六孔托板-卸料板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)-連續(xù)級(jí)進(jìn)模含proe三維及15張CAD圖.zip

六孔托板-卸料板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)-連續(xù)級(jí)進(jìn)模含proe三維及15張CAD圖.zip,六孔托板,卸料,沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì),連續(xù),級(jí)進(jìn)模含,proe,三維,15,CAD I 摘要 由于模具技術(shù)的迅速發(fā)展 模具設(shè)計(jì)與制造已成為機(jī)械行業(yè)中一個(gè)大的分枝 從事模具行業(yè)工作的專業(yè)人才也越來越多 模具也傾向標(biāo)準(zhǔn)化 系列化 模具的諸 多零件已經(jīng)具有互換性 模具的設(shè)計(jì)周期越來越短 因此模具已經(jīng)成為提高產(chǎn)品的 競爭能力的重要手段 模具已成為各種產(chǎn)品不可缺少的工藝設(shè)備 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容是 卸料板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的不僅是對(duì)大學(xué) 所學(xué)知識(shí)的一個(gè)鞏固和總結(jié) 而且是大學(xué)期間重要的實(shí)踐環(huán)節(jié) 它能綜合培養(yǎng)查資 料的能力 畫圖能力 獨(dú)立分析能力 向老師 同學(xué)學(xué)習(xí)的能力 畢業(yè)設(shè)計(jì)作為對(duì) 所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次綜合檢測 為以后參加工作也將奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ) 本次重點(diǎn)設(shè)計(jì)的是一副沖孔落料連續(xù)模 這次設(shè)計(jì)是在老師認(rèn)真 耐心的指導(dǎo) 下進(jìn)行的 是在對(duì)模具的經(jīng)濟(jì)性 模具的壽命 生產(chǎn)周期及生產(chǎn)成本等因素進(jìn)行了 全面的仔細(xì)的分析下而進(jìn)行設(shè)計(jì)的 因我個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和水平有限 因此很難避免在設(shè) 計(jì)的過程中存在不合理之處 望各位老師多多批評(píng)指正 關(guān)鍵詞 卸料板 沖壓工藝 模具設(shè)計(jì) 沖孔落料 連續(xù)模 II Abstract Due to the rapid development of mold technology mold design and manufacturing has become a big branch of the machinery industry More and more professionals engaged in the die industry work the mold also tends to be standardized serialized many parts of the mold have been interchangeable the mold design cycle is becoming shorter and shorter so the mold has become an important means to improve the competitive ability of products Mold has become an indispensable process equipment for various products The design contents are discharge plate stamping process and die design The purpose of graduation design is not only to consolidate and summarize the knowledge of the University but also an important part of the practice during the University It can cultivate the ability to look up information draw the ability of drawing independent analysis and learn from teachers and students Graduation design as a comprehensive examination of professional knowledge will lay a solid foundation for future work The key design is a punching blanking progressive die This design is carried out under the guidance of the teacher s careful and patient guidance It is designed in a thorough and careful analysis of the factors such as the economy of the mold the life of the mold the production cycle and the production cost Because of my limited personal experience and level it is very difficult to avoid any unreasonable aspects in the design process I