自行車燈架冷沖模設(shè)計【沖孔落料復(fù)合?!俊緩澢!俊?套】
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江 陰 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(論文)教學(xué)手冊 機(jī)電工程系系模具設(shè)計與制造專業(yè)12模具1班學(xué)生姓名李海超設(shè)計(論文)題目自行車燈架冷沖模設(shè)計專 題同課題學(xué)生指導(dǎo)老師劉毅職稱高級實(shí)驗(yàn)師工作單位江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院指導(dǎo)老師朱國興職務(wù)副總經(jīng)理工作單位江陰恒鼎特鋼股份有限公司系指導(dǎo)小組組長龐曉琛校指導(dǎo)委員會主任張慶堂 起止時間:2014年9月至2014年12月 表1:畢 業(yè) 設(shè) 計(論文)任 務(wù) 書 設(shè)計(論文)題目:自行車燈架冷沖模設(shè)計專題: 課題簡介(主要介紹課題的來源、性質(zhì)及目的意義): 蘇州金緯機(jī)械制造有限公司是一家專業(yè)設(shè)計制作快速夾具與五金加工的工廠,公司生產(chǎn)的快速夾具產(chǎn)品種類齊全,主要應(yīng)用于電子行業(yè),機(jī)械行業(yè)以及日常生活模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備,模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,60%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具。冷沖成型模是一種用于生產(chǎn)的基本工藝裝備,它可以利用各種工藝使得板料形成所需要的形狀。模具廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域,比如飛機(jī)、汽車、機(jī)械、冶金、機(jī)床、輕工、日用五金等制造中,采用模具生產(chǎn)制品能夠大大地提高生產(chǎn)效率,并且成本低、材料利用率高,能夠有效地減少能耗,所以模具生產(chǎn)在現(xiàn)在的時代是不可或缺的一種生產(chǎn)方式。而沖壓又是模具重要加工方式之一。設(shè)計(論文)任務(wù)的主要內(nèi)容(主要說明基本條件、設(shè)計內(nèi)容、方法、思路或構(gòu)想及主要成果):(1)對給定零件進(jìn)行工藝分析并確定工藝方案;(2)模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)工藝計算;(3)進(jìn)行模具零部件的設(shè)計;(4)繪制模具裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖;(5)擬定主要零件的制造工藝;(6)編寫設(shè)計說明書(論文);畢業(yè)設(shè)計(論文)成果(主要指實(shí)物、圖紙、圖畫、論文、論著和調(diào)研報告等作品以及任務(wù)書、說明書)的主要要求:畢業(yè)設(shè)計課題: 自行車燈架冷沖模設(shè)計。2、圖紙要求:畢業(yè)設(shè)計圖紙總計為3張0號圖紙以上的工作量,正式提交的圖紙必須用CAD繪制(模具總裝圖、模具主要零件零件圖、三維零件圖)等。3、說明書要求:設(shè)計書符合國家標(biāo)準(zhǔn)不少于6000字(或20頁以上),一律用A4規(guī)格復(fù)印紙輸出,按學(xué)校統(tǒng)一要求排版后打印裝訂。參考文獻(xiàn)及資料等:沖裁模典型結(jié)構(gòu)圖冊、沖壓模具設(shè)計技巧與禁忌簡明手冊 模具制造工藝學(xué)沖壓模具設(shè)計及實(shí)例講解、沖壓工藝模具學(xué)、沖壓模具設(shè)備及主要零部件加工、沖壓成型工藝與模具設(shè)計、沖壓模具設(shè)計手冊、沖裁模典型結(jié)構(gòu)圖冊、沖壓工藝與模具設(shè)計、沖壓工藝及沖模設(shè)計、冷沖模設(shè)計指導(dǎo)、模具材料、模具材料及表面處理塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件及設(shè)計應(yīng)用手冊等。學(xué) 生(簽名) 李海超 2014 年 9 月 10 日指導(dǎo)老師(簽名) 劉毅、朱國興 2014 年 9 月 10 日表2:畢 業(yè) 設(shè) 計(論文)進(jìn) 度 計 劃起止日期工作內(nèi)容備注2014年09月01日2014年09月15日下企業(yè)調(diào)研,初選設(shè)計方案,資料收集,設(shè)計準(zhǔn)備。2014年09月16日2014年09月20日制定設(shè)計方案。2014年09月21日2014年09月30日塑件成型工藝分析。2014年10月01日2014年10月06日分型面及澆注系統(tǒng)的確定。2014年10月07日2014年10月21日塑料模具設(shè)計的方案論證。2014年10月22日2014年11月10日模具主要零部件的設(shè)計計算。2014年11月11日2014年11月20日完成模具裝配工作圖。2014年11月21日2014年12月10日繪制模具零件工作圖。2014年12月11日2014年12月24日編寫設(shè)計計算說明書。2014年12月25日2014年12月31日設(shè)計總結(jié)及答辯。表3:畢 業(yè) 設(shè) 計(論文)課 題 審 批 表系指導(dǎo)小組審題意見符合要求,同意開題 審題人:龐曉琛 2014年 9 月 13 日校指導(dǎo)委員會審題意見同意系指導(dǎo)小組意見 審題人:張慶堂 2014年 9 月 15 日表4:指 導(dǎo) 老 師 指 導(dǎo) 記 錄 表(1)存在問題: 澆注系統(tǒng)的選擇。指導(dǎo)意見: 澆注系統(tǒng)的設(shè)計要求如下:(1)排氣良好;(2)流程短;(3)防止小型芯變形;(4)熱量、壓力損耗??;(5)整修方便;(6)防止塑件變形;(7)盡可能減小澆注系統(tǒng)容積。學(xué)生應(yīng)選擇合適的澆口類型、數(shù)量及進(jìn)料位置,并加以論證。必要時用平面示意圖把構(gòu)思表達(dá)出來。澆注系統(tǒng)各組成部分零件應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件,可加快模具制作的速度,同時也有助于降低模具制造費(fèi)用。 指導(dǎo)教師:劉毅 2014年 9月 28日 學(xué)生:李海超 2014年 9月 28日存在問題: 推出機(jī)構(gòu)的確定。指導(dǎo)意見:根據(jù)塑件的形狀、尺寸大小、設(shè)備類型等綜合考慮塑件的推出方式。開模時應(yīng)盡量使塑件留在動模一側(cè);推出元件的布局應(yīng)合理;塑件脫模時應(yīng)不變形,不損傷塑件的外觀質(zhì)量;推出機(jī)構(gòu)的推出及復(fù)位應(yīng)可靠且運(yùn)動靈活,制造及配換應(yīng)方便容易。推出機(jī)構(gòu)采用頂針頂出機(jī)構(gòu)。 指導(dǎo)教師:朱國興 2014年 10月 13日 學(xué)生:李海超 2014年 10月 13日表4:指 導(dǎo) 老 師 指 導(dǎo) 記 錄 表(2)存在問題: 繪制模具裝配圖。 1.視圖布置不合理。2.缺少必要的配合尺寸。3.標(biāo)題欄填寫不規(guī)范。指導(dǎo)意見:按照制圖國標(biāo)中的相關(guān)規(guī)定繪制裝配圖,準(zhǔn)確、清晰地表達(dá)模具的基本構(gòu)造及模具零件之間的裝配關(guān)系。1.作圖比例和圖面布置盡量采用1:1的作圖比例。一般采用主視圖和俯視圖兩個視圖,塑件圖布置在圖紙的右上角,并注明塑件名稱、塑料牌號等要素,標(biāo)全塑件尺寸。裝配圖上需標(biāo)注模具的總體尺寸、必要的配合尺寸和安裝尺寸,其余尺寸一般不標(biāo)注。2.