E字形硅鋼片沖壓模具設(shè)計(jì)

1、課 程 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 說(shuō) 明 書(shū)材料科學(xué)與工程學(xué)院課程名稱： E字形硅鋼片沖壓模具設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師：評(píng)定成績(jī)：教師評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)老師簽名： 年 月 日 零件如圖如下，試確定其沖壓工藝方案，畫(huà)出模具結(jié)構(gòu)裝配圖，并繪出除模架和緊固件等以外的部分零件圖。 工件圖 ： 目錄第一章 沖壓件工藝設(shè)計(jì). 1 1.1沖壓件工藝性分析. . 1 1.2 沖裁工藝方案的確定. 1第二章 沖壓工藝計(jì)算 . 2 2.1排樣設(shè)計(jì). 2 2.1.1排樣方法的確定 . 2 2.1.2確定搭邊值. 2 2.1.3條料寬度. 2 2.1.4條料利用率 . 2 2.2沖裁力的計(jì)算. 3 2.3沖裁壓力

2、中心的確定. 3 2.4計(jì)算凸、凹模的刃口尺寸. 4 2.5沖壓設(shè)備的初步選擇. 4 第三章 主要零部件的設(shè)計(jì). 5 3.1工作零部件的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì). 5 3.1.1落料凹模.5 3.1.2沖孔凸模.5 3.1.3凸凹模.5 3.2.1模架及其他零部件的設(shè)計(jì).5 第四章 校核模具閉合高度及壓力機(jī) . 5 第五章 繪制模具裝配圖.6 總結(jié). .7 參考文獻(xiàn).8 第一章 沖壓件工藝設(shè)計(jì) 1.1沖壓件工藝性分析（1）零件材料。此工件選用材料為DR510，該類鋼強(qiáng)度、硬度高、彈性好、塑韌性較好，具有比較優(yōu)良的的沖壓性能。（2）零件結(jié)構(gòu)。此E字形硅鋼片形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，在平面內(nèi)的方向呈軸對(duì)稱性。有4個(gè)直徑相等的

3、2mm內(nèi)孔，無(wú)過(guò)度的圓角，孔邊距較小，材料厚度t=1mm，厚度適中，平直度要求較高，適合沖裁。（3）零件尺寸精度。工件公差等級(jí)為IT10，其余尺寸均為未注尺寸公差的自由尺寸，在沖壓工序中一般按IT10級(jí)來(lái)確定，查表可得各尺寸公差如下。外形尺寸：，內(nèi)形尺寸：孔中心距：， （4）結(jié)論。零件的各組成尺寸的精度要求都滿足沖裁工藝要求。 1.2沖裁工藝方案的確定 方案種類 該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以有一下三種方案。 方案一：先沖孔，后落料、采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案三：采用落料-沖孔同時(shí)進(jìn)行的復(fù)合模生產(chǎn)。 方案的比較 3 個(gè)方案的特點(diǎn)及比較如下。

4、方案一： 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但需要兩道工序，兩副模具，成本相對(duì)較高，生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，進(jìn)入第二道工序必然會(huì)增大誤差，使工件精度、質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需要求，難以滿足生產(chǎn)需要。同時(shí)，孔邊距尺寸4mm精度不易保證故而不選此方案。 方案二： 級(jí)進(jìn)模是一種多工位、效率高的加工方法。但是級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造復(fù)雜，成本較高，一般適用大批量，小型沖壓件。而本工件尺寸輪廓較大，采用此方案，勢(shì)必會(huì)增大模具尺寸，使加工難度提高，因而也排除此方案。 方案三： 只需要一套模具，工件的精度及生產(chǎn)效率要求都能滿足，模具輪廓尺寸較小、模具的制造成本不高。故本方案采用小沖孔后落料的方法。

5、結(jié)論：采用復(fù)合模生產(chǎn)，二復(fù)合模分為正裝式和倒裝式，在正裝式?jīng)_出的工件表面平直，凸凹模承受的張力較小，但工件和沖孔廢料都將落在凹模表面上，該沖裁后必須加以清除后才能進(jìn)行下次沖裁，操作不方便。倒裝式廢料排除方便操作容易，但工件表面平直度較差，凸凹模承受的張力大。結(jié)合實(shí)際情況，此工件表面積較大，又有三個(gè)細(xì)長(zhǎng)的懸臂，所以采用正裝式復(fù)合模以及彈性卸料方式、定位釘定位方式。 第二章 沖壓工藝計(jì)算2.1排樣設(shè)計(jì) 2.1.1排樣方法的確定 排樣方法的選擇原則： (1)沖裁小工件或某中工件需要窄條（帶）料時(shí)，應(yīng)沿板料順長(zhǎng)方向進(jìn)行排樣，符合材料規(guī)格及工藝要求。 (2)沖裁彎曲毛坯時(shí)，應(yīng)考慮板料扎制方向。 (3)

