原稿-YB239-異型墊片沖壓工藝及復(fù)級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)【沖壓模具設(shè)計(jì)稿】
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XXXX 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)說 明 書題 目 沖壓模具設(shè)計(jì) 學(xué) 生 系 別 機(jī) 電 工 程 系 專 業(yè) 班 級(jí) 材料成型及控制工程 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)誠 信 承 諾 書本人鄭重聲明:所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)異形墊片沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果,其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中特別加以標(biāo)注引用,表示致謝的內(nèi)容外,本畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 作者姓名: 2015年 05月 05日目 錄摘 要5第一章、緒論61.1.沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用61.2.沖壓的基本工序及模具7第二章、零件的工藝性分析.92.1.零件的工藝性分析92.2.沖裁件的精度與粗糙度92.3.沖裁件的材料92.4.確定工藝方案.10第三章、沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)113.1.模具類型113.2.操作與定位方式113.3.卸料與出件方式113.4.模架類型及精度11第四章、沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算124.1.排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算124.2.設(shè)計(jì)沖壓力與壓力中心,初選壓力機(jī).134.2.1.沖裁力134.1.2.壓力機(jī)的選擇134.2.3.壓力中心144.1.4.計(jì)算凸凹模刃口尺寸及公差15第五章、模具的總裝圖與零件圖175.1.模具結(jié)構(gòu)175.2.沖壓模具的零件圖185.2.1.凹模設(shè)計(jì)185.2.2.凸模設(shè)計(jì)195.2.3.選擇堅(jiān)固件及定位零件215.2.4.設(shè)計(jì)和選用卸料與出件零件225.2.5.選擇模架及其它模具零件235.3.壓力機(jī)的校核255.3.1.公稱壓力255.3.2.滑塊行程255.3.3.行程次數(shù)255.3.4.工作臺(tái)面的尺寸255.3.5.滑塊模柄孔尺寸265.3.6.閉合高度26第六章、沖壓模具零件加工工藝的編制276.1.凹模加工工藝過程276.2.凸模加工工藝過程276.3卸料板加工工藝過程286.4凸模固定板加工工藝過程296.5上模座加工工藝過程296.6下模座加工工藝過程30設(shè)計(jì)小結(jié)31致 謝32參考文獻(xiàn)33摘 要隨著模具制造的技能化逐步向科學(xué)化發(fā)展,逐漸由以前手動(dòng)方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來輔助設(shè)計(jì)的完成。冷沖模是其中的一種。本次設(shè)計(jì)中,先分析了加工件的結(jié)構(gòu)和尺寸,確定適合采用沖裁加工。確定采用級(jí)進(jìn)模具加工,之后對(duì)操作與定位方式,卸料方式,出件方式及模架進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。根據(jù)零件形狀確定采用少廢料中的混合排樣形式,并確定了搭邊和條料的寬度,又根據(jù)橫裁和豎裁的材料利用率確定采用橫裁方式排樣,最后畫出排樣圖。下一步計(jì)算了落料和沖孔的沖壓力并各根據(jù)沖裁的總沖壓力選擇了壓力機(jī)型號(hào),最后根據(jù)零件的沖裁形狀和沖裁力確定了壓力中心。下一步計(jì)算了凸凹模的工作部分尺寸并確定了制造公差。最后設(shè)計(jì)選用模具零件并繪制了模具裝配圖和各個(gè)零件的零件圖。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在模具專業(yè)理論教學(xué)之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次總檢驗(yàn),是走向工作崗位前的一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)。其目的是,綜合運(yùn)用所學(xué)畢業(yè)的理論和實(shí)踐知識(shí),設(shè)計(jì)一副完整的模具訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴(kuò)充模具專業(yè)畢業(yè)所學(xué)內(nèi)容,掌握模具設(shè)計(jì)與制造的方法、步驟和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。