墊片 (BS13-F40) 鈑金成形工藝及沖壓模具設計-落料模含7張CAD圖.zip

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5.2導料及定距零件的設計………………………………………………………9 5.3 卸料裝置的選擇………………………………………………………………………9 6工作零部件的結構設計…………………………………………………………………10 6.1凹模設計………………………………………………………………………10 6.2凸模設計………………………………………………………………………11 6.3模架及其他零部件的設計……………………………………………………………11 7.模具總裝圖………………………………………………………………………………12 8沖壓設備的選取…………………………………………………………………12 9 裝配過程…………………………………………………………………………12 9.1上模座………………………………………………………………………12 9.2下模座………………………………………………………………………13 10設計總結…………………………………………………………………………13 參考資料………………………………………………………………………………14 致 謝…………………………………………………………………………………14 墊片鈑金成形工藝及模具設計 摘 要：此說明書以設墊片零件模具為主線，主要闡述了墊片零件的模具設計。制件為墊片，主要設計該件的落料模。材料為10鋼t=2，其材料的力學性能良好，經(jīng)計算，此制件適合用落料工藝生產(chǎn)。設計這套模具首先分析材料是不是適合沖裁，選用沖裁工藝是否經(jīng)濟，是不是需要后續(xù)工序，如校平、整形等，然后計算沖壓力選定壓力機，最后確定模具的結構和工作零件的結構，并計算其工作零件的尺寸，其他的一些零件則在設計的時候盡量選用標準件，節(jié)約模具的制造成本，這些前提條件做好后,用繪圖軟件繪制模具總裝圖和零件圖，編寫零件的加工工藝規(guī)程。 關鍵詞：墊片；鈑金；成形工藝；模具；設計 1 前言 當前鈑金成形技術的發(fā)展狀況： 此畢業(yè)設計說明書內(nèi)容共6章，主要為零件圖的分析、鈑金成形工藝設計、鈑金模具設計、模具的工作原理與使用維護、設計總結等內(nèi)容，在完成這些任務的過程中，我們會翻閱很多有關此類書籍，如：沖壓模具及其設備、機械制圖手冊，從中我們進一步系統(tǒng)的學習和溫習了大學三年所學的專業(yè)知識和理論與實踐相結合的內(nèi)容。 此次畢業(yè)設計的目的如下： （1） 綜合運用和鞏固本課程及有關課程的基礎理論和專業(yè)知識，培養(yǎng)學生從事鈑金成形工藝及模具設計的初步能力，為以后實際工作打下良好的基礎。 （2） 培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，經(jīng)過畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，學生能全面理解和掌握鈑金成形工藝、模具設計等內(nèi)容；能夠掌握鈑金成形工藝與模具設計的基本方法和步驟；能夠獨立解決在制定鈑金成形工藝規(guī)程，設計模具結構中出現(xiàn)的問題；而且會查閱技術文獻和資料，以完成從事鈑金成形技術工作的人員在模具設計方面所必須具備的基本技能訓練。 （3） 培養(yǎng)我們認真負責，踏實細致的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，強化質(zhì)量意識和時間觀念，養(yǎng)成良好的職業(yè)習慣。 2.工藝分析 圖1-1 ① 零件的尺寸精度分析：該零件的尺寸精度要求最高的是兩孔中心距的尺寸及公差82±0.2mm。按參考書【2】表2.5查得，用一般精度沖裁模具就能達到±0.15mm，不需要采用精沖或修整等特殊沖裁方式。 ② 工件結構工藝性分析：零件上孔之間距離和孔到邊的距離，以及尺寸標注都符合沖裁工藝要求。 ③ 沖裁件材料分析:10號鋼與低碳鋼相比，強度、硬度均較高，用來制造墊片具有良好性能。 