日字形鐵芯片（BS13-F233）鈑金成形工藝及沖壓模具設計-落料沖孔復合模含11張CAD圖.zip

日字形鐵芯片（BS13-F233）鈑金成形工藝及沖壓模具設計-落料沖孔復合模含11張CAD圖.zip,字形,芯片,BS13,F233,成形,工藝,沖壓,模具設計,沖孔,復合,11,CAD 任務書 屆次 XX 姓名 XX 班級 XX 學號 XX 一、設計題目： 日字形鐵芯片（BS13-F233）鈑金成形工藝及模具設計 二、產品零件圖及要求： 名稱 鐵芯片 材料 硅鋼片 /t=2 生產批量 中批 生產條件 不限 三、設計內容： 1．產品零件的鈑金成形工藝規(guī)程：1份 2．鈑金模具設計圖樣（含二維總裝圖、二維非標準零件圖）：1套 3．設計說明書：1份 發(fā)題日期：20XX 年 3 月 16 日 完成日期：20XX 年 5 月 10 日 指導教師： XX 專業(yè)主任： XX 目錄 摘要 1 關鍵詞 1 1.前言 1 1.1我國沖壓模具現狀 2 1.2未來模具發(fā)展的趨勢 2 1.3本次設計主要內容 2 2.零件沖壓工藝分析 2 2.1沖裁件及其精度與端面粗糙度 2 2.2材料的沖壓性能分析 3 3沖裁方案的確定與排樣 3 3.1沖裁方案的分析和確定 3 3.2排樣圖設計 4 4工藝計算 5 4.1沖裁力的計算 5 4.2卸料力，推件力和頂件力的計算 6 4.3沖裁工藝力的計算 6 4.4模具壓力中心的確定 7 4.5沖壓設備的選擇 7 5模具的結構方案設計 8 5.1模具總體結構 8 5.2主要零部件的設計 8 5.2.1凹模的結構設計 8 5.2.2沖裁凸模的結構設計 9 5.2.3彈簧的選取 9 5.2.4其他部分的設計與選用 10 5.2.5沖孔落料模具總裝圖 11 6模具零件的固定方法、安裝與工作過程 11 6.1模具零件的固定方法 11 6.1.1 凸模的固定 11 6.1.2 凹模的固定 12 6.1.3導柱導套的固定 12 6.1.4模柄的固定 12 6.2模具的安裝及裝配 12 6.2.1裝配內容及裝配順序選擇 12 6.2.2模具的裝配過程 13 設計小結 14 參考文獻 15 鐵芯片 鈑金成形工藝及模具設計 摘要 本次設計了沖孔落料的模具，通過沖裁力、頂件力、卸料力等計算，確定壓力機的型號。在設計說明書的第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展狀況，說明了沖壓模具的重要性與本次設計的意義，接著是對沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，對零件排樣圖的設計，完成了材料利用率的計算。再進行沖裁工藝力的計算和沖裁模工作部分的設計計算，對選擇沖壓設備提供依據。最后對主要零部件的設計和標準件的選擇，為本次設計模具零件圖的繪制和模具的成形提供依據，以及為裝配圖各尺寸提供依據。后面還介紹了模具的零件安裝固定過程，介紹了凹模和上下模座的加工工藝。 關鍵字：沖壓模具；沖壓設備；沖孔；落料； 1.前言 1.1我國沖壓模具現狀???? 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產單套重量達50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內也能生產了。精度達到1~2μm，壽命2億次左右的多工位級進模國內已有多家企業(yè)能夠生產。表面粗糙度達到Ra≦1.5μm的精沖模，大尺寸（φ≧300mm）精沖模及中厚板精沖模國內也已達到相當高的水平。 ???? 在國家產業(yè)政策的正確引導下，經過幾十年努力，現在我國沖壓模具的設計與制造能力已達到較高水平，包括信息工程和虛擬技術等許多現代設計制造技術已在很多模具企業(yè)得到應用。雖然如此，我國的沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這一些主要表現在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面基本達到了國際水平，模具結構周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。 ??? 標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達到國際水平。 1.2未來模具發(fā)展的趨勢 未來模具的發(fā)展趨勢為“產品研發(fā)設計周期期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低廉”等。 1.3本次設計的主要內容 在為期兩個月設計過程中我主要從以下方面來開展設計工作的。第一，根據工件的要求和尺寸繪制了零件的零件圖，包括二維和三維圖。第二，對零件進行沖壓工藝性能分析。第三，確定沖裁方案。第四，排樣設計。第五，工藝計算，包括沖裁力和凸凹模刃口尺寸的計算等。第六，根據沖裁力選用壓力設備。第七，模具的結構方案設計，包括設計一些典型零件和附件，并繪制其零件圖。第八，模具典型零件的固定方法的研究。第九，模具的安裝與裝配方法介紹。第十，模具的工作過程介紹和繪制模具裝配圖。第十一，對典型零件確定加工方安，擬定零件的加工工藝路線。另外，在整個過程中我對CAD軟件在模具設計中的應用也做了更加深入的認識。 2. 零件沖壓工藝分析 沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖裁工藝的適應性。一般情況下對沖裁件的工藝性影響最大的是制件的結構形狀，精度要求，形位公差及技術要求。良好的結構工藝性應保證材料消耗少，工序數目少，模具結構簡單而壽命高，產品質量穩(wěn)定，操作簡單。通常對工件的工藝影響最大的是幾何形狀尺寸和工藝要求。 2.1沖裁件及其精度與端面粗糙度 沖裁件的經濟精度一般不高于IT11級，最高可達IT8~IT10級沖孔比落料的精度約高一級。故本次設計中沖孔和落料時工件采用IT12級精度，設計模具時凸模采用IT6級精度制造，凹模采用IT7級精度制造，兩孔中心距公差控制在±0.12之間。斷面粗糙度只要不影響工件的使用和裝配，取其自然的斷面粗糙度，即Ra=12.5~50,最高Ra=6.3。 工件圖 名稱 鐵芯片 材料 硅鋼片 /t=2 生產批量 中批 生產條件 不限 2.2材料的沖壓性能分析 對硅鋼性能主要是：①鐵損低，這是硅鋼片質量的最重要指標。各國都根據鐵損值劃分牌號，鐵損愈低，牌號愈高。②較強磁場下磁感應強度（磁感）高，這使電機和變壓器的鐵芯體積與重量減小，節(jié)約硅鋼片、銅線和絕緣材料等。③表面光滑、平整和厚度均勻，可以提高鐵芯的填充系數。④沖片性好，對制造微型、小型電動機更為重要。⑤表面絕緣膜的附著性和焊接性良好，能防蝕和改善沖片性。⑥基本無磁時效。硅鋼片一般隨硅含量提高，鐵損、沖片性和磁感降低，硬度增高。工作頻率愈高，渦流損耗愈大，選用的硅鋼片應當愈薄。 3 沖裁方案的確定與排樣 3.1沖裁方案的分析和確定 依據此工件的特點，此工件的生產可采用單工序模，復合模兩種模具生產。