機(jī)械專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)說明書-倒裝復(fù)合模

機(jī)械專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)說明書倒裝復(fù)合模學(xué)院（系）：機(jī)電工程專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化目錄1沖壓件的工藝性分析與方案確定 11.1沖壓件工藝性分析 11.2確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式 12模具的設(shè)計(jì)計(jì)算 22.1排樣計(jì)算條料寬度及確定步距 22.2計(jì)算總沖壓力 32.2.1沖壓力的計(jì)算 32.2.2卸料力、推件力的計(jì)算 42.2.3總沖壓力的計(jì)算 42.2.3壓力中心的確定 43刃口尺寸計(jì)算 53.1沖裁間隙的確定 54主要零部件設(shè)計(jì) 74.1凹模設(shè)計(jì) 74.2凸模設(shè)計(jì) 84.3凸凹模設(shè)計(jì) 94.4初選壓力機(jī) 104.5上下模座的選用 114.6凹凸模固定板的選用 114.7模柄的選用 114.8定位零件的選用 124.9連接及固定零件的選用 124.10凸模固定板的設(shè)計(jì) 124.11墊板的設(shè)計(jì) 134.11卸料板的設(shè)計(jì) 134.12彈簧的選用 134.13推件裝置的選用 135設(shè)計(jì)并繪制總圖 146參考文獻(xiàn) 16PAGE2–PAGE3–1沖壓件的工藝性分析與方案確定1.1沖壓件工藝性分析圖1零件圖材料08F鋼；生產(chǎn)批量：大批量；材料厚度3mm；毛坯精度IT14級。零件分析：材料08F鋼；生產(chǎn)批量：大批量；材料厚度3mm；毛坯精度IT14級。（2）材料分析：該沖裁件的材料08F鋼，為優(yōu)質(zhì)碳素鋼，具有良好的塑性工性，適合制作沖擊件、緊固件，如墊片、墊圈、用具等。（3）零件圖上所有尺寸都注有公差。結(jié)論：可以沖裁。1.2確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式（1）沖壓工藝方案的組合完成此工件需要沖孔、落料兩道工序。其加工工藝方案可用復(fù)合模生產(chǎn)，沖孔落料復(fù)合沖壓。用復(fù)合模生產(chǎn)，只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強(qiáng)度也能滿足要求。沖裁結(jié)構(gòu)的選取按照復(fù)合模工作零件的安裝位置不同，分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種。該零件選用倒裝復(fù)合模：結(jié)構(gòu)：凸凹模裝在下模，落料凹模和沖孔凸模裝在上模；優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡單；缺點(diǎn)：不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件。2模具的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1排樣計(jì)算條料寬度及確定步距首先查有關(guān)表確定搭邊值。搭邊就是排樣時(shí)沖裁件之間以及與沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格的零件。查表得兩制件之間的搭邊值a1=2.2，側(cè)搭邊值a=2.5.連續(xù)模進(jìn)料步距為：20+20+2.2=42.2mmB=(D+2a)B=(40+2×2.5)=45mmB條料寬度D工件寬度畫出排樣圖，如圖2圖2排樣圖2.2計(jì)算總沖壓力2.2.1沖壓力的計(jì)算由于沖模采用彈性卸料裝置和下出料方式，故總的沖壓力為：式中：K-系數(shù)查表取K=1.3；L-沖孔周長，t-材料厚度,t=3mm；-材料抗剪強(qiáng)度08F鋼，取=300MPa。沖裁力計(jì)算：=1.3×125.6×3×300=146952N=1.3×56.52×3×300=66128.4N總沖裁力的計(jì)算：=146952+66128.4=213080.4N2.2.2卸料力、推件力的計(jì)算Fx=KxF查表得Kx=0.04Fx=0.04×146952=5878.08Nn=2Ft=2×0.045×146952=13225.68N2.2.3總沖壓力的計(jì)算Fz=213080.4+5878.08+13225.68=232184.16N2.2.3壓力中心的確定為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否者，會使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。