沖壓模具課程設(shè)計說明書.doc

課 程 設(shè) 計 報 告題目： 沖孔落料模具設(shè)計 專業(yè)：材料成型及控制工程姓名： 韓洪波 導(dǎo)師： 趙茂俞 時間： 2011年6月29日 目錄第1章、設(shè)計課題2第2章、設(shè)計內(nèi)容32.1 制件的工藝性分析及工藝計算32.1.1 工藝分析和確定沖壓方案32.1.2 排樣及工藝計算 32.2 沖壓力及壓力中心的計算42.3 凸模 凹模 凸凹模刃口及結(jié)構(gòu)尺寸計算62.3.1 計算模具刃口尺寸62.3.2 落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸計算 72.3.3沖孔凸模與凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸確定 92.4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計112.4.1送料定位機(jī)構(gòu)設(shè)計 112.4.2卸料機(jī)構(gòu)設(shè)計 122.4.3 出件機(jī)構(gòu)設(shè)計 122.5 其他零件尺寸的確定 122.6 壓力機(jī)的確定 13第3章、建模 裝配體及工程圖153.1 三維圖153.2爆炸圖153.3 工程圖16結(jié)束語16參考文獻(xiàn)17一、設(shè)計課題材料：A3材料厚度： 2mm二、 設(shè)計內(nèi)容2.1.1沖壓件工藝分析 圖2.1.1此工件沖孔落料兩個工序，材料為A3，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對簡單，有一個直徑為90和50的孔，兩者之間的距離滿足要求。工件全部為自由公差，可看作IT14級，尺寸精度低，普通沖裁完全滿足。確定沖壓工藝方案可以有如下三種方案：先落料后沖孔，采用單工序模落料沖孔復(fù)合模沖壓，采用復(fù)合膜沖孔落料級進(jìn)模沖壓，采用級進(jìn)模方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要有兩副模具，成本高而且生產(chǎn)效率低難以滿足需要方案二只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求，但成本高。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。2.1.2 排樣及工藝計算2.1.2.1排樣 零件外形為圓形 ，可以采用單排、交叉雙排或多排；考慮到零件為中等批量生產(chǎn)，如果采用交叉雙排或多排，則模具尺寸和結(jié)構(gòu)就會相應(yīng)增大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計決定采用單排結(jié)構(gòu)。如圖所示2.1。圖2.1 排樣圖 2.1.2.2 搭邊查參考文獻(xiàn)沖壓工藝與模具設(shè)計 ，確定搭邊值，。當(dāng)t=2時，a=1.5，b=1.22.1.2.3條料寬度 B=D+2a=80+2*1.5=93mm (公式2.1.2.3)2.1.2.4材料利用率 （公式2.1.2.4）式中 一個歩距內(nèi)沖裁件數(shù)目； A沖裁件面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料）； S歩距長度； B板料寬度；取：n=1; A=*45=6358.5；S=91.2；B=93 =6358.591.2*93=75.0%2.2 沖壓力及壓力中心的計算2.2.1 計算沖壓力 2.2.1.1 沖裁力 沖裁力公式為 （公式2.2.1.1） 式中 沖裁力； 沖孔沖裁力； 落料沖裁力。2.2.1.2 沖孔沖裁力 （公式2.2.1.2）式中 K系數(shù)（取K=1.3）； 孔的個數(shù)，n=1。 沖孔周長，mm 材料厚度， 材料抗剪強(qiáng)度，查參考文獻(xiàn)知A3（Q235），取MPa。 =257530N=142.87KN2.2.1.3 落料沖裁力。 （公式2.2.1.3） mm 所以 2.2.1.4卸料力。 （公式2.2.1.4） 式中 卸料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)知0.05，取。 所以 KN2.2.1.5 推料力 （公式2.2.1.5） 式中 推料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1取。 同時卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù)，。 所以 KN2.2.1.6 頂件力 （公式2.2.1.6） 式中 頂件系數(shù)，查參考文獻(xiàn)取。 