熟練查閱相關(guān)技術(shù)資料。掌握模具設(shè)計(jì)與制造的基本技能,如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料,繪圖及編寫設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。本次設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師認(rèn)真、耐心的指導(dǎo)下,對(duì)模具的經(jīng)濟(jì)性、模具的壽命、生產(chǎn)周期、及生產(chǎn)成本等指標(biāo)下進(jìn)行全面、仔細(xì)的分析下而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在此,我表示衷心的感謝他們對(duì)我的教誨。沖模是模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的主要專業(yè)畢業(yè)之一。它具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和綜合性,通過學(xué)習(xí)這門畢業(yè),使我對(duì)沖壓模具有了新的認(rèn)識(shí),從中也學(xué)到了不少知識(shí),激發(fā)了我對(duì)沖壓模具的愛好。關(guān)鍵詞:工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料,繪圖及編寫設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。第一章、緒論1.1.沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備(主要是壓力機(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(俗稱沖壓或沖壓件)的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工,且主要采用板料來加工成所需零件,所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一,隸屬于材料成型工程術(shù)。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具,簡稱沖模。沖模是將材料(金屬或非金屬)批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要,沒有符合要求的沖模,批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行;沒有先進(jìn)的沖模,先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素,只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比,沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高,且操作方便,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工,普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次,高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上,而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。(2)沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度,且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。(3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件,如小到鐘表的秒表,大到汽車縱梁、覆蓋件等,加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng),沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。(4)沖壓一般沒有切屑碎料生成,材料的消耗較少,且不需其它加熱設(shè)備,因而是一種省料,節(jié)能的加工方法,沖壓件的成本較低。但是,沖壓加工所使用的模具一般具有專用性,有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形,且模具 制造的精度高,技術(shù)要求高,是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以,只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下,沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn),從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。