沖孔落料模具設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)姓名:鄧敏班級(jí):材控092學(xué)號(hào):200906104214指導(dǎo)教師:楊俊杰日期:2011-10 - 8江漢大學(xué)目錄第一章前言第二章設(shè)計(jì)任務(wù)書第三章制件的工藝性分析第四章零件工藝計(jì)算4.1 刃口尺寸計(jì)算4.2 排樣計(jì)算4.3 沖壓力計(jì)算第五章壓力中心計(jì)算 (08第六章沖壓設(shè)備的選用 (09第七章模具零部件結(jié)構(gòu)的確定7.1 凸凹模零件的設(shè)計(jì)7.2 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用7.3 卸料裝置中彈性元件的計(jì)算7.4 . 其他零部件結(jié)構(gòu)參考文獻(xiàn)第一章前言在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,模具時(shí)重要的工藝裝備之一,它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成型,模具車成型由于具有優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)省料和低成本等特點(diǎn)現(xiàn)已在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門得到

2、了廣泛的應(yīng)用。模具產(chǎn)業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分,目前我國模具企業(yè)就達(dá)到3萬多家,電子產(chǎn)品、航天航空領(lǐng)域都離不開精密模具。許多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。模具課程設(shè)計(jì)是一個(gè)很專業(yè)的訓(xùn)練環(huán)節(jié),學(xué)生通過對(duì)金屬制件的沖孔和落料,成型工藝和模具的綜合分析設(shè)計(jì),訓(xùn)練,要求達(dá)到如下目的:1·通過課程設(shè)計(jì),幫助學(xué)生具體運(yùn)用和鞏固模具設(shè)計(jì)課程及相關(guān)課程的理論知識(shí),了解冷沖模的一般設(shè)計(jì)的方法和程序。2·訓(xùn)練學(xué)生查詢相關(guān)資料,如:沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè),沖壓模具設(shè)計(jì)和加工計(jì)算速查手冊(cè),使學(xué)生能熟練地運(yùn)用有關(guān)資料,熟悉有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范,使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行估算等方面的全面的訓(xùn)練。3&

3、#183;掌握模具的基本設(shè)計(jì)方法和程序,綜合運(yùn)用相關(guān)專業(yè)的理論知識(shí),并按照有關(guān)的設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范,進(jìn)行沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能訓(xùn)練,為今后在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中打好必要的基礎(chǔ)。第三章制件的工藝性分析工件為圖1所示的落料沖孔件,材料為08鋼,材料厚度2mm,生產(chǎn)批量為大批量。工藝性分析內(nèi)容如下: 1.材料分析08鋼為極軟的碳素鋼,強(qiáng)度、硬度很低,而韌性和塑性極高,具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時(shí)效敏感性,淬硬性及淬透性極低。大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形,強(qiáng)度低的深沖壓或深拉延的覆蓋零件和焊接件。 。2. 結(jié)構(gòu)分析零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱,無尖角,對(duì)沖裁加工較為

4、有利。零件中部有一異形孔,孔的最小尺寸為12mm ,滿足沖裁最小孔徑min d mm 20.1=t 的要求。另外,經(jīng)計(jì)算異形孔距零件外形之間的最小孔邊距滿足沖裁件最小孔邊距min l mm 35.1=t 的要求。所以,該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求。 3. 精度分析:零件上的尺寸均未標(biāo)注尺寸偏差,為自由尺寸,按IT14級(jí)精度補(bǔ)標(biāo)工件尺寸公差。第四章 沖壓工藝方案的制定零件為一落料沖孔件,可提出的加工方案如下: 方案一:先落料,后沖孔。采用兩套單工序模生產(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(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但需兩道工序、兩副模具,生產(chǎn)效率低,零

5、件精度較差,在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。方案二只需一副模具,沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證,且生產(chǎn)效率高。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較簡(jiǎn)單,模具制造并不困難。方案三也只需一副模具,生產(chǎn)效率也很高,但與方案二比生產(chǎn)的零件精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度,需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正,模具制造、裝配較復(fù)合模略復(fù)雜。所以,比較三個(gè)方案采用方案二生產(chǎn)。第四章 零件工藝計(jì)算1.刃口尺寸計(jì)算根據(jù)零件形狀特點(diǎn),刃口尺寸計(jì)算采用分開制造法。 (1落料件尺寸的基本計(jì)算公式為A0max A (+-=X D Dmin max 0min A T T T (-=-=Z X D Z D D基本尺寸30

6、,查得凸、凹模最小間隙Z min =0.246mm ,最大間隙Z max =0.360mm ,X=0.5查得凸模制造公差7mm 0.0T =,凹模制造公差5mm 0.0A = 有A T +min max Z Z -=0.114即 005.00min A T 49.29(T-=-=Z D D07.000max A 74.29(A +=-=X D D(2落料件尺寸的基本計(jì)算公式為A0max A (+-=X D D 0min max 0min A T T T (-=-=Z X D Z D D基本尺寸40,查得凸、凹模最小間隙Z min =0.246mm ,最大間隙Z max =0.360mm ,X=

7、0.5有A T +min max Z Z -所以 005.00min A T 39.44(T-=-=Z D D 07.000max A 39.69(A+=-=X D D (3沖孔基本公式為min T T (-+=X d dA 0min min A (+=Z X d d 尺寸12查得凸、凹模最小間隙Z min =0.246mm ,最大間隙Z max =0.360mm ,X=0.5有A T +min max Z Z -所以 005.00min T 11.79(T-=+=X d d07.000min min A 12.03(A+=+=Z X d d (4落料件尺寸的基本計(jì)算公式為A0max A (+