沖模的壓力中心，可按下述原則來確定：（1）對稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。（2）工件形狀相同且分布位置對稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。（3）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級進(jìn)模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。分析該制件可知：模具壓力中心為幾何對稱中心3刃口尺寸計(jì)算沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。3.1沖裁間隙的確定沖裁間隙是影響沖裁工序最重要的工藝參數(shù)，其定義為沖裁凸模與凹模之間的空隙尺寸。設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高。間隙大小主要對模具磨損及脹裂產(chǎn)生影響,間隙增大可以使沖裁力、卸料力等減小，因而模具的磨損也減小。但當(dāng)間隙繼續(xù)增大時(shí)，卸料力增加，又影響模具壽命。一般間隙為（10%～15%）t時(shí)的磨損最小，模具壽命較高。查表得：最小雙面間隙Zmin=0.210mm，最大雙面間隙Zmax=0.270mm。Zmax-Zmin=0.270-0.210=0.060mm落料：沖孔：式中：DA——落料凹模尺寸DT——落料凸模尺寸dT——沖孔凸模尺寸dA——沖孔凹模尺寸Dmin——沖孔件孔的最小極限尺寸Dmax——落料件的最大極限尺寸落料：查表得δT=0.020mmδA=0.030mmX=0.5=39.69+0.0300mm=39.480_0.020mm校核：0.020+0.030=0.050≤0.060滿足間隙公差條件沖孔：查表得δT=0.020mmδA=0.020mmX=0.5=18.2150_0.020mmdA=18.215+0.210=18.4250+0.020mm校核：0.020+0.020=0.040≤0.060滿足間隙公差條件4主要零部件設(shè)計(jì)雖然各類沖裁模的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度不同，但組成模具的零件種類是基本相同的，根據(jù)它們在模具中的功用和特點(diǎn)，可以分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩類。設(shè)計(jì)主要零部件時(shí)，首先要考慮主要零部件的定位、固定以及總體裝配方法，本套模具主要采用螺釘固定模具零件，銷釘起零件的定位作用，采用擋料銷送進(jìn)定距和導(dǎo)料銷送進(jìn)定位，無側(cè)壓裝置。下面就分別介紹各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法,和制造工藝。4.1凹模設(shè)計(jì)（1）凹模外形的確定凹模的外形一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度、剛度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的。（2）凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇在實(shí)際應(yīng)用中，沖裁凹模工作部分的結(jié)構(gòu)隨沖裁件的厚度、沖件精度、沖床噸位等因素的不同而有所變化。沖裁凹模刃口形式有直筒式和錐形兩種，選用時(shí)主要根據(jù)沖件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具結(jié)構(gòu)來確定。由于本模具沖的零件尺寸較大，所以采用刃口為直通式，該類型刃口強(qiáng)度高，修磨后刃口尺寸不變。凹模精度與材料的確定凹模厚（高）HH=KS垂直于送料方向的凹模寬度BB=S+（2.5~4.0）H送料方向的凹模長度LL=S1+2S2S垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離S1送料方向的凹模刃壁間最大距離S2送料方向的凹模刃壁至凹模邊緣的最小距離K系數(shù)查表得S2=30mmK=0.5H=KS=0.5×40=20mmB=40+20×4=120mmL=20+2×30=80mm所以凹模的尺寸為L×B×H=80×120×20。查表得凹模的尺寸為160×125×28。4.2凸模設(shè)計(jì)（1）凸模結(jié)構(gòu)的確定凸模結(jié)構(gòu)通常分為兩大類。一類是鑲拼式，另一類為整體式。整體式中，根據(jù)加工方法的不同，又分為直通式和臺階式。因?yàn)樵撝萍螤畈粡?fù)雜，所以將落料模設(shè)計(jì)成臺階式凸模，臺階式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，凸模與凸模固定板的配合按H7/m6（2）凸模材料的確定該模具要求有較高的壽命和較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力,所以凸模的材料應(yīng)選Cr12MoV，熱處理58～62HRC。