1.2.沖壓的基本工序及模具由于沖壓加工的零件種類繁多,各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同,因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來,可分為分離工序和成形工序兩大類;分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓(俗稱沖裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序,按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序,每種基本工序還包含有多種單一工序。在實(shí)際生產(chǎn)中,當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí),若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案,即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成,稱為組合的方法不同,又可將其分為復(fù)合-級(jí)進(jìn)和復(fù)合-級(jí)進(jìn)三種組合方式。沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等;按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模,都可看成是由上模和下模兩部分組成,上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上,是沖模的固定部分。工作時(shí),坯料在下模面上通過定位零件定位,壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?;厣龝r(shí),模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來,以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。沖壓件圖如下圖所示:沖壓技術(shù)要求:材料:H68材料厚度:0.15mm生產(chǎn)批量:中批量未注公差:按IT13確定.本論文主要通過具體例子的方式對(duì)沖壓模具的生產(chǎn)流程進(jìn)行介紹、分析、研究。通過對(duì)模具設(shè)計(jì)的說明,詳細(xì)地闡述了沖壓模具生產(chǎn)的一般流程。對(duì)零件加工工藝性分析、零件的加工方式、沖壓模具的結(jié)構(gòu)組成等進(jìn)行介紹并對(duì)沖壓模具生產(chǎn)中常常出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行分析研究。步驟如下:(1)零件成型方案確定;(2)零件零件形狀分析,根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)一步提出工藝改良方案;(3)使用CAD等軟件對(duì)零件進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)模具裝配圖和零件圖;(4)完成沖壓零件設(shè)計(jì)的文字說明。第二章、零件的工藝性分析.2.1.零件的工藝性分析該零件材料為紫銅,結(jié)構(gòu)簡單,形狀復(fù)雜,產(chǎn)品寬度B=40+5+10=551.2t(t為材料厚度) ,沖孔時(shí)有尺寸為6,12,16,根據(jù)沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)知沖孔時(shí),因受凸模強(qiáng)度的限制,孔的尺寸不應(yīng)太小。沖孔的最小尺寸取決于材料性能,凸模的強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)等。根據(jù)表3-3可查得圓形孔最小值得d=0.9t=0.9X0.15=0.135mm(1.52)t所以由沖件圖可知C1=7.451X0.15=0.15,由以上可知孔與孔之間距離C1滿足工藝性要求,由以上分析可得,沖件的尺寸很小,如圖21所示。在模具結(jié)構(gòu)上需要多考慮,確定后,我們才能繼續(xù)做下一步的設(shè)計(jì)。2.2.沖裁件的精度與粗糙度沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT12級(jí),一般落料公差等級(jí)最好低于IT10級(jí),沖孔件公差等級(jí)最好低于IT9級(jí),由工件圖尺寸可查得落料公差,沖孔公差分別為0.40,0.08。而沖件落料公差,最高精度沖孔公差分別為0.5,0.15,孔中心距公差 0.15,而沖件孔中心距最高精度公差為0.25,因此可用于一般精度的沖裁,普通沖裁可以達(dá)到要求。由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求。我們不必考慮。2.3.沖裁件的材料由材料方面的資料得, H68是黃銅的一種。