[機(jī)械類類論文精品]成型（形）方案擬定及模具設(shè)計與制造.doc

槽板沖孔落料復(fù)合模設(shè)計 畢 業(yè) 設(shè) 計題 目 成型（形）方案擬定及模具設(shè)計與制造系 機(jī) 電 工 程 系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 學(xué)生姓名 班級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 職稱 完成日期 2010 年 11 月25 日畢 業(yè) 設(shè) 計 評 閱 書學(xué)生姓名 班 級 題 目 彎 曲 成型（形）方案擬定及模具設(shè)計與制造指導(dǎo)教師 職 稱 1、指導(dǎo)教師評語： 簽名： 年 月 日2、答辯委員會綜合評語：經(jīng)課程設(shè)計答辯委員會綜合評定成績?yōu)椋?答辯委員會主任(簽字)： 年 月 日畢 業(yè) 設(shè) 計 明 細(xì) 表封 面 張說 明 書 頁 表 格 張 插 圖 幅附 設(shè) 計 圖 張完成日期 2010年 11 月25 日目 錄一、固定支架工件圖二、設(shè)計說明書三、固定支架彎曲模具的工藝分析 （1）原材料分析 （2）固定支架工藝分析 （3）主要計算 彎曲力的計算 小相對彎曲半徑 彎曲件的尺寸公差 彎曲角度 （4） 彎曲件的質(zhì)量分析 彎裂 回彈 半成品尺寸的計算 彎曲時的頂件力和卸料力 彎曲時壓力機(jī)噸位的確定：四、彎曲模工作零件的結(jié)構(gòu)確定 （1）彎曲凸模圓角半徑 （2）彎曲凹模的圓角半徑 （3）彎曲凹模的工作部分深度 （4）彎曲凸模和凹模之間的間隙 （5）彎曲凸模和凹模寬度尺寸的計算五、彎曲模的主要零部件設(shè)計 （1）工作零件 凸模 凹模 （2）模架的選用 （3）模柄的選用六、設(shè)計心得七、參考文獻(xiàn)八、工藝工程工序卡九、裝配圖零件圖槽板沖孔落料復(fù)合模一 沖裁件工藝分析 由上述零件圖可知，此沖壓件為多邊形帶圓弧結(jié)構(gòu)且對稱的工件。零件尺寸無特殊要求其公差等級可按it14級選取，即， 45，10，69，3，10，15，30，62。利用普通沖裁方式可達(dá)到圖樣要求尺寸。其材料為q235。厚度t=0.5 mm。二 工藝方案的確定 加工此零件可采用單工序模、級進(jìn)模、復(fù)合模。比較其特點：1 單工序模。適用于小批量生產(chǎn)，在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只能完成一個工序，即每道工序要一副模具，這樣各道工序間的半成品運輸也會增多，模具沖壓設(shè)備和人力都會增加，再有單工序模的生產(chǎn)率較低，而且一般只適合中小批量的生產(chǎn)。2 級進(jìn)模在壓力機(jī)一次行程中完成多個工序的模具。它具有較高的安全性，強(qiáng)度較高，使用級進(jìn)模便于沖壓生產(chǎn)自動化，可采用高速壓力機(jī)，這樣生產(chǎn)率較高，但級進(jìn)模較難保證內(nèi)外相對位置的一致性，沖裁件精度比較高，適用于中、大批量生產(chǎn)。3 復(fù)合模在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)，在同一工位上同時完成幾道工序的沖模。沖件材料無須進(jìn)給移動，沖件精度較高，不受送料誤差影響，內(nèi)外相對位置一致性好，沖件表面較為平整，適宜沖薄料，也適宜沖脆性或軟質(zhì)材料，可充分利用短料和斜角余料，沖模面積較小，適合中、小型零件的大批量生產(chǎn)。由所述三種模具的特點可知，單工序模不適合大批量生產(chǎn)，顯然不適合此設(shè)計中的零件的加工，級進(jìn)模較難保證內(nèi)外形相對位置的一致性，材料的定位在級進(jìn)模的設(shè)計中比較復(fù)雜但相當(dāng)重要，而復(fù)合模能在壓力機(jī)一次行程內(nèi)完成落料、沖孔及拉深等數(shù)道工序，在完成這些工序的過程中，沖件材料無需進(jìn)給移動，內(nèi)外相對位置一致性好。根據(jù)零件工藝性要求可選復(fù)合模對設(shè)計的零件進(jìn)行加工，而倒裝復(fù)合模較正裝復(fù)合模操作方便，能裝自動撥料裝置，既能提高生產(chǎn)效率又能保證安全生產(chǎn)，孔的廢料通過凸凹模的孔徑下漏料。