現對其各種方案的優(yōu)劣做如下對比： 第一，單工序模生產： 工序安排：沖孔→落料。用此種方案生產時需兩套模具，分別為沖孔，落料模具，操作時需要多次安裝和定位工件，容易導致加工過程中定位基準不一樣出現基準不重合誤差，影響工件的精度，另外因工件尺寸較小，多次定位比較麻煩，嚴重影響生產效率，工序多，模具數量多，壓力機的數量也要求較多，增加了模具和設備費用，同時也要求有更多的操作人員，增加了人工工資成本，更重要的是不適合大批大量的連續(xù)生產。 第二，復合模具生產： 工序安排：沖孔落料→彎曲。復合模具生產時相對單工序模結構簡單，生產效率高，工件同軸度較好，表面平直，尺寸精度較高，且不受條料外形尺寸的精度限制，有時廢角料也可用以再生產。由于復合模本身所具有的一些優(yōu)點較明顯，故模具企業(yè)在條件允許的情況下，一般傾向于選擇復合模結構。 綜合以上方案比較，采用復合模具生產此工件最為合適。 3.2排樣圖設計 排樣設計是指沖裁件在條料或板料上的布置方法。合理的排樣和選擇適當的搭邊是降低成本和保證制件質量和模具壽命的有效措施。為提高材料的利用率，盡量減少廢料，模具可采用少廢料的排樣方法，兩種排樣對比如圖： 排樣圖對比 材料的利用率 排樣的目的是為了在保證制件質量的前提下，合理利用原材料，衡量排樣經濟性，合理性的指標是材料的利用率，一個進距內材料的利用率η的計算公式為： 式中：A—沖裁件面積 n—一個進距內沖裁件數目 b—條料寬度 h—進距 排樣1利用率： 排樣2利用率： 經過對比，排樣1材料利用率略高，所以采用這種排樣方式。 4 工藝計算 4.1沖裁力的計算 沖裁力是選擇壓力機的主要依據，也是設計模具的必須的數據。在沖裁的過程中，沖裁力的大小是不斷變化的，沖裁力是指板料作用在凸模上的最大抗力。對于普通平刃刀口的沖裁，其沖裁力F可按如下公式計算： 其中： F—沖裁力 N L—沖裁件的周長 mm t—材料厚度 mm —材料抗剪強度 MPa k—系數（與材料性能，厚度偏差，模具的間隙波動有關，常取1.3） 由于在通常情況下=1.3，故為了計算上的方便，公式可簡化為 對本工件，=190MPa，t=2mm 排樣圖 故： 4.2卸料力，推件力和頂件力的計算 由于沖裁時材料的彈性變形和摩擦，在一般沖裁條件下，沖裁后材料將發(fā)生彈性恢復，使落料件或沖孔廢料梗塞在凹模中，而板料則緊卡在凸模上，為使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將卡在凸模上的板料卸下，將卡在凹模中的工件或廢料向上或向下推出。將緊卡在凸模上的料卸下所需要的力稱為卸料力；將卡在凹模中的料推出所需要的力稱為推件力；將卡在凹模中的料逆著沖裁方向頂出所需的力稱為頂件力[2]。由經驗公式可得以上推件力，卸料力和頂件力的計算公式為： 由表查得：，5，，n=4 由此計算得： 4.3沖裁工藝力的計算 如前面計算，沖裁工藝力包括沖裁力，卸料力和頂件力，因此選擇壓力機時依據模具結構分別計算沖裁工藝力。依據設計方案采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁工藝力為： 依據此工藝力F選擇壓力機噸位。 4.4模具壓力中心的確定 模具壓力中心為（48,32），如下圖： 4.5沖壓設備的選擇 在實際生產中，為了防止設備的超載可按，來估算壓力機公稱壓力。