異形墊片零件沖壓成形工藝及其落料沖孔級進模具設計,異形墊片零件沖壓成形工藝及其落料沖孔級進模具設計,異形,墊片,零件,沖壓,成形,工藝,及其,沖孔,模具設計
附件4-4：任務書
任 務 書
茲發(fā)給 專業(yè) 班學生 設計（論文）任務書，內(nèi)容如下：
1 1.畢業(yè)設計（論文）題目：異形墊片零件沖壓成形工藝及其落料沖孔級進模具設計
2.應完成的項目：
（1）完成開題報告。要求完成10篇以上相關文章的閱讀量，撰寫字數(shù)不少于2500字，內(nèi)容包括工作任務分析、調(diào)研報告、方案擬定與分析、論文框架結構、實施計劃、文獻綜述內(nèi)容等；撰寫格式參照附件4-5；
（2）完成英文翻譯。要求閱讀3萬印刷符以上的外文參考資料。提交3000漢字（或1.2萬印刷符）以上的外文翻譯。翻譯外文內(nèi)容必須與畢業(yè)設計（論文）有緊密聯(lián)系，并說明出處；翻譯格式參照附件4-6；
（3）完成沖壓工藝設計和模具結構設計，具體工作包括：
1）零件的沖壓工藝方案和模具結構方案的分析和制定；
2）各沖壓工序的沖壓工藝計算；
3）凸模、凹模的外形結構和固定方式設計；
4）卸料機構、定位機構、導向機構、連接固定機構等選用和設計；
（4）繪制圖紙。模具總裝圖繪制,模具零部件設計和零件圖繪制；（圖紙總量不少于3張A0圖紙；要求圖面整潔，布局合理，線條粗細均勻，圓弧連接光滑，尺寸標注規(guī)范符合機械工程制圖要求。）
（5）編寫設計說明書。說明書內(nèi)容要求重點突出、觀點鮮明、論據(jù)充分、分析透徹、條理清晰、圖文并茂。字數(shù)不少于1.5萬字(20頁左右)；說明書的內(nèi)容、書寫規(guī)范和打印格式請嚴格按照2014屆本科生畢業(yè)設計工作指南文件中第3.2、第3.3、第3.4、第3.5的要求規(guī)定，具體格式請參照附件4-1.
3.參考資料以及說明：
（1） 劉建超、張寶忠 主編. 沖壓模具設計與制造. 北京：高等教育出版社，2010
（2）吳詩惇，李淼泉. 沖壓工藝及模具設計.西安：西北工業(yè)大學出版社，2002
（3）沖模設計手冊編寫組.沖模設計手冊.機械工業(yè)出版社，1999.6
（4）王孝培主編. 沖壓設計資料 . 北京：機械工業(yè)出版社，1983
（5）李天佑主編. 沖模圖冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1990
4.本畢業(yè)設計（論文）任務書于2013年12月23日發(fā)出，應于2014年 5月 16日前完成，然后提交畢業(yè)設計（論文）答辯委員會進行答辯。
指導教師（導師組負責人） 簽發(fā)，2013年12月23日
教研室負責人 審核，2013年12月23日
XXXX 學 院
畢 業(yè) 設 計（論 文）說 明 書
題 目 異形墊片沖壓模具設計
學 生
系 別 機 電 工 程 系
專 業(yè) 班 級
學 號
指 導 教 師
摘 要
畢業(yè)設計是在模具專業(yè)理論教學之后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)。是對所學知識的一次總檢驗，是走向工作崗位前的一次實戰(zhàn)演習。其目的是，綜合運用所學課程的理論和實踐知識,設計一副完整的模具訓練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴充模具專業(yè)課程所學內(nèi)容，掌握模具設計與制造的方法、步驟和相關技術規(guī)范。熟練查閱相關技術資料。掌握模具設計與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技術文件等。
本設計主要對異形墊片沖壓模具進行設計。結合公司實際生產(chǎn)要求和產(chǎn)品的特點，在廠原有的設計上，對模具進行了改進設計。本設計對彎曲件加工工藝進行了分析，得出了最佳加工方案，在充分保證零件質(zhì)量與精度的前提下，選擇高生產(chǎn)率的加工工藝，降低生產(chǎn)成本，從而有效地節(jié)約了材料。本設計中使用計算機軟件進行了輔助設計，在保證高精度的同時簡化了傳統(tǒng)的繁瑣計算過程，使設計更為便捷。
隨著模具的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝設備。這次畢業(yè)設計是在學習完所有機械課程的基礎上進行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學知識的綜合運用，也是對我所學知識的回顧與檢查。
本次設計是在指導老師認真、耐心的指導下，對模具的經(jīng)濟性、模具的壽命、生產(chǎn)周期、及生產(chǎn)成本等指標下進行全面、仔細的分析下而進行設計的。在此, 我表示衷心的感謝他們對我的教誨.