hope you can criticize and criticize the teachers Key words discharge plate stamping process mold design blanking blanking progressive die III 目 錄 摘要 I ABSTRACT II 第一章 緒論 1 1 1 沖壓技術(shù)理論概述 1 1 1 1 全面推廣 CAD CAM CAE 技術(shù) 1 1 1 2 高速銑削加工 1 1 1 3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 1 1 2 沖壓加工經(jīng)濟(jì)性分析 1 1 2 1 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 1 1 2 2 沖壓件的成本分析 2 第二章 零件工藝性分析及確定工藝結(jié)構(gòu)方案 3 2 1 產(chǎn)品零件圖 3 2 2 零件工藝性分析 3 2 2 1 結(jié)構(gòu)與尺寸 3 2 2 2 精度 3 2 2 3 材料 4 2 3 確定沖裁工藝方案 4 第三章 確定模具總體結(jié)構(gòu)方案 6 3 1 模具類型 6 3 2 操作與定位方式 6 3 3 卸料與出件方式 6 3 4 模架類型及精度 6 第四章 工藝計(jì)算 7 4 1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 7 4 1 1 排樣方法 7 4 1 2 搭邊值的確定 7 4 1 3 送料步距與條料寬度計(jì)算 7 4 1 4 材料利用率及排樣草圖 8 4 2 沖裁力 壓力機(jī)的選取及壓力中心計(jì)算 9 4 2 1 沖裁力的計(jì)算 9 4 2 2 卸料力 推件力和頂件力 9 4 2 3 壓力機(jī)所需總沖壓力的計(jì)算 10 4 3 壓力中心的計(jì)算 10 4 4 凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 12 4 5 卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 彈性元件的選用和計(jì)算 16 4 5 1 卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4 5 2 彈性元件的選用和計(jì)算 16 第五章 連續(xù)模的主要零件設(shè)計(jì) 18 IV 5 1 凸 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 5 1 1 凹模 18 5 1 2 凸模 19 5 2 結(jié)構(gòu)件與安裝 22 5 2 1 凸模固定板 22 5 2 2 模柄 22 5 2 3 墊板 23 5 3 模架 23 5 4 壓力機(jī)的選用 23 總 結(jié) 24 參考文獻(xiàn) 25 1 第一章 緒論 1 1 沖壓技術(shù)理論概述 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品 交貨期短 精度高 質(zhì)量好 價(jià) 格低 的要求服務(wù) 達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng) 1 1 1 全面推廣 CAD CAM CAE 技術(shù) 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向 隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn) 步 普及 CAD CAM CAE 技術(shù)的條件已基本成熟 各企業(yè)將加大 CAD CAM 技術(shù)培訓(xùn)和 技術(shù)服務(wù)的力度 進(jìn)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍 計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD CAM CAE 技術(shù)跨地區(qū) 跨企業(yè) 跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能 實(shí)現(xiàn)技 術(shù)資源的重新整合 使虛擬制造成為可能 1 1 2 高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工 大幅度提高了加工效率 并可獲得極高的表 面光潔度 另外 還可加工高硬度模塊 還具有溫升低 熱變形小等優(yōu)點(diǎn) 高速銑 削加工技術(shù)的發(fā)展 對(duì)汽車 家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力 目前 它已向更高的敏捷化 智能化 集成化方向發(fā)展 1 1 3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退?的諸多功能 大大縮短了模具的在研制制造周期 有些快速掃描系統(tǒng) 可快速安裝 在已有的數(shù)控銑床及加工中心上 實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集 自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng) 的加工程序 不同格式的 CAD 數(shù)據(jù) 用于模具制造業(yè)的 逆向工程 模具掃描系統(tǒng) 已在汽車 摩托車 家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用 相信在 十五 期間將發(fā)揮更大的 作用 1 2 沖壓加工經(jīng)濟(jì)性分析 1 2 1 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高 估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá) 