所以 KN 2.2.1.7 總沖壓力沖裁時，壓力機(jī)的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力。總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計算公式不同，當(dāng)采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時，總的沖壓力為458KN 初選壓力機(jī)：JB23-63。 2.2.2 計算模具壓力中心 由于該零件完全對稱于相互垂直大大兩條多層次線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的狹槽點上。2.3 凸模 凹模 凸凹模刃口及結(jié)構(gòu)尺寸計算2.3.1計算模具刃口尺寸 模具采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)，計算刃口尺寸時宜采用尺寸轉(zhuǎn)換法計算。零件上包含兩個尺寸：落料尺寸；沖孔尺寸；查得沖裁模刃口雙間隙mm， mm。則1）落料刃口尺寸計算：的凸凹模的制造公差由表查得 ， 。 由于 ， 故采用凸模與凹模 分開加工方法，由表查得X=0.5，則： 其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示：2）沖50mm孔刃口尺寸計算：的凸凹模的制造公差由表查得，.由于 ,故采用凸模與凹模分別加工方法，由表查得X=0.5 ，則： ,其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示： 2.3.2落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸計算落料凹模尺寸如圖所示。 圖2.3.22.3.2.1厚度 （公式2.3.2.1） 式中 凹模的理論厚度。mm進(jìn)一位取整數(shù)取 mm查參考文獻(xiàn)知刃磨余量為 。所以凹模厚度為 41+6 = 47mm。由圖查知凹模厚度H=35mm。所以將凹模做成一塊凹模板和一塊夾板相拼的結(jié)構(gòu)。綜合模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，取凹模厚度mm，夾板厚度為12mm。2.3.2.2 凹模板直徑 零件外形為圓形，而且完全對稱，所以將凹模板做成圓形。 （公式2.3.2.2） 式中 切斷輪廓線到凹模邊緣的尺寸，輪廓為平滑曲線時， （公式2.3.2.2） 所以 mm 查參考文獻(xiàn)2按推薦值取 mm 所以凹模板外形尺寸2.3.3沖孔凸模與凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸確定 圖2.3.3 凸模尺寸2.3.3.1沖孔凸模長度如圖所示 (公式2.3.3.1.1) （0.60.8） (公式2.3.3.1.2) (公式2.3.3.1.3) (公式2.3.3.1.4)式中 凸模固定板厚度； 沖孔凸模厚度； 凸模自由長度。 取 =31mm （0.60.8）=（0.60.8）18.624.8mm，取20mm。mm（考慮到在落料前沖孔凸模先接觸板料，所以取 mm）。 =20+47.5=67.5mm2.3.3.4 凸凹模工作尺寸計算圖2.3.3.41）凸凹模長度確定 mm式中 卸料板厚度，取mm； 凸凹模固定板厚度，（0.60.8）=（0.60.8）28.237.6mm，取mm。2）凸凹模壁厚校核查參考文獻(xiàn)知，倒裝復(fù)合模凸凹模最小壁厚（料厚mm）；本設(shè)計中所以凸凹模壁厚校核合格，按圖設(shè)計的凸凹模符合要求。3）其他漏料孔直徑取，刃口直邊設(shè)計存三片料，高為6mm，凸凹模和凸凹模固定板之間在裝配時安裝止轉(zhuǎn)銷防轉(zhuǎn)。2.4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積累到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凸凹模承受的張力較大，因此凸凹模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。經(jīng)分析，此工件有一個孔，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便；另外，此工件無較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復(fù)合模。2.4.1送料定位機(jī)構(gòu)設(shè)計采用擋料銷縱向定位，安裝在活動卸料板之上。工作時可隨凹模下行而壓入孔內(nèi)，工作很方便.2.4.2卸料機(jī)構(gòu)設(shè)計 2.4.2.1條料的卸除 采用彈性卸料板。因為是倒裝式復(fù)合模，所以卸料板安裝在下模。 2.4.2.2 工件的卸除 采用打料裝置將工件從落料凹模中推下，羅在模具工作表面上。