 15.模柄 16.打杆 17.螺钉M10X2518.圆柱销？10X3819.上模座20.圆柱销?10X50 21.垫板22.小凸模（二）23.圆柱 销？10X8024.凹模25.导套26.凸凹模27.圆柱销?6X70图3.8装配图164自动送料机构总体方案设计自动送料装置
35、按送进材料的形式分为送料装置与上件装置两类，本设 计为送料装置，常见的形式有以下几种：1）钩式送料机构2）凸轮钳式送料机构3）杠杠送料机构4）夹持送料机构5）辐轴送料机构13由于本设计所用的毛坯件厚度比较薄，不在前三种送料方案所适用的 材料厚度范围内，第四种和第五种方案适用。将第四种与第五种方案进行 比较，发现前者需要采用斜楔带动加料爪和滑板运动，在送料过程中振动 会比较大，从而影响到送料精度；而后者是使用辐轴送料，过程更为平稳，因而，送料精度也较有保障。综合考虑各种因素后，决定采用辐轴送料机 构，如图所示。1.下辐2.离合器3.支撑4.上辐，5.曲柄摇杆机构6.万向联轴器7.偏心轮8.上模9
36、.下模图4.1辐轴送料机构辐轴式送料机构的驱动方式采用压力机曲轴驱动，传动机构采用曲柄 摇杆机构12。送进步距的大小按下式计算：兀da（13）S=360当步距S 一定时，可以协调主动辐直径d和转角a,以满足送进步距 的需要。曲柄摇杆机构与辐轴的连接采用定向离合器。根据材料的送进速度要 求，选用适合的定向离合器。17辐轴的直径与送进速度和S转角a有关，主动辐的直径为360SD1?（14）?从动辐的设计可以放松一些，不过上、下辐应有相同的圆周速度。主、从辐之间的传动一般采用一对齿轮。所以要求dlZl（15）?d2Z2抬得装置的作用有两种。一种是在开始装料时工作之前临时抬辐，使 上、下辐间有一间隙，
37、以便材料通过。另一种抬辐动作是在每次送进结束 之后，冲压工作之前，要使材料处于自由状态，以便导正以免影响冲裁精 度。第一种抬辐动作采用手动，设计一个手柄来实现抬辐；第二种抬辐动 作采用杠杆式抬辐装置，通过螺杆推动杠杆而实现抬辐。工作过程如下：在送料之前，要先用手柄抬起6（上辐），以便在上下 辐轴之间形成空隙，将薄板料从间隙穿过，然后按下手柄压紧入料。当2 回程时，通过5中的摇杆带动7的外壳来回摆动一定的角度，从而带动9（主动辐）和6（从动辐）同时旋转完成送料工作。当2下行时，因为7（定向离合器）的缘故，辐轴停止不动，接着就是完成冲压的工序了。当 2再次回程，又重复上述动作，照此循环动作，达到间
38、歇送料的目的。185自动送料机构的设计5.1 辐轴送料机构的原理、机构及工作过程单边辐轴自动送料机构是在普通冲床的基础上进行改进，根据以下原 始数据进行结构设计，板料厚度13mm,送料距离100200mm,板料宽 度100mm,冲压频率45次/分钟。辐轴送料装置与其他送料装置一样，必须保证冲压工作与送料动作有 节奏的配合。当冲压工作行程开始时，送料装置应已完成送料工作，料停 在冲压区等待冲压。冲压工作完成后，上模回到一定高度，即上、下模工 作零件脱离时才能送料13。冲压与送料过程时间上的配合关系可由工作 周期图来表示如图10所示。1.滑块上止点2.抬辐开始点3.冲压区，4.滑块下止点5.抬辐结
39、束点6.送料开始7.送料结束图5送料周期图19图5.2辐轴送料机构结构图需要说明的是，自动送料机构与压力机之间所用的曲柄摇杆机构，杆 的长度均为可调，另外曲柄联接处有偏心调剂盘可调偏心距，杆的联接处 用万向联轴节联接14。5.2结构特性5.2.1 辐子辑子是辐轴送料机构的主要工作零件。在送料过程中，辐子直接与坯 料接触，其表面应具有较高的耐磨性和良好的几何形状及尺寸精度。本设计的主动辐为下辐，根据公式(11)360oS360o?108?164mm其直径 dl?o?a?90S?送料进距(mm)a?下辐转角,即摇杆摆角，一般a?100。从动辐直径d2可设计的稍小些。从推荐的中心距系列中暂选a?16