到 30 左右 國外發(fā)達(dá)國家一般為 80 左右 2 1 2 2 沖壓件的成本分析 所謂經(jīng)濟(jì)性 就是以最小的耗費(fèi)取得最大的經(jīng)濟(jì)效果 也就是生產(chǎn)中的 最小 最大 原則 在沖壓生產(chǎn)中 保證產(chǎn)品質(zhì)量 完成產(chǎn)品數(shù)量 品種計(jì)劃的前提下 產(chǎn)品成本越低 說明企業(yè)經(jīng)濟(jì)效果越大 沖壓件的制造成本為 C 材 加 模 式中 C 制造成本 費(fèi)用 材料費(fèi) 包括原材料費(fèi) 外購件費(fèi) 材 加工費(fèi) 包括工人工資 設(shè)備折舊費(fèi) 車間經(jīng)費(fèi)等 加 模具費(fèi)模 上述可知 沖壓件的制造成本為 C C 材 C 模 C 沖壓件生產(chǎn)成本是由固定 費(fèi)和可變費(fèi)兩部分組成的 所以要設(shè)法降低固定費(fèi)用或可變費(fèi)用 都能使生產(chǎn)成本 降低 利潤增加 為四化建設(shè)積累資金 可見企業(yè)要提高經(jīng)濟(jì)效益 就要在降低成 本上下功夫 3 第二章 零件工藝性分析及確定工藝結(jié)構(gòu)方案 2 1 產(chǎn)品零件圖 圖 2 1 卸料板沖壓零件圖 沖裁工件是一種常見的零件 如上圖 2 1 所示 2 2 零件工藝性分析 沖裁的工藝性是從沖壓件工藝方面來衡量設(shè)計(jì)是否合理 在滿足工件零件使用 要求的條件下 能夠以最經(jīng)濟(jì)最簡單的方法沖出來就說明工藝性好 但是工藝性的 好壞是相對(duì)的 它直接受到工廠的沖壓技術(shù)和設(shè)備等因素的制約 2 2 1 結(jié)構(gòu)與尺寸 該零件結(jié)構(gòu)簡單 形狀對(duì)稱 尺寸較小 強(qiáng)度要求不高 外形簡單 最小孔徑 5mm 大于 t 適宜于沖裁加工 2 2 2 精度 本次零件設(shè)計(jì)精度要求不高 圖上所注尺寸公差無特殊要求 選取公差等級(jí)為 IT13 級(jí) 利用普通沖裁方式可達(dá)到要求 其模具制造精度也不高 能達(dá)到經(jīng)濟(jì)精度 4 2 2 3 材料 其材料為 Q235 材料厚度為 2 0mm 該材料為普通碳素鋼 其抗剪強(qiáng)度為 10 380MPa 抗拉強(qiáng)度 380 470MPa 此材料具有較高的彈性和良好的塑性 其沖裁加工 性較好 2 3 確定沖裁工藝方案 確定工藝方案就是確定沖壓件的加工路線 合理的工藝方案應(yīng)在不同的工藝分 析進(jìn)行全面的分析與研究比較與其經(jīng)濟(jì)效果 然后選擇合理的工藝方案 此零件沖 壓包括沖孔 落料兩個(gè)基本工序 其中沖孔和落料能分別采取兩種方案 具體分析 如下 1 單工序沖裁 單工序彎曲 采用單工序模生產(chǎn) 2 級(jí)進(jìn)沖孔 落料 采用連續(xù)模生產(chǎn) 3 復(fù)合模 落料沖孔 采用復(fù)合模具生產(chǎn) 方案 1 模具結(jié)構(gòu)簡單 制造周期短 加工成本低 但需要兩道工序 兩付模 具才能完成零件的加工 生產(chǎn)效率較低 難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求 且不便 于工人操作 所以一般不予采用 方案 2 采用連續(xù)沖裁沖出的零件精度和平直度較好 生產(chǎn)效率高 操作方便 通過設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)和排樣方法可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和避免模具強(qiáng)度不夠 的問題 同時(shí)又減少了一副模具 大大節(jié)省了成本 方案 3 采用復(fù)合模具 只有當(dāng)制件精度要求高 生產(chǎn)批量大 表面要求平整 時(shí) 才選用復(fù)合模具結(jié)構(gòu) 由于零件結(jié)構(gòu)簡單 為提高生產(chǎn)效率 這樣應(yīng)采用復(fù)合沖裁或連續(xù)沖裁方式 如采用復(fù)合模 則其凸凹模壁厚不能太薄 外形與內(nèi)形 內(nèi)形與內(nèi)形 以免影響強(qiáng) 度 凸凹模刃磨有時(shí)不方便 尤其是在凸凹模即沖裁 又成形的情況下 連續(xù)模具有如下優(yōu)點(diǎn) 1 生產(chǎn)效率較高 尤其能適合于在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 2 安全 省料及其它開支省 3 模具的使用壽命長 修模調(diào)整容易 4 沖制的產(chǎn)品精度高 美觀 故此沖裁件采用連續(xù)模為合理 設(shè)計(jì)方案為分別對(duì)凸模組件和凹模組件進(jìn)行了 5 定位和固緊 使裝配容易和裝配精度容易得到保證 綜上所述可知 宜采用方案 2 在此沖件中 采用先完成沖孔壓加強(qiáng)緊后沖 孔落料能保證凸凹模的最小壁厚 又因?yàn)榱慵某叽绫容^小 若在一副模具中完成 全部工序的 則會(huì)造成模具不方便制造 同時(shí)不經(jīng)濟(jì) 生產(chǎn)成本會(huì)成倍增加 故采 用先在連續(xù)模中完成沖孔落料的工藝方案 第三章 確定模具總體結(jié)構(gòu)方案 3 1 模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案 優(yōu)先采用級(jí)進(jìn)沖裁模 3 2 操作與定位方式 雖然零件的生產(chǎn)批量較大 但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式能夠達(dá)到批量要 求 且能降低模具成本 因此采用手工送料的方式 考慮零件尺寸較小 材料厚度 較薄 為了便于操作和保證零件的精度 宜采用定位銷導(dǎo)向 3 3 卸料與出件方式 考慮零件厚度較薄 采用彈性卸料的方式 為了便于操作 提高生產(chǎn)率 沖件 和廢料采用由凸模直接從凹模洞口推下的出件方式 3 4 模架類型及精度 由于零件厚度厚 沖裁間隙大 又是級(jí)進(jìn)模 因此采用常見的平穩(wěn)后側(cè)導(dǎo)柱模 架 6 第四章 工藝計(jì)算 4 1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 4 1 1 排樣方法 排樣對(duì)材料的利用率 工件的尺寸精度 生產(chǎn)率 模具制造難易程度和使用壽 命有一定的影響 按材料的經(jīng)濟(jì)利用程度或廢料的多少 排樣可分為有廢料排樣與 少 無廢料排樣兩大類 排樣又可分直排 斜排 對(duì)排 對(duì)頭斜排 多排 混合排 等 有廢料排樣有如下幾種形式 1 直排 排樣時(shí) 應(yīng)優(yōu)先選用直排 因?yàn)橹迸诺哪＞咦詈唵?