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紫瑯職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目： 側(cè)板固定卡沖壓模具設(shè)計(jì) 副 標(biāo) 題： 學(xué) 生 姓 名： 所在系、專(zhuān)業(yè)： 機(jī)電工程系模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)： 指 導(dǎo) 教 師： 日 期： I 摘 要 摘 要 沖壓模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件。在沖壓模的設(shè)計(jì)和制造上，目前正朝著以下的兩個(gè)方面發(fā)展：一方面，為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，為此相適應(yīng)的新型模具材料及其熱表面處理技術(shù)也在迅速的發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金模、聚氨脂橡膠沖模、薄板沖模、組合沖模等各種簡(jiǎn)易沖模及其制造也得到了迅速的發(fā)展。 近年來(lái)，為了適應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開(kāi)發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中，無(wú)需設(shè)計(jì)專(zhuān)用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光等新設(shè)備的使用。特別是近近幾年來(lái)國(guó)外已經(jīng)發(fā)展起來(lái)、國(guó)外亦開(kāi)始使用的沖壓柔性制造單元和沖壓柔性制造系統(tǒng)代表了沖壓生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì) 關(guān)鍵詞： 模具 沖壓 發(fā)展趨 目 錄 目 錄 摘 要 I 目 錄 1 1、題目 1 2、原始數(shù)據(jù) 1 3、工藝分析 1 4、沖裁工藝的確定 1 4.1方案的種類(lèi) 1 4.2方案的比較 1 4.3方案的確定 2 5、模具結(jié)構(gòu)形式的確定 2 6、工藝尺寸的計(jì)算 2 6.1排樣的設(shè)計(jì) 2 6.2沖裁力的計(jì)算 3 6.3壓力機(jī)公稱(chēng)力的確定 3 6.4沖裁壓力中心的確定 4 6.5刃口尺寸的計(jì)算 4 7、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 8、主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 9、模具總裝圖 7 致 謝 9 參考文獻(xiàn) 10 側(cè)板固定卡沖壓模具設(shè)計(jì) 1、題目 側(cè)板固定卡沖壓模具設(shè)計(jì) 2、原始數(shù)據(jù) 如圖所示，大批量生產(chǎn)、材料ST12、t=1mm 圖2—1 零件圖 3、工藝分析 此工件既有沖孔，又有落料兩個(gè)工序。材料為ST12 t=1mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖壓性能適合沖裁，工件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜，涉及尺寸比較多，有兩個(gè)直徑為4.5mm的圓孔。周?chē)幱辛鶄€(gè)R=2mm的1/4半圓。此工件滿(mǎn)足沖裁的加工要求，工件的尺寸落料按IT11級(jí)，沖孔按10級(jí)計(jì)算，尺寸精度一般，普通沖裁完全能滿(mǎn)足要求。 4、沖裁工藝的確定 4.1方案的種類(lèi) 該工件包括落料、沖孔兩道基本工序，可以有以下三種工藝方案。 方案一：先沖孔后落料。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔—落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案三：采用落料—沖孔同時(shí)進(jìn)行的復(fù)合模生產(chǎn)。 4.2方案的比較 方案一：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但需要兩道工序，兩副模具，成本相對(duì)較高，生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，進(jìn)入第二道工序必然會(huì)增大誤差，使工件精度、質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需的要求，故不選此方案。 