標(biāo)題欄及明細(xì)表應(yīng)按統(tǒng)一要求填寫,特別是設(shè)計者必須要在相應(yīng)位置上簽名。 指導(dǎo)教師:劉毅 2014年 11月 6日 學(xué)生:李海超 2014年 11月 6日存在問題: 繪制模具零件圖。 1.視圖比例不當(dāng)。2.尺寸標(biāo)注不規(guī)范。3.技術(shù)要求不合理。指導(dǎo)意見:1.視圖和比例尺的選擇零件圖比例尺大都采用1:1,大尺寸零件或尺寸較多的零件則需縮小比例繪制。2.尺寸標(biāo)注的基本規(guī)范尺寸標(biāo)注要做到既不少標(biāo)、漏標(biāo),又不多標(biāo)、重復(fù)標(biāo),同時又使整套模具零件圖上的尺寸布置清晰、美觀。3.表面粗糙度及形位公差各面的粗糙度均應(yīng)注明,有形位公差要求的結(jié)構(gòu)形狀則需加注形位公差。4.技術(shù)要求及標(biāo)題欄零件圖上的技術(shù)要求應(yīng)標(biāo)注在標(biāo)題欄的上方,注明除尺寸、公差、粗糙度以外的加工要求。標(biāo)題欄按統(tǒng)一規(guī)格填寫,設(shè)計者必須在各零件圖標(biāo)題欄的相應(yīng)位置上簽名。 指導(dǎo)教師:劉毅 2014年 11月 21日 學(xué)生:李海超 2014年 11月 21日表4:指 導(dǎo) 老 師 指 導(dǎo) 記 錄 表(3)存在問題: 編寫設(shè)計計算說明書。 1.編寫不規(guī)范。2.計算說明缺乏條理。3.內(nèi)容不夠完整。指導(dǎo)意見:設(shè)計計算說明書應(yīng)在全部計算及全部圖紙完成后進(jìn)行整理與編寫。編寫時要注意以下要求:1.編寫的規(guī)范化必須按照江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行編寫。2.計算的正確性對所有的設(shè)計計算要求正確無誤。3.內(nèi)容的完整性編寫完后,應(yīng)檢查設(shè)計計算說明書中所包括的內(nèi)容是否完整。 指導(dǎo)教師:劉毅 2014年 12月 13日 學(xué)生:李海超 2014年 12月 13日存在問題: 指導(dǎo)意見: 指導(dǎo)教師: 年 月 日 學(xué)生: 年 月 日注:此表不夠,可自行添加。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開 題 報 告題 目 自行車車籃固定裝置沖壓模設(shè)計 姓 名 李海超 學(xué) 號 12020332 系 部 機(jī)電工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 指導(dǎo)教師 劉 毅 職 稱 高級實(shí)驗(yàn)師 指導(dǎo)教師 朱國興 職 務(wù) 副總經(jīng)理 2014年 9 月 10 日說 明1、畢業(yè)設(shè)計(論文)工作開始之前,學(xué)生填寫江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告。2、學(xué)生要認(rèn)真填寫畢業(yè)設(shè)計(論文)工作在開始之前所進(jìn)行的準(zhǔn)備工作和對畢業(yè)設(shè)計(論文)的整體構(gòu)思設(shè)計。指導(dǎo)教師要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)的準(zhǔn)備和整體構(gòu)思做出評價。3、本開題報告的各部分內(nèi)容要完整,必須用黑墨水筆工整書寫,或按統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式打印所有簽字必須齊全。系、部的工作檢查將以此作為主要依據(jù)。4、本開題報告填寫完整后,與畢業(yè)設(shè)計(論文)一起交給指導(dǎo)教師,作為畢業(yè)設(shè)計(論文)成績考核的主要依據(jù)材料。5、評定成績后,江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告與江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書要統(tǒng)一交到系辦公室。成績優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告、任務(wù)書、畢業(yè)設(shè)計(論文)由系、部復(fù)制后,存到教務(wù)處實(shí)訓(xùn)科和學(xué)院檔案室各1份,其它由系、部保存,以備檢查、評估。 江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告1、畢業(yè)設(shè)計題目自行車車籃固定裝置沖壓模設(shè)計2、題目來源(科研、生產(chǎn)、教學(xué)、其它)生產(chǎn)3、畢業(yè)設(shè)計的研究背景和意義蘇州金緯機(jī)械制造有限公司是一家專業(yè)設(shè)計制作模具與五金加工的工廠,公司生產(chǎn)的產(chǎn)品種類齊全,主要應(yīng)用于電子行業(yè),機(jī)械行業(yè)以及日常生活模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備,模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,60%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具。冷沖成型模是一種用于生產(chǎn)的基本工藝裝備,它可以利用各種工藝使得板料形成所需要的形狀。模具廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域,比如飛機(jī)、汽車、機(jī)械、冶金、機(jī)床、輕工、日用五金等制造中,采用模具生產(chǎn)制品能夠大大地提高生產(chǎn)效率,并且成本低、材料利用率高,能夠有效地減少能耗,所以模具生產(chǎn)在現(xiàn)在的時代是不可或缺的一種生產(chǎn)方式。而沖壓又是模具重要加工方式之一。4、畢業(yè)設(shè)計的目標(biāo)、基本內(nèi)容、重點(diǎn)與難點(diǎn)、主要創(chuàng)新點(diǎn),研究的可行性 目標(biāo):獨(dú)立完成該套模具的設(shè)計,以及編寫設(shè)計計算說明書。 基本內(nèi)容:完成整套沖壓模具的設(shè)計。 重點(diǎn)與難點(diǎn):產(chǎn)品側(cè)面的成形零件設(shè)計。 主要創(chuàng)新點(diǎn):模具成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 研究的可行性:圖紙正確,說明書完整。5、主要參考資料及使用的原始資料(參考資料必須有著作、論文、網(wǎng)站和其它類,不得少于15冊)1胡亞民.塑料模具的設(shè)計與制造問答.機(jī)械工業(yè)出版社,1999-042楊占曉、白柳.塑料模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)例.化學(xué)工業(yè)出版社,2009-013李偉、劉光燁.注塑模具的調(diào)試.青島工業(yè)大學(xué)出版社,2001-02 4鄒繼強(qiáng).塑料模具設(shè)計參考資料匯編M.北京大學(xué)出版社,2005-095申樹義、高濟(jì).塑料模具設(shè)計手冊.北京機(jī)械工業(yè)出版社,2005-08 6郭新玲.塑料模具設(shè)計.清華大學(xué)出版社,2006-077范有發(fā).沖壓與塑料成型設(shè)備M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.8歐圣雅.冷沖壓與塑料成型機(jī)械M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.9黃平、朱文堅(jiān). 機(jī)械設(shè)計教程-理論、方法與標(biāo)準(zhǔn)M. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2010.10郭鐵良.模具制造工藝學(xué)M. 北京:高等教育出版社, 2008.11王衛(wèi)衛(wèi).金屬與塑料成型設(shè)備M。北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.12 壓鑄模設(shè)計手冊編寫組.壓鑄模設(shè)計手冊M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社。13陳衛(wèi)、陶勇.沖壓模具結(jié)構(gòu)與制造.化學(xué)工業(yè)出版社,2008-8-114吳元徽.熱處理工(初級中級高級)M.2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2013.15免費(fèi)CAD教程網(wǎng)www.mfcad.com畢業(yè)設(shè)計(論文)整體構(gòu)思設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(論文)的整體構(gòu)思(設(shè)計類:方案;論文類:提綱) 1對產(chǎn)品成型工藝進(jìn)行分析2冷沖模具設(shè)計的方案論證3冷沖模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(包括零件結(jié)構(gòu)設(shè)計,成型零件及主要零部件的設(shè)計計算等,繪制裝配圖和零件圖)4模具零件加工工藝規(guī)程的編制5畢業(yè)設(shè)計說明書的編寫畢業(yè)設(shè)計(論文)的主要研究手段、方法(含學(xué)校實(shí)驗(yàn)室條件) 應(yīng)用已掌握的專業(yè)知識,在指導(dǎo)老師的幫助下,應(yīng)用UG、AUTOCAD等軟件完成該套冷沖模具的設(shè)計與繪制,并在相應(yīng)專業(yè)知識的基礎(chǔ)上理論聯(lián)系實(shí)際,不斷鞏固和學(xué)習(xí)新的知識,為將來更好的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)度安排第一階段 準(zhǔn)備工作 2014年06月01日2014年08月30日第二階段 方案調(diào)研 2014年09月01日2014年09月15日第三階段 畢業(yè)設(shè)計 2014年09月16日2014年12月15日第四階段 畢業(yè)答辯 2014年12月16日2014年12月25日第五階段 資料歸檔 2014年12月26日2014年12月30日指導(dǎo)教師意見:(對題目、深度、廣度、工作量、工作準(zhǔn)備的意見,對結(jié)果的預(yù)測、期待等)選題符合要求,同意開題 指導(dǎo)教師簽字: 2014年 9 月 15日專業(yè)指導(dǎo)小組意見: 符合要求,同意開題專業(yè)指導(dǎo)小組長簽字: 2014年 9 月 15日 系指導(dǎo)委員會意見: 符合要求,同意開題 系畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)委員會主任簽字: 2014 年 9 月 15日5江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)題 目 自行車燈架沖壓模具設(shè)計 姓 名 學(xué) 號 系 部 機(jī)電工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 指導(dǎo)教師 職 稱 副教授 2014年 12月 10日 摘 要本設(shè)計為一自行車燈架的冷沖壓模具設(shè)計,根據(jù)設(shè)計零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求,首先分析零件的工藝性,確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案,然后通過工藝設(shè)計計算,確定排樣和裁板,計算沖壓力和壓力中心,初選壓力機(jī),計算凸、凹模刃口尺寸和公差,最后設(shè)計選用零、部件,對壓力機(jī)進(jìn)行校核,繪制模具總裝草圖,以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,主要對凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固件等進(jìn)行了設(shè)計,對于部分零部件選用的是標(biāo)準(zhǔn)件,就沒深入設(shè)計,并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時,對部分零部件進(jìn)行了加工工藝分析,最終才完成這篇畢業(yè)設(shè)計。關(guān)鍵詞:模具 沖裁件 凸模 凹模 凸凹模AbstractThe design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in-depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project.KEY WORD: mold stamping parts punch die punch and die目錄第一章緒言1第一節(jié)材料的工藝分析1第二節(jié) 材料選擇2第三節(jié) 工件結(jié)構(gòu)形狀2第四節(jié) 尺寸精度2第二章 沖裁工藝方案的確定4第三章 模具結(jié)構(gòu)形式的確定5第四章 模具總體設(shè)計6第一節(jié) 模具類型的選擇6第二節(jié) 操作與定位方式6第三節(jié) 卸料、出件方式6第四節(jié) 確定送料方式7第五節(jié) 確定導(dǎo)向方式7第五章 模具工藝參數(shù)確定8第一節(jié) 排樣設(shè)計與計算8第二節(jié) 搭邊值的確定8第三節(jié) 進(jìn)距與條料寬度計算9第四節(jié) 材料利用率的計算11第六章 計算沖壓力與壓力機(jī)的初選13第一節(jié) 沖裁力Fp的計算13第二節(jié) 卸料力Fq1的計算13第三節(jié) 頂件力Fq2的計算14第四節(jié) 總的沖壓力F的計算14第五節(jié) 壓力機(jī)的初選14第七章 模具壓力中心的確定16第八章 沖裁模間隙的確定17第一節(jié) 沖裁間隙Z17第二節(jié) 沖裁間隙分析17第九章 凹、凸模刃口尺寸的計算19第一節(jié) 刃口尺寸計算的基本原則19第二節(jié) 刃口尺寸的計算19第十章 主要零部件的設(shè)計23第一節(jié) 工作零件的設(shè)計與計算23第二節(jié) 橡膠的選用29第三節(jié) 模架及其零件的設(shè)計30第十一章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)32第一節(jié) 閉合高度的計算32第二節(jié) 沖壓設(shè)備的選定32第十二章 模具總裝圖與凸、凹模零件圖33結(jié)論36致謝37參考文獻(xiàn)38第一章 緒言第一節(jié) 材料的工藝分析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(jìn)行變形加工,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。工件名稱:自行車燈架 工件簡圖:如圖1.1所示 生產(chǎn)批量:大批量 材料:Q235 工件厚度:3mm 工件精度:IT14圖1.1工件簡圖第二節(jié) 材料選擇根據(jù)表1.1,Q235為碳素結(jié)構(gòu)鋼,具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性,主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機(jī)械零件。綜合評比均適合沖裁加工。