但對(duì)于三角形 角尺形等工件 采用直排會(huì)造成較大的材料浪費(fèi) 可考慮選擇斜排或?qū)ε?2 斜排 斜排將時(shí)制模工作量增大 3 對(duì)排 選取對(duì)排省料幅度較大 比直排省料可達(dá) 30 50 但需要注意 如果采取送料一次沖一件的方案 即用單凸模 模具結(jié)構(gòu)與直排時(shí)基本相同 模具 費(fèi)也相差不大 但只實(shí)用于條料 不能用卷料 4 1 2 搭邊值的確定 搭邊值的作用 搭邊是指排樣時(shí)零件與條料側(cè)邊這間留下的剩料 其作用是使 條料定位 保證零件的質(zhì)量和精度 補(bǔ)償定位誤差 確保沖出合格的零件 并使條 料有一定的剛度 不彎曲 便于送進(jìn) 并能使沖模的壽命提高 為了節(jié)約材料 應(yīng) 選擇合理的搭邊值 它一般與卸料板的形式 條料厚度 沖壓寬度 L 有關(guān) 本設(shè)計(jì)采用彈性卸料板 條料厚度 t 2 0mm 沖壓寬度 L 60mm 30mm 查 冷沖 模設(shè)計(jì) P60 知 搭邊值工件間 2 0mm 側(cè)面 2 2mm a1a 7 4 1 3 送料步距與條料寬度計(jì)算 條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距 用 A 表示 其大小為條料上兩個(gè) 對(duì)應(yīng)沖裁件的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離 對(duì)于無廢料一模出兩件 送料步距是工件寬度的 兩倍 查 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) P63 條料寬度按公式計(jì)算即 001L B2ab 式中 L 條料公稱寬度 mm B 垂直于送料方向的工件尺寸 mm 側(cè)搭邊 mm 1a b 側(cè)刃切除的料寬 mm 為剪板機(jī)下料公差 0 5mm 條料是由板料剪裁下料而得 為保證送料順利 剪裁時(shí)的公差整帶分布規(guī)定上 偏差為零 下偏差為負(fù)值條料在模具上送進(jìn)時(shí)一般都有導(dǎo)向 當(dāng)使用導(dǎo)料銷導(dǎo)向而 又無側(cè)壓裝置時(shí) 在寬度方向也會(huì)產(chǎn)生送料誤差 所以 條料寬度 L 60 2 2 2 2 2 2 68 8 mm 0 5 0 5 送料步距 A 28 2 30mm 如下圖所示排樣方法 圖 4 1 直 排 綜上所述相同個(gè)數(shù)的零件采用直排料面積為 1330 469 2m 8 4 1 4 材料利用率及排樣草圖 通常以一個(gè)步距內(nèi)零件的實(shí)際面積與所用毛坯面積的百分率來表示 LB 100 1S01 式中 個(gè)步距內(nèi)零件的實(shí)際面積 個(gè)步距內(nèi)所需毛坯面積 0 L 送料步距 B 條料寬度 經(jīng)計(jì)算 一個(gè)步距內(nèi)的實(shí)際有效面積 約為 1330 469mm 一個(gè)步距內(nèi)所需毛1S 坯面積 為 30 68 8 2064mm 0S 沖裁單件材料的利用率 1330 469 2064 100 64 46 因此選用卷料 采用單排排樣 這樣的材料利用率較合宜 且操作方便 4 2 沖裁力 壓力機(jī)的選取及壓力中心計(jì)算 4 2 1 沖裁力的計(jì)算 沖裁力是選擇壓力機(jī)的主要依據(jù) 也是設(shè)計(jì)模具所必須的數(shù)據(jù) 其沖裁力 F 的 計(jì)算公式為 F KLt 其中 F 為沖裁力 N L 為沖裁件的周長 mm t 板料厚度 mm 為材料的抗剪強(qiáng) 度 MPa 為系數(shù) 常取 1 3 在一般情況下 材料的 b 1 3 為計(jì)算方便 也可用這個(gè)式子計(jì)算 沖裁力 F Lt b 沖側(cè)刃周長為 L1 2 30 2 2 2 2 68 8mm 中間圓孔周長為 L2 2 3 14 6 37 68mm 中間圓孔周長為 L3 4 3 14 5 62 8mm 落料周長為 L4 157 115mm 模具的沖裁力為 F Lt b 68 8 37 68 62 8 157 115 2 1 3 380 322478 26N 322 478KN 9 4 2 2 卸料力 推件力和頂件力 從凸模上卸下板料所需的力稱為卸料力 從凹模內(nèi)向下推出工件或廢料所需F凹 的力稱推件力 從凹模內(nèi)向上頂工件或廢料所需的力稱為頂件力 F推 F頂 與 和沖件輪廓的形狀 沖裁間隙 材料種類和厚度 潤滑情況 凹凹推 頂 模洞口形狀因素有關(guān) 在實(shí)際生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 FK 卸 卸 n推 推 頂 頂 式中 F 沖裁力 卸料力系數(shù) K卸 推件力系數(shù) 推 頂件力系數(shù) 頂 n 梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù) n h t h 為凹模直壁洞口的高度 與 可分別由表 4 1 查取 當(dāng)沖裁件形狀復(fù)雜 沖裁間隙較小 潤滑F(xiàn)凹推 頂 較差 材料強(qiáng)度高時(shí)應(yīng)取較大的值 反之則應(yīng)取較小的值 表 4 1 卸料力 推件力和頂件力系數(shù) 