沖壓模畢業(yè)設計答辯課件

2014

年度學士論文答辯1答辯人：孫騰飛

指導教師：王鴻翔1精選課件目錄校核裝配零部件設計工藝計算模具結構工藝分析齒輪螺栓墊片沖壓模設計2精選課件對工件進行相關的工藝分析給出設計任務根據(jù)分析結果確定工藝方案工藝分析設計任務工藝分析工藝方案3精選課件設計任務—齒輪螺栓墊片沖壓模設計

齒輪螺栓墊片零件圖齒輪螺栓墊片的材料為Q235普通碳素鋼，厚度為1mm，大批量生產。設計任務4精選課件工藝分析

（1）材料:該沖裁件的材料Q235是普通碳素鋼，其力學性能良好，滿足使用要求，同時也具有良好的沖壓性能，適合齒輪螺栓墊片的沖裁。

（2）零件結構:零件結構簡單對稱，無尖角，外形有多處圓弧，中間有兩個圓孔，孔的最小尺寸11mm，滿足沖裁最小孔徑dmin≥1.0t＝mm的要求，成型后須保證各尺寸公差要求。孔與邊緣的最小壁厚為4.5mm，孔與孔之間的最小距40±0.12mm，滿足沖裁件最小孔邊距l(xiāng)min≥1.5t＝1.5mm的要求，滿足許用壁厚要求，因此，該制件具有良好的沖壓工藝性，比較適合沖裁。

（3）尺寸精度:零件圖上所有未注公差的尺寸，屬于自由尺寸，精度要求比較低，可按工IT11級確定工件尺寸的公差。5精選課件工藝方案

該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下三種工藝方案:（1）先沖孔，再落料，采用單工序模生產。（2）沖孔—落料復合沖壓，采用復合模生產。（3）沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產。6精選課件模具結構模具結構模架類型卸料及出件模具類型定位導向7精選課件模具類型（1）單工序模具。模具結構簡單，制造方便，但需要兩到工序、兩副模具才能完成零件的加工，成本相對較高，生產效率低，難以滿足零件大批量生產的需求。更重要的是在第一道工序完成后，進入第二道工序必然會增大誤差，使工件精度、質量大打折扣，達不到所需的要求，難以滿足生產的需要。（2）復合模。沖壓件的形位精度和尺寸易于保證，且生產效率也高。盡管模具結構方案較復雜，但由于零件的幾何形狀簡單，模具制造并不困難。（3）級進模。是一種多工位、效率高的加工方法。但級進模具輪廓尺寸較大，使加工難度增加，模具制造復雜，成本較高，且零件的沖壓精度較復合模的低。8精選課件模具類型復合模具結構形式可分為正裝式復合模和倒裝式復合模，它們的結構特點分別為：

正裝式復合模適用于沖制材質較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距較小的沖裁件。廢料不會在凸凹?？變确e聚，每次由打棒打出，可減少孔內廢料的漲力，有利于凸凹模減小最小壁厚。

倒裝式復合模不宜沖制孔邊距較小的沖裁件，但倒裝式復合模結構簡單，又可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推件卸料，便于操作，并為機械化出件提供了有利條件，所以應用十分廣泛。制件的平直度要求較高，孔邊距較小，工件最小壁厚為4.5mm，小于倒裝式復合模要求最小壁厚為4.9mm，不能使用倒裝式復合模生產。由以上分析確定該制件的生產采用正裝式復合模具生產。9精選課件定位及導向

條料在模具送料平面必須有兩個方向的限位：一是在與條料方向垂直的方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進，稱為送進導向；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進的距離稱為送料定距。送進導向的定位零件有導料銷、導料板、側壓板等；送料定距的定位零件有用擋料銷、導正銷、側刃等。

因為導料銷和固定擋料銷結構簡單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結構兼顧經濟效益，控制條料的送進方向采用導料銷?？刂茥l料的送進步距采用擋料銷初定距。10精選課件卸料及出件方式卸料裝置一次沖壓完成后，條料會卡在凸凹模中，通過彈性卸料裝置將其推出。頂件裝置沖壓完成后，沖裁下來的工件會留在凹模。模具下方的彈頂器通過頂桿推動頂件塊將工件推出。推出機構

沖壓結束后上模回程時，利用壓力機滑塊上的打料桿，撞機上模內的打桿與推件板，將凹模內的廢料推出。11精選課件模架選擇方案一：采用對角導柱模架。由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)，其對角導柱模架上、下模座工作平面的橫向尺寸L一般大于縱向尺寸B，常用于橫向送料級進模或者縱向送料的單工序沖裁模、復合模。

方案二：采用后側導柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便，因為導柱安裝在后側，工作時，偏心距會造成導套導柱單邊磨損，嚴重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。

方案三：四導柱模架。具有導向平穩(wěn)、導向準確可靠，剛性好等優(yōu)點。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產用的自動沖壓模架。

方案四：中間導柱模架。導柱安裝在模具的對稱線上，導向準確可靠、滑動平穩(wěn)。但只能縱向送料，一般用于單工序模或復合模。

根據(jù)以上方案比較并結合模具結構形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質量，該復合模采用中間導柱的導向方式，即方案四最佳。