材料名稱:普通黃銅牌號(hào):H68 標(biāo)準(zhǔn):GB/T 4423-1992 H68黃銅特性及適用范圍: H68黃銅有極為良好的塑性(是黃銅中最佳者)和較高的強(qiáng)度,可切削加工性能好,易焊接,對(duì)一般腐蝕非常安定,但易產(chǎn)生腐蝕開裂。為普通黃銅中應(yīng)用最為廣泛的一個(gè)品種。H68黃銅性能與H70極相似,但冷作時(shí)有,“季裂”傾向,用作復(fù)雜的冷沖件和深沖件,如波紋管。H68黃銅化學(xué)成份: 銅 Cu :67.070.0 鋅 Zn:余量 鉛 Pb:0.03 磷 P:0.01 鐵 Fe:0.10 銻 Sb :0.005 鉍 Bi:0.005 注:0.3(雜質(zhì)) H68黃銅力學(xué)性能: 抗拉強(qiáng)度 b (MPa):370 抗剪強(qiáng)度,軟黃銅=216-294Mpa,硬黃銅=343-392Mpa,伸長率 10 ():15 本設(shè)計(jì)中采用軟黃銅,此材料具有良好的塑性級(jí)較高的彈性,沖裁性較好,可以沖裁加工。2.4.確定工藝方案.該沖裁件包括落料和沖孔兩個(gè)基本工序,采用的沖裁方案有單工序沖裁,復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁三種。零件屬于中批量生產(chǎn),因此采用單工序須要模具數(shù)量較多,生產(chǎn)率低,所用費(fèi)用也高,不合理;若采用復(fù)合沖,可以得出沖件的精度和平直度較好,生產(chǎn)率較高,但因零件的孔邊距太小,模具強(qiáng)度不能保證;用用級(jí)進(jìn)模沖裁時(shí),生產(chǎn)率高,操作方便,過合理設(shè)計(jì)可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和避免模具強(qiáng)度不夠的問題,據(jù)以上分析,該零件采用級(jí)進(jìn)沖裁工藝方案。第三章、沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.模具類型根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用級(jí)進(jìn)沖裁模。3.2.操作與定位方式零件中批量生產(chǎn),安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn),且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸較小,厚度較小,保證孔的精度及較好的定位,宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向,定位銷導(dǎo)正。3.3.卸料與出件方式考慮零件尺寸較小,厚度較薄,采用彈壓卸料方式,為了便于操作,提高生產(chǎn)率,沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。3.4.模架類型及精度由于零件材料較薄,尺寸較小,沖裁間隙較小,又是級(jí)進(jìn)模因此采用導(dǎo)向平穩(wěn)的三導(dǎo)柱模架,考慮零件精度要求不是很高,沖裁間隙較小,因此采用級(jí)模架精度。第四章、沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算該沖裁件材料厚度較薄,尺寸小,因此可采用以下排樣比較合理,如圖4-11所示。圖4-1搭邊值要合理確定,值過大,材料利用率低;值過小,搭邊的強(qiáng)度與剛度不夠,沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷,不僅會(huì)增大沖裁件毛刺,有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙,造成沖裁力不均,損壞模具刃口。因此,搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度,一般可取等于材料的厚度。搭邊值的大小還與材料的力學(xué)性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關(guān)。搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)確定,根據(jù)所給材料厚度=0.15mm,確定搭邊工作間a1為2.0mm, a為2.0mm。因此根據(jù)式3-13,條料的寬度為:B=(Dmax+2a+z)=55+22+2.5=61.5 mm進(jìn)距為:s=45+a1=45+2.0=47mm根據(jù)3-14,導(dǎo)板間距為:B0=B+Z= Dmax+2a+2z=59+0.5=59.5mm由零件圖在CAD用計(jì)算機(jī)算得一個(gè)零件的面積為1544.8mm,一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的坯料面積:BXS=61.5X47=2890.5mm,因此材料利用率為:=(A/BS)X100%=(1544.8/2890.5)X100%=53.44%4.2.設(shè)計(jì)沖壓力與壓力中心,初選壓力機(jī).4.2.1.沖裁力 根據(jù)零件圖,用CAD可計(jì)算出沖一次零件內(nèi)外周邊之和L=170mm(首次沖裁除外),又因?yàn)?294Mpa,t=1.0mm,取K=1.3,則根據(jù)式3-18,F=KLt=1.3X170X0.15X294=9.75KN,沖孔力的大?。