第三節(jié) 工件結(jié)構(gòu)形狀工件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單,屬軸對稱結(jié)構(gòu),除有一個直徑為26的孔,其余皆為直線,孔與邊緣之間的距離也滿足要求,可以沖裁。2.3展開尺寸的計算彎曲件毛坯的展開尺寸是根據(jù)變形中性層長度不變的原理來求出的,對于變形程度很小或?qū)Τ叽缫桓叩膹澢碚f,可以近似的認(rèn)為變形中性層與毛坯的斷面中心相重合,這時,中性層的位置為=r+t/2式中 r彎曲件內(nèi)層的彎曲半徑t板料的厚度,而當(dāng)需要精確的求出彎曲毛坯的展開長度時,就必須精確的求出變形中性層的位置。確定位置之后就可以進(jìn)行毛坯展開長度的計算了,這需要一個中性層的位移系數(shù),此系數(shù)對于彎曲形狀及彎曲程度不同,數(shù)值也不同,需要根據(jù)實(shí)際的模具調(diào)節(jié)展開尺寸。本產(chǎn)品,尺寸沒標(biāo)公差,屬于自由公差,可以直接按毛坯的斷面中性層尺寸計算, 經(jīng)過計算 L1=107.1,寬度D=60此尺寸目前是待定,在實(shí)際生產(chǎn)時需調(diào)節(jié)。產(chǎn)品展開后是正方形,四個角是尖角,為防止模具破裂,減少模具應(yīng)力集中,應(yīng)將四個尖角改成R角,如圖,展開圖紙如下圖所示:第四節(jié) 尺寸精度零件圖上所注公差經(jīng)查標(biāo)準(zhǔn)公差表1.2為IT14級,尺寸精度較低,普通沖裁完全可以滿足要求。根據(jù)以上分析:該零件沖裁工藝性較好,適宜沖裁加工。查公差表得各尺寸公差:零件外形:88mm、60mm、45mm、20mm、107.1mm零件內(nèi)形:25 mm、26 mm、 12 mm表1.1黑色金屬的力學(xué)性能材料名稱材料牌號材料狀態(tài)極限強(qiáng)度伸長率屈服強(qiáng)度彈性模量E/MPa抗剪抗拉碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235已退火的216-304275-3833217708255-353324-4413219618600010F216-333275-4123018610255-333294-4322920619400015F245-363314-4512815265-373333-4712622519800020F275-383333-471262251960002O275-392353-5002524520600025314-432329-5392427519800030353-471441-5882229419700035392-511490-6372031419700040412-530511-6571833320900045432-549539-6861635320000050432-569539-71614373216000表1.2部分標(biāo)準(zhǔn)公差值(GB/T1800.31998)公差等級IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15基本尺寸/m /mm36812183048750.120.180.300.48610915223658900.150.220.360.58101811182743701100.180.270.430.70183013213352841300.210.330.520.843050162539621001600.250.390.621.005080193046741201900.300.460.741.2080120223554871402200.350.540.871.40從表1.1中查出Q235抗拉強(qiáng)度:=275383Mpa抗剪強(qiáng)度:=216304Mpa伸長率: =32%分析其力學(xué)性能較好,故選擇Q235材料。第二章 沖裁工藝方案的確定該制件的沖裁工序包括落料和沖孔,其沖裁加工有以下三種方案:方案一:先沖孔,后落料,然后彎曲。單工序模生產(chǎn)。方案二:沖孔落料復(fù)合沖壓然后彎曲。復(fù)合模生產(chǎn)。方案三:沖孔落料彎曲級進(jìn)沖壓。級進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單,投資少,且每次沖裁所需的沖裁力較小,可以解決沖壓設(shè)備噸位不夠的問題。其缺點(diǎn)在于零件的精度難于保證,并且零件比較小,在第二次沖孔時,準(zhǔn)確定位不宜,容易使人受傷,生產(chǎn)率低。方案二也只需2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。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對位置精度較高,板料的定位精度比方案三低,模具輪廓尺寸較小,制造比方案三簡單。方案三只需一副模具,生產(chǎn)效率高,操作方便,精度也能滿足要求,但模具輪廓尺寸較大,制造復(fù)雜,成本較高。通過對上述三種方案的分析比較,采用方案二復(fù)合模是比較合理的。第四章 模具總體設(shè)計第一節(jié) 模具類型的選擇經(jīng)分析,工件尺寸精度要求不高,形狀較簡單,但工件產(chǎn)量較大,根據(jù)材料厚度,為保證沖模有較高的生產(chǎn)率,通過比較,決定實(shí)行工序集中的工藝方案,彈性卸料裝置的倒裝復(fù)合模具結(jié)構(gòu)方式。第二節(jié) 操作與定位方式一、操作方式零件的生產(chǎn)批量較大,但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式,提高經(jīng)濟(jì)效益。二、定位方式因?yàn)閷?dǎo)料銷和擋料銷結(jié)構(gòu)簡單,制造方便。且該模具采用的是條料,根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟(jì)效益,控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷,控制送料步距采用固定擋料銷。第三節(jié) 卸料、出件方式一、卸料方式剛性卸料與彈性卸料的比較:剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大,單邊間隙?。?.20.5)t。當(dāng)固定卸料板還要起到對凸模的導(dǎo)向作用時卸料板與凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場合。彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用,主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有壓料作用,沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇(0.10.2)t,若彈壓卸料板還要起對凸模導(dǎo)向作用時,二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模。工件平直度較高,料厚為3mm,卸料力不大,由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便,操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動態(tài),且彈性卸料板對工件施加的是柔性力,不會損傷工件表面,故可采用彈性卸料。二、出件方式因采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn),故采用彈性上出件。第四節(jié) 確定送料方式因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī),采用橫向送料方式,即由右向左送料。第五節(jié) 確定導(dǎo)向方式采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左右不受限制,送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè),工作時,偏心距會造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損,嚴(yán)重影響模具使用壽命,且不能使用浮動模柄。