圖3.3中間導柱模架12精選課件排樣設計沖裁力計算壓力機選擇刃口尺寸????工藝計算13精選課件

由于齒輪螺栓墊片的特點以及精度要求，該沖裁件采用有廢料排樣。

查最小搭邊經驗值表,可以確定確定搭邊值:條料邊緣的搭邊和工件間的搭邊分別為1.8mm和1.5mm。

一個步距內的材料利用率為η，沖裁單件材料的利用率按照公式計算，即：

式中η—材料的利用率；

A1—一個步距內沖裁件的實際面積；B—條料寬度（mm）S—步距；排樣設計排樣設計14精選課件排樣設計排樣方式（縱排）材料利用率＝50.57%排樣方式（直排）材料利用率＝48.45%15精選課件排樣設計根據(jù)以上排樣方式的材料利用率的計算，為降低生產成本，提高經濟效益，最終確定采用排樣方式（縱排）,排樣圖如圖所示。

齒輪螺栓墊片排樣圖16精選課件沖裁工藝力

由于本設計采用的是倒裝式復合模以及彈性卸料裝置和上出料方式，故其沖壓力包含沖裁力、卸料力和頂件力。一般按下式計算：

沖裁力：

＝119.05KN。卸料力：

＝0.05×119.05＝5.95KN。頂件力：

＝0.06×119.05＝7.14

KN。式中：F、FX、FD—沖裁力、（KN）；L—工件外輪廓周長，由CAD計算可得L=254.38mm；t—材料厚度，其中t=1mm；K—系數(shù)，取K=1.3；—材料的抗剪強度（MPa），查金屬材料的力學性能表，取360MPa。17精選課件

壓力機公稱壓力的確定：對于沖裁工序，壓力機的公稱壓力應大于或等于沖裁時總沖壓力的1.1～1.3倍，即：P≥通過查表：開式可傾壓力機參數(shù)表。因此，初選壓力機為：J23系列開式可傾壓力機J23－16壓力機公稱壓力18精選課件落料凸、凹模刃口尺寸落料部分以落料凹模為基準計算，因外形輪廓較簡單，故模具按配合加工的方法制造，其凸、凹模刃口部分尺寸計算如下：凹模磨損后，刃口尺寸增大，因此均屬于A類尺寸。零件圖中落料部分的尺寸及偏差計算如下：

凹模磨損后，刃口尺寸增大，因此均屬于B類尺寸。零件圖中落料部分的尺寸及偏差計算如下：

落料部分相應的凸模尺寸按凹模尺寸配制，保證其雙面間隙為：0.10mm到0.14mm19精選課件凸模刃口尺寸沖孔時，凸模外形為圓孔，故模具采用凸、凹模分開加工的方法制造，根據(jù)計算原則，以沖孔凸模為設計基準計算，使凸模的基本尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸，將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。其凸、凹模刃口部分尺寸計算如下：20精選課件部件其它

度部件工作考慮分布板部件結構流動特性參數(shù)模架零部件設計21精選課件工作部件及零部件外形尺寸凸凹模凹模凸模固定板墊板頂件塊22精選課件標準模架參數(shù)中間導柱模架23精選課件其他零件模柄——旋入式模柄導料銷——4個浮動導料銷卸料螺釘——螺紋部分為M8×8mm。定位零件——始用擋料銷24精選課件壓力機校核校核裝配裝配圖數(shù)值計算25精選課件壓力機參數(shù)依據(jù)模具的閉合高度，選擇壓力機。使得模具閉合高度小于所選壓力機的閉合高度。選擇的開式可傾壓力機J23-16主要技術參數(shù)如下：工稱壓力：160KN；滑塊行程：55mm；滑塊行程次數(shù)：120次；最大封閉高度：220mm；封閉高度調節(jié)量：45mm；滑塊中心線至床身距離：160mm；立柱距離：220mm；工作臺尺寸：前后300mm，左右450mm；墊板尺寸厚度：40mm；模柄孔尺寸：直徑40mm，深度60mm。26精選課件壓力機校核（1）公稱壓力根據(jù)公稱壓力的選取壓力機型號為J23-16，它的壓力為160KN>132.14KN，所以壓力得以校核。（2）滑塊行程次數(shù)滑塊的行程次數(shù)為120/min。因為零件的生產批量為大批量,又是手工操作送料,速度不能太快。因此，滑塊行程次數(shù)得以校核。（3）工作臺面的尺寸根據(jù)下模座L×B＝160mm×125mm,且每邊留出60-100mm，即L1×B1＝294mm×192mm,而壓力機的工作臺面L2×B2＝450mm×300mm,沖壓件和廢料從下模漏出,故符合要求，得以校核；（4）滑塊模柄孔尺寸滑塊上模柄孔的直徑為40mm,模柄孔深度為60mm,而所選的模柄符合要求,則得以校核。（5）閉合高度

上模座厚度H上取40mm