沖模是模具設計與制造專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。它具有很強的實踐性和綜合性，通過學習這門課程，使我對沖壓模具有了新的認識，從中也學到了不少知識，激發(fā)了我對沖壓模具的愛好。
但因本人經(jīng)驗有限，因此很難避免的存在一些不合理之處，望各位老師批評和指正，以使我的畢業(yè)設計做到合理，同時也為我走出校門步入社會打下堅實的基礎。
關鍵詞 沖壓模具；彎曲模；輔助設計；模具結構
目 錄
摘 要 2
第一章、緒論 5
1.1.沖壓的概念、特點及應用 5
1.2.沖壓的基本工序及模具 6
第二章、零件的工藝性分析. 8
2.1.零件的工藝性分析 8
2.2.沖裁件的精度與粗糙度 8
2.3.沖裁件的材料 8
2.4.確定工藝方案. 9
第三章、沖壓模具總體結構設計 10
3.1.模具類型 10
3.2.操作與定位方式 10
3.3.卸料與出件方式 10
3.4.模架類型及精度 10
第四章、沖壓模具工藝與設計計算 11
4.1.排樣設計與計算 11
4.2.設計沖壓力與壓力中心,初選壓力機. 12
4.2.1.沖裁力 12
4.2.2.壓力機的選擇 12
4.2.3.壓力中心 13
4.2.4.計算凸凹模刃口尺寸及公差 14
第無章、模具的總張圖與零件圖 16
5.1.模具結構 16
5.2.沖壓模具的零件圖 17
5.2.1.凹模設計 17
5.2.2.凸模設計 18
5.2.3.選擇堅固件及定位零件 20
5.2.4.設計和選用卸料與出件零件 21
5.2.5.選擇模架及其它模具零件 22
5.3.壓力機的校核 24
5.3.1.公稱壓力 24
5.3.2.滑塊行程 24
5.3.3.行程次數(shù) 24
5.3.4.工作臺面的尺寸 25
5.3.5.閉合高度 25
第六章、沖壓模具零件加工工藝的編制 26
6.1.凹模加工工藝過程 26
6.2.凸模加工工藝過程 26
6.3.卸料板加工工藝過程 28
6.4.凸模固定板加工工藝過程 28
6.5.上模座加工工藝過程 29
6.6.下模座加工工藝過程 29
設計小結 30
致 謝 31
參考文獻 32
第一章、緒論
1.1.沖壓的概念、特點及應用
模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型。
模具所涉及的工藝繁多，包括機械設計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學科和行業(yè)，是一個多學科的綜合，其復雜程度顯而易見。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，沖壓技術應用范圍越來越廣泛，在國民經(jīng)濟各部門中，幾乎都有沖壓加工生產(chǎn)，它不僅與整個機械行業(yè)密切相關，而且與人們的生活緊密相連。
沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，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材料進行冷變形加工，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。
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。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。
與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。
(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。
（2）沖壓時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，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。
（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，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產(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)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。
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。
在實際生產(chǎn)中，當沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟甚至難于達到要求。這時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，又可將其分為復合-級進和復合-級進三種組合方式。
沖模的結構類型也很多。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、復合模和級進模等。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工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，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，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，以便進行下一次沖壓循環(huán)。
沖壓件圖如下圖所示:
沖壓技術要求:
1. 材料:10F
2. 材料厚度:3.0mm
3. 生產(chǎn)批量:中批量
4. 未注公差:按IT10確定.
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10F鋼，結構簡單,形狀復雜,產(chǎn)品寬度B=70+95+20=185≥1.2t(t為材料厚度) ,沖孔時有尺寸為φ20，φ45，φ60，根據(jù)沖壓模具設計手冊知沖孔時,因受凸模強度的限制,孔的尺寸不應太小.沖孔的最小尺寸取決于材料性能,凸模的強度和模具結構等.根據(jù)表3-3可查得圓形孔最小值得d=0.9t=0.9X3.0=2.7mm<φ20，所以滿足工藝性要求.