料厚 mm K卸 K推 K頂 0 5 2 5 0 025 0 06 0 05 0 06 取 為 0 04 為 0 05K卸 推 4 2 3 壓力機(jī)所需總沖壓力的計(jì)算 采用彈壓卸料裝置和下出件模具 F 總 卸 推 采用彈壓裝置和上出件模具時(shí) 10 F 總 頂 卸 彈簧片模具采用彈性卸料 其所需總壓力為 1 09 F 1 09 322 478KN 351 5KN總 卸 推 4 3 壓力中心的計(jì)算 模具的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機(jī)的滑塊中心線重合 以使平穩(wěn)工 作 減少導(dǎo)向磨損 提高模具及壓力機(jī)的壽命 圖 4 2 壓力中心坐標(biāo)系 選取如圖 4 2 所示的坐標(biāo)系 F1 沖側(cè)刃孔力 F1 LT b 380 1 3 30 2 2 2 2 2 0 33 987KN F2 沖圓孔力 F2 LT b 380 1 3 3 14 6 2 0 18 614KN F3 沖圓孔力 F3 Lt b 380 1 3 3 14 6 2 0 18 614KN F4 沖側(cè)刃孔力 F4 LT b 380 1 3 30 2 2 2 2 2 0 33 987KN F5 沖圓孔力 F5 Lt b 380 1 3 3 14 5 2 0 15 512KN 11 F6 沖圓孔力 F6 Lt b 550 1 3 3 14 5 2 0 15 512KN F7 沖圓孔力 F7 Lt b 380 1 3 3 14 5 2 0 15 512KN F8 沖圓孔力 F8 Lt b 380 1 3 3 14 5 2 0 15 512KN F9 落料力 F9 LT b 380 1 3 157 115 2 155 23KN Y1 F1 到 X 軸的力臂 Y1 32 2 X1 F1 到 Y 軸的力臂 X1 30 Y2 F2 到 X 軸的力臂 Y2 21 X2 F2 到 Y 軸的力臂 X2 30 Y3 F3 到 X 軸的力臂 Y3 21 X3 F3 到 Y 軸的力臂 X3 30 Y4 F4 到 X 軸的力臂 Y4 32 2 X4 F4 到 Y 軸的力臂 X4 30 Y5 F5 到 X 軸的力臂 Y5 7 5 X5 F5 到 Y 軸的力臂 X5 9 5 Y6 F6 到 X 軸的力臂 Y6 7 5 X6 F6 到 Y 軸的力臂 X6 9 5 Y7 F7 到 X 軸的力臂 Y7 7 5 X7 F7 到 Y 軸的力臂 X7 9 5 Y8 F8 到 X 軸的力臂 Y8 7 5 X8 F8 到 Y 軸的力臂 X8 9 5 Y9 F9 到 X 軸的力臂 Y9 0 X9 F9 到 Y 軸的力臂 X9 30 根據(jù)合力距定理 YG Y1F1 Y2F2 Y3F3 F1 F2 F3 XG X1F1 X2F2 X3F3 F1 F2 F3 XG F 沖壓力到 X 軸的力臂 XG 4 654 YG F 沖壓力到 Y 軸的力臂 YG 0 所以由以上可以算得壓力中心為 G 4 654 0 在模柄直徑范圍內(nèi) 符合設(shè)計(jì) 原理 12 4 4 凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 凸 凹模加工方法一般分為兩種 1 凸 凹模分開加工法 當(dāng)凸 凹模分開加工時(shí) 模具具有互換性 便于模 具成批制造 但是制模精度要求高 制造困難 相應(yīng)地會(huì)增加加工成本 凸 凹模 配合加工適合于較復(fù)雜的 非圓形的模具 制造簡便 成本低廉 2 凸 凹模配合加工法 采用配做法制模時(shí) 配做件的最后精加工要等基準(zhǔn) 件完全加工完才進(jìn)行 按配做法制模的加工順序 落料時(shí)先加工凹模 配做凸模 沖孔時(shí)先加工凸模 配做凹模 在工件尺寸精度較低 特別是板料較薄時(shí) 基準(zhǔn)件 的公差值較大 而配做件允許的公差值要小得多 這說明基準(zhǔn)件加工較容易 而配 做件加工較難 用單配加工法常用于生產(chǎn)復(fù)雜形狀及薄料沖裁件的模具 在計(jì)算復(fù)雜形狀的凸 模和凹模工作部分的尺寸時(shí) 往往存在著三類不同性質(zhì)的尺寸 第一類 凸?；虬?模在磨損后會(huì)增大的尺寸 第二類 凸模或凹模在磨損后會(huì)減小的尺寸 第三類 凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸 如圖 其中尺寸 a b c 對(duì)于凸模來說屬于 第二類尺寸 對(duì)于凹模來說屬于第一類尺寸 尺寸 d 對(duì)于凸模來說屬于第一類尺寸 對(duì)于凹模來說屬于第二類尺寸 尺寸 e 對(duì)于凸模和凹模來說都是屬于第三類尺寸 圖 4 4 復(fù)雜形狀沖裁件的尺寸分類 尺寸的計(jì)算方法 第一類尺寸 沖裁件上該尺寸的最大極限尺寸 x 1 40 第二類尺寸 沖裁件上該尺寸的最小極限尺寸 x 第三類尺寸 沖裁件上該尺寸的中間尺寸 1 8 對(duì)于該工件來說 在連續(xù)模中完成的工步是沖孔 落料 該工件精度無特殊要 求 根據(jù)工件公差等級(jí)取為 IT13 級(jí) 由于材料薄 模具間隙小 故凸凹模采用配做 加工為宜 又根據(jù)排樣圖可知 凹模的加工比凸模的加工要困難 且級(jí)進(jìn)模的所有 凹模的孔均在一個(gè)模板上 因此 選用凹模為制造基準(zhǔn)件 所以不論沖孔 落料 13 只計(jì)算凹模刃口的尺寸及公差 各凸模按凹模各對(duì)應(yīng)尺寸標(biāo)注其基本尺寸 并注明 按凹模實(shí)際刃口尺寸配雙面間隙 0 22 0 26mm 連續(xù)模中落料模 計(jì)算凹模刃口尺寸 按照一定的間隙配做凸模 按磨損情況 分類計(jì)算 凹模磨損后增大的尺寸 查 中國模具工程大典第 4 卷模具工程大典 P273 按照公式計(jì)算 dd0 DX 尺寸 60 磨損后增大 查表 X 0 05 60 dd0 02 尺寸 32 磨損后增大 查表 X 0 05 32 dd0 DX 02 尺寸 28 磨損后增大 查表 X 0 05 28 dd0 02 尺寸 9 磨損后增大 查表 X 0 05 9 dd0 DX 02 尺寸 1 磨損后增大 查表 X 0 05 11 2 dd0 