電極板的沖壓工藝與模具畢業(yè)設(shè)計說明書

壓工藝與模具畢業(yè)設(shè)計說明書緒論用模具制造的零件，在飛機、汽車、拖拉機、電機儀表、儀器儀表等機電產(chǎn)品中占60%70%；在電視機、錄音機、計算機等電子產(chǎn)品中占80%以上；在自行車、手表、洗衣機、電冰箱、電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品中占85%以上。益。量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，因而引起了各個國家的高度重視和贊賞。在日本，馬尼亞視為“模具就是黃金。因此可以斷言，隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，模具工業(yè)在越來越重要的作用。的。在經(jīng)濟、技術(shù)上都有很大的優(yōu)勢：（12）可以得到形3456模具來保證，所以操作簡單，要求工人的技術(shù)等級不高。不過缺點也是有的，比如說：使得它在制造業(yè)得到了廣泛的運用，在現(xiàn)代電機，電器，汽車，儀表，以及飛機導(dǎo)彈，和民用輕工業(yè)等行業(yè)成為主要的生產(chǎn)工藝之一。沖壓工藝通常可以按照以下的方法分類。一、按照變形性質(zhì)分類可分為（1）分離2）成型工序，如彎曲、拉深等。二、按照基本變形、方式分類（1）沖裁，如沖孔，落料等；（2）彎曲，如壓彎、卷邊、扭曲等；（3）拉深，分為變薄拉深和不變薄拉深；（4）成型。如翻邊、縮口等。按照工序組合的方式零件采用不同的加工方法和不同的模具結(jié)構(gòu)和形式。沖模結(jié)構(gòu)一般由以下五個部分組成：1工作零件，用于實現(xiàn)沖裁變形，使材料正確分離，保證沖裁件形狀的零件，包括凸模和凹模等。2定位零件，確定條料在模具中正3卸料及推件零件4導(dǎo)向零件5連接固定零件。也有一些沖模具的結(jié)構(gòu)決定于工件的要求，生產(chǎn)的批量，生產(chǎn)的條件，和制造模具的條件等因素。因此模具的結(jié)構(gòu)也是多種多樣的，作用相同的零件的形式也不盡相同。我們這次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)就是設(shè)計生產(chǎn)一個零件所需要的幾套沖壓模具，即就老師所給的零件、生產(chǎn)要求以及精度要求，設(shè)計出幾套符合要求的沖壓模具2工件的工藝性分析2.1工件的工藝性分析圖2-1t=5mm孔不允許有變形，孔所在平面應(yīng)平直，各表面不允許有嚴重的劃痕。零件圖中尺寸均未標注尺寸精度和位置精度，粗糙度也無要求，設(shè)計時按IT14級冊查出其抗剪強度為240Mpa300Mpa藝要求。mm孔的邊緣與彎曲半徑中心線的距離為23mm，mm孔的邊緣與彎曲半徑中心線的距離為57mm，均大于料厚5mm，均可以在彎曲前沖出，并可以作為后續(xù)工序的定位孔。圖2-1電極板零件圖2.2工藝方案的確定完成該零件的成形，需要切邊、沖孔、彎曲三道工序。這三道工序經(jīng)分析可能的工藝方案有以下幾種：三套模具。同方案一也需要三套模具。方案三：切邊-沖孔復(fù)合沖壓，然后進行彎曲。方案四：采用級進模生產(chǎn)，切邊、沖孔、彎曲連續(xù)沖壓投產(chǎn)快；工件的質(zhì)量容易控制，尺寸和形狀精確，表面質(zhì)量高。方案三的優(yōu)點是：工序較為集中。缺點是：模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜量（精度與表面粗糙度）低，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試、維修困難、制造周期長。如下：①切邊；②沖Φ8.33mm和Φ14.3mm孔；③彎曲。方案一模具結(jié)構(gòu)原理圖如圖2-2所示：(a)切邊模（b）沖孔模（c）彎曲模圖2-2方案一模具結(jié)構(gòu)原理圖3模具設(shè)計計算3.1切邊模設(shè)計計算3.1.1切邊力的計算及壓力中心的確定3.1.1.1切邊力的計算（1）計算切邊力：式（3-1）式中----切邊力，N----切邊周邊長度，mm----切邊件材料厚度，mm----材料抗剪強度，Mpa----系數(shù)，通常取1.3將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（3-1）得：（2）計算切邊時的卸料力：查《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》表2-15，=0.043.1.1.2壓力中心的確定：圖3-1求壓力中心如圖3-1所示，由于切邊件上下對稱，其壓力中心在x軸上，即。