第五章 模具工藝參數(shù)確定第一節(jié) 排樣設(shè)計與計算沖裁件在板料、帶料或條料上的布置方法稱為排樣。排樣的意義在于減小材料消耗、提高生產(chǎn)率和延長模具壽命,排樣是否合理將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命。根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度,排樣方法可以分為有搭邊、少搭邊和無搭邊排樣三種,根據(jù)制件在條料上的布置形式,排樣有可以分為直排、斜排、對排、混合排、多排等多重形式。因此有下列三種方案:方案一:有搭邊排樣 沿沖件外形沖裁,在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證,因此沖件精度高,模具壽命高,但材料利用率低。方案二:少搭邊排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響,沖件質(zhì)量差,模具壽命較方案一低,但材料利用率稍高,沖模結(jié)構(gòu)簡單。方案三:無搭邊排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些,但材料利用率最高。通過上述三種方案的分析比較,綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量,該沖件的排樣方式選擇方案一為佳??紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳(如圖5.1所示)。第二節(jié) 搭邊值的確定排樣時零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料,稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差,保持條料有一定的剛度,保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大,浪費(fèi)材料。搭邊過小,沖裁時容易翹曲或被拉斷,不僅會增大沖件毛刺,有時還會拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口,降低模具壽命?;蛴绊懰土瞎ぷ?。搭邊值是廢料,所以應(yīng)盡量取小,但過小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模,增加刃口磨損。根據(jù)制件厚度與制件的排樣方法查表5.1得:兩制件之間搭邊值a1=2.5mm側(cè)搭邊值a=3mm表5.1搭邊值和側(cè)邊值材料厚度t手動送料自動送料圓形非圓形往復(fù)送料aa1aa1aa1aa11以下1.51.521.5321221.52.523.52.532232.5232.543.53432.53.5354434543546554565465762.05第三節(jié) 進(jìn)距與條料寬度計算一、送料進(jìn)距A條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料進(jìn)距,每個進(jìn)距可沖出一個或多個零件。A=D+a1 (5.1)式中D平行于送料方向的沖裁件寬度a1沖裁件之間搭邊值模具相對于模架是采用從前往后的縱向送料方式,還是采用從右往左的橫向送料方式,這主要取決于凹模的周界尺寸。就本模具而言,采用縱向送料方式。圖5.1排樣圖二、條料寬度B計算排樣方式和搭邊值確定以后,條料的寬度也就可以設(shè)計出。計算條料寬度有三種情況需要考慮:1.有側(cè)壓裝置時條料的寬度。2.無側(cè)壓裝置時條料的寬度。3.有定距側(cè)刃時條料的寬度。有側(cè)壓裝置的模具,能使條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn)。圖5.2有側(cè)壓裝置時條料的寬度確定本設(shè)計采用的是有側(cè)壓裝置的模具。所謂條料寬度,是指工件最大極限尺寸加上側(cè)搭邊值。因條料是由板料剪裁下料而得,為保證送料順利,規(guī)定其上偏差為零,下偏差為負(fù)值。其計算公式如下:B=D+2a (5.2)式中B條料寬度基本尺寸;D條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸;a側(cè)搭邊值,查表5.1;條料下料剪切公差;表5.2剪切公差及條料與導(dǎo)料板之間隙C(mm)條料厚度(mm)條料寬度(mm)1122335CCCC500.40.10.50.20.70.40.90.6501000.50.10.60.20.80.41.00.61001500.0.20.70.30.90.51.10.71502200.70.20.80.31.00.51.20.7根據(jù)零件圖查表5.2確定剪料公差及條料與導(dǎo)板之間的間隙=0.6。根據(jù)公式(5.2): B=D+2a+c =(107.1+23)=113.1第四節(jié) 材料利用率的計算一、計算沖壓件面積、周長因?yàn)樵摴ぜD由多段圓弧組成,計算周長需要準(zhǔn)確的找到各段圓弧的長度,計算面積也需要準(zhǔn)確的找到切點(diǎn),諸多因素采用人工計算時計算量較大,因此采用三維輔助軟件可快速準(zhǔn)確的計算出面積、周長(如圖5.3)。圖5.3沖壓件的周長和面積取F=2401.65mm2L=539.23mm二、計算材料利用率沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率。 材料利用率通常以一個進(jìn)距內(nèi)制件的實(shí)際面積與所用毛坯面積的百分率表示:=(nF/AB)100% (5.3)式中材料利用率(%);n沖裁件的數(shù)目;F沖裁件的實(shí)際面積(mm2);包括工件面積與廢料面積;B板料寬度(mm);A送料進(jìn)距;根據(jù)公式(5.3): =(22401.65/95113.1)100%44.7%由此可之,值越大,材料的利用率就越高,廢料越少。因此,要提高材料利用率,就要合理排樣,減少工藝廢料。第六章 計算沖壓力與壓力機(jī)的初選計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī),設(shè)計模具和檢驗(yàn)?zāi)>叩膹?qiáng)度,壓力機(jī)的噸位必須大于所計算的沖裁力,以適宜沖裁的要求,普通平刃沖裁模,其沖裁力一般可以按下式計算:Fp=Kp Lt =Lt (6.1)式中材料抗剪強(qiáng)度(MPa);L沖裁周邊總長(mm);t材料厚度(mm);系數(shù)Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損,凸模與凹模間隙之波動,取Kp =1.3。第一節(jié) 沖裁力Fp的計算據(jù)圖5.3可得一個零件內(nèi)外周邊之和L=474.81mm。查碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能表知:Q235的抗剪強(qiáng)度=216Mpa304Mpa,取260Mpa,制件厚度t=4mm,則根據(jù)公式(6.1): Fp= Kp Lt=1.33539.23260=546779.22(N)546.8(KN)第二節(jié) 卸料力Fq1的計算Fq1=KxFp (6.2)式中Kx卸料力系數(shù),查表6.1取Kx0.05。根據(jù)公式(6.2): Fq1= KxFp=0.05546.8(KN)27.34(KN)表6.1卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t/mmKxktKd鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03第三節(jié) 頂件力Fq2的計算Fq2= KdFp (6.3)式中Kd頂件力系數(shù)。查表6.1得Kd0.06.