3.沖壓工藝方案確定 3.1工藝方案分析 由于此工件為大批量生產(chǎn)，應該選擇效率較高的級進模，但考慮到級進模制造成本價高且復雜，而且此工件所需加工不復雜，只是簡單的落料模具、尺寸精度不高、尺寸較小，所以采取單工序模即可。根據(jù)以上基本工序性質(zhì)可以確定采用單工序落料模，為了防止沖裁過程變形而影響質(zhì)量，并采用彈性式卸和上出料方式。 4.工藝尺寸計算 4.1排樣設計 搭邊查參考書【2】表2.9得： a=2mm a1=1.5mm圖3-1 圖3-1 4.2 材料利用率計算 1．沖裁件的面積A為 2. 條料寬度為b=116+2a=120mm 3. 進距為 h=34+a1=35.5mm 4.一個步距內(nèi)材料利用率。按公式（2.1）計算，這里n=1. 4.3沖裁壓力與壓力中心 根據(jù)模具采用彈性卸料和上出料方式，總沖壓力應包括沖裁力、卸 料力和頂件力。 根據(jù)（2.4）計算，其中，料厚t=0.3mm；查 10號鋼材料抗拉強度為 =500Mpa;零件周長L為 L= 沖裁力： :抗拉壓強度 L：沖裁周邊總長。 t：料厚。 落料力：根據(jù)（2.7）計算，查參考書【2】表2.11得=0.05。 頂件力：根據(jù)（2.8）計算，查查參考書【2】表2.11得=0.08。 ：頂件力系數(shù)，其值0.04-0.08。 本模具采用彈性卸料裝置和下出件的方式，所以 F= F+ F+ F=55401+2770+4432=62603N （3-14） 4.4沖裁壓力中心的確定 按比例畫出工件形狀，選定坐標xoy，將工件輪廓分成的基本段。應為工件左右對稱，其壓力中心一定在對稱軸y上，所以x0=0。 按公式（2.15）計算Y0。先計算各基本段長度及其壓力中心坐標。 =116-214=88mm =0 ； =6(34-17)=102mm =(34-17)=8.5mm； =27=44mm =17+21.4mm； =2=53mm =17+27.69mm； =82mm =34mm。 所以==16.44mm 4.5刃口尺寸的計算 4.5.1加工方法的確定 由于零件材料較薄、形狀較復雜，為了保證凸凹模之間的間隙值，所以采用凸、凹模配合加工的方法，對落料件以凹模為基準。 4.5.2 基本工序 落料 4.5.3 確定沖裁間隙。根據(jù)材料牌號和厚度，查參考書【2】表2.12得凹、凸模的刃口間隙=0.018mm，=0.0024mm 凸模的刃口尺寸按凹模的實際尺寸配制，保證雙面間隙0.018～0.024mm。 4.5.4凹模的刃口尺寸的計算。 對零件圖中未標注的公差尺寸，按等級IT14確定公差值。內(nèi)形尺寸按基軸制確定其極限偏差，及上偏差為零，下偏差為公差值。 根據(jù)凹模磨損尺寸的增大、減少、沒有增減三種情況，將相應的尺寸分為A類、B類、C類。根據(jù)零件△公差由白哦2.18查得因數(shù)x=0.5。 分別按公式 A類：A=（A-X△） （2.23）；B類：B=（B+X△） （2.24）； C類：C=（C+0.5X）（2.25）； 計算凹模刃口A類、B類、C類尺寸，如下表 表2.21凹模刃口尺寸 零件圖標注尺寸 零件極限偏差尺寸 凹模刃口尺寸分類 零件公差 △ 凹模刃口尺寸 116 116 A 0.87 115.57 34 34 A 0.62 33.69 17 17 A 0.43 16.79 14 14 B 0.43 14.22 820.2 820.2 C 0.40 820.05 4.6凸模刃口尺寸計算 按凹模刃口尺寸制造后的實際尺寸配制，保證雙面間隙0.018～0.024mm。 4.7卸料彈簧的計算 4.71彈簧預壓力確定。 初步確定彈簧根數(shù)為6，按式F=F/n（1.1）計算每根彈簧預壓力， 即F=F/n=2770/6=460N 4.72選擇彈簧。 使彈簧最大工作極限負荷F1＞F,彈簧的參數(shù)如下表3.8 表3.8 彈簧參數(shù) 彈簧外徑D/mm 鋼絲直徑 d/mm 節(jié)距 t/mm 自由高度H0/mm F1時的高度H1/mm 最大工作負荷F1/N 每100件的質(zhì)量/kg 36 5.0 9.0 80 52.8 720 13.53 4.73校核所選彈簧總壓縮量。 