方案二：級(jí)進(jìn)模是一種多工位，效率高的加工方法，一般適用于大批量、小型沖壓件，但級(jí)模輪廓尺寸較大，制造復(fù)雜，成本較高，故不選用此方案。 方案三：只需要一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都能都能達(dá)到滿(mǎn)足，模具輪廓較小、模具制造成本不高。故選用此方案。 4.3方案的確定 綜上所述本副模具采用落料—沖孔復(fù)合模。 5、模具結(jié)構(gòu)形式的確定 復(fù)合模有兩種結(jié)構(gòu)形式，正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。分析該工件成行后脫落方便性，正裝式復(fù)合模成形后工件留在下模，需向上推出該工件，取出不方便。倒裝式復(fù)合模成形后工件留在上模，只需在上模裝一副推件裝置，從效率上講，倒裝式復(fù)合模比正裝式復(fù)合模的生產(chǎn)效率高，故采用倒裝式復(fù)合模。 6、工藝尺寸的計(jì)算 6.1排樣的設(shè)計(jì) a、排樣方法的確定 根據(jù)工件的形狀，確定采用無(wú)廢料排樣的方法不可能做到，但能采用有廢料和少?gòu)U料的排樣方法，經(jīng)多次排樣計(jì)算決定采用直對(duì)排法如圖所示。 圖6—1 直排圖 b、確定搭邊值，取最小搭邊值 工件a1=1.5側(cè)面a=2 c、確定條料步距 步距：35.8mm 寬度：70 +2+2=7 4 d、條料的利用率 η = = ×100％ = 62.21％ e、畫(huà)出排樣圖 圖 6—2 排樣圖 6.2沖裁力的計(jì)算 a、沖裁力F 材料ST12的抗拉強(qiáng)度 σb=350MPa 由 F≈Ltσb 已知L= 66＋10×2＋20.4×2＋10×2＋20＋10.2×2＋3×2＋11.1×2＋6π＋4.5π×2 =262.5 所以 F=262.5×1×350N = 91875N = 91.875KN b、卸料力Fx 由Fx=KxF，已知Kx=0.05 Fx=KxF=0.05×91.875KN = 4.59KN C、推件力F 由F=nKTF ，n = 4 K=0.055 F=nKF=3×0.055×91.875=15.16KN d、頂件力F 由F=KF,已知 K=0.06 F=KF=0.06×91.875=5.5KN 6.3壓力機(jī)公稱(chēng)力的確定 本副模具采用剛性卸料和下出料方式，所以 F=F＋FT≈107.KN 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選J23—40。 6.4沖裁壓力中心的確定 由于沖壓件基本為對(duì)稱(chēng)件故壓力中心為排樣圖中坐標(biāo)值（35，17.15）。 6.5刃口尺寸的計(jì)算 a、加工方法的確定，結(jié)合模具及工件的形狀特點(diǎn)，此模具制造宜采用配作法。落料時(shí)選凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需要計(jì)算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實(shí)際尺寸進(jìn)行配作加工。沖孔時(shí)需要計(jì)算凸模刃口尺寸及制造公差。凹模刃口尺寸由凸模實(shí)際尺寸按要求配作，保證在配作時(shí)最小雙面合理間隙值Zmin=0.1mm 。 b、采用配作法 先判斷模具各個(gè)尺寸在模具磨損后的變化情況，分三種情況，分別統(tǒng)計(jì)如下。 第一種尺寸（增大）：AI=70 A2=20 A3=34.3 A4=12 A5=46 A6=60 A7=21.2 A8=31.4 A1d =﹙Α1－ΧΔ﹚ ＝(70－0.75×0.19)＝69.86 A2d =﹙ A2－ΧΔ﹚ ＝(20－0.75×0.13)＝19.90 A3d =﹙ A3－ΧΔ﹚ ＝(34.3－0.75×0.16)＝34.18 A4d =﹙ A4－ΧΔ﹚ ＝(12－0.75×0.11)＝11.92 A5d =﹙ A5－ΧΔ﹚ ＝﹙46－0.75×0.16﹚ ＝45.88 A6d =﹙ A6－ΧΔ﹚ ＝ ﹙60－0.75×0.19﹚ ＝59.86 A7d＝﹙A7－ΧΔ﹚ ＝﹙21.2－0.75×0.13﹚ ＝21.1 A8d＝﹙A8－ΧΔ﹚ ＝﹙31.4－0.75×0.16﹚ ＝31.28 第二種尺寸（減?。?B1=3 B2=4.5 B3=2 B1d＝﹙B1＋χΔ﹚ ＝﹙3﹢0.75×0.06﹚ ＝3.045 B2d＝﹙B2＋χΔ﹚ ＝﹙4.5＋0.75×0.075﹚ ＝4.556 B3d＝﹙B3＋χΔ﹚ ＝﹙2＋0.75×0.06﹚ ＝2.045 第三種尺寸（不變）：Cd＝60 Cd＝C±＝60±＝60±0.015 C、按入體原則，查表確定沖裁件內(nèi)形與內(nèi)形尺寸公差。 