40、0mmd?162.8?d2?a?l?2?160?2?156mm 22?dnZ156?i?2?l?2?0.965 dln2Z1164nl?下辐转速n2?上辐转速Z1?下辑传动齿轮齿数Z2?上辐传动齿轮齿数辑子长度一般取L?B?1020?130.4?20?150.4mm,因为有余数，所以 圆整后取L?150mmo由于辐子半径较大，采用实心的结构太费材料，而且不好加工难以达 到预定的要求，实心也会加重辐子的重量使得压料时摩擦力不好控制等不 利因素，所以这里采用空心的结构形式，上辐采用与齿轮结合在一起的方 式，这样不仅节约材料，而且制作方便，便于更换和调整。如图5.320图5.3上辐下辐与齿轮分开设计
41、，如图图5.4下辐辐子是通过材料与辐子之间的摩擦力进行送料的，因此辐子间的压紧 力不能太小。而辐子的摩擦力主要是用来克服材料送进时与其他承料部件 间的摩擦力和提供加速度的。如下式：F?f?ma(16)经过实际计算，F应为224N。由F?fP,查表得f=0.15。所以P=1500N,方向指向辐子中心。5.2.2 压紧装置辑式送料借助于辐子和坯料之间的摩擦力实现，为了防止在送料过程 中辐子与坯料之间产生相对滑动，影响送料精度，应设置压紧装置对辐轴 施加适当的压力，以产生必要的摩擦力。可采用的压紧装置有螺旋弹簧式、板簧式、和弹簧杠杆式，本设计采 用板簧式压紧装置，原理如图5.5所示。21图5.5板簧
42、式压紧装置原理图本送料装置中的压紧装置采用两个弹簧间接压紧的形式，且弹簧所提 供的压紧力可根据实际情况调节弹簧上面的螺母，从而达到调节弹簧压紧 力的效果。5.2.3 抬辐装置抬辐装置的作用是将上辐向上稍稍抬起，使坯料松开。送料装置在使 用过程中需要两种抬辐动作：一种是开始装料时临时抬辐，使上、下相间 有一间隙，以便材料通过；第二种抬辐动作是在每次送进结束后，冲压工 作前，使材料处于自由状态，以便导正。参考有关资料，常见的抬辐装置有五种：撞杆式、气动式、偏心式、斜楔式和凸轮式15。本设计实现第 一种抬辐动作采用手动，在抬辐机构上加一个手柄，达到抬辐的目的；对 第二种抬辐动作采用撞杆式抬辐装置实现
43、，撞杆后利用杠杆原理使上辐抬 高。原理如图5.6所示。图5.6抬辐装置原理图另外，为了实现第一种抬辐动作，送料机构中特别加了一个手柄，使 它与撞杆式抬辐装置连在一起，利用杠杆原理实现抬辐。手柄如图5.7：22图5,7手柄236驱动机构根据压力机尺寸，暂取曲柄摇杆机构的长度尺寸如下：本设计采用的 驱动方式为压力机曲轴驱动，驱动机构用曲柄摇杆传动。其他常用的曲柄 ll?100mm驱动机构有拉杆杠杆传动、斜楔传动、齿轮齿条传动、螺旋齿 轮传动、链条传动及气动连杆1612。？1500液压传动mm摇杆 l3?150mm6.1 计算得，曲柄转动中心送料进距调节装置分析与下辐中心距 I4?1615.6mm2
44、2短轴送料机构必须和压力机的工作协调，冲头上升的空行程时，辐 轴送进；压力机?112?14?12?132工作行程时，辐轴要保持材料禁止不动。而 辐轴的运动是由曲柄端头的偏心盘带动。因?该机构满足传动条件。此传动机构偏心盘上的偏心距离e(即曲柄半径)对保证工作协调至 关重要。前面已经提到过，自动送料机构与压力机之间所用的曲柄摇杆机构，杆的长度均为可调，另外曲柄联接处有偏心调剂盘可调偏心距。？D送料 机构有如下关系：s?l?360S送料进距；D1-辐轴直径；a-辐轴的转角因此：360SD1?偏心距e与辐子转角a的关系如下：I2?cose?(P2?R2?l2)?2其中 P?l4zR?l3J?ll?l
45、2?2(l2?P2sin2sin2?2)(l2?R2sin2?2)(17)72通过以上公式可以得出偏心距e与辐子转角a之间的关系，从而根据材料所需送进距离S来 调节偏心距eo6.2 送料精度的分析送料装置的送料精度与传动机构的间隙、材料厚度、曲柄半径与送料 进距的比值、材料的光滑程度，以及压力机速度等一系列因素有关。一次 送料装置的送料精度最主要取决于送料速度，送料速度;送料进距X每分 钟送进次数。送料速度过大则降低送料精度，本设计是通过防止或减少送 料辐与材料之间的相对滑动，以及在送料行程终点准确定位的方法来提高 送料精度。防止辐与材料之间的相对滑动可通过提高辐轴与材料的压力，从结构上增大辐