沖裁件孔與孔之間:孔與邊緣之間的距離受模具的強度和沖裁件質(zhì)量的制約,其值不應過小,一般要求C≥(1～1.5)t,C′>(1.5～2)t所以由沖件圖可知
C1=35.14>1X3.0=3,
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2—1所示。在模具結構上需要多考慮，確定后,我們才能繼續(xù)做下一步的設計。
2.2.沖裁件的精度與粗糙度
沖裁件的經(jīng)濟公差等級不高于IT12級,一般落料公差等級最好低于IT10級,沖孔件公差等級最好低于IT9級,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,普通沖裁可以達到要求10級。
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,10F是優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼。
其力學性能：
抗拉強度 σb (MPa)：300-360
抗剪強度，τ=220-310Mpa，
伸長率 δ(％)：32%
此材料具有良好的塑性級較高的彈性,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基本工序,可采用的沖裁方案有單工序沖裁,復合沖裁和級進沖裁三種.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,所用費用也高,不合理;若采用復合沖,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,模具強度不能保證;用用級進模沖裁時,生產(chǎn)率高,操作方便,通過合理設計可以達到較好的零件質(zhì)量和避免模具強度不夠的問題,根據(jù)以上分析,該零件采用級進沖裁工藝方案.
第三章、沖壓模具總體結構設計
3.1.模具類型
根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用級進沖裁模.
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，宜采用導料板導向，定位銷導正。
3.3.卸料與出件方式
考慮零件尺寸較大，厚度較厚，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
由于零件材料較厚，模具間隙比較大，又是級進模因此采用導向平穩(wěn)的四導柱模架，由于模具比較大，買標準件模價，從經(jīng)濟學角度出發(fā)，不實惠，不合理，因此，可以考慮自己制造的四導柱鋼板非標準模架。
第四章、沖壓模具工藝與設計計算
4.1.排樣設計與計算
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，搭邊的強度與剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時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。搭邊值一般由經(jīng)驗確定，根據(jù)所給材料厚度δ=3.0mm，確定搭邊工作間a1為3.0mm, a為3.0mm。
因此根據(jù)式3-13，條料的寬度為
B=（Dmax+2a+z）=220+2×3+2×3=232mm
進距為:s=45+a1=185+3.0=188mm
根據(jù)3-14，導板間距為：
B0=B+Z=Dmax+2a+2z=232+0.5=232.5mm
由零件圖在CAD用計算機算得一個零件的面積為26347.74mm
一個進距內(nèi)的坯料面積:
BXS=232X188=43616mm,
因此材料利用率為:
η=(A/BS)X100%
=(26347.74/43616)X100%
=60.41%
4.2.設計沖壓力與壓力中心,初選壓力機.
4.2.1.沖裁力
根據(jù)零件圖,用CAD可計算出沖一次零件內(nèi)外周邊之和L=686.22mm(首次沖裁除外),又因為τ=310Mpa,t=3.0mm,取K=1.3,則根據(jù)式3-18,F=KLtτ=1.3×686.22×3.0×310=829.64KN，沖孔力的大?。篎=KLtτ=1.3×（3.14×20+3.14×45+3.14×65）×3.0×310=493.51KN，切側(cè)刃力的大?。篎=nKLtτ=2×1.3×388×3.0×310=938.18KN，總的力為829.64+493.15+938.18=2260.97
卸料力:,取Kx=0.06,則
Fx=KxF=0.06×2260.97=135.66KN
推件力:根據(jù)材料厚度取凹模刃口直壁高度h≥3mm,為了修模時能保證模具仍具有足夠的強度,所以直壁高度取h=3mm,
4.2.2.壓力機的選擇
由式3-23應選取的壓力機公稱壓力為:
P0≥(1.1～1.2)F∑=(1.1～1.2)X（2260.97+135.66）=2636.293KN
因此可選壓力機型號為J21-350.