（3）凸模精度的確定根據(jù)凸模作為工作零件，其精度要求較高，所以選用IT14級，表面粗糙度為Ra1.6um，同軸度為0.02。（4）凸模高度的確定如圖3：凸模凸模高度為：式中:-凸模固定板厚度，可得：=16mm；-凹模厚度，可得：=28mm；1～2-附加長度=16+28+2=46mm4.3凸凹模設(shè)計(jì)（1）凸凹模外形的確定凸凹模的外形由本套模具所設(shè)計(jì)的零件圖樣外形確定。凸凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度、剛度和修磨量，一般根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的，與落料凹模配合確定，其內(nèi)孔尺寸與沖孔凸模配合確定。（2）凸凹模材料的選取由于沖模為復(fù)合模，所以材料要有良好的耐磨性、高強(qiáng)度、足夠的韌性、良好的抗疲勞性、熱處理工藝性等。Cr12MoV剛具有較好的淬透性，很高的耐磨性，有較高的沖擊韌度和承載強(qiáng)度，且淬火變形小。為滿足以上要求，在該模具中凸凹模材料選用Cr12MoV鋼。（3）凸凹模精度的確定零件精度：由于該零件為工作零件，起主要成型的作用，對精度要求較高，外形精度公差為IT14。（4）凸凹模壁厚的確定凸凹模的最小壁厚值，目前一般按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，查表得最小壁厚取11mm。（5）凸凹模洞口類型的選取。本設(shè)計(jì)采用的是倒裝式復(fù)合模，故凸凹模在下模，采用下出料方式，需要設(shè)計(jì)凸凹模洞口類型，排出積存廢料。本設(shè)計(jì)選用直通型洞口如圖4：（6）凸凹模尺寸的設(shè)計(jì)如圖5：凸凹模4.4初選壓力機(jī)表1：型號J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40公稱壓力/KN100160250350400滑塊行程/mm455565100100最大閉合高度/mm180220270290330閉合高度調(diào)節(jié)/mm3545556065滑塊中心線至床身距離/mm130160200200250滑塊底面尺寸/mm前后150180220220260左右170200250250300工作臺板厚度/mm35405029065模柄孔尺寸/mm直徑3040404050深度3560606070根據(jù)以上計(jì)算數(shù)值，查下表得初選壓力機(jī)為J23-25型壓力機(jī)。4.5上下模座的選用本模具采用后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證模具上、下模的精確導(dǎo)向。上下模座的選取后側(cè)導(dǎo)柱上模座選用GB/T2855.1-2008后側(cè)導(dǎo)柱下模座選用GB/T2855.2-2008表2：導(dǎo)柱GB/T2861.1導(dǎo)套GB/T2861.34.6凹凸模固定板的選用一般為凹模厚度的0.6~0.8倍。

所以L×B×H=160×125×18表3：4.7模柄的選用沖模凸緣模柄GB/T7646.3-2008B型4.8定位零件的選用設(shè)計(jì)擋料銷時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）工件外形簡單時(shí)，應(yīng)以外形定位，外形復(fù)雜時(shí)以內(nèi)孔定位。（2）定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，確保操作安全。（3）若工件需要經(jīng)過幾道工序完成時(shí)，各套沖模應(yīng)盡可能利用工件上同一位基準(zhǔn)，避免累積誤差。檔料銷：GB/T7649.10-2008導(dǎo)料銷：GB/T7649.10-20084.9連接及固定零件的選用（1）螺釘與銷釘?shù)倪x用根據(jù)上模座、墊板、凸模固定板和凹模采用4個(gè)M12×70mm的螺釘固定，凸凹模固定板和下模座采用4個(gè)M10×40mm的螺釘固定，模柄與上模座采用4個(gè)M10×60mm的螺釘固定，螺釘分布對稱，使緊固零件受力均勻。GB/T119.14個(gè)M10×40mmGB/T119.14個(gè)M10×60mm銷釘起定位作用。銷釘采用兩個(gè)，多用圓柱銷（GB/T119-2000）與零件上的銷孔采用過渡配合，上模座、凸模固定板、墊板和凹模采用φ10×85mm的定位銷釘。GB/T119-20004.10凸模固定板的設(shè)計(jì)凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍。所以L×B×H=160×125×16mm4.11墊板的設(shè)計(jì)它的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，如果凸模的端部對材料的壓力超過材料的許用壓力，需在凸模端部與上模座之間加上墊板防止模具損壞。墊板外形尺