46、径，提高辐轴材料与材料之间的摩擦系数等方法获得。但 压力太大会压坏材料，辐径过大会导致惯性量增大，一般情况下取 p?0.5?s,?s为材料的屈服强度。为了在行程终点准确的定位，采取了将辐 轴设计成空心轴，安装可靠完善的制动器，在模具上装设定位销，控制带 料的最后位置等方法10。246.3 间歇运动机构辑式送料机构由压力机的曲轴驱动，间歇运动机构设在二者之间，起 作用是将曲轴的连续转动转化为送料辐的间歇转动。本设计采用超越离合 器来实现间歇运动，与下辐即主动辐连接。其它常用的间歇运动机构有棘 轮机构和蜗杆凸轮机构等。离合器的选用，自动送料装置中使用的定向离合器有普通定向离合器 和异形滚子定向离合
47、器。普通定向离合器的基本结构及工作原理是，当外 轮向一个方向转动时，由于摩擦力的作用使滚柱楔紧，从而驱动星轮一起 转动，而星轮转动带动送料装置的工作零件转动。当外轮反向转动时，带 动滚柱克服弹簧力而滚到楔形空间的宽敞处，离合器处于分离状态，星轮 停止不动。外轮的反复转动是由摇杆来带动的18。异形滚子定向离合器在其内、外轮之间的圆环内装有数量较多的异形 滚子，而且滚子的方向是一致的。由于滚子的a-a方向尺寸大于b-b方向 尺寸，因而当外轮反时钟转动时，滚子的a-a方向与内、外轮接触，此时 起偶合作用，带动内轮一起转动；当外轮顺时钟转动时，则不起偶合作用，内轮不动。这种离合器由于滚子多，滚子圆弧半
48、径较大，所以与内、外轮 的接触应力小，磨损小，寿命长。当传递同样的扭转时，径向尺寸比普通 定向离合器小。由于体积小，运动惯性小，送进步距精度高。本设计选用滚柱式内星轮无拨爪单向超越离合器，以下简称为超越离 合器。超越离合器常用于驱动辐轴送料机构的辐轴，使之产生间歇转动，以 达到按一定规律自动送料的目的。一般，它允许的压力机滑块行程数小于 200次/min,送料速度小于30m/min。本设计选用的压力机滑块行程数为 45 次/min,送料速度 v=45 X 164=6.39m/min,查手册，选用D?100mm的超越离合器，滚柱数z?3,许用转矩T?70N?m 满足要求。允许总接合次数为5?10
49、6,允许最高接合次数为80次/min,极限转速 为 1000r/min,6.4 接合式的最大空转角度齿轮的设计及校核为1?。本设计中的自动送料机构中有一对齿轮传动，起上、下辐之间传动的 作用。由于上、下辐之间仅仅只有一对齿轮直接传动，材料的厚度变化会 引起齿隙的增大。这就会影响送进步距精度。但本设计所用的材料厚度较 薄，其所引起的误差较小，故仍采用一对齿轮直接传动。因传动尺寸无严格限制，批量较小，故查常用齿轮材料及其力学特性 表。小齿轮用40Cr,调质处理，硬度241HB286HB,平均取为260HB,大齿轮用45刚，调质处理，硬度229HB286HB,平均取为240HB。具体计算步骤如下:齿
50、面接触疲劳强度计算1)初步设计转矩T1由前面计算结果可知Tl?33200N?mm模数m取m=4m=4 mm齿数初取齿数zl?39;zz?41zl?39;zz?41分度圆直径ddl?mz?4?39?156mmdl?156mmd2?mz?4?41?164mmd2?164mm25m(zl?z2)4?(39?41)?a=160mm(18)中心距aa?22齿宽 b 取 b=50mm 取 bl=60mm b2?50mm转数 nl nl?45r/min接触疲劳极限?Hlim由机械设计中图10-21得?Hliml?710Mpa?Hlim2?580MPa2)校核计算圆周速度v v?dlnl60?1000?156