落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)說明書

/專業(yè)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書姓名：胡楊學(xué)號(hào)：201206397 班級(jí)：材料124指導(dǎo)教師：鄭少梅車清綸日期：2016年1月目錄第一章序言…………3第二章設(shè)計(jì)任務(wù)書及零件圖…………4第三章零件的工藝性分析……………6第四章沖裁零件工藝方案的確定……8第五章排樣及材料利用率的計(jì)算……9第六章壓力計(jì)算與壓力機(jī)的選擇……10第七章模具刃口尺寸和公差的計(jì)算………………11第八章凸模與凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………14第九章模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì)……………18第十章其他需要說明的內(nèi)容…………21第十一章參考資料……………………23第一章序言沖壓模具,是在冷沖壓加工中,將材料〔金屬或非金屬加工成零件〔或半成品的一種特殊工藝裝備,稱為冷沖壓模具〔俗稱冷沖模。沖壓,是在室溫下,利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。改革開放以來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長。近年來,模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展,模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化,除了國有專業(yè)模具廠外,集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。XXXX和黃巖地區(qū)的"模具之鄉(xiāng)"；XX一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著與國際接軌的腳步不斷加快,市場(chǎng)競(jìng)爭的日益加劇,人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度,將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪鴥?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD,并陸續(xù)開始使用Pro/E、PDX、UGNX、NXProgressiveDieDesign、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3、3DQuickPress、MoldWorks和TopsolidProgress等國際通用軟件,個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件,并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。第二章設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品圖2.1已知：〔1產(chǎn)品零件圖：圖2-1零件圖俯視圖〔2生產(chǎn)批量：大批量2.2求作：〔1進(jìn)行沖壓工藝性分析〔從材料、零件結(jié)構(gòu)、尺寸精度幾個(gè)方面進(jìn)行〔2確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型〔3進(jìn)行相關(guān)工藝計(jì)算,包括：=1\*GB3①?zèng)_壓力計(jì)算及壓力中心的確定；=2\*GB3②凸凹模刃口尺寸計(jì)算；=3\*GB3③模具零件結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算；=4\*GB3④設(shè)備選擇等。〔4繪制模具總裝配圖；〔5繪制工作零件及主要零件的零件圖；〔6編寫課程設(shè)計(jì)說明書；2.3要求：根據(jù)所設(shè)計(jì)工件的尺寸、形狀、批量等原始數(shù)據(jù)和要求,每人獨(dú)立設(shè)計(jì)、繪制完成一套沖壓模具。包括：〔1模具裝配圖1張〔按照1：1比例,或適當(dāng)比例；〔2模具工作零件圖2-3張〔按照1：1比例,或適當(dāng)比例；〔3設(shè)計(jì)說明書1份；第三章零件的工藝性分析由零件圖可知制件為落料沖孔件,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：3.1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性分析沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡單、對(duì)稱、避免復(fù)雜形狀的曲線,在許可的情況下,把沖裁件設(shè)計(jì)成少或無廢料形狀,以減少廢料。對(duì)于所沖孔直徑為9mm,在手冊(cè)中查得,一般沖孔模對(duì)該種材料可以沖壓的最小孔徑為dt,t=2mm,因而該孔符合工藝要求。查手冊(cè)知,沖裁件上的孔與孔、或孔與邊緣的距離b、b1為：,。而零件上各孔的孔邊距均大于最小孔邊距。以上各項(xiàng)分析均符合沖裁工藝要求,故可以采用多孔沖裁模進(jìn)行加工。