d、畫(huà)出落料凹模、凸凹模尺寸，如圖所示。 圖6—3 落料凹模 圖6—4 凸凹模 e、卸料裝置的設(shè)計(jì)已知沖裁板厚t=1mm沖裁力為Fx=4.59KN 故選用四個(gè)彈簧、 每個(gè)彈簧的預(yù)壓力為： F0>Fx/n=1.1475KN 7、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a、模具類(lèi)型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模沖壓。所以本套模具類(lèi)型為復(fù)合模。 b、定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料控制條料的送向采用彈性擋料銷(xiāo)來(lái)定步距。 c、卸料、出件方式的選擇 根據(jù)模具的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，該模具采用剛性卸料方式比較好，取出工件方便。 d、導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的確定，為了提高模具的壽命和質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 8、主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a、落料凹模 凹模采用整體凹模，輪廓全部采用數(shù)控線切割機(jī)床即可，一次成形，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)壓力中心數(shù)據(jù)盡量保證壓力中心與模柄中心一致。 b、 輪廓尺寸的計(jì)算 凹模厚度 H=KB 凹模壁厚 C=(1.2-2)H 取凹模厚度H=30mm 壁厚C=30mm 凹模寬度B=b+2c=140 凹模長(zhǎng)度L=170 根據(jù)工件圖樣，在分析受力情況及保證壁厚強(qiáng)度的前提下，取凹模長(zhǎng)度為170 mm寬度為 140 mm，所以凹模輪廓尺寸為 170mm ×140mm×30mm。 c、沖孔凸模 根據(jù)圖樣：工件中有兩個(gè)孔且相等，因此需設(shè)計(jì)一支凸模長(zhǎng)度為L(zhǎng)=凹模+固定板+T=48㎜。 落料凹模 卸料板+凹模+凹模墊板 凸凹模設(shè)計(jì)時(shí)保證最小間隙0.05㎜ d、定位零件的設(shè)計(jì) 結(jié)合本套模具的具體結(jié)構(gòu)?？紤]到工件的形狀，設(shè)置一個(gè)彈性擋料銷(xiāo)﹙起定距的作用﹚如圖所示。 圖8—1 彈性擋料銷(xiāo) 卸料板設(shè)計(jì) 卸料板的周界尺寸與凹模周界尺寸相同。厚度為15mm，材料為Q235鋼、淬火硬度為40—45HRC。 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板采用4個(gè)M10的螺釘固定，長(zhǎng)度50㎜。 模架均采用標(biāo)準(zhǔn)模架。 H閉＝H＋H＋H＋L＋H－h(huán)＝209㎜ 式中：L―凸模高度，㎜ H―凸凹模高度，㎜ h― 凸模沖裁后進(jìn)入凸凹模的深度，㎜ 可見(jiàn)該模具的閉合高度小于所選壓力機(jī)J23—40的最大裝模高度330mm，因此該壓力機(jī)可以滿(mǎn)足使用要求。 9、模具總裝圖 通過(guò)以上設(shè)計(jì)，可以看到，模具上模部分由上模座、墊板、沖孔凸模、沖孔凸模固定板、凹模板組成。下模板由下模座板、固定板、卸料板等組成。 7 致 謝 致 謝 9 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 林承全，胡紹平.沖壓模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.1 [2] 馬朝興.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.2 [3] 徐茂功.公差配合與技術(shù)測(cè)量[M].北京：北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1 [4] 劉航.模具制造技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.1 [5] 吳兆祥.模具材料及表面處理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.9 [6] 米思米（中國(guó)）精密機(jī)械貿(mào)易有限公司.沖壓模具用零件[M].2009.5 9