2.4.2.3 沖孔廢料的卸除下模座上采用漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凸凹模內(nèi)積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。 2.4.3 出件機(jī)構(gòu)設(shè)計 因為是復(fù)合模結(jié)構(gòu)，所以采用上出件機(jī)構(gòu)2.5 其他零件尺寸的確定2.5.1 凸凹模固定板凸凹模固定板形狀與凹模板一致，厚度為24mm。2.5.2凸模固定板凸模固定板將凸模固定在模座上，其平面輪廓尺寸與凹模板外形尺寸相同，但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。凸模固定板為圓形，厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，材料為Q235 20mm2.5.3墊板沖裁時，如果凸模的端部對模座的壓應(yīng)力超過模座材料的許用壓應(yīng)力，這時需要在凸模端部與模座之間加上一塊強(qiáng)度較高的墊板。即下列情況下雨加墊板。式中 凸模端面的壓應(yīng)力，其數(shù)值為； 模座材料下雨壓應(yīng)力，其數(shù)值：鑄鐵約為100MPa，鋼約為200 MPa； 沖裁力； 凸模上端面面積。墊板淬硬后兩面應(yīng)磨平，表面粗糙度Ra0.320.63。由于本套模具選用壓入式模柄，在上模座與凸模固定板之間也必須安裝墊板，厚度取為35mm。下面校核一下凸凹模與下模座之間是否下雨加墊板。已知凸凹模下端面直徑mm，所以 所以 模座采用鑄鐵，所以不用加墊板。2.5.4卸料板卸料板同樣為圓形板，直徑和凹模板一致，厚度為10mm。卸料板材料選A3或（45）鋼，不用熱處理淬硬。取卸料板與凸凹模的雙面間隙為0.10.3mm.卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為10mm，螺紋部分為M1010mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。2.5.5模座根據(jù)凹模板的尺寸，模座采用標(biāo)準(zhǔn)的中間導(dǎo)柱圓形模座，材料采用HT200。標(biāo)記為：上模座 GB/T2855.1190；下模座 GB/T2855.1920。2.6 壓力機(jī)的確定模具的閉合高度為H閉=H上模 H墊L H H下模h2 =（45+67.5+35+27+24+50-3.5）mm=265mm 式中 L凸模長度，L=67.5mm； H凹模厚度，H=35mm； h2凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=3.5mm。選擇壓力機(jī)JB-23-63公稱壓力630KN最大閉合高度460mm最小閉合高度220mm調(diào)節(jié)量為90mm 所以壓力機(jī)工作臺尺寸，一般工作臺面尺寸每邊應(yīng)大于模具下模座尺寸5070mm，所以壓力機(jī)合格，可用三、建模 裝配體及工程圖3.1proe三維圖2爆炸圖3.3 工程圖四結(jié)論通過對連接板零件沖孔落料復(fù)合模的設(shè)計，更深一層地了解沖裁模的設(shè)計流程，包括沖裁件的工藝分析、工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)形式的選擇、必要的工藝計算、主要零部件的設(shè)計、壓力機(jī)型號的選擇、總裝圖及零件圖的繪制。在設(shè)計過程中，有些數(shù)據(jù)、尺寸是一點也馬虎不得，只要一個數(shù)據(jù)有誤，就得全部改動，使設(shè)計難度大大增加。條料送進(jìn)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，再利用導(dǎo)料銷繼續(xù)下一個工件的沖裁。重復(fù)以上動作來完成所需工件的沖裁，首次定位用初始擋料銷。通過本次沖壓模具課程設(shè)計，是我對模具有了更深的認(rèn)識，同時深刻認(rèn)識到要成為一名優(yōu)秀的模具設(shè)計人員還有很長的路要走，而非一朝一夕之事。再有，通過本次設(shè)計為今后的畢業(yè)設(shè)計，未來的工作奠定了一定的基礎(chǔ)。本次設(shè)計是在導(dǎo)師趙茂俞教授的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x參考文獻(xiàn)：1 翁其金，徐新成. 沖壓工藝及沖模設(shè)計M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.72 林玉瓊 許華昌等 冷沖壓模具設(shè)計 華南理工大學(xué)出版社 2005.73 鄧明. 實用模具設(shè)計簡明手冊M. 北京： 機(jī)械工藝出版社