沖壓工藝及模具設(shè)計綜合設(shè)計菱形墊片復(fù)合沖壓模具的設(shè)計

1、沖壓工藝及模具設(shè)計綜合設(shè)計設(shè)計題目：菱形墊片復(fù)合沖壓模具的設(shè)計學(xué)校：江漢大學(xué)學(xué)院：機(jī)電與建筑工程學(xué)院班級：12級材控一班小組成員： 指導(dǎo)老師：日期：2015年4月目 錄引言（緒論）3一、產(chǎn)品圖1二、沖裁件的工藝性分析3三、確定沖壓工藝方案5四、凸凹模刃口尺寸計算5(1)沖孔的凸凹模計算5(2)落料的凸凹模計算6五、排樣圖7六、沖裁工藝力8七、確定沖裁類型和結(jié)構(gòu)形式9八、選擇沖壓設(shè)備類型9九、計算壓力中心10十、選沖模標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件10十一、確定凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸10(1) 凹模尺寸計算10(2) 落料的凸凹模計算12(3) 凸凹模尺寸計算12十二、裝配圖13課程設(shè)計小結(jié)14引言：模具是現(xiàn)代工業(yè)的

2、重要工藝設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，它在國民經(jīng)濟(jì)中占 有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。裝備制造業(yè)在 2007 年的迅速發(fā)展，尤其是汽車 和電子電器產(chǎn)品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)I造了良好的市場環(huán)境。本次綜合實訓(xùn)設(shè)計 墊片的復(fù)合沖壓模具， 從零件的工藝性分析到模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計再到工藝計算一、 產(chǎn)品圖圖（1）二、 沖壓工藝性分析圖（2）材料：q235 厚度：3（1）材料 q235是普通碳素鋼，具有良好的沖壓性能。（2）工件結(jié)構(gòu) 該零件形狀簡單。孔邊距遠(yuǎn)大于凸、凹模允許的最小壁厚， 故可以考慮采用復(fù)合沖壓工序。（3）尺寸精度 零件圖上尺寸未標(biāo)注公差，屬自由公差，按 it14 級確定工 件的公

3、差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。尺寸精度：沖裁小孔st5 沖裁大孔st6落料st11（無尺寸公差要求故取最大值）斷面粗糙度除沖孔處有配合外其他區(qū)域未孔粗糙度區(qū)ra6.3 其余粗糙度取ra12.5沖裁件結(jié)構(gòu)形狀與尺寸：1、沖裁件無尖角區(qū)域，故無應(yīng)力集中情況。2、為避免工件變形，最小孔邊距有bmin =1.5t，本零件中 bmin =7-3=4mm 故無變形3、沖孔時，受凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不應(yīng)太小。本方案選用復(fù)合模，采用有導(dǎo)向沖孔min=0.5t=1.5. 本零件中孔的尺寸均大于最小值。三、確定沖壓工藝方案該零件（如上圖示）包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案： 方案一：先

4、落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具，生產(chǎn)率低，難以滿足該零件的年生產(chǎn)需要。方案二只需一副模具， 沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱， 模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但模具制造、安裝 較復(fù)合模復(fù)雜。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。四、凸凹模刃口尺寸計算通過查機(jī)械手冊以及沖壓工藝課本獲得所需準(zhǔn)備數(shù)據(jù)下式中zmax為最大初始間隙；zmin為最小初始間隙；p、

5、d為凸凹模的制造公差；x為磨損系數(shù)；dp、dd為沖孔凸凹模尺寸；dd、dp為落料凸凹模尺寸；ld為孔心距。沖孔1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備zmax=0.640 zmin=0.460p=04×（0.64-0.46)=0.072 d=0.6×(0.64-0.46)=0.108大孔18 x=0.75 小孔6 x=0.752) 計算凸凹模尺寸1. 小孔6 a凸模 dp=（6+0.75×0.11)(0， -o.072)=6.0825（0，-0.072） b凹模 dd=（6.0825+0.46）（+0.108，0）=6.5425（+0.108，0)2大孔18 a凸模 dp=（18+0.75&

6、#215;0.23)(0， -o.072)=18.1725（0，-0.072） b凹模 dd=（18.1725+0.46）（+0.108，0）=18.6325（+0.108，0)落料1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備zmax=0.640 zmin=0.460 p=04×（0.64-0.46)=0.072 d=0.6×(0.64-0.46)=0.108圓弧r7 =0.43 x=0.75；圓弧r16 =0.62 x=0.5；孔心距60 =0.74 2）計算凸凹模尺寸1.圓弧r7 凹模 dd=（7.215+0.75×0.43）（+0.108，0）=6.8925（+0.108，0) 凸模 dp

7、=（6.8925-0.46）（0,-0.072）=6.4325（0,-0.072)2. 圓弧r16 凹模 dd=（16.31-0.5×0.62）（+0.09，0）=16（+0.09，0) 凸模 dp=（16-0.46）（0,-0.09）=15.54（0,-0.09)3. 孔心距l(xiāng)d=(59.63+0.74/2)±0.74/8=60±0.0925五、排樣圖根據(jù)零件的形狀特點及其精度要求，沿沖件全部外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊，因此采用有廢料排樣法。這種方法材料的利用率較低，但沖件尺寸完全由沖模尺寸來保證，因此精度高，模具壽命也長。一個步距內(nèi)的材料利用率 搭邊值 a