篎=KLt=1.3X(3.146+3.1412+3.1416)X0.15X294=6.12KN,切側(cè)刃力的大小:F=KLt=1.3X55X0.15X294=3.153KN,總的力為9.75+6.12+3.15=19.02。卸料力:取Kx=0.06,則Fx=KxF=0.06X19.02=1.14KN推件力:根據(jù)材料厚度取凹模刃口直壁高度h3mm,為了修模時(shí)能保證模具仍具有足夠的強(qiáng)度,所以直壁高度取h=3mm。4.1.2.壓力機(jī)的選擇由式3-23應(yīng)選取的壓力機(jī)公稱壓力為:P0(1.11.3)F=(1.11.3)X(19.02+1.14)=22.176-26.208KN根據(jù)模具外形大小,模具閉合高度,壓力大小,可選壓力機(jī)型號(hào)為J23-40.型號(hào)為J2340壓力機(jī)的基本參數(shù)如:(表一)公稱壓力/KN400墊板尺寸/mm滑塊行程/mm200厚度80滑塊行程次數(shù)/(次/min)80模柄孔尺寸/mm直徑40深度70最小封閉高度/mm120滑塊底面積尺寸/mm封閉高度調(diào)節(jié)量80滑塊中心線至床身距離/mm床身最大可傾角30立柱距離/mm工作臺(tái)尺寸/mm前后420左右630工作臺(tái)孔尺寸4.2.3.壓力中心根據(jù)排樣,我們可以在CAD里使用查詢便能得出沖孔的壓力中心,F1沖側(cè)刃力 F1= Ltb ,得F1=3KNF2沖孔力12 F2= Ltb ,得F2=2.16KNF3沖孔力16 F3= Ltb , 得F3=2.88KNF4沖孔力6 F4= Ltb , 得F4=1.08KNF5落料力 F5= Ltb , 得F5=9.75KNY1F1到X軸的力臂 Y1=30X1F1到Y(jié)軸的力臂 X1=70.5Y2F2到X軸的力臂 Y2=-17.5X2F2到Y(jié)軸的力臂 X2=25Y3F3到X軸的力臂 Y3=2.5X3F3到Y(jié)軸的力臂 X3=17Y4F4到X軸的力臂 Y4=22.5X4F4到Y(jié)軸的力臂 X4=-6Y5F5到X軸的力臂 Y5=2.5X5F5到Y(jié)軸的力臂 X5=-70.5根據(jù)合力距定理:YG = (Y1F1+ Y2F2+ Y3F3)/(F1+ F2+ F3)XG = (X1F1+ X2F2+ X3F3)/(F1+ F2+ F3)XGF沖壓力到X軸的力臂;XG =-20.1YGF沖壓力到Y(jié)軸的力臂;YG =5.7273所以由以上可以算得壓力中心為G(-20.1,5.7273)4.1.4.計(jì)算凸凹模刃口尺寸及公差由于材料較薄,模具間隙較小,模具的間隙由配作保證,工藝比較簡單,并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差,(一般可取沖件公差的1/4),使制造容易,因此采用配作加工為宜。由落料尺寸得,凹模會(huì)變小,所以得以凹模為基準(zhǔn),配作凸模。由沖孔尺寸得,凸模尺寸變小,所以以凸模為基準(zhǔn),配作凹模。由材料厚度可得Zmin=0.03mm, Zmax=0.05mm。由落料,凹模磨損后變大,磨損系數(shù)X1=0.50,X2=0.20所以:Ad1=(A1max-x)=(16.05-0.5X0.1) =15.98Ad2=(A2max-x)=(10.05-0.5X0.1) =9.98Ad3=(A3max-x)=(5.05-0.5X0.1) =4.98由于Ad1,為落料尺寸,故以凹模為基準(zhǔn),配作凸模,所以落料凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配作,保證雙面間隙值為0.010.15mm.落料凸模尺寸:Ah1=(Ad1-Z)+ =16-0.01=15.99; Ah2=(Aj2-Z)+ =10-0.01=9.99; Ah3=(Aj3+Z)+ =1.5+0.01=1.51; Ah4=(Aj4-Z)+ =5-0.01=4.99;由沖孔尺寸凸模磨損后變小有:b1=6,b2=12,b3=16,磨損系數(shù)X1=X20.5,故bp6不需采用刃口尺寸公式計(jì)算,而直接取bp6=2bp5.所以:bp1=(b1min+X11)=(6+0.5X0.04)=6.02bp2=(b2min+X22)=(12.0+0.5X0.04)=12.02bp3=(b3min+X33)=(16.0+0.5X0.04)=16.02凸凹模磨損后不變的尺寸Cp1=8,Cp1=20, Cp1=24 未注公差為IT9,所以8的公差為0.04,20的公差為0.06,24的公差為0.06,得:Cp=(Cmin+0.5),所以:Cp1=(Cmin+0.5)=80.01Cp2=(Cmin+0.5)=200.01Cp3=(Cmin+0.5)=240.01第五章、模具的總裝圖與零件圖5.1.模具結(jié)構(gòu)根據(jù)前面的設(shè)計(jì)與分析,我們可以得出如級(jí)進(jìn)模具的總裝圖如圖5-1所示:圖5-1 級(jí)進(jìn)模總裝圖1.下模板;2. 圓柱銷;3.內(nèi)六角螺釘;4.凹模;5.定位銷;6.落料凸模;7.卸料板;8.樹脂;9.凸模固定板;10.上墊板;11.上模板;12. 圓柱銷;13.內(nèi)六角螺釘;14.內(nèi)六角螺釘;15.圓沖頭;16.模柄;17.防轉(zhuǎn)銷;18.圓沖頭;19.切側(cè)刃凸模;20.鋼絲;21.卸料螺釘;22.