故只計算，式（3-2）將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（3-2）得：最后求得壓力中心的坐標位置為3.1.2壓力機選擇壓力機公稱壓力為：參照《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》附錄可選公稱壓力為的開式可傾壓力機公稱壓力：滑塊行程：封閉高度調(diào)節(jié)量：最大封閉高度：模柄孔尺寸：3.1.3模具工作零件刃口尺寸和公差的計算查《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》表2-10得間隙值,（1）查《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》表2-12得，因為所以凸模與凹模配合加工。查《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》表2-13得：x=0.5按《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》中公式凹模刃口尺寸計算如下：式（3-3）將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（3-3）得：凸模的刃口尺寸按凹模的實際尺寸配制，并保證雙面間隙。3.1.4校核凸凹模強度凸凹模最小壁厚m=1.5t=7.5mm，而實際最小壁厚為18mm，故符合強度3.1.5模具零件設(shè)計與計算3.1.5.1凹模設(shè)計凹模高度：取30mm凹模壁厚：所取數(shù)值如圖3-1-2所示凹模周界：凹模零件圖如圖3-2所示圖3-2凹模零件圖3.1.5.2凸模設(shè)計根據(jù)工件形狀以及之前的相關(guān)計算設(shè)計凸模。凸模結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3-3所示圖3-3凸模零件圖3.1.5.3模座設(shè)計本套模具不采用標準模架，模座自行設(shè)計。上模座尺寸為：290mm265mm30mm模柄尺寸為：下模座尺寸為：290mm265mm30mm導(dǎo)柱：25150mm導(dǎo)套：256041mm3.1.5.4模板設(shè)計凸模固定板尺寸為：200mm124mm25mm凹模固定板尺寸為：265mm180mm30mm3.1.5.5模具閉合高度式（3-4）式中------凸模進入凹模的深度，mm，這里取5mm。將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（3-4）得：經(jīng)過校核模具的閉合高度與沖床的閉合高度相適應(yīng)3.1.5.6卸料裝置本套模具采用彈性卸料板卸料。（1）橡膠自由高度：=t+1+修磨量=5+1+5=11mm=4=44mm橡膠的裝配高度=（0.85～0.9）取=38mm（2）卸料板：高度H=10mm,L=200mm,B=160mm,卸料板與凸模之間的間隙c=0.15mm（3）采用四個M8×60的卸料螺釘，對稱分布。3.1.5.7送料機構(gòu)，出料方式，導(dǎo)料裝置及定位裝置（1）模具采用手動送料，方向為從右到左。（2）出料方式為下出料方式。（3）導(dǎo)料裝置采用兩個導(dǎo)料銷。（4）采用定位銷和定位板定位。3.1.6模具零件的固定模板采用螺釘固定，銷釘定位。本套模具中，模板固定均用8個M10螺釘，上模板44422個，并且對角分布。3.1.7零件材料選擇此模具用于小批量生產(chǎn)，所以凸凹模均選用Cr12MoV可以達到要求。其他不太受力的部件應(yīng)當(dāng)選用較差些的鋼材，以減少成本。3.1.8模柄的選擇根據(jù)所選壓力機模柄孔尺寸，選擇凸緣模柄。尺寸為，如圖3-4所示：圖3-4凸緣模柄3.1.9其它說明書中將一些東西省略3.1.10模具裝配圖切邊模的裝配圖如圖3-5所示。