8、1=2.2 a=1.8方法一 橫排如圖（3）：75.8mm b1=36.4mm圖（3）方法二 縱排如圖（4）：s2=33.8mm b2=78.4mm圖（4）方法三 斜排如圖（5）：s3=36.4mm b3=59.050mm圖（5）經(jīng)分析得，這三種排樣方法在一個步距s內(nèi)沖裁件的實際使用面積相同，所以利用率 故采用方法三斜排的材料利用率最大。此時材料利用率1285.5/（36.4×59.050）= 0.598這三種方法從制件精度、沖模結(jié)構(gòu)及模具壽命都差不多，但從材料利用率考慮，方法三的利用率最高，故采用方法三為最合理的排樣方案。六、沖裁工藝力1、沖壓力的計算（q235的抗剪強(qiáng)度為141-

9、188mpa，取b=188mpa)l孔=2×6+×18=94.25,l周邊=2××16+2x×7=54.95f1=kl孔tb=1.3×94.25×x3×188n=69.1kn f2=kl孔tb=1.3×54.95×3×188n=40.3knf1-沖孔是的沖裁力 f2-落料時的沖裁力f=f1+f2=69.1+40.3=109.4kn2、卸料力的計算fx=kxf=0.04×109.4=4.376kn2. 推料力的計算ft=nktf=3×0.045×109.4=

10、14.769kn3、總壓力的計算f總=f+fx+ft=109.4+4.376+14.769=143.314kn見課本p47表3-9kx-推料力系數(shù)，kx=0.03-0.04,取kx=0.04kt-推件力系數(shù)，kt=0.045七、確定沖模類型和結(jié)構(gòu)形式此沖壓件的形狀為菱形，工件精度為普通精度，生產(chǎn)批量屬于大批量生產(chǎn)（10萬件/年），保證孔位精度，沖裁有較高的生產(chǎn)效率決定采用工序較集中的工藝方案，采用導(dǎo)正銷進(jìn)行定位，剛性卸料裝置、自然落料的方式而且是連續(xù)沖裁模結(jié)構(gòu)形式。八、選擇沖壓設(shè)備類型由上述分析采用倒裝結(jié)構(gòu)的復(fù)合模具，沖孔的廢料可從壓力機(jī)的工作臺孔中漏下，故模具周圍清潔。沖孔凸模的凸起部分采用

11、嵌入的凸模鑲塊，使其制造方便，修復(fù)容易。根據(jù)f總=f+fx+ft=109.4+4.376+14.769=143.314kn，查壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)可知，選jb22-25型號的壓力機(jī)，開試活動臺壓力機(jī)，其最大閉合高度是hmax=360，最低閉合高度hmin=180，沖壓模閉合高度h=315，因此所選壓力機(jī)滿足使用要求。九、計算壓力中心沖模對工件施加沖壓力的合力的中心稱壓力中心。所以遵循沖壓壓力中心原則：（1） 對稱形狀的單個沖件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心中心；（2） 工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合；（3） 形狀復(fù)雜的零件，多孔沖模，級進(jìn)模的壓力中心可

12、用解析法求出沖模壓力中心。 零件外形為對稱件，所以該零件的壓力中心就是零件外形的中心線交點。十、選沖模標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件根據(jù)上述的計算結(jié)果,和外形凹模尺寸，選擇標(biāo)準(zhǔn)模架為后側(cè)導(dǎo)柱模架，螺釘用m8內(nèi)六角圓柱頭螺釘，銷釘用6mm圓柱銷釘。彈簧用圓柱形彈簧十一、確定凸模、凹模結(jié)構(gòu)尺寸(1).凹模設(shè)計用cad計算出凹模刃口的最大尺寸s1=71.24mm,垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離為s=32mm 查教材p64表3-13得k=0.5凹模厚度h=ks=0.5×32=16mm 凹模厚度取20mm凹模寬度b=s+(2.54.0)h=32+(2.5-4.0)x20=82112mm 取b=110mm凹

13、模壁厚s2=(1.52)h=30 40mm 所以凹模壁厚度為35mm 凹模長度l=s1+2s2=71.24+2×34.38=140mm 由以上算得凹模輪廓尺寸l×b×h=142×112×20,查有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn),并無厚度合適,因此選擇l×b為標(biāo)準(zhǔn)尺寸,得l×b=160×125×20凹模材料的選用:材料選用cr12mov。落料凹模如圖（6）所示表格一 圖（6）落料凹模 (2).凸模設(shè)計凸模材料：參照沖壓模具設(shè)計與制造選用t10a因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用階梯式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換凸模長度 l=h固+h凹=1.8 h凹=1.8×24=43.2 h1=0.8 h凹=0.8×24=19.2沖大小孔孔凸模如圖（7）所示：圖（7）沖大小孔凸模(3)凸凹模設(shè)計由表2.9.6