磁芯簧沖壓模具設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）

磁芯簧沖壓模具設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）,磁芯簧,沖壓,模具設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙 摘要 本課題主要設(shè)計(jì)了一套沖孔、落料、彎曲的模具。經(jīng)過查閱資料，首先,對零件進(jìn)行工藝分析，經(jīng)過工藝分析和對比，采用沖孔、落料、彎曲工序，通過沖裁力、頂件力、卸料力等計(jì)算，確定壓力機(jī)的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設(shè)計(jì)的模具。得出設(shè)計(jì)的模具類型后將模具的各工作零件設(shè)計(jì)過程表達(dá)出來。 在文檔的第一部分是對沖壓件的工藝分析，完成了方案的確定。第二部分，對零件的排樣圖的設(shè)計(jì)，完成了材料利用率的計(jì)算。再進(jìn)行沖裁工藝力的計(jì)算和沖裁模工作部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，對選擇沖壓設(shè)備提供依據(jù)。最后對主要零部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，為本次選擇設(shè)計(jì)模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過前面的設(shè)計(jì)方案畫出模具各零件圖和裝配圖。 本次設(shè)計(jì)闡述了沖壓正裝級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過程。本模具性能可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞：沖孔，落料，彎曲，模具 目 錄 摘要 I 前言 1 1成型工藝分析 2 1.1結(jié)構(gòu)分析 2 1.2材料分析 2 1.3尺寸精度分析 2 2工藝方案的確定 4 3 排樣 5 3.1排樣圖 5 3.1.1條料的定位 6 3.1.2制件的取出和廢料的處理 6 3.1.3條料的卸料 6 3.2材料的搭邊 7 3.3步距長度的確定 8 3.4條料寬度的確定 8 3.5材料利用率 9 3.6條料排樣圖 9 4沖裁力計(jì)算、壓力中心的確定、壓力機(jī)的選擇 9 4.1 設(shè)計(jì)沖裁力 10 4.1.1沖裁力的計(jì)算 10 4.2壓力機(jī)的選擇 10 5模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 5.1凸、凹模結(jié)構(gòu)形式 12 5.2導(dǎo)料方式的選擇 12 5.3卸料方式 13 6模具尺寸計(jì)算 13 6.1凸、凹模刃口尺寸的確定 14 6.2基本尺寸計(jì)算 14 6.3沖壓模閉合高度 14 7模具圖紙繪制 15 7.1裝配圖繪制 16 7.2零件圖繪制 16 總結(jié) 17 致 謝 18 參考文獻(xiàn) 19 I 前言 沖壓模具是模具制造業(yè)中最重要的一部分。改革開放以來，市場經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，市場對模具的需求量在不斷增長。近年來，模具工業(yè)企業(yè)的所有制元素也發(fā)生了變化，除了國有模具企業(yè)外，合資、集體、獨(dú)資和私營也有了飛速的發(fā)展。如今隨著與國際市場的接軌，市場競爭日益激烈，人們認(rèn)識到產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)的重要性。模具制造是整個(gè)模具鏈條中最基礎(chǔ)的一個(gè)要素。 目前，大部分中小型企業(yè)還不具備購買高檔的數(shù)控沖床的經(jīng)濟(jì)能力，數(shù)控單元沖壓模具可直接裝在普通的沖床上作為簡易數(shù)控沖床使用。 冷沖壓是用安裝在壓力機(jī)上的沖模對材料施加壓力，使其部分產(chǎn)生分離或塑性變形，進(jìn)而獲得所需零件的一種加工方法。沖壓模具是將材料加工成所需沖壓零件的一種工藝裝備，沖壓模具在冷沖壓中至關(guān)重要。一般說，不具備符合要求的模具，冷沖壓就無法進(jìn)行，先進(jìn)的沖壓工藝也必須依靠對應(yīng)的沖模來實(shí)現(xiàn)。 1成型工藝分析 1.1結(jié)構(gòu)分析 工件名稱：磁芯簧 生產(chǎn)批量：大批量 厚度：0.4mm 圖1-1產(chǎn)品圖 1.2材料分析 材料及板厚：材料為QSn6.5-0.1錫青銅，厚度0.4mm。錫青銅具有較好的穩(wěn)定性，穩(wěn)較高的強(qiáng)度，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對簡單，壁厚為0.4mm,級進(jìn)模完全能滿足要求。 1.3尺寸精度分析 零件圖上的所有尺寸均未注公差，屬于自由尺寸。按IT12級確定工件尺寸的偏差計(jì)算。 圖1-2產(chǎn)品展開圖 沖壓技術(shù)要求: 1.材料:錫青銅 2.材料厚度:0.4mm 3.生產(chǎn)批量:大批量 4.未注公差:按IT12級確定. 