綜上所述分析可知此設(shè)計采用倒裝復(fù)合模。三 沖裁工藝的計算1 凸、凹模間隙值的確定凸、凹模間隙對沖裁斷面的質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有較大影響，所以必須選擇合理的間隙。根據(jù)所加工的零件材料以及其厚度查表（沖壓工藝與模具設(shè)計李名望主編，表2.13）可只得z=0.040mm，z=0.060mm。2 凸、凹模刃口尺寸的確定1） .判斷可行性z=0.040mm，z=0.060mmz- z=0.06-0.04=0.02mm查表（沖壓工藝與模具設(shè)計李名望主編，表2.16）可知凸、凹模的制造公差=0.02mm, =0.02mm。+=0.040.02即不滿足：+z- z 所以不能采用分別加工凸、凹模。故采用單配加工凸、凹模。 由零件工藝分析可知零件的公差等級取it14級，根據(jù)其公差等級查表（沖壓工藝與模具設(shè)計李名望主編，表2.15）可取x =0.5mm 對于沖孔凸模有尺寸：a=10，b=30，c=3 a= (10+x)=10.18mm b= (30+x)=30.26mm c= (3.25-x)=3.125mm 對于落料凹模有尺寸：d=45，e=69，f=10，g=15，h=62 d= (45- x)=44.69mm e= (69- x)=68.63mm f= (10- 0.36/2)0.36/8=9.820.04mm g= (15-0.43/2)0.43/8=14.790.05mm h= (62- x)=61.63mm四排樣設(shè)計1沖裁件排樣 2材料利用率 = 100% s條料面積 s零件面積 = 100%=3120/4242.7=73%五 沖裁工藝力的計算1沖裁力的計算f= k l t f沖裁力 l沖裁零件輪廓長度 t板料厚度 k 安全系數(shù) 材料抗剪強(qiáng)度常取k=1.3根據(jù)零件材料查表（沖壓工藝與模具設(shè)計李名望主編，附表1.1）可知 的取值范圍為310380mp 故可取=350 mp f =k lt =8281n f =k lt =26845n l零件內(nèi)形輪廓長度 l零件外形輪廓長度2.總壓力的計算 f= f+ f+f+f f=k f f=k f f卸料部分的卸料力 f沖孔部分的推件力 f= f+ f+f+f=37006n六 壓力中心的計算由零件的工藝分析可知，零件為對稱工件，故其壓力中心就是工件的幾何中心。 即有： x=0 y=0七主要零件的尺寸計算1落料凹模凹模厚度： h=kb k系數(shù)，考慮板料厚度的影響 b - 沖裁件的最大外形尺寸凹模壁厚：c=（1.52）h 即有：h=15mm c=30mm根據(jù)零件的最大外形尺寸6964mm將其標(biāo)準(zhǔn)化可得出凹模的外形尺寸100100mm2.凸模 凸模形式的確定：常用的凸模形式有兩種即直通式和臺階式直通式凸模容易加工，但固定板型孔加工較復(fù)雜，這種凸模的工作端應(yīng)進(jìn)行淬火，淬火長度約為全長的1/3，另一端處于軟狀態(tài)，便于與固定板鉚接，為鉚接凸?？傞L度應(yīng)增加1mm非圓形斷面的凸模常用直通式，直通式凸模其工作部分和固定部分的形狀與尺寸相同。臺階式凸模其工作部分和固定部分的形狀與尺寸不同，一般只適合做成圓形或矩形 故，根據(jù)此沖裁件的外形選擇直通式凸模比較好。 其結(jié)構(gòu)如下： 凸模的固定方式： 凸模長度l=h+h+t+1 h凸模固定板的厚度 h落料凹模的厚度 t - 導(dǎo)板的厚度 3凸凹模 1）凹模的洞口形式 直壁式：如a圖所示，其孔壁垂直與頂面，在修磨刃口時凹模型孔尺寸會改變，故沖件精度較高，刃口強(qiáng)度也較好，直壁式刃口沖裁時磨損大，洞口磨損后會形成倒錐形，因此每次修磨的刃磨量大，總壽命低，沖裁時工件易在孔內(nèi)積聚，嚴(yán)重時會使凹模脹裂。 斜壁式：如b圖所示，其特點與直壁式相反，斜壁式凹模在順出件（下出件）的模具中應(yīng)用廣泛。 凸臺式：如 c圖所示，其淬火硬度為3540hrc是一種低硬度的凹模刃口可用錘打斜面的方法來調(diào)整沖裁間隙，直到試出合格的沖裁件為止，這種凹模主要用于板厚0.3以下的小間隙、無間隙模具。 