3.2沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度分析沖裁件的精度要求,應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度范圍內(nèi),對(duì)于普通沖裁件,其經(jīng)濟(jì)精度不高于IT12,沖孔件比落料件高一級(jí)。如果工件精度高于上述要求,則需要在沖裁后整修或采用精密沖裁。零件上的尺寸均未標(biāo)注尺寸偏差,為自由尺寸,可按IT10~IT14級(jí)精度補(bǔ)標(biāo)工件尺寸公差。選定IT14作為零件尺寸公差,經(jīng)查得零件個(gè)尺寸偏差如下：落料部分：沖孔部分：Ф3.3沖裁件的尺寸基準(zhǔn)分析沖裁件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能和制模的定位基準(zhǔn)重合,以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差?？孜怀叽缁鶞?zhǔn)應(yīng)盡量選擇在沖裁過程中始終不參加變形的面或線上,且不要與參加變形的部位聯(lián)系起來。本次設(shè)計(jì)中的零件為沖孔件,其精度采用IT14級(jí),滿足沖裁工藝性的要求。沖裁件的材料為08鋼,屈服強(qiáng)度為196MPa,彈性模量為186QUOTEMPa,抗剪強(qiáng)度為255～353MPa,抗拉強(qiáng)度為324～441MPa。綜合以上各方面情況,可以確定零件主要沖壓工序的工藝性良好。第四章沖裁零件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(jí)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)第五章排樣設(shè)計(jì)5.1排樣計(jì)算排樣方式為有廢料排樣,查表的工件間搭邊值a1取3,側(cè)面搭邊值a2去2.進(jìn)料步距n=27,料條寬度B=〔D+2a,查表得Δ=0.5式中B為料條寬度,D為工件直徑,a為搭邊值,Δ為料條公差值所以B=〔66+2×2=705.2排樣設(shè)計(jì)畫出排樣圖如下：第六章壓力計(jì)算、壓力中心的確定及壓力機(jī)的選擇6．1沖壓力計(jì)算因該沖裁件的結(jié)構(gòu)簡單,幾何結(jié)構(gòu)呈中心對(duì)稱形式,故凸模采用水平布置。6.1.1沖裁力的計(jì)算L=168.31mmt=2mmK=1.3τ=345MPa6.1.2卸料力的計(jì)算,查《模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表2-15,取；故6．1.3推件力的計(jì)算,查《模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表2-15,；故;選擇沖床的總沖壓力為:6.2壓力中心的確定因?yàn)闆_裁件呈中心對(duì)稱形結(jié)構(gòu),材料密度均勻,所以壓力中心選在工件的中心位置即可.6.3壓力機(jī)的選擇查表選用開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-25:公稱壓力：250KN滑塊行程：80mm最大閉合高度：250mm封閉高度調(diào)節(jié)量：70mm滑塊中心線至床身距離：190mm工作臺(tái)尺寸：墊板厚度：40mm模柄孔尺寸：第七章模具刃口尺寸和公差的計(jì)算7.1計(jì)算凸凹模刃口據(jù)《模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表2-10查得間隙值,據(jù)《模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表2-12查得凸凹模的制造公差當(dāng)尺寸30-80mm時(shí),此時(shí)：,不滿足的條件,所以不可采用凸凹模分開加工的方法。對(duì)于沖制形狀復(fù)雜或薄板制件的模具,其,凸,凹模往往采用配合加工的方法。此方法是先加工好凸?！不虬寄Ｗ鳛榛鶞?zhǔn)件,然后根據(jù)此基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸,配作凹模〔或凸模,使它們保持一定的間隙。7.1.1凹模刃口尺寸的計(jì)算落料：應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件,然后配作凸模。先做凹模,凹模磨損后,刃口尺寸的變化有增大,減小,不變?nèi)N情況。因此凹模尺寸應(yīng)按不同情況分別進(jìn)行計(jì)算。1凹模磨損后尺寸變大。計(jì)算這類尺寸,先把工件圖尺寸化為A,再按落料凹模公式進(jìn)行計(jì)算A2凹模磨損后尺寸變小。計(jì)算這類尺寸,先把工件圖尺寸化為B,再按沖孔凸模公式進(jìn)行計(jì)算B3凹模磨損后尺寸不變。計(jì)算這類尺寸,則按下述三種情形進(jìn)行計(jì)算。制件尺寸為C時(shí)C制件尺寸為C時(shí)C制件尺寸為C時(shí)C式中——凹模刃口尺寸〔mmA、B、C、——工件標(biāo)稱尺寸〔mmΔ——工件公差〔mmΔ——工件偏差,對(duì)稱偏差時(shí),Δ——凹模制造偏差〔mm,查表的x=0.5,帶入上述各式進(jìn)行計(jì)算得落料凹模各尺寸7.1.=2\*Arabic2凸模刃口尺寸的計(jì)算該零件落料凸模刃口尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制,保證雙面間隙值0.13--0.18mm。