此零件結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)要求低，所以適合沖裁。 2工藝方案的確定 磁芯簧所需的基本沖壓工序?yàn)闆_孔、落料和彎曲，可擬定出以下三種工藝方案: 方案一：用簡單的單工序模分三次加工，即沖孔-落料-彎曲； 方案二：沖孔、落料的復(fù)合模和彎曲的單工序模； 方案三：沖孔、落料和彎曲級進(jìn)模。 方案三生產(chǎn)率較方案二低，精度略低于方案二。但是模具結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜成本較低，壓力機(jī)噸位要求低，故節(jié)省能源，由于此為大批量生產(chǎn)，精度要求不高，相比較而言方案三更具可行性，更具優(yōu)越性。 選用方案三則又有三個(gè)不同的工藝方案 ①先沖銷孔和?24的圓孔，然后落料和彎曲在同一工序 ②沖孔和落料在同一工序，然后再彎曲 ③沖孔、落料和彎曲各分為一個(gè)工序 采用①加工工件不易保證R1±1mm的彎曲精度，而且易使沖頭磨損，降低模具壽命。②方案工件易受力不均勻，導(dǎo)致工件受拉扯力而變形。經(jīng)分析采用③比較合理，③可以保證制件的精度。對于彎曲回彈，可以用減小間隙的方法來避免或減小回彈。終上所述，選擇方案三，級進(jìn)模生產(chǎn)零件。因?yàn)楸诤?.3mm小于倒裝式壁厚，所以采用正裝式級進(jìn)模生產(chǎn)。 3 排樣 3.1排樣圖 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)形狀，采用有廢料排樣。如圖所示 圖3-1排樣示意圖 此零件結(jié)構(gòu)簡單，只有沖孔、落料和彎曲工序： 工序一：沖切銷孔和?24的圓孔；條料限位定距； 工序二：沖孔，沖切廢料； 工序三：沖切廢料； 工序四：切斷，彎曲； 3.1.1條料的定位 雖然側(cè)刃定距的方式使沖壓材料的送進(jìn)可以準(zhǔn)確可靠，但也增加了材料的消耗，也使模具的制造維修變得更加復(fù)雜。銷孔定位即發(fā)揮了定距的優(yōu)點(diǎn)，又使有搭邊排樣的有廢料沖壓中的廢料損耗減少。 3.1.2制件的取出和廢料的處理 模具采用級進(jìn)模，廢料直接從卸料板掉落，沖壓件用剛性推件裝置推出，采用手動送料的方式推送條料，工作簡單，沖壓件由人工手動取出。 3.1.3條料的卸料 條料的卸料采用剛性卸料的方式剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，常用作落料模、沖孔模、 正裝復(fù)合模的卸料裝置。本模具采用剛性卸料經(jīng)費(fèi)成本比較低。 3.2材料的搭邊 由于工件需要大量生產(chǎn)，所以不采用單工序模，且工件沖裁要求不高和沖裁部位較為密集，應(yīng)力較大。所以不宜采用復(fù)合模。故采用級進(jìn)模。 設(shè)計(jì)模具時(shí)條料的排樣很重要，支架零件具有簡單結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)單向排列時(shí)材料的利用率高，減少了廢料。從展開圖可以看出，落料平毛胚形狀復(fù)雜，彎曲成形為R18mm的凸圓弧底U字形工件，彎曲高度達(dá)23mm，而其兩端頭寬僅3.0mm，必須采用有搭邊排樣。 排樣時(shí)工件之間以及與條料側(cè)邊之間留下的余料稱為搭邊。 搭邊雖是廢料，但在沖裁過程中起到很大作用：補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格零件。但是也浪費(fèi)了一些材料。 因?yàn)樵摿慵L72mm，寬24mm，矩形件邊長L>50,并且該零件厚度為0.4mm,所以根據(jù)下表可知，工件間搭邊值為a=1.0mm，側(cè)搭邊值為a=2mm。 3.3步距長度的確定 表3-1最小搭邊值 為提高工件材料的利用率，該工件的展開毛胚軸線傾斜45°排樣。 盡管搭邊寬度不足a =1mm（理論要求是a=2.0mm），但由于傾斜45°排樣后，平毛胚中間最寬處錯(cuò)開，充分利用結(jié)構(gòu)廢料，仍可留出足夠?qū)挼闹虚g搭邊(步距a1=1.8) 3.4條料寬度的確定 排樣方式和搭邊值確定后，即可計(jì)算出條料寬度，進(jìn)而確定模具導(dǎo)料板之間的距離。 在有測壓裝置的導(dǎo)料板之間送料，條料一直沿著導(dǎo)料板送進(jìn)，公式計(jì)算為: 條料寬度為60==72mm  3.5材料利用率 提高材料利用率對降低沖壓生產(chǎn)成本至關(guān)重要，特別是對大批量生產(chǎn)，好的材料。我們的排樣圖利用了零件的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)，采用了少廢料排樣，從而提高材料利用率。 根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用2000mm×720mm×0.4mm的錫青銅。每塊可剪2000mm×72mm規(guī)格條料10條。