模具通過銷釘820進行凹模固定板和下模座的定位。模具處在開模狀態(tài)時，坯料通過定位板19進行定位。模具閉合時，開始切邊，橡膠11被壓縮。再開模時，有彈性卸料板13在橡膠11的作用下進行卸料。圖3-5切邊模裝配圖1-上模座；2-導(dǎo)套；3-凸模固定板；4-卸料螺釘；5，6，17，18-螺釘；7-模柄；8，20-銷釘；9-墊板；10-凸模；11-橡膠；12-導(dǎo)柱；13-卸料板；14-凹模固定板；15-下模座；16-凹模；19-定位板3.2沖孔模設(shè)計計算3.2.1沖孔力的計算及壓力中心的確定3.2.1.1沖孔力的計算（1）計算沖裁力式（3-5）式中----沖裁力，N----沖裁周邊長度，mm----沖裁件材料厚度，mm----材料抗剪強度，Mpa----系數(shù)，通常取1.3將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（3-5）得：（2）計算卸料力、推件力①卸料力式（3-6）②推件力式（3-7）式中----卡在下模洞口的工件數(shù)，----凹?？卓诟叨?---卸料系數(shù)，查表得----推件系數(shù)，查表得將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（3-6）和式（3-7）得：(3)計算沖壓力總和該模具采用的是彈性卸料、下出件方式，因此沖壓力的總和為3.2.1.2壓力中心的確定：先確定各凸模的壓力中心，再求多凸模的壓力中心。（1）設(shè)坐標，見圖3-6。圖3-6求多凸模壓力中心（2）計算各凸模壓力中心的坐標位置（3）計算個凸模刃口輪廓的周長（4式（3-8）（5）由式（3-8）得式（3-9）根據(jù)沖裁力可將上式與式（3-9）聯(lián)立，得：同理可得最后求得總壓力中心的坐標位置為。3.2.2初選壓力機（1）壓力機的類型的選擇本工件屬于結(jié)構(gòu)簡單的中、小型沖裁件，小批量生產(chǎn)，沖壓件的尺寸及精度要求不高，故選開式機械壓力機。（2）壓力機規(guī)格的的選擇選取J23-16開式雙柱可傾式曲柄壓力機，查表可知：公稱壓力：160KN滑塊行程：50mm封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm最大封閉高度：220mm模柄孔尺寸：3.2.3模具工作零件刃口尺寸和公差的計算查《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》表2-10得間隙值,（1）查《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》表2-12得，因為，所以凸模與凹模分開加工。查《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》表2-13得：x=0.5（2）計算公式?jīng)_孔凸模沖孔凹模孔心距將已知數(shù)據(jù)代入以上公式中，得：a.沖孔：凸模凹模b.沖：凸模凹模c.孔邊距20：凸模凹模d.孔心距129.8：以上各式中-----凹模的制造偏差值，mm----凸模的制造偏差值，mm----最小合理間隙，mm----最大合理間隙，mm----制件的公差，mm----凹模的基本尺寸，mm----凸模的基本尺寸，mm3.2.4校核凸凹模強度凸凹模最小壁厚m=1.5t=7.5mm，而實際最小壁厚為8mm，故符合強度3.2.5模具零件設(shè)計與計算3.2.5.1凹模設(shè)計計算根據(jù)工件形狀以及之前的計算設(shè)計凹模。（1）凹?？卓谛问竭x用直刃壁孔口凹模。凹?？卓诟叨萮=10mm（2）凹模外形尺寸凹模厚度式（3-10）式中----凹模厚度-----沖裁力，一般取總壓力。將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（3-10）得：取凹模周界尺寸（3合（H7/H6）.沖孔凹模分為大孔凹模和小孔凹模，如圖3-7所示（a）大孔凹模（b）小孔凹模圖3-7凹模零件圖3.2.5.2凸模設(shè)計計算凸模采用階梯式設(shè)計，高度取65mm，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3-8所示（a）大孔凸模（b）小孔凸模圖3-8凸模零件圖3.2.5.3模座設(shè)計本套模具不采用標準模架，模座自行設(shè)計。