(模具設(shè)計(jì))墊片落料沖孔模設(shè)計(jì)

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1、課 程 設(shè) 計(jì) 學(xué)號(hào): 班級(jí): 姓名: 專業(yè): 課程: 金屬塑性加工 模具設(shè)計(jì)與制造 哈哈小學(xué)出版社 目錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)………………………………………………………………………………1 1、 工藝分析…………………………………………………………………………2 2、 沖壓方案…………………………………………………………………………2 3、 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………………3 1.刃口尺寸計(jì)算

2、……………………………………………………………………3 2.排樣計(jì)算…………………………………………………………………………4 3.沖壓力的計(jì)算……………………………………………………………………5 4.零部件尺寸計(jì)算…………………………………………………………………6 4、 模具結(jié)構(gòu)圖………………………………………………………………………7 1.總裝配圖…………………………………………………………………………7 2.模具零件圖………………………………………………………………………8 參考資料………………………………………………………………………………9

3、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 一、設(shè)計(jì)題目: 墊片落料沖孔模設(shè)計(jì) 生產(chǎn)批量: 大批量 材 料: 08號(hào)鋼1、根據(jù)所給的零件參數(shù)進(jìn)行工藝分析,確定沖壓方案。設(shè)計(jì)適合的一套模具,并進(jìn) 行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、模具總體設(shè)計(jì)和主要零部件設(shè)計(jì)。 2、設(shè)計(jì)成形模具一套,包括總裝配圖(0號(hào)圖紙)和工作部分零件圖(4號(hào)圖紙)。 材料厚度: 1 mm 二、設(shè)計(jì)任務(wù) 要求正確選擇標(biāo)準(zhǔn)件,零件尺寸設(shè)計(jì)正確,刃口尺寸計(jì)算正確。 3、完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份,填寫(xiě)工藝卡片一份。 一、工藝分析 1.沖裁過(guò)程: 沖裁由凸模和凹模完成,

4、凸模和凹模組成一組刃口,把材料壓在中間,凸模逐步靠近凹模,使材料分離。當(dāng)凸模下壓到一定行程,模具刃口壓入材料,使其產(chǎn)生塑性變形,隨著切的深入,變形區(qū)向板料的深度方向發(fā)展、擴(kuò)大,直到在板料的整個(gè)厚度方向上產(chǎn)生塑性變形,板料的一部分相對(duì)于另一部分移動(dòng)。隨著凸模向模具刃口靠近而急劇增大,凹模刃口附近的變形大于凸模刃口附近的變形。當(dāng)切刃附近材料各層達(dá)到極限應(yīng)變與應(yīng)力值時(shí),產(chǎn)生微裂紋并沿最大剪切應(yīng)變速度方向發(fā)展,直至上、下裂紋會(huì)合,板料就完全分離。 2.前切斷面分析: 由于沖裁變形的特點(diǎn),使沖出的工件斷面分成三個(gè)特征區(qū),即圓角帶、光亮帶和斷裂帶。圓角帶是刃口剛壓入材料時(shí),刃口附近材料產(chǎn)生彎曲和伸長(zhǎng)變

5、形的結(jié)果;光亮帶是材料塑剪變形時(shí),在毛坯一部分相對(duì)另一部分移動(dòng)過(guò)程中,模具側(cè)壓力將毛坯壓平而形成的光亮垂直的斷面;斷裂帶是由刃口處的微裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展而形成的撕裂面,斷面粗糙且有斜度??赏ㄟ^(guò)增加光亮帶的高度來(lái)提高沖裁件斷面的光潔度和尺寸精度,其關(guān)鍵是延長(zhǎng)塑性變形階段以推遲裂紋的產(chǎn)生,可以通過(guò)增加金屬塑性和減少刃口附近的變形及應(yīng)力集中來(lái)實(shí)現(xiàn)。 3.材料: 08號(hào)鋼屬于優(yōu)質(zhì)低碳鋼,含碳量在0.05~0.12%之間,其強(qiáng)度、硬度低,韌性和塑性好,具有良好的沖裁成形性能,其抗剪強(qiáng)度為=325Mpa,屈服強(qiáng)度為=195MPa。 4. 尺寸精度: 查表得,該工件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為

6、IT12~IT14級(jí)。而零件圖上標(biāo)注了零件的尺寸公差,由公差表查得其公差要求為IT14級(jí),未注公差由IT14級(jí)查取。由此,通過(guò)普通沖裁可以達(dá)到零件的精度要求。 5.零件結(jié)構(gòu): 零件尺寸公差為:mm; mm 該零件形狀簡(jiǎn)單,由圓弧組成,轉(zhuǎn)角處采用R2的圓角,有利于工件零件的加工及使用壽命。由零件形狀及參數(shù)可知,為了節(jié)省材料,應(yīng)減少工藝廢料,合理設(shè)計(jì)材料的搭邊。其排樣方法及搭邊長(zhǎng)度在排樣計(jì)算中如圖所示。 二、沖壓方案 (1)方案種類:該零件包括落料、沖

