課程設(shè)計沖孔落料復(fù)合模

1、下載可編輯湘潭大學(xué)課程設(shè)計說明題目： 彈簧卡箍學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：材料成型及控制工程學(xué)號：2009501205姓名：1232指導(dǎo)教師 ：肖良紅老師.專業(yè) .整理 .下載可編輯完成日期 ：2013-03-13目 錄前言第一章設(shè)計任務(wù) 31.1 零件設(shè)計任務(wù) 31.2 分析比較和確定工藝方案3第二章計算沖裁壓力 、壓力中心和選用壓力機(jī) 52.1 排樣方式的確定及材料利用率計算 52.2 計算沖裁力 、卸料力 52.3 確定模具壓力中心 6第三章模具工作部分尺寸及公差73.1 沖孔部分 73.2 落料部分 7第四章確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸94.1 凹模外形尺寸確定 94.2 其他尺寸的確定 9合模

2、高度計算 9.專業(yè) .整理 .下載可編輯第五章 模具零部件結(jié)構(gòu)的確定 9感言 10前 言在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 ，模具時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現(xiàn)已在國民經(jīng)濟(jì)各個部門得到了廣泛的應(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)計是一個很專業(yè)的訓(xùn)練環(huán)節(jié) ，學(xué)生通過對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 ，訓(xùn)練，要求達(dá)到如下目的 ：1·通過課程設(shè)計 ，幫助學(xué)生具

3、體運(yùn)用和鞏固模具設(shè)計課程及相關(guān).專業(yè) .整理 .下載可編輯課程的理論知識 ，了解冷沖模的一般設(shè)計的方法和程序。2·訓(xùn)練學(xué)生查詢相關(guān)資料 ，如：沖壓模具簡明設(shè)計手冊 ，沖壓模具設(shè)計和加工計算速查手冊 ，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)驗數(shù)據(jù) ，進(jìn)行估算等方面的全面的訓(xùn)練。3·掌握模具的基本設(shè)計方法和程序 ，綜合運(yùn)用相關(guān)專業(yè)的理論知識，并按照有關(guān)的設(shè)計技術(shù)規(guī)范 ，進(jìn)行沖壓模具設(shè)計的基本技能訓(xùn)練，為今后在實際的工程設(shè)計中打好必要的基礎(chǔ) 。一、零件工藝性分析工件為圖 1 所示的落料沖孔件 ，材料為 10 鋼，材料厚度 1mm ，生產(chǎn)批量為大批量 。工藝

4、性分析內(nèi)容如下 ：1 材料分析.專業(yè) .整理 .下載可編輯10 鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 ，具有良好的成型性能 ，抗剪切強(qiáng)度 ，為260340 Mpa ，屈服強(qiáng)度為 295-430 MPa ，屈服強(qiáng)度為 210 MPa ，伸長率 26%。其力學(xué)性能是強(qiáng)度 ，硬度低 ，塑性韌性好具有較好的沖裁成形性能 。2 結(jié)構(gòu)分析零件結(jié)構(gòu)簡單對稱 ，無尖角 ，對沖裁加工較為有利 。零件中部有一圓孔，孔的最直徑為 6mm ，滿足沖裁最小孔徑 dmin 1.0t=1mm 的要求。另外，經(jīng)計算圓孔距零件外形之間的最小孔邊距為9.5mm ，滿足沖裁件最小孔邊距l(xiāng)min 1.5t=1.5mm的要求。所以，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁

5、的要求 。3 精度要求零件上的尺寸均未標(biāo)注尺寸偏差 ，為自由尺寸 ，可按 IT10IT14 級精度補(bǔ)標(biāo)工件尺寸公差 。選定 IT10 確定尺寸的公差 , 孔9 取 IT9。二、沖裁工藝方案的確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 ，采用級進(jìn)模生產(chǎn) 。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單 ，但需兩道工序 、兩副模具 ，生產(chǎn)效率低 ，零件精度較差 ，在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用 。方案二只需一副模.專業(yè) .整理 .下載可編輯具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證 ，且生產(chǎn)效率高 。 盡