型號為J21—350壓力機的基本參數(shù)如：（表一）
公稱壓力/KN
3500
墊板尺寸/mm
滑塊行程/mm
200
厚度80
滑塊行程次數(shù)/（次/min）
50
模柄孔尺寸/mm
最小封閉高度/mm
120
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°
工作臺尺寸/mm
前后880
左右1550
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=Ltσb ，得F1=469.09KN
F2——沖側(cè)刃力 F2=Ltσb ，得F2=469.09KN
F3——沖孔力φ65 F3=Ltσb ，得F3=246.76KN
F4——沖孔力φ20 F4=Ltσb , 得F4=76KN
F5——沖孔力φ45 F5= Ltσb , 得F5=170.83KN
F6——落料力 F6= Ltσb , 得F6=829.64KN
Y1——F1到X軸的力臂 Y1=116
X1——F1到Y軸的力臂 X1=282
Y2——F2到X軸的力臂 Y2=-116
X2——F2到Y軸的力臂 X2=282
Y3——F3到X軸的力臂 Y3=15
X3——F3到Y軸的力臂 X3=93
Y4——F4到X軸的力臂 Y4=90
X4——F4到Y軸的力臂 X4=0
Y5——F5到X軸的力臂 Y5=-70
X5——F5到Y軸的力臂 X5=-65
Y6——F6到X軸的力臂 Y6=15
X6——F6到Y軸的力臂 X6=-260.5
根據(jù)合力距定理：
YG = （Y1F1+ Y2F2+ Y3F3）/（F1+ F2+ F3）
XG = （X1F1+ X2F2+ X3F3）/（F1+ F2+ F3）
XG——F沖壓力到X軸的力臂；XG=1.08
YG——F沖壓力到Y軸的力臂；YG=4.877
所以由以上可以算得壓力中心為G(1.08,4.877)
4.2.4.計算凸凹模刃口尺寸及公差
由于材料厚度中等，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,凹模會變小,所以得以凹模為基準,配作凸模.
由沖孔尺寸得,凸模尺寸變小,所以以凸模為基準,配作凹模.
由材料厚度可得Zmin=0.08mm, Zmax=0.12mm.
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△)=(70-0.20X0.14) =69.98
Ad2=(A2max-x△)=(40-0.20X0.14) =39.98
Ad3=(A3max-x△)=(30-0.20X0.14) =29.98
Ad4=(A4max-x△)=(20-0.20X0.14) =19.98
由于Ad1,為落料尺寸,故以凹模為基準,配作凸模，所以落料凸模刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，保證雙面間隙值為0.18～0.22mm。取0.20。
落料凸模尺寸：Ah1=(Ad1-Z)+ Δ
=60-0.10=59.9+0.02;
Ah2=(Aj2-Z)+ Δ
=40-0.10=39.9+0.02;
Ah3=(Aj3-Z)+ Δ
=30-0.10=30.1+0.02;
Ah4=(Aj4-Z)+ Δ
=20-0.04=19.96+0.02;
由沖孔尺寸凸模磨損后變小有:
b1=φ20, b2=φ45, b3=65,磨損系數(shù)X1=X20.5,故bp6不需采用刃口尺寸公式計算,而直接取bp6=2bp5.所以:
bp1=(b1min+X1△1)=(20+0.5X0.04)=20.02
bp2=(b2min+X2△2)=(45+0.5X0.04)=45.02
bp3=(b3min+X3△3)=(65X0.04)=65.02
凸,凹模磨損后不變的尺寸Cp1=85，Cp1=95， Cp1=106， 未注公差為IT10,所以20的公差為0.04, 35的公差為0.06,60的公差為0.06,
得:Cp=(Cmin+0.5△),所以:
Cp1=(Cmin+0.5△)=850.01
Cp2=(Cmin+0.5△)=950.01
Cp3=(Cmin+0.5△)=1060.01
第五章、模具的總張圖與零件圖
5.1.模具結構
根據(jù)前面的設計與分析,我們可以得出如級進模具的總張圖
如圖5-1所示:
圖5-1 級進?？傃b圖
1.下模板；2.導柱；3.凹模；4.落料凸模；5.卸料板；6.樹脂；7.導套；8.沖頭固定板；9.上墊板；10.上模板；11.內(nèi)六角螺釘；12.導正銷；13.中間孔沖頭；14.切側(cè)刃凸模；15.圓柱銷；16.內(nèi)六角螺釘；17.卸料螺釘；18.中間大孔沖頭；19.中間孔沖頭；20.導料板；21.內(nèi)六角螺釘；22.圓柱銷；23.內(nèi)六角螺釘。
5.2.沖壓模具的零件圖
5.2.1.凹模設計
凹模采用矩形板狀結構和直接通過螺釘,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構,刃口高度根據(jù)前面“4.2”計算沖裁力時所取h=3mm,漏料部分刃口輪廓適當擴大，可以擴大0.5～1mm,取1mm,(為便于加工,落料凹模漏料孔可設計成近似于刃口輪廓的簡化形狀,如圖所示),凹模輪廓尺寸計算如下:
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.對于簡單對稱形狀刃口凹模,由于壓力中心即對稱中心,所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴大一個凹模壁厚來確定,所以:
L=l+2C=220+2X62=344 B=840
C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L×B×H=840×350×41,查有關國家標準,并無厚度合適,因此我選L×B為標準尺寸,得L×B×H=840×350×40。
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20,以上都能達到要求,因此得以校核.凹模刃口尺寸及其它具體見零件圖5-21。后面所附的零件圖。設計中,因為壓力中心與凹模板的幾何中心相差不太,壓力中心仍在模柄投影面積,可設他們在同軸線上.