由于所加工的零件要求的精度等級較低，形狀相對較為簡單，厚度較小，故可選用斜壁式凹模。 其主要參數(shù)如下圖所示 2） 凸凹模的固定方式：如下圖所示 4 凸模固定板 凸模固定板用于固定凸模，其外形尺寸一般與凹模大小相同，可由標(biāo)準(zhǔn)查得（100100mm），固定凸模的型孔與凸模固定部分相適應(yīng)，型孔位置應(yīng)與凹模型孔位置 協(xié)調(diào)一致。 凸模在凸模固定板內(nèi)的固定方法通常是將凸模壓入固定板，直通式凸模壓入配合用n7/h6。 其厚度一般取凹模厚度的0.6-0.8倍。5 墊板墊板裝在固定板與模座之間，它的作用是防止沖裁時凸模壓壞模座，其尺寸可在標(biāo)準(zhǔn)中查得（100100mm）,處理硬度取43-48hrc， 墊板厚度一般取4-12mm.可取值為8mm.八 定位零件1 擋料銷 擋料銷用于限定條料送進(jìn)距離，抵住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用，擋料銷有固定擋料銷和活動擋料銷兩類 固定擋料銷一般裝在凹模上，而倒裝復(fù)合模的落料凹模在上模部分，所以不宜安裝固定擋料銷，應(yīng)采用活動擋料銷，其結(jié)構(gòu)如下圖所示 （沖壓手冊王孝培主編 ，表10-60）d=15mm, d = 8mm h=3mm, l=18mm2 導(dǎo)料板 導(dǎo)料板的作用是導(dǎo)正材料的送進(jìn)方向，為使條料順利通過，導(dǎo)料板的間距應(yīng)等于條料的最大寬度加上一間隙值，從右向左送料時，與條料相靠的基準(zhǔn)板在后側(cè)，從前向后送料時，基準(zhǔn)導(dǎo)料板裝在左側(cè)。 其結(jié)構(gòu)如下圖所示 查表（冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo) 王芳主編，表2-28）可取h=6 mm九卸料與推件裝置 1卸料裝置 卸料裝置有剛性卸料裝置和彈性卸料裝置，還有廢料切刀卸料裝置剛性卸料裝置，常用于較硬、較厚且精度不太高的工件沖裁 彈性卸料裝置一般由卸料板、彈性元件（彈簧或橡皮）、和卸料螺釘組成，適用與沖裁厚度小于1.5mm的板料，卸料板兼有壓料作用、沖裁平整。對于大中型零件沖裁或成形件切邊、還常采用廢料切刀的形式將廢邊切斷分開，達(dá)到卸料的目的。本次設(shè)計采用彈性卸料裝置，其結(jié)構(gòu)如下圖所示2推件裝置 推件裝置有剛性和彈性兩種，彈性推件器一般裝于下模座下面，與下模相連。這種裝置除有推出工件的作用外，還能壓平工件，用于卸料和緩沖。 剛性推件器一般裝于上模，推件力大且可靠，其推件力通過打桿推板推桿推件塊傳至工件，推桿常用于34個且均勻分布、長短一致，推板裝在上模板的孔內(nèi)，為保證凸模支承剛度和強(qiáng)度，放推件板的孔不能鉆空，推板的形狀要按被拆下的工件形狀設(shè)計。其結(jié)構(gòu)如下圖所示推件板的形狀：十 導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置可保證模具沖壓時，上、下模有一精確的位置關(guān)系，在中、小型模具中的最廣泛采用的導(dǎo)向零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。導(dǎo)柱（導(dǎo)套）常用兩個，對中型沖裁或沖件精度要求高的自動化沖模，則采用四個導(dǎo)柱，在安裝圓形沖件等一類無方向沖模時，為避免裝錯將對角模架和中間模架上的兩導(dǎo)柱做成直徑不等的形式，四導(dǎo)柱的模架可做成前后的間距不同的模座。對可能產(chǎn)生側(cè)向推力時，要安裝止推塊，使導(dǎo)柱不受彎曲力。一般導(dǎo)柱安裝在下模座，導(dǎo)套安裝在上模座，分別采用過盈配合。 