6、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，比較三個方案采用方案二生產(chǎn) 。三、零件工藝計算1.刃口尺寸計算根據(jù)零件形狀特點 ，刃口尺寸計算采用分開制造法。查得凸、凹模最小間隙 Zmin=0.10mm ，最大間隙 Zmax=0.14mm ，X=0.7Zmax Zmin 0.14mm 0.10mm 0.04mm1 ）落料件尺寸的基本計算公式為Dd Dxd0Dp( Dd Zmin ) -0p (

7、D x Zmin )0p查得磨損系數(shù) x=1凸模制造公差凹模制造公差p0.4 Z maxZ min0.16mm ,d0.6 Z maxZmin0.24mm長 47.08mm ，0.1mm ，Dd47.08 0.1 00.2446.9800.24 mm ，DP46.980.10 -00.1646.8800. 16 mm長 5mm ，0.048mm ，Dd5 0.048 00.244.95200.24 mm ，DP4.9520.10 -00.164.85200.16 mm.專業(yè) .整理 .下載可編輯高 12mm ，Dd120.070.07mm00.2411.9300.24 mm ，DP 11.93

8、 0.10 -00.16 11.8300.16 mm高 6.5mm ，0.085mm ，0.246.415000.16 mmDd 6.5 0.085 00.24 mm ， DP 6.415 0.10 -0. 16 6.40502 ）沖孔件尺寸的基本計算公式為dpdx -0pdddpppZmin 0d x Zmin 0查得磨損系數(shù) x=0.75凸模制造公差凹模制造公差p0.4 Z maxZ min0.16mm,d0.6 Z maxZmin0.24mm孔6，0.036mmdp6 0.750.036 -00.0166.027-00.016dd6.0270.010.0246.0370 .024002.

9、排樣計算分析零件形狀 ，應(yīng)采用單直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有圖2所示兩種。查表得延邊 a=,1.8 工件間 a1=1.5.專業(yè) .整理 .下載可編輯方案 a方案 b比較方案 a 和方案 b ，方案 b 所裁條料寬度過窄 ，剪板時容易造成條料的變形和卷曲，所以應(yīng)采用方案a?，F(xiàn)選用 4000mm×1000 mm 的鋼板 ，則需計算采用不同的裁剪方式時，每張板料能出的零件總個數(shù) 。（1）裁成寬 60.68mm 、長 1000mm 的條料，則一張板材能出的零件總個數(shù)為4000100060.6826.565372450.專業(yè) .整理 .下載可編輯（2）裁成寬 60.68mm 、長 40

10、00mm 的條料，則一張板材能出的零件總個數(shù)為1000400060.6826.5161502400比較以上兩種裁剪方法 ，應(yīng)采用第 1 種裁剪方式 ，即裁為寬60.68mm 、長 1000mm 的條料 。其具體排樣圖如圖3 所示 。3.沖壓力計算計算沖裁力的目的是為了合理地選用壓床和設(shè)計模具 。壓床的噸位必須大于所計算的沖裁力 ，以適應(yīng)沖裁的要求 。平刃模具沖裁是 ，其沖裁力 F0 可按下式計算 ：F0Lt式中t 材料厚度 ，1mm; 材料抗剪強(qiáng)度 （Mpa ）；L 沖裁周長 ，164.16mm;mt / d0.6bm 與相對間隙有關(guān)的系數(shù) ，取 1.2;b 材料抗拉強(qiáng)度 ，取 400MPa考