材料剪切利用率達(dá)48%，由一個(gè)步距的材料利用率通用計(jì)算方式η=nA/Bs×100% A：個(gè)步距內(nèi)的沖裁件面積 A=746.39材料面積A=36x12.8=460.8mm2 N：個(gè)步距內(nèi)的沖裁件數(shù)量 n=1 B：條料寬度 B=72mm S：步距 s=25.8mm 3.6條料排樣圖 圖3-2排樣圖 4沖裁力計(jì)算、壓力中心的確定、壓力機(jī)的選擇 4.1 設(shè)計(jì)沖裁力 4.1.1沖裁力的計(jì)算 公式：P=kLtT 式中P——沖裁力（kN） L——沖裁件剪切周邊長度（mm） t——沖裁件材料厚度（mm） T——被沖裁材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa） K——系數(shù)，一般取1.3 上式中抗剪強(qiáng)度T與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)可在手冊中查詢。為方便計(jì)算，可取材料的T= 0.6σb，故沖裁力表達(dá)式又可表達(dá)為P=1.3LtT≈Ltσb 式中σb——被沖材料抗拉強(qiáng)度（Mpa），查手冊[1]表得青銅的σb=240Mpa P1=1.3×14π×0.4×240=5.486kN P2=1.3×802×0.4×240=100.089kN 推件力Pt=nKtP Kt——推件力系數(shù)，Kt=0.055 h——凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t——料厚（mm） h=0.4mm，故n=1 P3=3×0.055×14=2.31kN P4=3×0.055×802=132.33kN 卸料力，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得 P卸=0.03p P5=0.03×5486.208≈1.645kN P6=0.03×100.089=3.002kN P=P1+P2+P3+P4=5.486+100.089+2.31+132.33=240.215kN 4.2壓力機(jī)的選擇 模具的總沖壓力=P+P5+P6=244.862kN 壓力機(jī)的公稱壓力必須大于沖裁時(shí)總壓力的1.1到1.3倍，故可以計(jì)算壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)大于（1.1~1.3)x16=（17.6~20.8）kn, 根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書查表開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號為J23-40和J23-35。 圖4 23-40和J23-35開式可傾壓力機(jī)參數(shù) 由圖4，得此次設(shè)計(jì)選用J23-35式可傾壓力機(jī) 5模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1凸、凹模結(jié)構(gòu)形式 圖5-1凸模 圖5-2凹模 常見的凹模安裝有鑲嵌式、整體式、壓肩式，這套模具采用的是整體式，便于加工（如圖5-1）；常見的凸模安裝有鑲嵌式、整體式、壓肩式，我選用的是鑲嵌和壓肩混合使用，便于加工和安裝。（如同5-2） 5.2導(dǎo)料方式的選擇 常用的導(dǎo)料方式有導(dǎo)料銷，導(dǎo)料板，等導(dǎo)料方式，此次我們選用的導(dǎo)料方式導(dǎo)料銷導(dǎo)料。因?yàn)槲覀兊漠a(chǎn)品尺寸精度不高，結(jié)構(gòu)簡單，采用導(dǎo)料銷導(dǎo)料節(jié)約材料，所以用導(dǎo)料銷導(dǎo)料。 圖5-3擋料方式 5.3卸料方式 卸料方式有兩大種：剛性卸料和彈性卸料。此次我們采用的方式是剛性卸料，因?yàn)楸敬萎a(chǎn)品精度要求不高，厚度一般，粗糙度要求不是很高，所以我們選用剛性卸料。 圖5-4卸料方式 6模具尺寸計(jì)算 6.1凸、凹模刃口尺寸的確定 由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時(shí)需要分別計(jì)算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時(shí)，間隙取在凹模上，則： 凸模尺寸 Dp=（d+XΔ）-σp0 凹模尺寸 Dd=（d+XΔ+Zmin）0＋σ 式中 Dd Dp: 落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm dp dd: 沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm X:磨損系數(shù)，查表2-30[1]得：IT14級時(shí)x=0.5 Zmin——雙面間隙，mm △——工件公差，mm δ——凸模和凹模的制造公差，mm 沖裁φ14mm孔凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算 凸模尺寸 由表2-10[1]查得△=0.16 dap=（d+x△）-δp0=(14+0.75×0.16)0-0.02=14.120-0.02 凹模尺寸 由表2-23[1]得Zmin=0.246 dd=(d+x△+Zmin)0+δ=(14+0.75×0.16+0.246)0+0.02 =14.3660+0.02 6.2基本尺寸計(jì)算 卸料板尺寸：13.5x126x88; 凹模尺寸：20x131x88; 凹模墊板：25x165x88; 凸模固定板：20x126x88; 凸模墊板：10x126x88. 6.3沖壓模閉合高度 圖6-1模具閉合高度 經(jīng)過設(shè)計(jì)我們可知各板的高度，各板符合沖壓的強(qiáng)度，經(jīng)計(jì)算H=163.5，在壓力機(jī)上可以使用。