該零件尺寸較小，無需考慮臺面尺寸，只需按照公稱壓力選擇，考慮工廠實際情況 由于沖孔落料模，故沖孔落料模選用6.3t開式雙柱可傾式壓力機，型號J23-6.3，其主要技術參數為： 公稱壓力：63KN 滑塊行程：35mm 最大閉合高度：150mm 閉合高度調節(jié)量：35mm 工作臺尺寸： 模柄孔尺寸： 5 模具的結構方案設計 5.1模具總體結構 模具采用滑動中間導柱模架，上模部分由模柄、上模板、凸模墊板、凸模固定板、卸料用聚胺脂橡膠、卸料板、沖孔落料凹凸模；模具下模部分由下模板、凹模，凹模固定板、凸模固定板、墊板組成。凹模采用整體凹模結構。板料用兩個導料銷和一個擋料銷定位，從根本上保證了工件沖壓加工精度的穩(wěn)定性。 5.2主要零部件的設計 5.2.1凹模的結構設計 凹模零件圖如下： 凹模零件圖 材料采用性能良好的Cr12MoV，硬度50~60HRC。凹模厚度由以下公式計算： （5.1） 其中，b為最大孔口尺寸，該零件b=96mm。k為系數，查表得k=0.28。故由此計算得：，即凹模厚度c=（1.5~2.0）H，則c=40.3mm 。 5.2.2沖裁凸模的結構設計 兩沖孔凸模的零件圖如下圖所示： 沖孔凸模 從圖上可知，凸模的設計采用常見的帶臺式凸模，因為模具刃口要求有較高的的耐磨性，并且能夠承受沖裁時候的沖擊力，所以材料為Cr12MoV，硬度為56~60HRC，尾部回火40~50HRC。 凸模長度的確定 凸模工作部分的長度應該根據模具的結構來確定。一般不宜過長，否則往往因為縱向彎曲而使得凸模工作時候失穩(wěn)，致使模具間隙出現不均勻，從而使沖壓件的質量及精度有所降低，嚴重時甚至會使凸模折斷。因為本次設計中采用彈性卸料板，所以凸模的長度可以由下式來確定： （5.2） 式中，分別為凸模固定板，卸料板，導料板，板料的厚度。15~20mm為附加長度，包括凹模的修模量，凸模進入凹模的深度及凸模固定板與卸料板之間的安全距離。經代入相關參數計算得L=40mm。 5.2.3彈簧的選取 依據需要提供的力和模具結構的要求，始用擋料銷所用壓彈簧依據GB/T1239.6—1992選用冷卷壓縮彈簧（Y型），代號YⅠ，尺寸系列執(zhí)行GB/T1358—1993，D=6，d=1.2自由長度45，有效圈數12.5。零件形狀結構如下所示： 圖5.14壓彈簧三維圖 自動對心導正機構用拉彈簧端部鉤的形狀執(zhí)行GB/T1239.6—1992，選用冷卷拉伸彈簧，代號LⅡ型，尺寸系列執(zhí)行GB/T1358—1993，D=8，d=2自由長度70，有效圈數16。 5.2.4其他部分的設計與選用 上模坐部分執(zhí)行GB/T2855.5-1990 下模座部分執(zhí)行GB/T2855.6-1990 凹模用長銷和固定裝置用銷執(zhí)行GB119-86B型 彈簧用銷執(zhí)行GB119-86D型 連接用內六角螺釘執(zhí)行GB70-85 開槽圓柱頭螺釘執(zhí)行GB65-85 其具體尺寸和其他未說明的零部件請參考零件圖。 5.2.5沖孔落料模具總裝圖 6 模具零件的固定方法、安裝與工作過程 6.1模具零件的固定方法 6.1.1凸模的固定 沖孔凸模以及落料凸模適合壓入法，定位配合部分采用H7/m6配合，利用臺階結構限制軸向移動，注意臺階結構尺寸，應使H>△D，△D≈1.5~2.5mm，H≈3~8mm。 它的特點是連接牢固可靠，對配合孔的精度要求較高，加工成本高。裝配過程為，將凸模固定板型孔臺階朝上，放在兩個等高墊塊上，將凸模工作端朝下放入型孔對正，用壓入機分多次壓入，要邊壓入邊檢查凸模垂直度，并注意過盈量、表面粗糙度，導入圓角和導入斜度。壓入后臺階面要接觸，然后將凸模尾端磨平。壓入時最好在手動壓力機上進行，首次壓入時不要超過3mm。本次設計，導正銷的固定可參考此凸模固定的方法。 