中小型沖壓模具設(shè)計(jì)

1、中小型沖壓模具設(shè)計(jì)開題報(bào)告專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：第二組、設(shè)計(jì)題目：彎曲一沖裁模具設(shè)計(jì)技術(shù)要求：1、未注尺寸公差符合GB/T1804-的要求。2、未注形位公差符合GB/T13916的要求。3、毛刺高度00.02mm。4、材料20鋼。生產(chǎn)批量為中小批量生產(chǎn)。、工藝分析1、材料性能：零件材料為20鋼，其沖壓和彎曲性能較好。2、工序分析：由于采取塊料加工（一塊材料加工出一個(gè)工件），所以可以預(yù)先準(zhǔn)備外形尺寸一致的毛坯，即在加工過程中無落料和排樣步驟3、零件結(jié)構(gòu)：該零件有彎曲、沖孔等結(jié)構(gòu)特征，形狀簡(jiǎn)單，可采取復(fù)合加工4、尺寸精度：零件圖上形狀尺寸，沖壓、彎曲工序可以實(shí)現(xiàn)。三、工藝方案方案一：先

2、彎曲，后沖孔。該方案符合零件的加工工序，能正確加工出零件，保證孔的間距。方案二：先沖孔，后彎曲。該方案沖孔后彎曲零件，無法保證兩孔的間距，不合理。采取復(fù)合模進(jìn)行加工，將彎曲、沖孔兩道工序復(fù)合在一起，做成復(fù)合模。四、材料的選取通過對(duì)零件圖結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行分析，選取寬20mm,長度115mm,厚50.05的20鋼板為加工材料。其中，材料兩側(cè)面需用銑床進(jìn)行加工。五、進(jìn)度安排第2周：查閱資料，對(duì)零件圖進(jìn)行分析，確定加工方案，制定任務(wù)說明書。第3-6周：1、彎曲工藝力、彎曲工件毛坯展開尺寸的計(jì)算，確定壓力機(jī)，設(shè)計(jì)出彎曲模具結(jié)構(gòu)圖。2 、沖裁模具間隙、凹凸摸刃口、沖裁力的計(jì)算，確定壓力機(jī)，設(shè)計(jì)出沖孔模具結(jié)構(gòu)

3、圖。3 、落料模間隙、凹凸模刃口、沖裁力的計(jì)算，確定壓力機(jī)，設(shè)計(jì)出落料模具結(jié)構(gòu)圖。第7-10周：1、彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定彎曲模的主要零件結(jié)構(gòu)參數(shù)。4 、沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定沖裁模的主要零件結(jié)構(gòu)參數(shù)。5 、落料模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定落料模的主要零件結(jié)構(gòu)參數(shù)。6 、復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出復(fù)合模具結(jié)構(gòu)圖，并確定其主要零件結(jié)構(gòu)參數(shù)第11-12周：對(duì)模具總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)模具結(jié)構(gòu)不當(dāng)之處進(jìn)行修改，整理說明書，準(zhǔn)備答辯。六、分組第一組（連續(xù)模）：第二組（復(fù)合模）：一、彎曲模具的設(shè)計(jì)：1、彎曲工序的設(shè)計(jì)：方案：彎曲件一次彎曲成形優(yōu)點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易進(jìn)行加工。缺點(diǎn)：凸模肩部阻礙了材料轉(zhuǎn)動(dòng)，加大了材料通

4、過凹模圓角的摩擦力,使彎曲件側(cè)壁易擦傷、彎薄，成形后零件兩肩部與底面不易平行。改進(jìn)：在彎曲時(shí)用壓邊圈壓住毛坯，這樣可以有效保護(hù)零件，從而保證零件精度。2、彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于零件的進(jìn)度較低，采用一次彎曲成形的復(fù)合彎曲模結(jié)構(gòu)。如下圖：3、自由彎曲時(shí)的彎曲力，由零件圖可知，零件為U形彎曲件：F自=-=0.7X1,3X20X5X5X410/2+5=26650N。rt其中：k為安全系數(shù)，取1.3;由圖可知：彎曲件寬b=20mm,材料厚t=5mm,彎曲半徑r=2mm,3b=410mpa值表得20鋼拉強(qiáng)度為410mpa)4、校正彎曲時(shí)的彎曲力校正彎曲是在自由彎曲階段后進(jìn)一步對(duì)貼合凸模、凹模表面的彎曲件進(jìn)行