6、沖件在條（帶）料上的排樣，應(yīng)考慮沖壓生產(chǎn)率、沖模耐用度、沖模結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單和操作方便與安全等。 (4)條料寬度選擇與在板料上的排樣應(yīng)優(yōu)先選用條料寬度較大而步距較小的方案，以便經(jīng)濟(jì)地裁切板料，并減少?zèng)_壓時(shí)間。 按沖裁工藝方法和材料的合理利用，條料排樣方法可分為有廢料排樣、少?gòu)U料排樣和無(wú)廢料排樣。根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置形式分類，有直排、斜排、直對(duì)排、斜對(duì)排、混合排、沖裁搭邊等。 由于受沖裁件外型的限制，該工件的排樣只能采用有廢料的排樣形式，為了使模具設(shè)計(jì)2.1.2確定搭邊值 查表2.1.6兩工件間搭邊=1.2mm，工件邊緣搭邊=1.5mm，步距為25.2mm2.1.3條料寬度 （查表2.1.7

7、得=0.5）零件排樣圖：(3) 材料利用率 查鋼板標(biāo)準(zhǔn)，若取工件數(shù)量n=20件，則料長(zhǎng) L=20x25.2=504mm 條料規(guī)格：504x53x1mm 材料總利用率：總 2.2沖裁力的計(jì)算 （1）落料力 F落=1.3Lt=1.3x188x1x190=46436N (2) 沖孔力 F沖=1.3lt=1.3x2x4x1x190=1551.16N (3) 卸料力 F卸=K卸F落=0.05x46436=2321.8N （4）推件力 F推=K推F沖=0.055x46436=2553.98N (5) 總沖裁力 F=F落+F沖+F卸+F推 =46436+1551.6+2321.8+2553.98N=5826

8、2.98N2.3沖裁壓力中心的確定 按照工件長(zhǎng)度和寬度方向建立坐標(biāo)系，分別為Y軸和X軸 則壓力中心y0=25 將工件分成16段，邊緣圓弧忽略不計(jì)得 L1=50;L2=24；L4=9；L5=12；L6=9;L7=6；L8=9；L9=12；L10=9；L11=5；L12=24；L13=L14=L15=L16=2X1=0,X2=12;X3=24;X4=19.5;X5=15;X6=19.5;X7=24;X8=19.5;X9=15;X10=19.5;X11=24;X12=12;X13=X16=20;X14=X15=4 帶入公式 得X0=13 所以壓力中心的坐標(biāo)為（13，25）2.4計(jì)算凸、凹模的刃口尺寸

9、工序性質(zhì)制件尺寸沖裁間隙磨損系數(shù)計(jì)算公式凹模尺寸凸模尺寸落料Zmin=0.132Zmax=0.24Zmax-Zmin=0.108工件公差為IT10級(jí)故X=1按凹模實(shí)際刃口尺寸配制保證其雙面間隙0.132-0.24沖孔按凹模實(shí)際刃口尺寸配制保證其雙面間隙0.132-0.24孔心距2.5沖壓設(shè)備的初步選擇 根據(jù)總沖壓力F總=58262.98N、模具閉合高度、沖床工作臺(tái)面尺寸等，并結(jié)合現(xiàn)在設(shè)備，選用J23-10開(kāi)式固定臺(tái)壓力機(jī)，并在工作臺(tái)面上備制墊塊，其主要技術(shù)參數(shù)如下。 第三章 主要零部件的設(shè)計(jì)3.1工作零部件的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1落料凹模 凹模厚度為 H=Kb=0.3x50=15mm 凹模壁厚為