7.1.3沖孔凸模刃口尺寸計(jì)算沖孔應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件,然后配作凹模。A=9.18第八章凸模與凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8.1凹模的選用及設(shè)計(jì)8.1.1落料凹模的外形尺寸凹模厚度;凹模壁厚;式中b-凹模最大寬度〔mm；K-因數(shù)；H-凹模厚度,其值為15～20mm；c-凹模壁厚,其值為26～40mm；故取,.凹模的總長L=b+2c=66+2×32=130mm凹模的寬度B=沖裁件寬度+步距+2c=27+24+64=105mm8.1.2確定凹模結(jié)構(gòu)形式查《中國模具設(shè)計(jì)大典》表22.5-15,選取標(biāo)準(zhǔn)件：;凹模的零件簡圖如下圖所示：圖8-1凹模主視圖圖8-2凹模俯視圖8.=2\*Arabic2沖孔凸模的選用及設(shè)計(jì)凸模的長度公式：；式中L凸模長度〔mm；凸模固定板厚度〔mm；推件板厚度〔mm；附加長度〔mm,l包括：凸模進(jìn)凹模的深度0.5～1mm；總修磨量6～12mm;凸模固定板于卸料板之間的安全距離,一般取15～20mm。由前面選取的標(biāo)準(zhǔn)件知：,,附加長度取所以：。根據(jù)已經(jīng)計(jì)算的有關(guān)凸模刃口的基本尺寸,參照《沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》,設(shè)計(jì)凸模如下圖所示。圖8-3凸模零件圖=2\*Arabic2凸凹模的選用及設(shè)計(jì)凸凹模外形尺寸=卸料板厚度+修模量+進(jìn)入凹模深度+固定板厚度+橡膠厚度=10+4+1+15+28=58mm。根據(jù)已經(jīng)計(jì)算的有關(guān)凸凹模刃口的基本尺寸,參照《沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》,設(shè)計(jì)凸凹模如下圖所示。圖8-4凸凹模主視圖圖8-5凸凹模俯視圖第九章模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì)9.1模具的總體設(shè)計(jì)圖8-1模具裝配圖主視圖圖8-2模具裝配圖俯視圖模具裝配圖組成：1.下模板2.卸料螺釘3.導(dǎo)柱4.凸凹模固定板5.橡膠6.導(dǎo)料銷7.落料凹模8.導(dǎo)套9.內(nèi)六角螺釘10.上模板11.推桿12.模柄13.圓柱銷14.墊板15.凸模固定板16.沖孔凸模17.推件板18.卸料板19.凸凹模20.螺釘21.擋料銷。模具工作過程：人工將毛坯件放入凸凹模之間,通過6導(dǎo)料銷和21擋料銷的作用準(zhǔn)確定位,毛坯件固定好后落料凹模和沖孔凸模由上而下以一定的速度運(yùn)動(dòng),進(jìn)行沖孔落料工序,廢料由凸凹模落下,壞料通過卸料板的作用與凸凹模分離,成形的工件由推件板推出,再進(jìn)行下一次的加工。上模座：下模座：導(dǎo)柱：導(dǎo)套：墊板厚度取:10mm凸模固定板取:20mm[]卸料板厚度取:10mm[<10-20>mm]模具閉合高度:9.2模柄的選擇根據(jù)選取的開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-16,模柄孔尺寸,9.3橡膠的選擇查《實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得橡膠的厚度,其中h為工作行程,這里去5mm,則可取橡膠厚度為28mm。9.4卸料螺釘?shù)倪x擇查《新編實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表10-17得卸料螺釘可選M10,。9.4擋料銷和導(dǎo)料銷的選擇查《新編實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表10-11得導(dǎo)料銷可選Ф4查《新編實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表10-14得擋料銷可選Ф4第十章其他需要說明的內(nèi)容本套模具中,模板固定都采用M8螺釘,上模板6個(gè),下模板6個(gè),并且對(duì)稱分布。由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),已經(jīng)確定了個(gè)零件的基本尺寸,查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)即可得到,所以說明書中將一些內(nèi)容省略第十一章參考資料=1\*Arabic1、梁炳文主編《冷沖壓工藝手冊(cè)》北京航空航天大學(xué)出版社=2\*Arabic2、吳伯杰主編《沖壓工藝與模具》電子工業(yè)出版社=3\*Arabic3、高錦張主編《塑性成型工藝與模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社=4\*Arabic4、中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)《中國模具設(shè)計(jì)大典3》XX科學(xué)技術(shù)出版社=5\*Arabic5、李天佑主編《沖模圖冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社=6\*Arabic6、江維健主編《冷沖壓模具設(shè)計(jì)》華南理工大學(xué)出版社=7\*Arabic7