02 落料凸模外形尺寸計(jì)算 尺寸 100 磨損后減小 查表 X 0 10 D 凸 1 D Zmin 60 0 22 59 78 02 D 凸 2 D Zmin 32 0 22 31 78 0 D 凸 3 D Zmin 28 0 22 27 78 2 D 凸 4 D Zmin 2 9 0 22 2 8 89 0 D 凸 5 D Zmin 2 1 0 22 2 0 89 02 沖孔時(shí) 把凸模尺寸換算到凹模的尺寸計(jì)算 由于先做凹模 凸模是按凹模以 一定的間隙配制的 所以凹模公差 凹也要比較小 14 即 凹 凸 1 4 Z max Z min 由圖 4 6 中可以得到換算后凹模的基本尺寸與公差 圖 4 6 沖孔 將凸模尺寸換算到凹模的計(jì)算圖 即 d 凸 dmin x d 凹 dmin x Zmin 0 凹 沖孔凹模 落料凸模分別按照沖孔凸模 落料凹模的實(shí)際尺寸進(jìn)行配制 雙邊 由表查得 Zmax 0 26mm Zmin 0 22mm Z Zmax Zmin 0 04mm 大批量生產(chǎn) 且工作精度要求不高 按大間隙可提高模具的壽命 沖孔凸模尺寸 d 凸 1 dmin x 5 02 d 凸 2 dmin x 6 0 凹模磨損后減小的尺寸 按公式 d 凹 dmin x Zmin 計(jì)算 0 凹 d 凹 dmin x Zmin 0 凹 5 0 22 5 222 0 2 尺寸 6 磨損后減小 查表 X 0 05 d 凹 dmin x Zmin 6 0 22 6 22 mm 40 02 凹模磨損后不變的尺寸 按公式 計(jì)算 d X 1 8D 送料節(jié)距 30mm 的尺寸保持不變 孔中心距離 19mm 15mm 保持不變 15 0 01d X 1 8 凹 19 0 01凹 15 30 0 01d X 1 8 凹 由于現(xiàn)在凹模基本上都采用線切割方法加工 精度可達(dá) 0 01 0 02mm 而凸 模因結(jié)構(gòu)形式不同有多種加工方法 在留出不小于 0 02mm 研磨量的情況下 采用線 切割的機(jī)床加工凹模時(shí) 各型孔尺寸和孔距尺寸的制造公差均可標(biāo)注為 0 01 為 機(jī)床的一般能達(dá)到的加工精度 凸凹模的材料根據(jù)性能特點(diǎn)選用 Cr12MoV 4 5 卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 彈性元件的選用和計(jì)算 4 5 1 卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 卸料裝置的功用是在一次沖裁結(jié)束之后 將條料或工序件與落料凸?；驔_孔凸 模脫離 以便進(jìn)行下一次沖裁 卸料裝置可分為固定卸料裝置和彈性卸料裝置 卸 料裝置可分為固定卸料和彈性卸料兩種 剛性卸料 常用于較硬 較厚且精度要求不太高的工件沖裁 結(jié)構(gòu)簡單 卸料 力大 彈性卸料常用于沖裁厚度小于 2 0mm 的板料 由于壓料的作用 沖裁件平整 本設(shè)計(jì)零件厚度為 2 0mm 零件精度要求不高 所以采用彈性卸料 固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同 其厚度可取凹模厚度的 0 8 1 倍 板料厚度超過 3mm 時(shí) 可與凹模厚度一致 彈性卸料板形孔與凸模的單面間隙 可以取 0 2 0 5mm 厚料與硬料可取大植 則厚度 H 固 0 6 H 凹 0 6 35 21mm 因?yàn)闆_裁件為材料為不銹鋼 厚度為 2 0mm 且卸料板反面需要加工讓位臺(tái)階 所以取 H 卸 25mm 4 5 2 彈性元件的選用和計(jì)算 本次設(shè)計(jì)中只進(jìn)行彈壓卸料的樹脂進(jìn)行計(jì)算和選用 彈性卸料板的平面外形尺 寸一般與凹模相同 板料厚度未超過 2 5mm 時(shí) 其卸料板寬度在 125 250 之間 查 模具工程大典 P574 可知凹模最小厚度為 H 36mm 卸料樹脂的選用 初步確定樹脂的個(gè)數(shù) N 一般 4 8 個(gè) 本設(shè)計(jì)選用 6 個(gè) 使受力均勻 根據(jù)卸料力 0 04 F 0 04 322 478 12 899KN 所以每個(gè)樹脂所承受的F卸 工作壓力為 12 899 6 2 15KN 2150N 根據(jù)極限工作壓力 大于預(yù)壓力 一般可以取 1 5 2 極 F預(yù) F極 F預(yù) 16 根據(jù)樹脂壓力與其壓縮量成正比的特征 計(jì)算樹脂的預(yù)壓量 h預(yù) 0 5 h預(yù) F預(yù) 極 極 h極 式中 彈簧極限壓縮量 mm 極 彈簧的預(yù)壓力 N 預(yù) 彈簧極限工作負(fù)荷 N F極 檢驗(yàn)選的樹脂是否合適 使樹脂工作時(shí)的總壓縮量 不超過樹脂允許的極限工h 作負(fù)荷的壓縮量 即滿足h極 30 2 3 35mm 極 預(yù) xhm 式中 卸料板的工作行程 mm x 凸模的刃磨量 一般取 4 10mmhm 沖孔落料凸模長度 L 應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定 據(jù) 冷沖模設(shè)計(jì) P99 公式知 凸模長度 的計(jì)算公式為 凸 2 0mm 凸 1H23 式中 凸模固定板厚度 mm 彈壓卸料板厚度 mm 2 預(yù)壓狀態(tài)下卸料彈簧的長度 其長度為 0 85 0 9 3 3H 2 0 附加厚度 凸?？