上模座尺寸為：135mm100mm30mm模柄尺寸為：下模座尺寸為：250mm140mm30mm3.2.5.4模板設(shè)計凸模固定板尺寸為：135mm100mm25mm凹模固定板尺寸為：155mm105mm25mm3.2.5.5模具閉合高度式（3-11）式中------凸模進入凹模的深度，mm，這里取1mm。將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（3-11）得：經(jīng)過校核模具的閉合高度與沖床的閉合高度相適應(yīng)3.2.5.6卸料裝置本套模具采用彈性卸料板卸料。（1）橡膠自由高度：式中-----橡膠的自由高度，mm;-----工作行程，mm。取42mm（2）橡膠的直徑式中----橡膠壓力，可取等于或大于卸料力，N;----------與橡膠壓縮量有關(guān)的單位壓力，查《冷沖壓模具設(shè)計》得1.06MPa----橡膠的直徑，mm取80mm3.2.5.7送料機構(gòu)，出料方式，導(dǎo)料裝置及定位裝置（1）模具采用手動送料，方向為從右到左。（2）出料方式為下出料方式。（3）導(dǎo)料裝置采用兩個導(dǎo)料銷。（4）采用定位銷和定位板定位。3.2.6模具零件的固定8個M844422個，并且對角分布。3.2.7零件材料選擇此模具用于小批量生產(chǎn)，所以凸凹模均選用Cr12MoV可以達到要求。其他不太受力的部件應(yīng)當(dāng)選用較差些的鋼材，以減少成本。3.2.8壓力機的選擇查表，選取J23-16開式雙柱可傾式曲柄壓力機公稱壓力：160KN滑塊行程：50mm封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm最大封閉高度：220mm模柄孔尺寸：3.2.9模柄的選擇根據(jù)所選壓力機模柄孔尺寸，選擇壓入式模柄，模柄尺寸為3075mm，如圖3-9圖3-9模柄3.2.10其它說明書中將一些東西省略3.2.11模具裝配圖模具裝配圖如圖3-10所示：圖3-10沖孔模裝配圖1-下模座；2，5，16-螺釘；3-小孔凹模；4-小孔凸模；6-模柄；7-上模座；8，14-銷釘；9-凸模固定板；10-大孔凸模；11-卸料橡膠；12-凹模固定板；13-大孔凹模；15-定位板；17-托料板兩塊經(jīng)過第一道工序加工的的工件按不同的方向放置在下模上有定位板15準確定4與小孔凹模3和大孔凸模10與大孔凹模13分膠11直接卸下?？ㄔ诎寄Ｖ械臎_孔廢料靠料推料被依次推出，實現(xiàn)自然漏料。3.3彎曲模設(shè)計計算3.3.1工序壓力計算和壓力機選擇彎曲工序成型零件圖如圖3-11所示圖3-11彎曲工序成型零件圖3.3.1.1彎曲力計算由圖3-10得知有2處彎曲查《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》附錄A1得=300Mp當(dāng)彎曲內(nèi)半徑R取0.1t時，則每處彎曲力為：式（3-12）將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（3-12）得：2處的總彎曲力為20209.1N3.3.1.2校正彎曲力計算查《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》表3-3，取q=100MpA=38.16+50.86=533.4=qA=100533.4=53340N3.3.1.3頂件力計算頂件力值可近似取自由彎曲力的30%80%，即=0.8=8083.64N3.3.1.4壓力機選擇按校正彎曲力選擇壓力機，即：壓力機公稱壓力查表，選擇開式壓力機：公稱壓力：250KN滑塊行程：65mm封閉高度調(diào)節(jié)量：55mm最大封閉高度：270mm模柄孔尺寸：4060mm3.3.2彎曲件展開長度計算（1）因為,彎曲件的展開長度按直邊區(qū)與圓角區(qū)分段進行計算。視直邊區(qū)在彎曲前后長度不變，圓角區(qū)展開長度按彎曲前后中性層長度不變條件進行計算。（2）變形區(qū)中性層曲率半徑毛坯尺寸（中性層長度）其中該零件的展開長度為3.3.3回彈量計算由于r/t10,所以不考慮彎曲半徑的回彈影響。