根據(jù)公式(6.3): Fq2= KdFp =0.06546.8(KN)32.808(KN)第四節(jié) 總的沖壓力F的計算根據(jù)模具結(jié)構(gòu)總的沖壓力F=FP+Fq1+Fq2=546.8+27.34+32.808=606.948(KN)選用的壓力機(jī)公稱壓力P(1.11.3)F,取系數(shù)為1.3,則: P1.3F=1.3x606.948 (KN)=789.0324(KN)。4.3 彎曲力的計算本產(chǎn)品屬于V形彎曲,由于彎曲雖然是一副模具,定位做成可調(diào)接的,所以在計算彎曲力時,需要計算1次,V形彎曲的計算公式如下,彎曲力計算F=0.6KBtt/(R+t) (4-1) F=0.61.3603600/(0.5+3)=24068N =2.4KN式中 F彎曲力(N);B產(chǎn)品的彎曲的寬度(mm);材料抗拉強(qiáng)度(MPa);(550-700 MPa)t材料厚度;(mm)K系數(shù),通常K=1.3;第五節(jié) 壓力機(jī)的初選沖裁時,壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。沖壓設(shè)備屬鍛壓機(jī)械。常見的冷沖壓設(shè)備有機(jī)械壓力機(jī)。表6.2部分常用開式壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)單位型號J23-4J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-63J23-100滑塊公稱壓力KN40631001602506301000滑塊行程次數(shù)次/mm2001601351151007070最大閉合高度mm160170180220250360360閉合高度調(diào)節(jié)量mm35405060709090立柱間距mm100150180220260250250滑塊地面尺寸左右mm100140170200300300前后mm90120150180340340模柄孔尺寸直徑mm3050深度mm5070墊塊厚度mm35405060708090最大傾斜角453530工作臺尺寸左右mm280315360450560630710前后mm180200240300360420480根據(jù)沖壓力的計算和壓力中心的計算,選擇開式壓力機(jī)的型號為J23-100。第七章 模具壓力中心的確定模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點(diǎn)位置,為了確保壓力機(jī)和模具正常工作,應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則,會使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷,使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大磨損,模具導(dǎo)向零件加速磨損,降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。模具的壓力中心,可按以下原則來確定:1.對稱零件的單個沖裁件,沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。2.工件形狀相同且分布對稱時,沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。3.各分力對某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的 力矩。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置0,0(x=0,y=0),即為所求模具的壓力中心。其中、分別為各沖裁周邊長度。圖7.1壓力中心按比例畫出零件形狀,選定坐標(biāo)系XOY。計算出零件壓力中心為(0,-34.34)第八章 沖裁模間隙的確定第一節(jié) 沖裁間隙Z指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸DT的差值(如圖8.1),是設(shè)計模具的重要工藝參數(shù)。圖8.1沖裁間隙第二節(jié) 沖裁間隙分析一、間隙對沖裁件尺寸精度的影響沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值,差值越小,則精度越高,這個差值包括兩方面的偏差,一是沖裁件相對于凸?;虬寄5钠?,二是模具本身的制造偏差。二、間隙值的確定凸、凹模間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。設(shè)計模具時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,但分別從質(zhì)量,沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數(shù)值,只是彼此接近??紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙,只要間隙在這個范圍內(nèi),就可以沖出良好的制件,這個范圍的最小值稱為最小合理間隙Zmin,最大值稱為最大合理間隙Zmax。考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙增大,故設(shè)計與制造新模具時要采用最小合理間隙值Zmin。確定合理間隙的方法有經(jīng)驗(yàn)法、理論確定法和查表法。對于尺寸精度,斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小的間隙值,對于垂直度與尺寸精度要求不高的制件,應(yīng)以降沖裁力、提高模具壽命為主,可采用較大的間隙值。由于理論法在生產(chǎn)中使用不方便,所以常采用查表法來確定間隙值。根據(jù)間隙表8.1查得材料Q235的最小雙面間隙Zmin=0.460mm,最大雙面間隙Zmax=0.640mm表8.1部分較大間隙的沖裁模具初始雙面間隙材料厚度08、10、35、09Mn2、Q23540、5016Mn65MnZ最小Z最大Z最小Z最大Z最小Z最大Z最小Z最大小于0.5較小間隙0.50.040.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0921.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2402.00.2460.3600.2600.3800.2600.3802.50.3600.5000.3800.5400.3800.5403.00.4600.6400.4800.6600.4800.6604.00.6400.880注:08鋼沖裁皮革、石棉和紙板時,取間隙的25%。第九章 凹、凸模刃口尺寸的計算第一節(jié) 刃口尺寸計算的基本原則沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸的精度,模具的合理間隙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制造公差,是設(shè)計沖裁模關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時需要考慮以下原則:1.落料件尺寸由凹模尺寸決定,沖孔尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計落料模時,以凹模為基準(zhǔn),間隙取在凸模上;設(shè)計沖孔模時,以凸模尺寸為基準(zhǔn),間隙取在凹模上。2.考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損,設(shè)計落料凹模時,凹?;境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸;設(shè)計沖孔模時,凹?;境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。3.確定沖模刃口制造公差時。如果對刃口精度要求過高,增加成本,如果對刃口精度要求過低,會使模具的壽命降低。