8、-=X D D0min max 0min A T T T (-=-=Z X D Z D D基本尺寸2,查得凸、凹模最小間隙Z min =0.246mm ,最大間隙Z max =0.360mm ,X=0.5有A T +min max Z Z -所以 005.00min A T 1.63(T-=-=Z D D 07.000max A 1.875(A+=-=X D D 2.排樣計(jì)算查表得,兩工件之間的距離a1=1.8,沿邊a2=2.2。調(diào)整為整數(shù)后,查表得=0.62 式中,B 為條料寬度;D 為工件直徑;a 為沿邊搭邊值;為條料公差值條料寬度B= 0(2a D -+=062.0-44.4 一個(gè)步距內(nèi)

9、的利用率=%100BSA =50.7% 3.沖壓力計(jì)算可知沖裁力基本計(jì)算公式為LT F =計(jì)算零件的周長:L=3.14*20+24.14=86.94材料厚度2mm ,08鋼鋼的抗剪強(qiáng)度取400MPaF (落料=96144NF (沖孔=30144N模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)第五章 壓力中心計(jì)算零件外形為對(duì)稱件,所以該零件的壓力中心就是零件外形中心線的交點(diǎn)。第六章模具零部件結(jié)構(gòu)的確定1.凸、凹模零件設(shè)計(jì)(1首先計(jì)算凹模周界的大小。凹模高度和壁尺寸常用下列經(jīng)驗(yàn)公式確定:凹模高度H=K8s,k=0.350.50,取0.5 所以H=20凹模壁厚C=(1.52H C取值30mm對(duì)于形狀復(fù)雜或尺寸較大的

10、零件,凹模壁厚C取大值。所以,凹模的總長為L=s+2c=110mm,凹模的寬度為B=沖裁件寬度+2c=90mm最后依據(jù)設(shè)計(jì)尺寸,按沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)模架凹模周界尺寸系列,確定凹模外形尺寸為110mm×90mm×30mm 。(2凸模外形結(jié)構(gòu)、尺寸確定。落料凸模截面形狀與沖裁件一致,截面尺寸即刃口尺寸,前面一完成。長度L為固定板厚度、安全距離、修磨余量、凸模進(jìn)入凹模的深度的總和。其中固定板厚度取13mm,凸模修磨量取15mm,凸模進(jìn)入凹模深度取6mm,卸料板與固定板之間的安全距離取15,即L=13+15+6+15mm=49mm2.標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸。模具

11、采用后置導(dǎo)柱模架,根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果,可查得模架規(guī)格為上模座123mm ×88mm ×21mm ,下模座123mm ×88mm ×32mm ,導(dǎo)柱20mm ×107mm ,導(dǎo)套20mm ×51mm ×30mm 。3.卸料裝置中彈性元件的計(jì)算模具采用彈性卸料裝置,彈性元件選用橡膠,其尺寸計(jì)算如下:(1確定橡膠的自由高度0H工(H H 45.30=17.647(2確定橡膠的橫截面積Ap F A /X =查得矩形橡膠在預(yù)壓量為10%15%時(shí)的單位壓力為0.6MPa ,所 以A=366N/0.6MPa=610.15mm2(3確定橡膠的

12、平面尺寸根據(jù)零件的形狀特點(diǎn),橡膠墊的外形應(yīng)為矩形,中間開有矩形孔以避讓凸模。結(jié)合零件的具體尺寸,橡膠墊中間的避讓孔尺寸為25mm ×25mm ,外形暫定一邊長為35.29mm ,則另一邊長b 為b*35.29-25*25=A;b=35mm;(4校核橡膠的自由高度0H為滿足橡膠墊的高徑比要求,將橡膠墊分割成四塊裝入模具中,其最大外形尺寸為45mm ,所以H0/D=17.647/35.29=0.5橡膠墊的高徑比在0.51.5之間,所以選用的橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的裝模高度約為0.85×17.647 mm =15mm。4.其他零部件結(jié)構(gòu)凸模由凸模固定板固定,兩者采用過渡配合關(guān)系。模柄采用凸緣式模柄,根據(jù)設(shè)備上模柄孔尺寸,選用規(guī)格A30×50的模柄。第八章模具裝配圖 結(jié)束語通過對(duì)這次沖孔的模具的設(shè)計(jì),使我更深一次地了解沖裁模的設(shè)計(jì)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(jì)算,主要零部件的設(shè)計(jì),壓力機(jī)的型號(hào)的選擇,總裝配圖和零件圖的繪制。在設(shè)計(jì)過程中,一些數(shù)據(jù),尺寸一點(diǎn)馬虎不得,只要有一絲絲的錯(cuò)誤,就得全部修改,使我養(yǎng)成了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。三年的學(xué)習(xí),我對(duì)模具設(shè)計(jì)和制造有了深刻的認(rèn)識(shí),此次單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)模具,讓我了解了更多這方面的知識(shí)。通過這次的設(shè)計(jì),使我在今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至工作中的設(shè)計(jì),養(yǎng)成了查手冊(cè)的好習(xí)慣，勤思考，為以后的設(shè)計(jì)奠定