s進(jìn)卸料板的距離 凸模固定板外形與尺寸與凹模板相同 厚度為凹模板厚度的 0 5 0 6 倍 凸模 固定板厚度為 18mm 對(duì)于螺釘?shù)跹b的直通式凸模 其型孔于凸模的雙邊間隙可取 0 1 0 3 這里取 0 2mm 2 0 18 25 24 2 0 65mm 本次設(shè)計(jì)取 65mm L凸 1H23 17 第五章 連續(xù)模的主要零件設(shè)計(jì) 5 1 凸 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 1 1 凹模 1 類型 凹模型孔側(cè)壁形狀形狀有兩種 一種是側(cè)壁與凹模的凹模面稍傾斜的斜壁孔 但斜壁孔的加工存在難度 增加 成本 在此處暫不采用 一種是側(cè)壁與凹模面垂直的直壁孔 在刃口孔內(nèi)易于聚集廢料或工件 增大了 凹模的脹裂力 推件力和孔壁的磨損 磨損后刃口形成倒錐形狀 可能使沖成的工 件從孔口反跳到凹模表面上造成操作困難 但直壁刃口凹模 刃口強(qiáng)度較高 刃口 修磨后工作部分尺寸不變 制造方便 適合用于截面為非圓形的工件 本零件采用 這種形式 臺(tái)階型孔的設(shè)計(jì)參數(shù) 一是直刃口的有效高度 h 一般的當(dāng) t 1mm 時(shí) 取 h 3 5mm 一是斜壁孔比單邊孔擴(kuò)大值 b 一般取 b 0 5 1mm 所以取 h 4mm b 1mm 如圖 4 1 所示 圖 5 1 凹模型孔側(cè)壁形狀 2 凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定 凹模厚度 H Kb 須 15mm 凹模壁厚 C 1 0 1 5 H 須 30 40mm 式中 b 沖裁件最大外形尺寸 b 89mm K 系數(shù) 查表取 K 0 38 則 H Kb 0 38 89 33 82mm 取 35mm 太薄無強(qiáng)度 凹模壁厚 C 1 0 1 5 H 35 52 5mm 查表得 C 40 45mm 凹模有效面積矩形的對(duì)稱中心應(yīng)與壓力中心重合 以便使模柄的中心線通過壓 力中心 但壓力中心對(duì)于矩形的寬度并不處于對(duì)稱位置 長度也不處于對(duì)稱位置 因此應(yīng)將矩形的長度增大為 使壓力中心對(duì)于 處于對(duì)稱位置 即以壓力中心到矩ll 18 形左邊的距離為實(shí)際凹模有效面積矩形長度的一半 3 計(jì)算凹模外形尺寸 從凹模有效面積矩形 b 向四周擴(kuò)大一個(gè)允許的凹模壁厚 C 值 即 45mm 即為l 凹模外形尺寸 L B 的尺寸 則 凹模長度 L L 89 2 45 179mm 凹模寬度 B B 73 2 2 45 163 2mm 經(jīng)綜合考慮 以及螺釘 銷釘?shù)裙潭姆植?選取與計(jì)算值相近的標(biāo)準(zhǔn)凹模 板輪廓尺寸 將上述尺寸圓整為 200mm 170mm 35mm 采用整體式的凹模結(jié)構(gòu) 5 1 2 凸模 1 凸模的設(shè)計(jì)原則 為了保證凸模能夠正常工作 設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都須滿足如下三個(gè)原則 精確定位 凸模安裝到固定板上以后 在工作過程中其軸線或母線不允許 19 發(fā)生任何方向的移位 否則將造成沖裁間隙不均勻 降低模具壽命 嚴(yán)重時(shí)造成啃 模 防止拔出 回程時(shí) 卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生拉深作用 凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸 模從固定板中拔出 防止轉(zhuǎn)動(dòng) 2 凸模的結(jié)構(gòu)形式 經(jīng)綜合考慮 落料凸模的刃口部分為非圓形斷面 為了便于凸模和固定扳的加 工 可設(shè)計(jì)成直通式形狀結(jié)構(gòu) 其工作部分和固定部分的形狀做成一樣 這類凸模 采用磨削 線切割的方式加工 凸模的尺寸根據(jù)刃口尺寸 卸料裝置和安裝固定要 求確定 凸模的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 5 3 所示 圖 5 3 落料凸模 沖孔凸模采用標(biāo)準(zhǔn) A 型的圓凸模 20 圖 5 4 圓形沖孔凸模 3 固定方式 凸模在上模的正確固定應(yīng)該是既要保證凸模工作可靠和良好的穩(wěn)定性 還要使 凸模在更換或修理時(shí)拆裝方便 落料凸模采用直通式凸模 其配合為過盈配合 對(duì)于沖孔凸模 將安裝部分設(shè)計(jì)成便于加工成型的長圓形 通過固定板固定 其配合間隙為 H7 m6 凸模固定板內(nèi)凸模的固定方法通常時(shí)凸模壓入固定板內(nèi) 21 5 2 結(jié)構(gòu)件與安裝 5 2 1 凸模固定板 用凸模固定板將凸模固定在模座上 其平面輪廓尺寸除應(yīng)保證凸模安裝孔外 還要考慮螺釘與銷釘孔的設(shè)置 由于工件形狀不規(guī)則 固定板的外形與凹模輪廓尺 寸基本上是一致的 型孔的位置應(yīng)當(dāng)與凹模的型孔位置協(xié)調(diào)一致 一般取其厚度等于凹模厚度的 60 80 此處取 18mm 其外形尺寸為 200mm 170mm 18mm 固定板內(nèi)形尺寸則根據(jù)凸模形狀確定 凸 模固定板孔與凸模采用過渡配合 H7 m6 壓裝后端面要磨平 以保證沖模的垂直 度 5 2 2 模柄 模柄是連接上模與壓力機(jī)的零件 此處選用壓入式模柄 它與上模座孔采用 H7 m6 過渡配合 壓裝后端面要磨平 以保證沖模的垂直度 并加銷釘防止轉(zhuǎn)動(dòng) 22 銷釘直徑為 8 模柄直徑 d 值按壓力機(jī)模座孔為 40 模柄為直徑 d 40mm 高度 L 90mm 的 A 型壓入式模柄 5 2 3 墊板 墊板裝在固定板與上模座或下模座之間 它的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞 的壓力 以降低模座所受的單位壓力 保護(hù)模座以免被凸模端面壓陷而影響模具的 正常工作 墊板的外形尺寸與凹模大致相同 墊板的厚度由經(jīng)驗(yàn)可選為 6 10mm 在此確定墊板的外形尺寸為 200mm 170mm 8mm 墊板的材料一般可選 45 鋼 熱處理 HRC45 48 5 3 模架 模架是由上下模座 模柄及導(dǎo)向裝置 最常用的是導(dǎo)柱 導(dǎo)套 組成 模架是整副模具的骨架 模具的全部零件都固定在它的上面 并且承受沖壓過 程中的全部載荷 模架的上模座通過模柄與壓力機(jī)滑塊相連 下模座用螺釘壓板固 定在壓力機(jī)工作臺(tái)面上 上 下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持其精確位置 