10、C（1.52）H=(1.52)x17.5=26.2535mm C取30mm 凹模邊長(zhǎng)為 L=b+2c=50+2x35=120mm B=b+2c=24+2x35=94mm 確定凹模外形尺寸為 125x100x15mm 最后根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，按沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)模架凹模系列周界尺寸系列，確 定凹模外形尺寸為125x100x18mm 采用帶臺(tái)階的凹模固定。3.1.2沖孔凸模 沖孔凸模長(zhǎng)度L凸=凸模固定板厚度+空氣墊板厚度+落料凹模厚度=15+10+18=43mm采用保護(hù)形式，如圖所示3.1.3凹模刃口的計(jì)算 凹模刃口使用的階梯形直刃型3.1.4凸凹模 凸凹模長(zhǎng)度L=凸凹模固定板厚度+彈性卸料板厚度+彈簧（包括

11、凸模進(jìn)入凹模深度等）=14+10+24=48mm 3.2.1模架及其他零部件的設(shè)計(jì) 根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)，采用凸緣式模柄。 根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合為h7/r6 根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)，查標(biāo)準(zhǔn)選取材料為HT200的后側(cè)導(dǎo)柱模架 上模座200x160x40mm 下模座200x160x45mm 根據(jù)凹模尺寸結(jié)合正裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定其他模具結(jié)構(gòu)零件。 上墊板125x100x6mm 凸模固定板125x100x14mm 空心墊板125x100x12mm 第四章 校核模具閉合高度及壓力機(jī) （1）模具閉合高度校核 計(jì)算的模具的閉合高度為160mm，選著壓力機(jī)時(shí)，必須使模具介于最大的安裝高度與最小的安裝高度

12、之間，一般應(yīng)滿足，初選壓力機(jī).符合要求，為最大閉合高度，為最小閉合高度。（2） 沖裁所需總壓力校核 前面計(jì)算出P總=58.265kN，沖壓機(jī)的公稱壓力100KN，P總P公，滿足生產(chǎn)要求。 所以選著的壓力機(jī)符合要求。 第五章 繪制模具裝配圖模具裝配圖及原理： 該模具板料以導(dǎo)料銷和擋料銷定位。上模下壓，凸凹模外形和凹模進(jìn)行落料，落下料開(kāi)在凹模中，同時(shí)沖孔凸模與凸凹模內(nèi)孔進(jìn)行沖孔，沖孔廢料卡在凸凹?？變?nèi)。卡在凹模中的沖件由頂尖裝置頂出凹模面。頂件裝置由推桿和頂件塊及打桿組成?？偨Y(jié)通過(guò)分析模具的結(jié)構(gòu)組成及工作原理知道本課題設(shè)計(jì)的要點(diǎn)： 工作零件是進(jìn)行沖裁工作的零件，它是沖裁模的主要零件，比如凸模與凹模

13、就是工作零件，此零件要求的剛度和強(qiáng)度要求很高，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其材料的問(wèn)題，以及零件與固定零件的間隙要適當(dāng)而且要分布均勻，這是保證沖裁件質(zhì)量的關(guān)鍵。 基礎(chǔ)零件是固定凸模與凹模，并使之與沖床連接的零件。如上模部分的凸模固定板，墊板等等，這些零件的設(shè)計(jì)要考慮開(kāi)的孔是螺紋孔還是銷釘孔還是光孔以及開(kāi)孔之間的間隙及配合問(wèn)題，本課題設(shè)計(jì)中也有考慮到。 定位零件是確定條料在沖模中正確位置的零件，在沖孔模和落料模中保證被沖部分在工件中的正確位置的零件。本課題設(shè)計(jì)中采用了固定擋料銷作為定位元件，它保證落料的搭邊寬度。 導(dǎo)向零件保證模具各部分相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)良好的零件。在本設(shè)計(jì)采用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)分別為；。 本設(shè)計(jì)也對(duì)緊固零件標(biāo)準(zhǔn)化，主要是把模具零件連接起來(lái)，加以定位的零件，如螺釘，銷釘。本課題的設(shè)計(jì)根據(jù)工件的要求，生產(chǎn)批量及市場(chǎng)的行情不斷改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)，采用符合市場(chǎng)發(fā)展的模具結(jié)構(gòu)，為了適應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開(kāi)發(fā)了多種適合不同批量的生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。作為模具的設(shè)計(jì)與制造，本課題提出的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)方案仍然有不是很完善的地方，比如送料的人工操作，若要發(fā)展此行業(yè)要不斷的