若工件沒有標(biāo)注公差,則對于非圓形工件按國家“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級處理,沖??砂碔T11級制造;對于圓形工件按IT6IT7級制造。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注單項(xiàng)公差,落料件上偏差為零,下偏差為負(fù);沖孔件上偏差為正,下偏差為零。第二節(jié) 刃口尺寸的計算根據(jù)模具的加工方法不同,凸、凹模刃口尺寸的計算方法分為兩種情況。凸模與凹模分開加工和凸模與凹模配合加工。對于該制件應(yīng)該選用凸模與凹模分開加工方法。凸模與凹模分開加工是指凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標(biāo)注凸模與凹模刃口尺寸與制造公差。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙Zmax必須滿足下列條件:或者、一、沖孔凸、凹模計算設(shè)沖孔尺寸為根據(jù)以上原則,沖孔時以凸模設(shè)計為基準(zhǔn),首先確定凸模刃口尺寸,使凸?;境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸,再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙Zmin。凸模制造偏差取負(fù)偏差,凹模取正偏差。其計算公式為:凸模 dp=(dx)0- p 凹模 dd=(Zmin)0+ d(dXZmin) 0+ d在同一工步中沖出制件兩個以上孔時,凹模型孔中心距Ld按下式確定:Ld=(Lmin0.5)0.125式中dd沖孔凹?;境叽?mm); dp沖孔凸?;境叽?mm); d沖孔件孔的最小極限尺寸(mm); Ld同一工步中凹??拙嗷境叽?mm); Lmin制件孔距最小極限尺寸(mm); 沖孔件孔徑公差(mm); Zmin凸、凹模最小初始雙面間隙(mm);X磨損系數(shù),是為了使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸,與工件制造精度有關(guān),可查表9.1取值:當(dāng)工件精度IT10以上,取x=1;當(dāng)工件精度IT11IT13,取x=0.75;當(dāng)工件精度IT14,則取x=0.5。表9.1磨損系數(shù)X料厚t(mm)非圓形圓形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30根據(jù)圖1.1和表9.1查得磨損系數(shù)X取0.5,即X=0.5設(shè)凸、凹模分別按IT6和IT7級加工制造,所以凸模: dp =(d+X) 0- p=(12+0.50.43)=12.215凹模: dd=( dp +Zmin)=(12.215+0.132)=12.347校核: pd=0.011+0.018=0.029mmZmaxZmin=0.24-0.132=0.108mm(Zmax、Zmin是凸、凹模最大初始雙面間隙,查表8.1得Zmax =0.88;Zmin =0.64)。pdZmaxZmin所以沖孔凸、凹模刃口尺寸dp=12.2150-0.011mm,dd=12.3470+0.018mm二、落料凸、凹模計算凹模: Dd=(DX)凸模: Dp=( DdZmin)(DXZmin)式中Dd落料凹?;境叽?mm);Dp落料凸?;境叽?mm);D落料件最大極限尺寸(mm);r落料件外徑公差(mm);Zmin凸、凹模最小初始雙面間隙(mm);X磨損系數(shù),是為了使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸,與工件制造精度有關(guān)。表9.1取X=0.5。由公差表(1.2)查得:88mm、60mm、45mm、20mm設(shè)凸、凹模分別按IT6和IT7級加工。所以凹模 880-0.740:Dd4=(D4-X)=(88-0.50.74)=87.63mm 600-0.740:Dd4=(D4-X)=(60-0.50.74)=59.63mm凸模 880-0.740:Dp4=(Dd4- Zmin)=(87.63-0.132)=87.498mm260-0.52:Dp2=(Dd2- Zmin)=(26.74-0.132)=25.608mm600-0.740:Dp4=(Dd4- Zmin)=(59.63-0.132)=73.498mm校核因?yàn)?=0.018+0.011=0.029mm=0.013+0.021=0.034mm=0.016+0.025=0.041mm=0.019+0.030=0.049mmZmaxZmin =0.24-0.132=0.108mm(Zmax、Zmin是凸、凹模最大初始雙面間隙,查表8-1得Zmax =0.24、Zmin =0.132)滿足ZmaxZmin。6.3.3 彎曲凸模,凹模設(shè)計計算毛坯經(jīng)凹模圓角進(jìn)入凹模時,受彎曲和摩擦作用,若凹模圓角半徑過小,因徑向拉力增大,易使拉伸件表面劃傷或產(chǎn)生斷裂;若過大,則壓邊面積小,由于懸空增大,易起內(nèi)皺。因此,合理的選擇凹模圓角半徑很重要。具體數(shù)值查表可得。彎曲模間隙是單面間隙,即凹模和凸模直徑之差的一半。本次設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)比較簡單,在選擇間隙時可以直接查表,所以查表可知間隙為(1-1.1t),t為材料厚度。由于產(chǎn)品圓角較大,所以間隙不能大,否則產(chǎn)品有錐度,精度差,不符合要求,間隙太小,模具壽命短,所以取間隙為t。凸、凹模工作部分尺寸的確定,主要考慮模具的磨損和產(chǎn)品的回彈。1)、制件標(biāo)注外形尺寸 凹模尺寸為L d=(Lmax 0.75)凸模尺寸為L p=(Ld0.75Z)(2)、制件標(biāo)注內(nèi)尺寸凸模尺寸為L p=(Lmin +0.4) 凹模尺寸為L d=(Lp+0.4+Z) 其中 L產(chǎn)品件的外形或內(nèi)尺寸產(chǎn)品件的尺寸偏差L d產(chǎn)品凹模的基本尺寸L p產(chǎn)品凸模的基本尺寸Z凸凹模雙面間隙具體計算如下,制件標(biāo)注內(nèi)尺寸,按此公式計算彎曲凸模尺寸為L p1=(Lmin +0.4) =0.5凹模尺寸為L d1=(Lp1+0.4+Z) =1.5 凸、凹模工作表面粗造度要求:凹模工作表面和型腔表面粗造度應(yīng)達(dá)到0.8;圓角處的表面粗造度一般要求0.4;凸模工作部分表面粗造度一般要求0.8-1.6。第十章 主要零部件的設(shè)計第一節(jié) 工作零件的設(shè)計與計算一、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和外形尺寸計算1.凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模:在沖壓過程中與凸模配合直接對沖壓制件進(jìn)行分離或成形的工作零件。凹模洞口的類型如圖10.1所示,其中a、b、c型為直筒式刃口凹模,其特點(diǎn)是制造方便,刃口強(qiáng)度高,本設(shè)計選用c型筒口。圖10.1凹模類型2.外形尺寸計算凹模結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼式兩大類,本設(shè)計凹模采用整體式凹模。凹模厚度: H=Kb(15mm) (10.1)凹模壁厚: C=(1.52)H(30mm) (10.2)凹模外形尺寸: B=b+2C (10.3)式中b沖裁件的最大外形尺寸;(mm);K系數(shù),考慮板料厚度的影響(見表10.1);H凹模厚度;C凹模壁厚;B凹模外形最大尺寸。表10.1系數(shù)K的數(shù)值b/mm厚度t/mm0.51233500.30.350.420.50.650-1000.20.220.280.350.42100-2000.150.180.20.240.32000.10.120.150.180.22根據(jù)圖1.1查表10.1,取K=0.25,又b=75mm,則由公式10.1和公式10.2得:凹模厚度: H=Kb=0.25107=26.75mm;凹模壁厚: C=(1.52)H=(1.52)26.75=40.12553.5mm根據(jù)表10.2取凹模厚度:H=30mm;取凹模壁厚C=45mm。