導(dǎo)套;23.內(nèi)導(dǎo)柱;24.導(dǎo)料板;25.內(nèi)六角螺釘;26.導(dǎo)柱。5.2.沖壓模具的零件圖5.2.1.凹模設(shè)計(jì)凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過螺釘,圓柱銷與下模座固定的固定方式,考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量根據(jù)表3-28,凹模刃口采用直筒形刃口壁結(jié)構(gòu),刃口高度根據(jù)前面“4.2”計(jì)算沖裁力時(shí)所取h=3mm,漏料部分刃口輪廓適當(dāng)擴(kuò)大,可以擴(kuò)大0.51mm,取1mm,(為便于加工,落料凹模漏料孔可設(shè)計(jì)成近似于刃口輪廓的簡化形狀,如圖所示),凹模輪廓尺寸計(jì)算如下:凹模輪廓尺寸的確定,凹模輪廓輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸LXB(長X寬)及厚度尺寸H。從凹模外邊緣的最短距離稱為凹模壁厚C。對(duì)于簡單對(duì)稱形狀刃口凹模,由于壓力中心即對(duì)稱中心,所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴(kuò)大一個(gè)凹模壁厚來確定,所以:L=l+2C=55+2X52.5=160 B=270C值可根據(jù)資料查得.整體式凹模板的厚度可按如下經(jīng)驗(yàn)公式估算:H=K1K2=35mm, K1取1,K2根據(jù)資料取2.5。由以上算得凹模輪廓尺寸LXBXH=160X270X41,查有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn),并無厚度合適,因此我選LXB為標(biāo)準(zhǔn)尺寸,得LXBXH=270X160X45。凹模材料的選用:材料選用Cr12MoV,孔與孔的校核:校核最小A值為6,最小B值為55,以上都能達(dá)到要求,因此得以校核。凹模刃口尺寸及其它具體見零件圖5-21。或后面所附的零件圖.設(shè)計(jì)中,因?yàn)閴毫χ行呐c凹模板的幾何中心相差不太,由壓力機(jī)根據(jù)模柄孔尺寸為40,壓力中心仍在模柄投影面積,可設(shè)他們?cè)谕S線上。圖5-2 凹模5.2.2.凸模設(shè)計(jì)落料凸模刃口部分為異形,又在它里面開孔,裝配導(dǎo)正銷,為便于凸模和固定板的加工,可通這設(shè)計(jì)成鉚接方式與固定板固定。沖孔凸模采用階梯結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)成鉚接方式。凸模的尺寸根據(jù)導(dǎo)料板尺寸、卸料板尺寸和安裝固定要求尺寸h,取h1520,因?yàn)檫@里的凹模刃口尺寸為3 mm,在范圍之內(nèi)取18mm所以凸模的尺寸為L=18+20+20+2=60mm。凸模材料:參照沖壓模具設(shè)計(jì)與制造選用Cr12MoV??紤]沖孔凸模的直徑很小,故需對(duì)最小凸模6進(jìn)行強(qiáng)度和鋼度校核:根據(jù)表3-26可得:L90d/=(90X6X6)/=38.18 mm.L為凸模的允許最大工作尺寸,而設(shè)計(jì)中,凸模的工作尺寸為5538.18,所以鋼度不需要校核。具體零件圖如后面所附零件圖為準(zhǔn), 5.2.3.選擇堅(jiān)固件及定位零件螺釘規(guī)格的選用: 由凹模板的厚度可選用M10,在根據(jù)實(shí)際要求,查標(biāo)準(zhǔn)選用GB 70-85 M10X60,這里要6個(gè),卸料板的螺釘選用GB 70-85 M8X60,這里要4個(gè)。銷釘規(guī)格的選用: 銷釘?shù)墓Q直徑可取與螺釘大徑相同或小一個(gè)規(guī)格,因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用GB 119-86 10X60,選取材料為45鋼。根據(jù)定位方式及坯料的形狀與尺寸,選用合適的標(biāo)準(zhǔn)定位零件。導(dǎo)料板: 根據(jù)凹模LXB=270X160,查標(biāo)準(zhǔn)GB2865.5-81,選規(guī)格為:長度L=270,寬度B=160,厚度H=8,材料為45#的導(dǎo)料板,即導(dǎo)料板:270X16X8。如圖5-10所示:5.2.4.設(shè)計(jì)和選用卸料與出件零件卸料以卸料板卸料,出件是以凸模往下沖即可,因此不用設(shè)計(jì)出件零件。固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的0.51倍,所以卸料板的LXBXH=270X160X/0.5X45=270X160X20,卸料板在此僅起卸料作用,凸模與卸料板間的雙邊間隙一般取0.050.1mm,這里取0.1mm,材料為45#。由以上根據(jù)凸模和凹??稍O(shè)計(jì)出卸料板如圖5-13。5.2.5.選擇模架及其它模具零件選擇模架:根據(jù)GB/T 2851.5-90,由凹模周界270X160,及安裝要求,選取凹模周界:LXB=270X160,閉合高度:H=170219,上模座:410X220X40,下模座:410X220X40,導(dǎo)柱:28X170,導(dǎo)套:42X70。由以上可得模架及其零件如圖5-14所示。