6.1.2 凹模的固定 凹模一般采用螺釘和銷釘固定。螺釘和銷釘的數量，規(guī)格及他們的位置可根據凹模的大小，可在標準的典型組合中查得。位置可根據結構需要做適當調整。螺孔、銷孔之間及他們到模板邊緣的尺寸，應滿足有關設計要求。凹模洞孔軸線應與凹模頂面保持垂直，上下平面應保持平行，型孔的表面有表面粗糙度的要求，Ra=。凹模材料選擇與凸模一樣，但熱處理后的硬度應略高于凸模。本次設計便遵循了以上原則，凹模采用了4個M16螺釘和4個Φ16銷釘來固定，材料和尺寸、行位公差等發(fā)面都進行了設計，使凹模的安裝固定滿足要求。 6.1.3導柱導套的固定 導柱導套的配合精度，根據沖裁模的精度、模具壽命、間隙大小來選用。本設計中，沖裁的條料很薄，模具精度、壽命有較高的要求，選用H6/h5配合的Ⅰ級精度模架，屬于過度配合，在安裝完成后導柱運動自如即可。導套與模架之間采用H7/r6的過盈配合，將導套卡死在模架中，防止竄動，導柱與下模座的固定方式采用H7/r6的過盈配合，將導柱卡死下在模座中。 6.1.4模柄的固定 模柄的作用是把上模部分與壓力機的滑塊連接起來，并將作用力傳給模具。模柄依據其結構不同，固定方式有很多，本次設計采用旋入式模柄并加止轉銷以防止轉動，使之與上模座固定連接，它主要用于中小型有導柱的模具。 6.2模具的安裝及裝配 6.2.1裝配內容及裝配順序選擇 模具裝配的內容有：選擇裝配基準、組件裝配、調整、修配、總裝、研磨拋光、檢驗和試沖等環(huán)節(jié)，通過裝配達到模具的各項指標和技術要求。通過模具裝配和試沖也將考核制件的成形工藝、模具設計方案和模具制造工藝編制等工作的正確性和合理性。在模具裝配階段發(fā)現的各種技術質量問題，必須采取有效措施妥善解決，以滿足試制成形的需要。 模具裝配工藝規(guī)程包括：模具零件和組件的裝配順序，裝配基準的確定，裝配工藝方法和技術要求，裝配工序的劃分以及關鍵工序的詳細說明，必備的二級工具和設備，檢驗方法和驗收條件等。 級進模的凹模是裝配基準件，所以應先裝下模，再以下模為準裝配上模。 在本模具中，采用了整體式結構凹模，使裝配簡單，凹模強度提高，裝配時先將整個凹模用螺釘和銷初步固定在下模座上面，然后進行各組凸、凹模的預配，檢查間隙均勻程度，修整合格后再把凹模緊固在下模座上。凹模固定完畢后，再以凹模定位裝配凸模，把凸模利用凸模固定板裝入上模座，試沖達到要求后，用銷釘定位固定，再裝如其它輔助零件。 6.2.2模具的裝配過程 沖孔落料凸、凹模的預配 沖孔落料的凸、凹模直接按照在固定板上設計位置進行裝配即可，因為在凸凹模固定板的設計時已經定位準確，此時只要將凸凹模逐個插如相對應的模型孔中，檢查凸、凹模的配合情況，目測其配合間隙的均勻程度，若有不妥再進行修正。 凸模與凸模固定板導向孔預配 把凸模固定板合到凹模上，對準各型孔后夾緊，然后把凸模逐個插入相應的凸模固定板導向孔行進入凹模刃口，檢查凹模垂直度，若誤差太大，應修正卸料板導向孔。 卸料板的安裝 卸料板的安裝精度要求不高，在裝配完成后精度調整可以迅速達到精度要求。依次將彈性橡膠、卸料螺釘、凸模插入卸料板導向孔中即可。 裝配下模 首先按下模板中心線找正凹模位置，通過凹模板螺孔配鉆下模板上的螺釘孔，再將凹模用螺釘緊固后，鉆鉸銷孔，打入凹模用定位銷，在凹模上的對應位置裝上擋料塊。 配裝上模 首先將卸料板套在凸模上，配鉆凸模固定板上的卸料螺釘孔。在上模架上畫出凸模固定板螺孔、卸料螺釘孔的位置，鉆螺釘孔后，將上模板、凸模墊板，凸模固定板、彈性橡膠用螺釘緊固在一起，同時復查凸、凹模間隙，并用切紙法檢查間隙合適后，緊固螺釘，鉆鉸銷孔，打入銷釘定位。 