沖模工藝設(shè)計與計算

《財務(wù)管理學(xué)院》53套講座+17945份資料

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本工序,可以采用以下4種工藝方案：(1)模具結(jié)構(gòu)相對比較的簡單采用一道的落料工序就能完成零件的加工。方案（1）冷沖壓是少,無切屑的高效加工方法，材料費(fèi)料少，利用率高。（2）冷沖壓零件在形狀和尺寸精度方面互換性較好，可以滿足一般裝配和使用要求。(3)冷沖壓零件經(jīng)過塑性變形，金屬內(nèi)部正在得到改善，機(jī)械強(qiáng)度有所提高。（4）冷沖壓操作簡單，易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，生產(chǎn)效率高。2.3排樣的確定在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。2.3.1沖裁件的排樣排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用），與沖件的外形有很大關(guān)系。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應(yīng)的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種?？紤]到該制件的生產(chǎn)綱領(lǐng)與加工條件，采用條料加工有余料的排樣。排樣圖見圖2.1：圖材料利用率衡量材料經(jīng)濟(jì)利用的指標(biāo)是材料利用率。一個進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為η=（2.1）式中：A——沖裁件面積（mm2）；B——條料寬度（mm）；H——進(jìn)距（mm）.η==9403/1354=694.3%一張板料上總的材料利用率η∑為：η∑=式中：N——張條料上的沖件總數(shù)目；L——板料長度（mm）；B——板料寬度（mm）；A——沖裁件面積（mm2）；查板材標(biāo)準(zhǔn).選600mmx2000mm的鋼材,每張鋼板可剪裁為5張條料(5mmx2000mm),每張條料可沖47個工件:η∑==65.4%2.3.3搭邊排樣時，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。搭邊數(shù)值取決于以下因素：（1）工件的尺寸和形狀。（2）材料的硬度和厚度。（3）排樣的形式（直排、斜排、對排等）。（4）條料的送料方法（是否有側(cè)壓板）。（5）擋料裝置的形式（包括擋料銷、導(dǎo)料銷和定距側(cè)刃等的形式）。搭邊值一般是由經(jīng)驗再經(jīng)過簡單計算確定的。查表2—得搭邊值：a=2.5mm，a1=2mm，故取搭邊值為：a=2.5mm，a1=2mm。3工藝設(shè)計與計算3.1沖壓力與壓力中心的計算3.1.1沖裁方式：當(dāng)一次沖裁完成以后，為了能夠順利地進(jìn)行下一次沖裁，必須適時的解決出件、卸料及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，并影響沖裁件的質(zhì)量。3.1.2沖裁力的計算計算沖裁力的目的是為了確定壓力機(jī)的額定壓力，因此要計算最大沖裁力。則沖裁力可按下式計算：F=ktlτ(3.1)式中：t為剪切斷面面積，τ為板料的抗剪強(qiáng)度。考慮到刃口的磨損、間隙的波動、材料力學(xué)性能的變化、板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計算：F=1.3LTτ（3.2）式中：L——沖裁輪廓的總長度(mm);T——板料厚度(mm);τ——板料的抗剪強(qiáng)度(MPa)。經(jīng)查資料取τ=280，τ按非退火08F鋼板計算將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入，得沖裁力為：落料力F=140.6×1.2×280×1.3=61KN3.1.3卸料力、推件力的計算表3.1由于影響卸料力、推件力的因素很多，無法準(zhǔn)確計算。在生產(chǎn)中均采用下列經(jīng)驗公式計算：FQ2=K2nF(N)（3.4）式中：FQ1、FQ2——分別為卸料力、推件力；K1、K2——分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)，其值見表3.1n——同時卡在凹?？變?nèi)的工件或廢料數(shù)，F(xiàn)——沖裁力（N），按式（3.4）計算。表3.1卸料力、推件力系數(shù)表材料種類板料厚度/mm08F~0.10.06~0.090.1>0.1~0.50.045~0.070.065>0.5~2.50.025~0.060.050>2.5~6.50.02~0.050.045>6.50.15~0.040.025查表3.1得K1=0.05K2=0.04。代入公式得：卸料力FQ1=K1F=0.05×61=3KN推件力FQ2=K2nF=0.04×5×61=12KN3.1.4總沖裁力的計算根據(jù)工件的要求已及對模具的要求，故選總沖壓力為：F總=61+3+12+=76KN3.1.5壓力中心的計算該零件是對稱的，所以壓力中心在該零件的幾何中心。3.2工作零件刃口尺寸計算落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計算，落料凸模按間隙值配置。既已落料凹模、凸模為基準(zhǔn)。