11、慮到模具刃口的磨損 ，凸凹模間隙的波動 ，材料機(jī)械性能的變化，材料厚度偏差等因素 ，十級所需沖裁力還須增加 30%，即F1.3F01.3Lt經(jīng)計算259.2 260 Mpa沖孔沖裁力為 ： F1.3164.16126055400N;.專業(yè) .整理 .下載可編輯推薦力 ： F1nK 1F頂件力 ： F2K 2 F卸料力 ： F3K3 FF 沖材力；n 同時梗塞在凹模內(nèi)的零件數(shù) ， n h / t ; t 為材料厚度 ；h 圓柱形凹模腔口高度 ；K1、 K2 、 K3 推件力、頂件力及卸料力系數(shù) ，查表得0.055 ，0.06 ，0.05計算得：F1F2F39141N;3324N;2770N;采用

12、彈性卸料裝置和上出料方式的總沖裁力為：F0FF1F3 =67.3KN;初選設(shè)備為開式壓力機(jī)J23 16B。4.壓力中心計算零件外形為對稱件，中間的異形孔雖然左右不對稱，但孔的尺寸很小，左右兩邊圓弧各自的壓力中心距零件中心線的距離差距很小，所以該零件的壓力中心可近似認(rèn)為就是零件外形中心線的交點。.專業(yè) .整理 .下載可編輯四、沖壓設(shè)備的選用根據(jù)沖壓力的大小 ，選取開式雙柱可傾壓力機(jī) J2316B，其主要技術(shù)參數(shù)如下 ：公稱壓力 ：160kN滑塊行程 ：70mm最大閉合高度 ：220 mm閉合高度調(diào)節(jié)量 ：60 mm滑塊地面尺寸 ：180mm ×220mm工作臺尺寸 ：300 mm &#

13、215;450 mm工作臺孔尺寸 ：110 mm ×220 mm模柄孔尺寸 ：30 mm ×50 mm五、模具零部件結(jié)構(gòu)的確定1.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，所以應(yīng)首先計算凹模周界的大小。由凹模高度和壁厚的計算公式得，凹模高度H Kb 0.2857.08mm16mm ，凹模壁厚 C(1.5 2)H12 16mm32mm 。所以，凹模的總長為L (57.08 2 32)mm 121mm （ 取121mm ），凹模的寬度為B( 25232) mm89mm 。模具采用后置導(dǎo)柱模架，如圖：.專業(yè) .整理 .下載可編輯圖6 模架1 上模座2 下模座3 導(dǎo)柱4 導(dǎo)

14、套本次設(shè)計選用導(dǎo)柱導(dǎo)套式 ，其布置方式為后側(cè)布置 。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖件精度以及模具壽命等要求 ，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度選擇H7h6 。導(dǎo)柱和導(dǎo)套為間隙配合 ，要求配合便面堅硬和耐磨 ，且有一定的強(qiáng)韌性 ，常用 20 號鋼制作 ，表面經(jīng)過滲碳淬火處理 ，硬度為HRC5862，滲碳層深度 0.81.2mm 。根據(jù)以上計算結(jié)果 ，可查得模架規(guī)格為上模座 125mm ×100mm × 35mm ，下模座 125mm ×100mm ×45mm ，導(dǎo)柱 22mm ×130mm ，導(dǎo)套 22mm ×70mm ×28mm 。2 .卸料板的

15、設(shè)計.專業(yè) .整理 .下載可編輯卸料裝置有剛性卸料裝置 、彈性卸料裝置和廢料切力等形式 。 本次設(shè)計選擇彈性卸料板 ，屬于彈性卸料裝置 ，裝在凹模和導(dǎo)料板上 。它結(jié)構(gòu)簡單 ，卸料力較小 ，主要用于板厚在 1.5mm 以下薄件的卸料工作。彈性卸料板厚度與卸件尺寸與卸料力有關(guān)，對于中小件卸料一般取5 至 10mm ，該處取 8mm 。3. 沖孔凸模的設(shè)計凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法凸模的固定方法很多 ，一般凸模固定時要注意下列問題：（ 1）異形凸模要有防轉(zhuǎn)措施 ；（ 2）有導(dǎo)向裝置的凸模 ，穩(wěn)定性好 ，可利用卸料板是凸模導(dǎo)向 ，但要注意他們的配合尺寸 ；（ 3）沖小孔，凸模必須考慮導(dǎo)向和保護(hù) ；（ 4