彈簧允許最大壓縮量h1=H0-H1=27.2mm； 彈簧受預壓力時的預壓縮量h=h1F/F1=27.2*460/720=17mm； 卸料板工作行程：h=t+1=0.3+1=1.3mm 模具修模量：h=5mm； 彈簧總壓縮量：h= h+ h+ h=23.3mm； 4.74確定彈簧的裝配高度。H2=H0- h=80-17=63mm。 5．模具總體結構設計 5.1模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用正裝單工序落料模。 5.2導料及定距零件的設計 因為該模具加工的是條料，控制條料的送進方向采用導料銷；控制條料的送進步距采用擋料銷。 5.2.1擋料銷 采用固定擋料銷，這種擋料銷形狀簡單，容易制造。 高度尺寸h=7mm 位置尺寸查參考書[4]得： （4-3） D——擋料銷直徑 M——凹模落料型孔的寬度 5.3卸料裝置的選擇 5.3.1卸料類型的選擇 選用彈壓卸料的方式，這種方式操作方便且料厚不大，兼有卸料及壓料作用，沖件質(zhì)量較好，平直度較高。 5.3.2卸料板臺階高度的計算： H=擋料銷厚度7mm-料厚0.3mm+卸料板與導料板之間的間隙0.3mm=5.3mm 5.3.3卸料凸臺寬度 卸料板凸臺寬度應比導料板之間出料部分變化+0.2 5.3.4卸料銷參考國家標準確定。 6.工作零部件的結構設計 6.1凹模設計 6.1.1凹模型孔的形狀及孔位設計 型孔的形狀與工件形狀一致，型孔的尺寸按凹模刃口尺寸公式進行計算。沖孔模型孔的位置與工件上所沖孔的位置一致。 6.1.2凹模孔口側壁形狀選擇 基本形式有兩種：一種是孔壁垂直頂面的直壁式 見圖5-1 圖5-1 另一種是刃口與軸線成ɑ角的斜壁式 見圖5-2 圖5-2 兩種刃口形狀的比較： 直壁式：強度好，刃磨以后尺寸不增大，沖件精度高，但沖裁時磨損大，工件容易在型孔內(nèi)聚集，嚴重時會使凹模脹裂。 斜壁式：特點與直壁式相反，斜壁式刃口比直壁式刃口鋒利，每次刃磨的磨損不大。通過比較，因為工件厚度比較薄，考慮工件精度，凹?？卓趥缺谛螤钸x直壁式。 6.1.3凹模的結構及輪廓尺寸 采用整體式 , 沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工。 凹模厚度：H=kb=0.22X128mm=28.16mm，查[3]第103頁表4-13取H=32mm 6.1.4凹模的固定。 凹模一般采用螺釘和銷釘固定在下模座上。 6.2凸模設計 6.2.1凸模的結構形式 通過分析比較：落料凸模截面較大，且凸模強度和剛度較好可采用直通式。 6.2.2凸模長度計算 L=固定板+卸料銷+卸料彈簧+t=63mm 6.2.3凸模的固定 凸模固定到固定板中，落料凸模采用鉚接固定法。 6.2.4凸模強度校核 由于凸模不是細長型，沖裁厚度不大，所以可不進行凸模的強度和剛度分析。 6.3模架及其他零部件的設計 6.3.1模架 該模具采用后側導柱模架，這種模架受力均勻，縱向﹑橫向都可以送料，操作方便。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格 。 導柱：查參考書【5】第67頁表3-2得 選擇A型d=32，長度190mm。 導套：查參考書【5】表3-3得 選擇A型D=45，長度110mm。 6.3.2模柄 該模具為無特殊要求的落料模，故選用壓入式模柄。 6.3.3固定板 6.3.3.1固定板的型孔位置與凹模型孔位置一致，型孔尺寸與凸模成0.01mm的雙邊過盈量。 6.3.3.2固定板的螺紋孔﹑卸料螺釘孔及銷孔的孔徑﹑孔距按國家標準確定 6.3.3.4固定板的材料用Q235,不淬火。 6.3.4墊板 孔徑一般比穿過的螺釘﹑銷釘?shù)闹睆酱?mm左右，孔距與固定板上的相同。 墊板材料常用45鋼，淬火43—48HRC。 7. 模具總裝圖 通過以上設計，可得到如圖所示模具的總裝圖。模具上模部分主要由上模座、墊板、落料凸模、沖孔凸模﹑固定板﹑卸料板等組成。下模由導料銷﹑凹模﹑下模座等組成。卸料是在開模時，彈簧恢復彈力，推動卸料板向上運動，從而推出條料。在這中間沖出的工件由凹?？字苯勇湎?。 條料送進時利用固定擋料銷定步距，操作時完成第一步后，把條料向上抬起向前移動，移到剛沖過的料口里，重復以上動作來完成所需工件的沖裁。 