5、擠壓，其校正力自由壓彎力大得多，由P123公式有：F校=A：校正部分垂直投影面積，mm2q：?jiǎn)挝幻娣e白校正力，MPa由零件圖知：A=600mm2，查表3.3.2取q=70MPa故F校=42000N5、頂件和壓料力:Fq=(0.30.8)F自=0.5F自=13325N.6、壓力機(jī)噸位的確定自由彎曲時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)為：FF自由于校正力是發(fā)生在接近壓力機(jī)下死點(diǎn)的位置，校正力的數(shù)值較大，則按校正彎曲力選擇壓力機(jī)的噸位：FF校故：F42KN綜上，由課本附錄A知：選雙柱可傾式壓力機(jī)J23-6.37、彎曲件毛坯展開長度:(1)應(yīng)變中性層位置的確定：有零件圖可知：r/t=2/5=0.4有經(jīng)驗(yàn)公式：p0=r+xt

6、查表3.3.3得x=0.368所以p0=2+0.368X5=3.84mm.2）彎曲件毛坯的展開長度計(jì)算：由零件圖可知：r=20.5t=0.5X5=2.5若一次同時(shí)彎曲四個(gè)角由表3.3.4得：L=L1+2L2+2L3+t=30+2X20+2X20+5=115mm8、彎曲凹模工作部分彎曲U形件時(shí)，若彎邊高度不大，或要求兩邊垂直，則凹模深度應(yīng)大于零件高度。由零件圖并查表3.4.3知：l0=30mm9、彎曲凸模、凹模之間的間隙根據(jù)已知有彎曲黑色金屬，即c=t+nt式中：c為彎曲凸模與凹模的單面間隙，mm;t為材料厚度的基本尺寸和最小尺寸，mm;n為間隙系數(shù)由表3.4.4知：n=0.03。故c=5+5X

7、0.03=5.15mm10、凸凹模工作尺寸及公差凸模凹模分別按IT6和IT7級(jí)加工制造，對(duì)于零件中未注公差的尺寸按IT14級(jí)可知：由于彎曲件標(biāo)注內(nèi)形尺寸（如下圖），且彎曲件為雙向?qū)ΨQ偏差，凸模尺寸為：Lp=(L+0.5與、=(30+0.5父0.62)，016=30.310n.0i6凹模尺寸為：Ld=(Lp2c)0、=(30.3125.15)00.025-40.6100.02511、凸凹模彎曲長度由零件圖知：凸模長度H1=30mm凹模長度H2=20+5=25mm12、回彈量彎曲件屬于小半徑彎曲，而其相對(duì)彎曲半徑r/t=2/5=0.458,此時(shí)彎曲半徑的變化一般很小，可以不予考慮，即無回彈現(xiàn)象出現(xiàn)

8、。二、沖孔模的設(shè)計(jì)(一)凸模與凸模組件的結(jié)構(gòu)形式1、凸模的結(jié)構(gòu)形式由于凸模結(jié)構(gòu)通常分為兩大類，一類是鑲拼式，另一類為整體式。在我們的凸模結(jié)構(gòu)中，選取整體式，而根據(jù)加工方法的不同，采用臺(tái)階式2、凸模長度的確定采用壓邊圈和定位銷結(jié)構(gòu)，其中H凹二25mm,由P68公式有：L=h1+h2+h3+(1520)mm式中：hi凸模固定板厚度h2卸料板厚度h3定位銷高度則：凸模1：取h1=1.5H凹=37.5mmh2=10mmh3=4mm故L1=75mm,d1=10mm凸模2:取h1=1.5H凹=37.5mmh2=10mmh3=4mm故L2=70mm,d2=5mm凸模3：取h1=1.5H凹=37.5mmh2=

9、10mmh3=4mm故L3=70mm,d3=5mm3、凸模的材料模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖擊時(shí)的沖擊力。因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。根據(jù)零件圖及相關(guān)情況知，選用硬質(zhì)合金材料(60Si2CrVA)4、凸模承壓能力和失穩(wěn)彎曲極限長度校核(1)凸模承載能力校核凸模最小斷面承受的壓應(yīng)力5必須小于凸模材料強(qiáng)度允許的壓力S,即8=Fp/Amin4.9mm所以，所用凸模符合要求。(2)凸模失穩(wěn)彎曲極限長度凸模在軸向壓力的作用下，不產(chǎn)生失穩(wěn)的彎曲極限長度Lmax與凸模的導(dǎo)向方式有關(guān)，對(duì)于有卸料板和卸料板對(duì)凸模導(dǎo)向，其凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的極限長度為：Lmax85d2FP式中：一一凸本II的沖裁力，