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)如下圖所示 查表（冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo) 王芳主編，2-31）有：d=35mm d=22mm h=28mm l=70mm l=15mm 材料為20鋼，熱處理為滲碳深度0.81.2mm ，硬度5862hrc 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如下圖所示 查表（冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo) 王芳主編，2-32）有： d=22mm l=110mm 材料為20鋼，熱處理為滲碳深度0.81.2mm， 硬度5862hrc十一 模柄的選擇 中、小型模具都是通過模柄固定在壓力機(jī)滑塊上的，對于大型模具，則可用螺釘、壓板直接將上模座固定在滑塊上 模柄有剛性模柄與浮動模兩大類，剛性模柄是指模柄與上模座是剛性連接，不能發(fā)生相對運動。浮動模柄是模柄相對上模座能作微小的擺動，采用浮動模柄后，壓力機(jī)滑塊的運動誤差不會影響上、下模的導(dǎo)向。用了 浮動模柄后，導(dǎo)柱與導(dǎo)套必須始終套合，不能脫離。 本次設(shè)計中才用凸緣模柄，其結(jié)構(gòu)如下圖所示 查表（沖壓手冊王孝培主編 ，10-49）有：d=25mm d=75mm h=64mm h=9mm h=16mmd=11mm d=52mm d=15mm d=9mm 十二 模架的選擇 模架是由上模座、下模座、模柄及導(dǎo)向裝置組成 模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在上面。模架將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)的工作臺面上，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)凸模上、下運動，保證沖裁過程沖沖裁過程中的凸、凹模間隙均勻。 模架的形式： 標(biāo)準(zhǔn)模架中，應(yīng)用最廣是是用導(dǎo)柱、導(dǎo)套作為導(dǎo)向裝置的模架，根據(jù)導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的不同有四種基本形式：后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、對角導(dǎo)柱模架、四導(dǎo)柱模架后側(cè)導(dǎo)柱模架送料方便，可以縱向、橫向送料，但是沖壓時如果有偏心載荷，則導(dǎo)柱、導(dǎo)套會單邊磨損，它不能與浮動模柄配套使用中間導(dǎo)柱模架，導(dǎo)柱左、右對稱分布，受力均勻，所以導(dǎo)柱、導(dǎo)套磨損均勻，但只能從正前方送料。對角導(dǎo)柱模架，導(dǎo)柱的分布對于模具中心，縱向、橫向兩個方向都能送料。四導(dǎo)柱模架，導(dǎo)向精度與剛度都較好，常用大型沖模。模架大小規(guī)格可根據(jù)凹模的周界尺寸直接從標(biāo)準(zhǔn)中選取。根據(jù)落料凹模周界尺寸100100mm 查表（冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo) 王芳主編，表2-41）可選擇以下參數(shù)的模架：十三 設(shè)備的選擇 根據(jù)f=380n查表（沖壓工藝與模具設(shè)計李名望主編，附表2.1）可選擇沖裁設(shè)備的型號為：j11-5 j11-5的主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力 50kn 滑塊行程次數(shù) 150/min 最大閉合高度 170mm 閉合高度調(diào)節(jié)量 30mm 滑塊中心線至床身距離 100mm 前后 180mm 工作臺尺寸 左右 320mm 墊板厚度 直徑 25mm 模柄孔尺寸 深度 40mm十四 設(shè)計心得 設(shè)計心得隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了. 畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。通過此次落料拉深復(fù)合模畢業(yè)設(shè)計，使我受益匪淺，它使我系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了沖孔落料復(fù)合模設(shè)計全過程.從沖壓工藝分析到?jīng)_裁工藝方案的確定到最后設(shè)計全部結(jié)束，一步步做下來，工作量之大有時確實使人壓得喘不過氣來。但是做完之后看