安裝下模及其它零件 以凹模外側為基準，裝導料板固定裝置。通過導料板固定裝置上的螺孔，在下模板上配鉆下模板上的螺紋孔并用螺釘緊固，檢查合格后，用導料板固定裝置上的銷孔配鉆鉸銷孔，打入銷釘固定導料板固定裝置。 模具裝配后總體協(xié)調性檢查。  設計小結 通過這將近兩個月的緊張設計，模具終于設計完成了。在整個設計過程中我主要從以下方面來開展設計工作的。第一，根據工件的要求和尺寸繪制了零件的零件圖，包括二維。第二，對零件進行沖壓工藝性能分析。第三，確定沖裁方案。第四，排樣設計。第五，工藝計算，包括沖裁力和凸凹模刃口尺寸的計算等。第六，根據沖裁力選用壓力設備。第七，模具的結構方案設計，包括設計一些典型零件和附件，并繪制其零件圖。第八，模具典型零件的固定方法的研究。第九，模具的安裝與裝配方法介紹。第十，模具的工作過程介紹和繪制模具裝配圖。第十一，對典型零件確定加工方安，擬定零件的加工工藝路線。在整個設計過程中我發(fā)現了許多問題，也解決了許多問題。就是在這個發(fā)現問題和解決問題的過程中，我將自己在模具方面的知識進行了系統(tǒng)地運用和再次提升，將理論知識很好地運用到了實踐中，提高了自己的設計能力。更重要的是，在整個設計工程中，我對模具行業(yè)的前景和現狀有了更深入的了解，掌握了模具設計的一般方法和主要的設計思想以及設計過程中的注意事項，在思想上，我們樹立起了工程思想，不再死摳書本上的公式和理論，一切以實際生產為主，一切不再是簡單的、死板的知識，而是一個個活靈活現的真是的例子。 本次設計的模具是復合模具，設計過程中綜合利用了目前最為先進的模具設計方法和設計思想，以適應現代社會的發(fā)展。各種零件的設計原則是既要滿足性能要求又要節(jié)省成本和利于模具的維修與保養(yǎng)。設計使經濟性和適用性找到了最完美的結合點。 在這次設計中，我受益匪淺！首先，它讓我知道了什么叫一絲不茍，為什么要一絲不茍。在一次次的計算，繪圖的修改中，我認識到了認真的力量，裝配圖一再修改，讓我明白了沒有踏踏實實的工作，不會有最后的成功。再就是，它讓我知道了什么叫態(tài)度決定一切！倘若有一個良好的工作的心態(tài)、態(tài)度，那么你就成功就已經完成了一半。 設計已經結束，但是在設計中我們學到的東西將是受益終身！  參考文獻 1、徐政坤主編： 沖壓模具及設備 機械工業(yè)出版社，2007.08 2、王 芳主編： 冷沖壓模具設計指導 機械工業(yè)出版社，2009.01 3、楊占堯主編： 沖壓模具圖冊 高等教育出版社，2009.06 4、錢可強主編： 機械制圖（第二版）高等教育出版社，2008.06 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鐵芯片 工序名稱 沖孔落料 零(組)件圖號 材　　料 硅鋼片 設　備　型　號 BJ/10315133-1 序號 過　　程　　內　　容 工裝名稱及圖號 01 按如圖所示沖孔落料外形 更　 改 更　 改 備　注 　 編　制 　 共 5 頁 ?！? 　 第 3 頁 XX 工　序　草　圖 工　序　號 零(組)件名稱　 鐵芯片 工序名稱 排樣 零(組)件圖號 更　 改 更　 改 備　注 　 編　制 　 共 5 頁 校　對 　 第 4 頁 XX 檢　驗　卡　片 工　序　號 15 零(組)件名稱　 鐵芯片 工序名稱 檢驗 零(組)件圖號 序號 檢　　驗　　內　　容 工　具　名　稱 1 用量具檢驗左圖零件是否合格。 更　 改 更　 改 備　注 　 編　制 　 共 5 頁 ?！? 　 第 5 頁