查表得：當(dāng)α=90o時，Δα=0.414r/t-0.486=0.011o采用補償法消除回彈，在設(shè)計模具時將回彈角考慮進去。3.3.4模具零件設(shè)計與計算3.3.4.1凸模設(shè)計（1）凸模圓角半徑已知彎曲件r較小（r<10）,凸模圓角半徑為此工件圓角半徑較小但不小于工件材料所允許的最小圓角半徑，故凸模圓角半徑可取彎曲件的內(nèi)彎曲半徑r=6mm。（2圖3-12所示：（a）固定凸模（b）活動凸模圖3-12彎曲模凸模零件圖3.3.4.2凹模設(shè)計（1）凹模圓角半徑凹模圓角半徑式（3-13）將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（3-13）得：（23-13所示：（a）固定凹模（b）活動凹模圖3-13彎曲模凹模零件圖3.3.4.3模座設(shè)計本套模具不采用標準模架，模座自行設(shè)計。選擇帶模柄的上模座上模座尺寸為：300mm150mm40mm模柄尺寸為：下模座尺寸為：380mm150mm40mm3.3.4.4模板設(shè)計墊板尺寸為：120mm70mm20mm壓料板尺寸為：290mm150mm15mm活動凸模固定板尺寸為：78mm70mm35mm3.3.4.5模具閉合高度式（3-14）將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（3-14）得：經(jīng)過校核模具的閉合高度與沖床的閉合高度相適應(yīng)3.3.4.6定位裝置采用定位銷和定位板定位。定位銷通過第二道工序沖出的孔進行定位。定位板內(nèi)尺寸與第二道工序成型件尺寸相同保證待加工件與模具沖壓方向垂直。3.3.5取料方式在下模部分設(shè)有頂料螺釘，在開模狀態(tài)時頂料螺釘會將成型件頂出。3.3.6模具零件的固定M104個，下模板4個，并且對稱分布。凸模定位采用4個Φ8銷釘，固定凸模2個，活動凸模2個，對稱分布。3.3.7零件材料選擇此模具用于小批量生產(chǎn)，所以凹模，凸模均選用T10A即可。其他不太受力的部件應(yīng)當(dāng)選用較差些的鋼材，以減少成本，所以選用Q235即可。3.3.8模柄的選擇根據(jù)所選壓力機模柄孔尺寸，選擇凸緣模柄。尺寸為，如圖3-14所示：圖3-14凸緣模柄3.3.9其它說明書中將一些內(nèi)容省略。3.3.10模具裝配圖模具裝配圖如圖3-15所示：上模隨滑塊下行，活動凸模7與活動凹模5首先把坯料壓緊活動上模開始工作，這時要求壓料力要大于頂件力，當(dāng)活動凸模7與墊板3相遇后，活動凸模7停止，固定凸模1610mm固定板9與上模座14圖3-15彎曲模裝配圖1-彈簧座；2-頂料螺釘；3-墊板；4-擋塊1；5-活動凹模；6-擋塊2；7-活動凸模；8-壓料螺釘；9-活動凸模固定板；10，13-螺釘；11-模柄；12-銷釘；14-上模座；15-橡膠；16-固定凸模；17-壓料板；18-固定凹模；19-彈簧；20-擋塊3；21-下模座；22-導(dǎo)向板；23-定位銷；24-定位板4總結(jié)三套模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計和相關(guān)零件設(shè)計，設(shè)計工作量較大。在設(shè)計中，模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計和非標件的設(shè)計是這次畢業(yè)設(shè)計的重中之重，在設(shè)計多的，雖然工作量較大，但由于是使用AutoCAD繪制，所以完成起來還是比較順利。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我對整個沖壓模具的設(shè)計過程有了進一步的認識和了解，為以后的工作積攢了些許經(jīng)驗。這次畢業(yè)設(shè)計使我在各方面的能力都有所提高，尤其是在AutoCAD的使用上更為熟練。參考文獻1.許發(fā)樾.沖模設(shè)計應(yīng)用實例,北京:機械工業(yè)出版社,1996.2.王孝培.沖壓手冊（第二版）,北京:機械工業(yè)出版社,2000.3.俞漢清、陳金德.金屬塑性成形原理,北京:機械工業(yè)出版社,2005.4.謝建、杜東福.沖壓工藝及模具設(shè)計技術(shù)回答,上海:上?？萍技夹g(shù)出版社,2005.5.何銘新、錢