符合要求。 7模具圖紙繪制 7.1裝配圖繪制 模具上模部分由上模版，墊板，凸模，凸模固定板，凹模，卸料板，導(dǎo)柱，導(dǎo)套等組成。卸料方式采用鋼性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模板，卸料板，凹模組成沖孔廢料由漏料孔漏出，該模具采用導(dǎo)料銷代替導(dǎo)料板導(dǎo)正。 條料送進(jìn)時(shí)采用擋料銷作定距，操作時(shí)完成第一步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動，且兩個(gè)導(dǎo)料銷代替導(dǎo)料板，條料緊靠導(dǎo)料銷向前推。 7.2零件圖繪制 本套模具的凸模、凹模采用的是材料Cr12，Cr12屬于高碳高鉻萊氏體鋼，也是應(yīng)用廣泛的冷作模具鋼。該鋼具有較好的淬透性、耐磨性、熱加工性。碳化物在鋼中分布比較好。其熱處理可采用淬火+回火。 總結(jié) 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們最后的一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)。檢驗(yàn)我們之前所學(xué)知識及技能的靈活運(yùn)用程度。如今我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)。在學(xué)校，我對機(jī)械制圖、模具設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)原理等專業(yè)方面的知識有了初步的了解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目標(biāo)。 對于模具設(shè)計(jì)，老師對我們進(jìn)行了大量的實(shí)踐訓(xùn)練。在實(shí)訓(xùn)基地，我們學(xué)會了機(jī)器的操作。以及作為一位模具人作必須具備的精神。 在設(shè)計(jì)過程中，我會充分的運(yùn)用所學(xué)知識及掌握的技能，并且查閱各種書籍資料，與同學(xué)討論，盡最大的努力做好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，可能會有一些困難，但我相信，有老師的耐心指導(dǎo)，同學(xué)的慷慨解囊，再加上自身的努力，我會盡最大努力完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。設(shè)計(jì)作品如果有什么不妥的地方，懇請糾正。 致 謝 首先，要感謝的是的我的老師。在他的悉心指導(dǎo)下，我才能按時(shí)完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，老師向我指出了正確的設(shè)計(jì)方向，讓我加深的對模具設(shè)計(jì)與制造的理解，同時(shí)也使我在設(shè)計(jì)中少走了許多彎路。在設(shè)計(jì)的過程中，老師非常耐心的幫我改圖，解決我在設(shè)計(jì)時(shí)遇到的問題，這些指導(dǎo)對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成十分重要。我十分感謝他對我的教育和批評。我還要感謝同學(xué)對我的幫助。最后，我還要感謝系里領(lǐng)導(dǎo)以及其他老師的幫助。 參考文獻(xiàn) 【1】《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》[M]．模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000【2】《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第二版）》[M]．聯(lián)合編寫組．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1987 【3】《沖模設(shè)計(jì)手冊》[M]．沖模設(shè)計(jì)手冊編寫組．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988. 【4】《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》[M]．北京：中國鐵道出版社，1995. 【5】《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)》[M]．陳炎嗣，郭景儀．北京：北京出版社，1993. 【6】《沖壓模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)圖解》[M]．太田哲編．北京：國防工業(yè)出版社，1982. 【7】《機(jī)械制圖》[M]．李紹珍，陳桂英主編．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. 【8】《機(jī)械工程材料性能數(shù)據(jù)手冊》編委會．機(jī)械工程材料性能數(shù)據(jù)手冊[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985. 19