16、）快速裝換凸模機(jī)構(gòu)可靠性要好 。本次設(shè)計所選用的圓形凸模結(jié)構(gòu)及固定方法如圖8 所示：圖 8 沖孔凸模為了增加凸模的強(qiáng)度和剛度，凸模做成臺階式 ，用固定板固定 ，臺階處圓.專業(yè) .整理 .下載可編輯滑過渡，以避免應(yīng)力集中 。小端是工作部分 ，其尺寸和公差根據(jù)工件尺寸和制造方法確定 。中間臺階與凸模固定板過渡配合（H7/m6 ）。最大臺階是用其臺肩保證凸模在卸料時不被拉出。 凸模長度的確定凸模長度一般是根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)來確定。本次設(shè)計采用固定卸料板和導(dǎo)尺的模具結(jié)構(gòu) ，凸模長度用下列公式計算：Lh1h2h3h4h（公式 19）式中L 凸模長度 （mm ） ;h1 凸模固定板厚度 （mm ）；h2

17、凸凹模固定板 （mm ）；h3 卸料板厚度 （mm ）；h4 凸模進(jìn)入凹模的深度 （0.51mm ）；h 附加長度，包括凸模的修模量及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板之間的安全距離等。一般取 h=15 20 之間 。所以凸模長度為L=8+13+1+3=25（mm ） 凸模強(qiáng)度校核對于特別細(xì)的凸?；蛐⊥鼓_裁厚而硬的材料是，必須進(jìn)行凸模承壓能力和抗縱向彎曲能力的校核。但是一般情況下 ，凸模的強(qiáng)度時足夠的 ，沒有必要作強(qiáng)度校核 。4.卸料裝置中彈性元件的計算.專業(yè) .整理 .下載可編輯模具采用彈性卸料裝置 ，彈性元件選用橡膠 ，其尺寸計算如下 ：橡膠工作行程 = 卸料板工作行程 + 模具修磨量 （

18、 4mm6mm ）即H 工作 =h 工作 +h 修磨h 工作 =h1+h2+t式中h1凸模進(jìn)入卸料板的高度1mm;t板料厚度 0.5mm即 h 工作=h1+h2+t=1+0.5=1.5H 工作 =h 工作 +h 修磨=1.5+ （46 ）=5.57.5取H 工作=6mm橡膠的自由高度 H 自由，橡膠的工作高度取自由高度的25% ，即可得H 自由 =4 H 工作=24mm查表得矩形橡膠在預(yù)壓量為30% 時的單位壓力為1.52MPa 橡膠截面積： AFP式中A 橡膠墊橫截面積 （mm ）F橡膠產(chǎn)生的壓力 ，設(shè)計時取大于或等于卸料力(N)；P 與橡膠墊壓縮量有關(guān)的單位壓力(Mpa)AF1430N94

19、0.79mm 2P1.52 MPa選取兩塊橡皮 ，即每塊橡皮的面積為A1 = 471mm 2D=4A1= 24.5mm取D=25mm橡膠的校核 ：橡膠的校核要求橡膠的高徑比在0.51.5 之間 。.專業(yè) .整理 .下載可編輯在此 0.5 H = 24 =0.96, 1.5D25選用的兩塊 25×28 的橡膠墊即可以滿足要求凸模、凹模固定板的計算凹模固定板的平面尺寸與凹模的外型尺寸相同，厚度一般取凹模厚度的 0.6 0.8 倍根據(jù)凹模的外形尺寸可以得到凸模固定板的長度L=110mm,寬度 B=80mm ，H=(0.6 0.8) ×16=9.6 12.8;查中國模具設(shè)計大典續(xù)表22.5-15,取其高度 H=12mm選用材料為 45 鋼,固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6, 壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。 9.3、上下墊板墊板的用于直接承受凸模的壓力，以降低模坐的單位壓力，防止模坐被局部被壓陷