圖5-2 凹模
5.2.2.凸模設計
落料凸模刃口部分為異形,又在它里面開孔,裝配導正銷,為便于凸模和固定板的加工,可通這設計成鉚接方式與固定板固定.沖孔凸模采用階梯結構,設計成鉚接方式.凸模的尺寸根據(jù)導料板尺寸、卸料板尺寸和安裝固定要求尺寸h，取h15~20，因為這里的凹模刃口尺寸為4 mm,在范圍之內(nèi)取18mm所以凸模的尺寸為L=18+20+25+2=65mm.
凸模材料：參照沖壓模具設計與制造選用Cr12MoV.
考慮沖孔凸模的直徑很小，故需對最小凸模φ20進行強度和鋼度校核：根據(jù)表3-26可得：
L≤90d/=(90X20X20)/=50.6mm.
L為凸模的允許最大工作尺寸，而設計中，凸模的工作尺寸為
65＞50.6,所以鋼度不需要校核。
具體零件圖如后面所附零件圖為準，
5.2.3.選擇堅固件及定位零件
螺釘規(guī)格的選用: 由凹模板的厚度可選用M10,在根據(jù)實際要求,查標準選用GB 70-85 M10X60,這里要8個,卸料板的螺釘選用GB 70-85 M8X60,這里要4個。
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規(guī)格,因此根據(jù)標準選用GB 119-86 φ10X60, 選取材料為45鋼.根據(jù)定位方式及坯料的形狀與尺寸,選用合適的標準定位零件.
導料板: 根據(jù)凹模LXB=840X350,查標準GB2865.5-81,選規(guī)格為:長度L=840,寬度B=350,厚度H=12,材料為45#的導料板,即導料板:270X62X12
如圖5-10所示:
5.2.4.設計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,因此不用設計出件零件.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0.5~1倍,所以卸料板的L×B×H=840×350×40/0.5×45=840×135××22.5，本設計中取25厚，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0.05~0.1mm,這里取0.1mm,材料為45#.由以上根據(jù)凸模和凹?？稍O計出卸料板如圖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840×350,及安裝要求,選取凹模周界:L×B=840×350,閉合高度:H=170~219,上模座:1000×420×40，下模座:1000×420×45,導柱:38×170,導套:55×70.
由以上可得模架及其零件如圖5-14所示.
墊板: 墊板的作用是承受并擴散凸模傳遞的壓力,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3~10mm,這里設計時,由于壓力較大,根據(jù)GB2865.2-81選取規(guī)格為LXBXH=840X350X10.
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0.4~0.6h,h為凹模的厚度,這里取0.4h,即0.4X45=18mm,根據(jù)核準選取板的規(guī)格為LXBXH=840X35X18;凸模與凸模固定板的配合為H7/n6,裝配可通過2個銷釘定位,8個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.壓力機的校核
5.3.1.公稱壓力
根據(jù)公稱壓力的選取壓力機型號為J21-350,它的壓力為3500>2636.293,所以壓力不需要校核;
5.3.2.滑塊行程
滑塊行程應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=3.0,導料板的厚度H=12及凸模沖入凹模的最大深度2,即S1=3+12+2=17
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