具體刃口尺寸計算見下表：基本尺寸及分類沖裁間隙磨損系數(shù)計算公式制造公差計算結(jié)果落料凹模08FZmin=0.126Zmax=0.18Zmax-Zmin=0.054工件公差為IT14級,故X=0.75凸模:保證模具能夠正常工作行程要求。落料凹的基本尺寸計算：3.3工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計與其他模具結(jié)構(gòu)零件3.3.1凹模尺寸凹模厚度H=Kb(≥15mm)=0.4×37.5=15mm取H=40mm符合強(qiáng)度設(shè)計要求其中K查表3.2，利用插值法得K=0.4。凹模邊緣壁厚C≥(1.5-2)HC=(1.5-2)×26=(39-52),實取C=50mm凹模邊長L=b+2C=100+2×50=200mm查標(biāo)準(zhǔn)JB/T6743.1-94；凹模寬160mm。因此確定凹模外形尺寸為200×160×26mm，將凹模板做成薄型形式并加墊板后實際凹模尺寸為200×160×20mm。表3.2凹模厚度系數(shù)Ktbtb12≤500.350.42＞50-1000.220.283.3.3其他模具結(jié)構(gòu)零件根據(jù)凹模零件尺寸，結(jié)合倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，查JB/T2885.1-94，確定其他模具結(jié)構(gòu)零件，如下表所示：序號名稱長×寬×厚材料數(shù)量1上墊板200×160×8T8A12凸模固定板200×160×204514卸料板200×160×20451根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)尺寸,結(jié)合倒裝單工序模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，查JB/T2855.5-94選取后側(cè)導(dǎo)柱200×160標(biāo)準(zhǔn)模架一副。模架3.3.5典型零件加工工藝方案如下以凹模板的加工為例，典型零件的加工工藝為：備料——熱處理——磨平面——鉗工——磨平面——熱處理——線切割。工藝過程如表3.3。表3.3凹模板加工工藝序號工序名稱工序的主要內(nèi)容1備料根據(jù)圖紙下適合的毛胚料2熱處理退火3磨平面銑(刨)六平面4鉗工劃線、打螺紋孔、銷釘孔和穿絲孔5熱處理淬火、回火達(dá)到硬度要求6磨平面光上下平面至圖紙要求7線切割線割內(nèi)型,保證間隙達(dá)到要求4沖壓設(shè)備的選用與校核3.4.1壓力機(jī)的選用：壓力機(jī)對模具壽命的影響也不容被忽視。壓力機(jī)在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度，加載狀態(tài)下的精度稱為動精度。當(dāng)壓力機(jī)的動精度不好時，就等于用精度不好的壓力機(jī)進(jìn)行沖壓加工。由于測量動精度很困難，目前還沒有壓力機(jī)動精度的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)廠家也只保證壓力機(jī)的靜精度。因此壓力機(jī)的動精度一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及對壓力機(jī)生產(chǎn)廠家的信任程度來推斷。根據(jù)總的沖裁力、模具閉合高度、沖床工作臺面尺寸等,故選壓力機(jī)型號為J23----10A,并在工作臺面上備制墊塊。其技術(shù)規(guī)格如下:公稱壓力：100KN滑塊行程:60mm滑塊行程次數(shù):145次/分最大的封閉高度為:180mm連桿調(diào)節(jié)長度:35mm工作臺尺寸前后:前后240mm左右360mm3.4.2模具參數(shù)的校核由175≥H≥155得到壓力機(jī)與模具的閉合高度應(yīng)符合式關(guān)系，由于設(shè)計模具時閉合合高度142mm應(yīng)加塊墊板h=20。下模座2.導(dǎo)柱3.凹模4.擋料板5.凸模6.導(dǎo)套7.上模架8.內(nèi)六角沉頭螺釘9.模柄10.止轉(zhuǎn)銷11.凸模墊板12.固定板3.4.3模具總裝配圖總結(jié)通過這次模具設(shè)計，本人在多方面能力都得到了提高。首先對于AUTOCAD的應(yīng)用更加熟練；其次，通過模具設(shè)計我對于模具設(shè)計的流程基本上熟悉。在這次畢業(yè)設(shè)計，綜合運(yùn)用了本專業(yè)所學(xué)課程的理論知識和結(jié)合生產(chǎn)實際知識進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計，通過實際設(shè)計從而培養(yǎng)和提高了自己的獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本的模具技能，懂得了從分析零件的工藝性入手，確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時對各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。并提高了查閱設(shè)計資料和手冊的能力，熟悉了設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。在這次畢業(yè)設(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計模具的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時