7、孔兩個(gè)基本工序,可以有三種工藝方案: 方案一:先沖孔,后落料。采用單工序模生產(chǎn) 方案二:沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 方案三:采用落料-沖孔同時(shí)進(jìn)行的復(fù)合模生產(chǎn) (2)方案比較: 方案一:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但需要兩道工具兩副模具,成本高而生產(chǎn)效率低,模具壽命低,沖壓精度差,操作也不安全,難以滿足中批量生產(chǎn)要求。 方案二:級(jí)進(jìn)模是一種多工位,效率高的加工方法。只需一套模具,但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大,采用此方案會(huì)加大模具尺寸,使加工難度提高,因而也排除此方案。 方案三:只需要一套模具,工件的精度及生產(chǎn)效率要求都能滿足,模具輪廓尺寸較小,模具的制造成本不高。由工件圖看,零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,模具制

8、造并不困難,尺寸并不大,厚度僅有1mm,材質(zhì)為一般優(yōu)質(zhì)低碳鋼,所需沖材力很小,該工件需要采用先落料后沖孔的復(fù)合模生產(chǎn)方法。 倒裝式復(fù)合模不宜沖制孔邊距較小的沖裁件,但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件、卸件,便于操作,為了方便卸料和排出沖孔廢料,進(jìn)而提高工作效率,宜采用倒裝式復(fù)合模生產(chǎn)。故該零件采用落料沖孔倒裝式復(fù)合模生產(chǎn)。 三、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 1.刃口尺寸計(jì)算 由材料08鋼及料厚t=1mm,查表5-2(見(jiàn)課本《金屬塑性加工模具設(shè)計(jì)與制造》)得沖裁雙邊間隙: , ① 沖孔模: 查詢凸凹模的制造公差,查得 , 由于 , 查表5-6得:X=0.75

9、 , 則 ② 落料模: 查詢凸凹模的制造公差,查得 , 由于不成立,查表5-6得:X=0.5 , 則 , 2.排樣計(jì)算 查表5-1(《金屬塑性加工模具設(shè)計(jì)與制造》)得a=1mm;a1=0.8mm; 那么:條料的寬度:b=35+2a=37mm 條料的步距:h=35+a=35.8mm 沖裁單件材料的利用率計(jì)算: 根據(jù)零件形狀,采用單排的有廢料排樣方法,如圖 3.沖壓力的計(jì)算 (1)落料力 其中,系數(shù),材料厚度t=1mm L —工件外輪廓周長(zhǎng) L= —材料的抗剪強(qiáng)度,=195Mpa

10、則落料力為: (2)沖孔力: L—工件內(nèi)輪廓周長(zhǎng), L=3.1412=37.68mm =1.337.681325=15.92KN (3)卸料力: —卸料力因數(shù),=0.04 (4)推件力: —推件力因數(shù),=0.045 =10.04515.92=0.72 KN (5)總沖壓力: = =46.4+15.92+1.86+0.72 =64.9 KN (6)壓力中心的計(jì)算 零件外形為中心對(duì)稱圖形,所以該零件的壓力中心即為零件的幾何中心。 4. 零部件尺寸計(jì)算 (

11、1)凹模: 凹模厚H:計(jì)算按公式:H=KS 式中:K為厚度系數(shù),取0.38; S為凹模刃口最大尺寸,為35mm H=0.3835=13.3mm 凹模壁厚C=2H=26.6mm 凹模的長(zhǎng)度L=35+2C=35+26.6=71.6 mm 凹模的高度B=35+2C=71.6 mm (2)沖孔凸模: 材料選擇為Cr12,熱處理硬度為60~64HRC。 總體高度為:H=30+12-2=40mm 在裝配時(shí)其下端面位置比凹模上端面高一個(gè)工件內(nèi)形高度,刃口尺寸在前面已經(jīng)確定過(guò)。 四、模具結(jié)構(gòu)圖 1.總裝配圖: 2.模具零件圖 參考資料: [1].魏春雷、徐慧民. 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).[M]. 北京:北京理工大學(xué)出版社,2009. [2].李紅英.金屬塑性加工模具設(shè)計(jì)與制造. [M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009 [3].張國(guó)文、吳安德.機(jī)械制造基礎(chǔ).[M].北京:人民郵電出版社.2006

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