以引 導(dǎo)凸模的運(yùn)動(dòng) 保證沖裁過程中間隙均勻 一般模架均已列入標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)模具時(shí) 應(yīng)加以正確選用 本設(shè)計(jì)中根據(jù)凹模周界及模具高度 選擇 21 后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架 此類標(biāo)準(zhǔn)模架自帶滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套 購買方便 成本低 速度快 5 4 壓力機(jī)的選用 所選用的壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)大于計(jì)算出來的總沖壓力 351 5kN 壓力機(jī)的最大 裝模高度應(yīng)大于或等于 186mm 沖模閉合高度 5mm 工作臺(tái)板尺寸應(yīng)能滿足沖模的 正確安裝 按上述要求可選用 JG23 40 開始雙柱可傾壓力機(jī) 但需要在工作臺(tái)面上 加設(shè)墊板 其主要技術(shù)參數(shù)為 選擇壓力機(jī)的型號(hào)為開始雙柱可傾壓力機(jī) JG23 40 它的主要技術(shù)參數(shù)如下 公稱壓力 400KN 滑塊行程 100mm 滑塊行程次數(shù) 80 次 min 最大裝模高度 300mm 連桿調(diào)節(jié)長度 80mm 滑塊中心線至床身距離 220mm 立柱距離 300mm 23 墊板厚度 80mm 模柄孔尺寸 50mm 70mm 工作臺(tái)尺寸 前后 左右 420mm 630mm 床身最大可傾角 30 24 總 結(jié) 在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下 在同學(xué)們的大力支持下 經(jīng)歷三個(gè)多星期的畢業(yè)設(shè) 計(jì)即將結(jié)束 在此我對(duì)大家的幫助表示由衷地感謝 本次設(shè)計(jì)是由本人親自設(shè)計(jì) 在老師的精心指導(dǎo)下完成的 從數(shù)據(jù)的計(jì)算 資 料的查取 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 圖表的繪制 到最后的總結(jié)修改 無一不凝結(jié)我的才智和 汗水 畢業(yè)設(shè)計(jì)大到方案的確定 小到螺釘?shù)倪x取和繪制 無一不需要求謹(jǐn)務(wù)實(shí)的 精神 設(shè)計(jì)不成功 修改 修改 再修改 直到合理為止 正是本著這種實(shí)事求是 的精神 才完成本次設(shè)計(jì) 這次設(shè)計(jì)給了我一次全面展示自我的機(jī)會(huì) 讓我再次比較獨(dú)立地設(shè)計(jì)模具 進(jìn) 一步拓寬了我的知識(shí)面 同時(shí)也給了我一個(gè)溫習(xí)以前所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì) 使我進(jìn)一步 鞏固了機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械制圖 沖壓模具及工藝等課程的基礎(chǔ)知識(shí) 本文闡述了模具 的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢 分析零件的工藝性 確定工藝方案 闡述了模具結(jié)構(gòu) 提高計(jì) 算能力 繪圖能力 熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)方形墊片的沖裁模結(jié)構(gòu) 進(jìn)行設(shè)計(jì)分析 計(jì)算 說明 通過這次設(shè)計(jì) 我掌握了模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟 以及 一些設(shè)計(jì)要點(diǎn) 也學(xué)到了許多繪圖技巧 對(duì) CAD Pro E 的運(yùn)用更加熟練 同時(shí) 對(duì)機(jī)械行業(yè)的前景有了新的了解 25 參考文獻(xiàn) 1 丁松聚 冷沖模設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版 2001 1 5 40 63 129 141 2 鐘毓斌 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 45 87 152 179 3 肖祥芷 中國模具工程大典 M 北京 電子工業(yè)出版社 2007 611 653 973 4 劉朝儒等 機(jī)械制圖 M 北京 高等教育出版社 2001 1 9 5 陳曉華 典型零件模具圖冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 27 6 王孝賠 沖壓手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 60 87 7 史鐵梁 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 1 80 8 孫鳳勤 模具制造工藝與設(shè)備 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 1 136 9 張代東 機(jī)械工程材料應(yīng)用基礎(chǔ) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 24 68 10 徐學(xué)林 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) M 湖南 湖南大學(xué)出版社 2001 24 68 11 桂林電器科學(xué)研究所主編 弓形件成形彎曲模設(shè)計(jì) J 模具工業(yè) 2004 3 23 25