模柄: 由壓力機(jī)的型號(hào)J23-40。可查得模柄孔的直徑為40,深度為70,由裝配要求,模柄與模柄孔配合為H7/m6并加銷釘防轉(zhuǎn),模柄長度比模柄孔深度小510mm,由于采用彈壓卸料,上模座回程時(shí)受力較大,因此選用壓入式模柄較合理。墊板: 墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸模傳遞的壓力,以防止模座被擠壓損傷,因此在與模座接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板。墊板的外形尺寸與凸模固定板相同,厚度可取310mm,這里設(shè)計(jì)時(shí),由于壓力較大,根據(jù)GB2865.2-81選取規(guī)格為LXBXH=270X160X10。凸模固定板: 凸模固定板的外形尺寸與凹模的外形尺寸一致,厚度為凹模的0.40.6h,h為凹模的厚度,這里取0.4h,即0.4X45=18mm,根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為LXBXH=270X160X18;凸模與凸模固定板的配合為H7/n6,裝配可通過2個(gè)銷釘定位,6個(gè)螺釘與上模座連接固定,各形孔的位置尺寸與凹模的保持一致,頂部與凸模鉚接,因此必須倒角,由以上可得凸模固定板的零件圖如圖5-16所示:5.3.壓力機(jī)的校核5.3.1.公稱壓力根據(jù)公稱壓力的選取壓力機(jī)型號(hào)為J23-40,它的壓力為40026.208,所以壓力不需要校核。5.3.2.滑塊行程滑塊行程應(yīng)保證坯料能順利地放入模具和沖壓能順利地從模具中取出。這里只是材料的厚度t=0.15,導(dǎo)料板的厚度H=8及凸模沖入凹模的最大深度2,即S1=0.15+8+2=10.15S=130,所以不需要校核。5.3.3.行程次數(shù)行程次數(shù)為80/min,因?yàn)樯a(chǎn)批量為中批量,又是手工送料,不能太快。5.3.4.工作臺(tái)面的尺寸根據(jù)下模座LXB=410X220,且每邊留出60100,即L1XB1=600X420,而壓力機(jī)的工作臺(tái)面L2XB2=630X420,沖壓件和廢料從下模漏出,而壓力機(jī)的孔尺寸為120,故符合要求。5.3.5.滑塊模柄孔尺寸滑塊上模柄孔的直徑為40,模柄孔深度為70,而所選的模柄夾持部分直徑為40,長度為60故符合要求,得以校核。5.3.6.閉合高度 由壓力機(jī)型號(hào)知Hmax=380 M=90 H1=120Hmin=HmaxM=380-90=290(M為閉合高度調(diào)節(jié)量/mm,H1為墊板厚度/mm)由式(1-24):( HmaxH1)-5H( HminH1)+10,得(380120)-5194(290120)+10即 275194180 ,所以所選壓力機(jī)合適.第六章、沖壓模具零件加工工藝的編制6.1.凹模加工工藝過程表6-1-1 凹模加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成280mm170mm48mm2熱處理退火3銑銑六面,厚度留單邊磨量0.20.3mm銑床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直平面磨床5鉗工劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線6鉗工加工好凸模,配作沖孔凹模達(dá)要求7銑銑漏料孔達(dá)要求銑床8鉗工鉆鉸210,鉆攻6XM10鉆床9熱處理淬火,回火,保證HRC606210平磨磨厚度及基面達(dá)到要求平面磨床11線切割按圖切割各型孔,留0.0050.01單邊研量線切割機(jī)床12鉗工研光各型孔達(dá)要求13檢驗(yàn)6.2.凸模加工工藝過程 表6-2-1 落料凸模加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成90mmX90mmX65mm2熱處理退火3銑銑六面,厚度留單邊磨量0.20.3mm銑床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直平面磨床5鉗工劃刃口輪廓尺寸及孔位置尺寸6鉗工加工好凹模,配作落料凸模達(dá)要求7鉗工鉆孔攻死鉆床8熱處理淬火,回火,保證HRC60649線切割按圖切割外形,留0.0050.01單邊研量線切割機(jī)床10鉗工磨各配合面達(dá)要求11檢驗(yàn)表6-2-2 沖孔凸模6加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料備料12mmX65mm2熱處理退火3車外圓車外圓達(dá)配合尺寸車床4車工作尺寸車工作尺寸達(dá)要求車床5倒角倒角達(dá)要求車床6鉗工拋光達(dá)表面要求7熱處理淬火,回火,保證HRC58628鉗工磨平上下表面達(dá)要求9檢驗(yàn)表6-2-3 沖孔凸模12加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料備料16mmX65mm2熱處理退火3車外圓車外圓達(dá)配合尺寸車床4車工作尺寸車工作尺寸達(dá)要求車床5倒角倒角達(dá)要求車床6鉗工拋光達(dá)表面要求7熱處理淬火,回火,保證HRC58628鉗工磨平上下表面達(dá)要求9檢驗(yàn)6.3卸料板加工工藝過程 