模具的閉合高度。由總裝配圖可知，所選模架閉合高度H=170mm，H=210mm。根據(jù)總體設計確定如下尺寸。 凸模固定板厚度H=16mm；卸料板厚度：H=14mm；卸料板上彈簧支承面深度：h=4mm； 模具閉合高度：H=h1+H2+ H-h+ H+h2 = 45+63+14-4+20+50=188mm 由上面計算結果可知，模具閉合高度在模架閉合高度170～210mm范圍內(nèi)，中體設計合理。 8. 沖壓設備的選取 通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23-16能滿足使用要求。其主要技術參數(shù)如下。 公稱壓力：160kN 滑塊行程：55mm 最大封閉高度：220mm 墊板尺寸(厚度)：40mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm 滑塊中心線至床身距離：160mm 工作臺尺寸(前后左右)：300mm×450mm 模柄尺寸(直徑深度)：40mm×60mm 9.裝配過程 根據(jù)落料模的特點，先裝上模，再裝下模較為合理，并調(diào)整間隙，試沖，返修。具體過程如下。 9.1上模裝配 （1）仔細檢查每個將要裝配零件是否符合圖紙要求，并作好劃線、定位等準備工作。 （2）先將凸模與凸模固定板裝配，再與凹模板裝配，并調(diào)整間隙。 （3）把已裝配好的凸模及凹模與上模座連接，并再次檢查間隙是否合理后，打入銷釘及擰入螺絲。 9.2下模裝配 （1）仔細檢查將要裝配的各零件是否符合圖紙要求，并作好劃線、定位等準備工作。 (2) 先將凹模放在下模座上，接著依次按順序裝入銷釘、固定擋料銷，檢查間隙合理后擰入緊固螺釘，并再次檢查調(diào)整。 (3) 將經(jīng)調(diào)整后的上下模按導柱、導套配合進行組裝，檢查間隙及其他裝配合理后進行試沖。并根據(jù)試沖結果作出相應調(diào)整，直到生產(chǎn)出合格制件。 10．總結 通過對墊片模具的設計，更深一層地了解沖裁模的設計流程，包括沖裁件的工藝分析、工藝方案的確定、模具結構形式的選擇、必要的工藝計算、主要零部件的設計、壓力機型號的選擇、總裝圖及零件圖的繪制。這次畢業(yè)設計，把這3年所學的課程（《飛機鈑金》、《機械設計與制造》等）中所學的理論知識在實際的設計中綜合地加以運用，使這些知識得到鞏固，培養(yǎng)了我在鈑金成形模具設計的獨立工作打下了良好的基礎，樹立準確的設計思路。 在設計中，從白紙到完成模具裝配圖、零件圖，設計說明書，學到了很多原本學到的但不是很懂的以及不懂的知識，了解了一些設計的原理和過程。例如，沖裁模具設計的一般步驟：（1）鈑金件工藝分析（2）確定鈑金成形工藝方案（3）選擇模具的結構形式（4）進行必要的工藝計算（5）選擇與確定模式主要零件的結構與尺寸（6）選擇壓力機的型號及驗算已選壓機（7）繪制模具總裝圖和零件圖。 在設計過程中，要考慮周全，否則一個數(shù)據(jù)有誤，就得全部改動。要有不怕困難的精神。 參考資料 ⑴ 曾霞文 徐政坤 主編《冷沖壓工藝及模具設計》 中南大學出版社 2006年6月 ⑵徐政坤 主編《沖壓模具指導書》 張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院教材委員會編 2006年8月 ⑶《飛機鈑金成形技術》 張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院教材委員會編 (4)黃云清 主編《公差配合與測量技術》機械工業(yè)出版社 2007年9月 致 謝 本次設計是老師的悉心指導和熱情關懷幫助和指導下順利的完成了，在設計過程中，我們同學之間相互討論相互幫助，再次增加了我們同學之間的友誼，也鍛煉了我們獨立的思考與解決問題的能力，三年的學習就要結束，三年中有歡樂也有不悅，大家一起度過的，在我們的航校將永遠留有屬于我們的回憶，大家一起為一個問題在討論甚至偶爾有些小小的爭執(zhí)沖突，在笑在論，在那我們記住的是一起的美好時光。 在此，再次感謝老師對我們?nèi)暌詠淼膱?zhí)導與教導，在您們的幫助下我們收獲了很多很多，謝謝。