10、N;d凸模白直徑，mm其中：=128740N,dmin=5mm故Lmax762457.6mm而頭際L1Lmax,L2Lmax,L315mm)凹模壁厚：C=(1.52)H(A3040mm)式中，b為沖裁件的最大外形尺寸；K是考慮板料厚度的影響系數(shù)，查表2.8.1知：K3故：H15取H=20mm貝UC=30-40取C=30mm3、沖裁力的計(jì)算：若采用平刃沖裁模，其沖裁力FPFp=Kptlr=1X5X62.8X410=128740N其中取KP=1，材料厚t=5mm,沖裁周邊總長L=2xnx5+nx10=62.8mm取r=410mpa4、壓力機(jī)公稱壓力的選?。憾鴫毫C(jī)的公稱壓力AFp所以取壓力機(jī)的公稱

11、壓力為63KN綜上，由于采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)，同上述彎曲壓力機(jī)噸位比較，應(yīng)選用壓力大的，所以最后選雙柱可傾式壓力機(jī)J23-6.35、沖壓模具壓力中心的確定：該零件的形狀為對(duì)稱的零件，故沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心，即10孔的中心。6、間隙值的確定：使用經(jīng)驗(yàn)確定法確定，20鋼為硬材料，t=5MM,則間隙值：c=(8%13%)t=10%t=0.5mm7、凸模與凹模刃口尺寸計(jì)算：由零件圖可知，該零件屬于無特殊要求的一般沖裁件，2X050+0.12沖孔獲得查表2.2.4得2Cmin=0.90mm,2Cmax=1.00mm由公差表表查得：。優(yōu)位12為IT12級(jí)公差，取X=0.75;設(shè)凸凹模分別按IT61

12、T7級(jí)加工制造。凸?；境叽纾篸p=(dmin+xA)=(5十0.75父0.12)1。8=5.0900.08mm凹?；境叽纾篸d=(dp+2Cmin)0=(5.09+0.90)+0.0120mm=5.99+0.0120mm.校核：|8p|+|Sd|=0.008+0.012=0.02(K2Cmax-2Cmin=0.10mm滿足間隙公差條件凹模型孔中心距：Ld=(Lmin+0.5A)0.125A=(60+0.5X0.12)士0.125X0.12=60.06士0.015mm.8、沖孔模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案：方案：采用復(fù)合膜一次加工三個(gè)孔。優(yōu)點(diǎn)：加工工序減少，有效縮短加工周期。三、模具零件設(shè)計(jì)1、定位零件

13、(1)擋料銷擋料銷的作用是擋住條料搭邊或沖壓件輪廓以限制條料的送進(jìn)距離。我組采用固定擋料銷，其安裝在凹模上，用來控制條料的進(jìn)距，由于采用條料無須落料，所以在設(shè)計(jì)中用該擋料銷進(jìn)行定位，該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。零件示意圖如下：(2)壓邊圈壓邊圈的作用是防止彎曲件邊緣部分發(fā)生起皺。由于我組復(fù)合模是先彎曲再?zèng)_孔，所以在彎曲的時(shí)候添加壓邊圈以保證零件質(zhì)量，從而使后續(xù)沖孔能順利進(jìn)行，壓邊圈安放在彎曲凸模上。如下圖：2、彈壓卸料裝置(1)工件的卸除采用打料裝置(卸料螺釘)將工件從彎曲凸模上推下，落在模具工作表面上。沖孔廢料的卸除下模座上采用漏料孔排出，在沖孔廢料在凹模上積累到一定數(shù)量后，就從漏料孔卸

14、料。3、推件和頂件裝置推件的目的是將成件從彎曲凸模中推出來，該目的通過旋轉(zhuǎn)上模座上的卸料螺釘來完成；頂件的目的是將成件從彎曲凹模中頂出來，該目的通過旋轉(zhuǎn)下模座上的卸料螺釘來完成。4、連接與固定零件(1)凸模固定板凸模固定板主要用于凸模零件的固定。固定板的形狀與凸模一致，固定板厚度為24mm,材料選用45號(hào)鋼。如下圖：(2)墊板墊板的作用是承受凸?；虬寄５妮S向壓力，防止過大的沖擊力在上下模板上壓出凹坑，影響模具正常工作。墊板的形狀與凸模固定板一致，墊板淬硬后兩面應(yīng)磨平。上模座與凸模固定板之間安裝墊板，厚度為6mm。如下圖：四、選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定閉合高度我組采用中間導(dǎo)柱圓形模架，其特點(diǎn)是導(dǎo)柱對(duì)稱分布，受力平衡,滑動(dòng)平穩(wěn)，拔模方便。查沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)有：選用上模座160X80X40選用下模座160X80X45導(dǎo)柱28X100X38則由表知，模架的閉合高