表6-3-1 卸料板加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成280mmX170mmX20mm2熱處理退火3銑銑六面,厚度留單邊磨量0.20.3mm,銑臺(tái)階銑床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直平面磨床5鉗工劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線6線切割按圖切割各型孔,保證雙面間隙0.5mm線切割機(jī)床7鉗工鉆沉,攻絲,4-M8鉆床8平磨磨厚度及基面見光平面磨床9鉗工研光各型孔達(dá)要求10檢驗(yàn)6.4凸模固定板加工工藝過程表6-4-1 凸模固定板加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成280mmX170mmX20mm2熱處理退火3銑銑六面,厚度留單邊磨量0.20.3mm銑床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直平面磨床5鉗工劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線6線切割按圖切割各型孔,保證配合尺寸線切割機(jī)床7鉗工鉆鉸2X10,鉆攻4XM10鉆床8鉗工鉚接處倒角9平磨磨厚度及基面見光平面磨床10鉗工研光各型孔達(dá)要求11檢驗(yàn)6.5上模座加工工藝過程 表6-5-1 上模座加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料取標(biāo)準(zhǔn)上模座2熱處理退火4平磨平磨上下平面達(dá)要求平面磨床5鉗工劃螺孔,銷孔位置劃模柄孔輪廓線6線切割按圖切割各型孔,保證配合尺寸線切割機(jī)床7鉗工鉆鉸2X10,鉆孔及沉孔,配鉆模柄防轉(zhuǎn)孔鉆床8鉗工研光各型孔達(dá)要求9檢驗(yàn)6.6下模座加工工藝過程表6-6-1 下模座加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料取標(biāo)準(zhǔn)上模座2熱處理退火4平磨平磨上下平面達(dá)要求平面磨床5鉗工劃螺孔,銷孔位置劃模柄孔輪廓線6線切割按圖切割各型孔 線切割機(jī)床7鉗工鉆鉸2X10,鉆沉孔鉆床8鉗工研光各型孔達(dá)要求9檢驗(yàn)設(shè)計(jì)小結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),模具制造工藝和大部分專業(yè)課并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,這次設(shè)計(jì)使我能夠綜合運(yùn)用沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)中的基本理論,結(jié)合生產(chǎn)中所學(xué)的新知識(shí)、獨(dú)立分析和解決工藝問題,初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度的冷沖壓模具的能力。通過分析,擬定設(shè)計(jì)方案,完成模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等一系列復(fù)雜工作,最終完成此次的設(shè)計(jì)任務(wù)。通過這次設(shè)計(jì)使我初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度的沖壓模具的工藝規(guī)程和掌握運(yùn)用模具設(shè)計(jì)的基本原理和方法,同時(shí)也學(xué)會(huì)了熟練運(yùn)用有關(guān)參考資料,圖表等基本技能,增強(qiáng)了自我的讀圖和繪圖能力,從而使我在能力方面又提高了一個(gè)臺(tái)階,為今后從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。致 謝 對(duì)三年來辛勤教導(dǎo)我的老師和學(xué)校致以最崇高的敬意! 對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)我和給予我最多的老師表示我最衷心的感謝!畢業(yè)設(shè)計(jì)開始以來,有幸多次聆聽老師的教誨。老師以他寬廣的知識(shí)、高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)識(shí)、在實(shí)際生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗(yàn)。拓寬了我的視野和思維,更為重要的是老師以他對(duì)事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達(dá)的胸襟,時(shí)刻都在潛移默化地影響著我,這將使我終生受益。參考文獻(xiàn)1朱光力主編. 模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn).第1版. 北京:高等教育出版社. 2002. 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