根據(jù)公式(10.2): B=b+2C=107+245=197mmL=b+2C=30+245=120mm查表10.2,選取凹模外形尺寸LB=200mm125mm。表10.2矩形和圓形凹模的外形尺寸(JB/T-6743.1-1994)矩形凹模的長度和寬度LB矩形和圓形凹模厚度H6350、636310、12、14、16、18、208063、8080、10063、10080、100100、1258012、14、16、18、20、22125100、125125、14080、1408014、16、18、20、22、25140125、140140、160100、160125、160140、200100、20012516、18、20、22、25、28160160、200140、200160、250125、25014016、20、22、25、28、32凹模輪廓尺寸為200mm125mm40mm。二、沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和外形尺寸計算1.凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計因?yàn)榱慵愋?,采用線切割方法進(jìn)行加工,所以采用整體直通式凸模(如圖10.3),與凸模固定板采用H7/m6配合,按凸模的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式與尺寸規(guī)格選取。2.凸模外形尺寸計算凸模長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定,因?yàn)樵撃>卟捎玫氖堑寡b式復(fù)合模,采用的是彈壓卸料上出件方式,其總長按相關(guān)公式計算:L = H1 + H2 + H + t式中H1凸模固定板厚度;得H1=0.8H凹=0.840=32mm。H2卸料板厚度查表10.4;t材料的厚度;H沖裁件厚度和凸模進(jìn)入凸凹模一般410mm。則:L =32+20+6.5+1.5=60mm凸模強(qiáng)度校核:該凸模不屬于細(xì)長桿,強(qiáng)度足夠。圖10.3沖孔凸模尺寸3.凸模材料的選用模具刃口要求有較高的耐磨性,并能承受沖裁時的沖擊力,因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀復(fù)雜且壽命要求較高的凸模選用Cr12、Cr12MoV等制造。該凸模材料應(yīng)選Cr12MoV,熱處理5862HRC。三、凸凹模的設(shè)計和外形尺寸計算1.凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸凹模是復(fù)合沖裁中的主要零件。他的內(nèi)外邊緣均為刃口,內(nèi)外邊緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。從強(qiáng)度方面考慮,其壁厚應(yīng)受最小限制。當(dāng)模具為正裝結(jié)構(gòu)時,內(nèi)孔不積存廢料,脹力小,最小壁厚可以小些;當(dāng)模具為倒裝結(jié)構(gòu)時,若內(nèi)孔為直筒形刃口形式,且采用下出料方式,則內(nèi)孔積存廢料,脹力大,故最小壁厚應(yīng)大些。凸凹模的最小壁厚值,倒裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚見表10.3。表10.3倒裝復(fù)合模凸凹模的最小壁厚材料厚度mm1.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚a2.73.23.64.04.44.95.25.8由于選用的是倒裝式復(fù)合模,所以查表得:最小壁厚a=3.8。2.凸凹模的外形尺寸計算其長度可按下式計算:L = h1+h2+h (10.4)式中h1凸凹模固定板厚度;得h1=0.6H凹=0.640=24mm。h2卸料板厚度;查表10.4取15mm。h附加長度(包括凸模進(jìn)入凹模深度,彈性元件安裝高度);根據(jù)公式(10.4): L = h1+h2+h=24+15+10=49mm表10.4卸料板厚度沖件厚度tmm卸料板寬度505080801251252002000.866810120.81.5681012141.53810121416四、工作零件材料的選用由于沖模為冷沖模,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、良好的抗粘結(jié)能力、可段性、可切削性、可磨削性、熱處理工藝性等。由上要求在該模具中沖孔凸模、凸凹模和凹模板的材料選用Cr12MoV鋼。Cr12MoV剛具有較好的淬透性,很高的耐磨性,有較高的沖擊韌度。淬火、回火工藝見表10.5。表10.5 Cr12MoV鋼的淬火、回火工藝鋼號低淬低回工藝中淬中回工藝高淬高回工藝淬火溫度/淬火硬度HRC回火溫度/淬火溫度/淬火硬度HRC回火溫度/淬火溫度/淬火硬度HRC回火溫度/Cr12MOV9501000626420010306364400108011004060500520五、卸料部分的設(shè)計設(shè)計卸料零件的目的,是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料卸掉,常用的卸料方式有:剛性卸料、彈壓卸料板。本設(shè)計采用彈壓卸料裝置,采用彈壓卸料裝置有一定的裝配要求:在模具開啟狀態(tài),卸料板應(yīng)高出模具工作零件刃口0.3mm0.5mm,以便順利卸料。本模具的卸料板僅有卸料作用,卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相同,取250mm140mm,卸料板的厚度按表10-4選擇,卸料板厚度為20mm。卸料板采用45鋼制造,熱處理淬火硬度4348HRC。卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘,公稱直徑為10mm,螺紋部分為M8.510mm,卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間,以保證卸料的正常運(yùn)動。六、定位零件的設(shè)計沖模的定位裝置零件是用來保證材料的進(jìn)料正確及在沖模中保持位置的正確性。定位零件的種類很多,主要有導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、擋料銷、側(cè)刃、導(dǎo)正銷和定位板等。由沖壓工藝分析可知,該模具的定位零件是采用的是固定擋料銷送進(jìn)定距和固定導(dǎo)料銷送進(jìn)定位如簡圖10.3所示。1.擋料銷的設(shè)計常見的擋料銷有三種形式。固定擋料銷、活動擋料銷和始用擋料銷。在此選用A型擋料銷,作為該模具中的擋料銷和導(dǎo)料銷。其結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格如圖10.4和表10.5。選取該模具的擋料銷和導(dǎo)料銷的直徑d8的A型固定擋料銷。 活動擋料銷 固定擋料銷圖10.4擋料銷表10.5定擋料銷尺寸規(guī)格表(mm)d(h11)d1(m6)hL基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差60-0.0753+0.008+0.0023880-0.0904+0.012+0.00421010313160-0.1108+0.015+0.0063132010416250-0.13012+0.018+0.00720本模具的設(shè)計選用固定擋料銷(JB/T7649.10-1994),材料45,熱處理硬度4348HRC。圖10.5擋料銷固定方式擋料銷按圖a)方式固定,其尺寸可按下式計算:S1=A-Dp/2+D/2+0.1 (10.5) =A-(Dp -D)/2+0.1式中A步距(mm); Dp落料凸模直徑(mm); D擋料銷頭部直徑(mm);根據(jù)公式(10.5): S1=32-(12-8)/2+0.1 =30.1mm2.導(dǎo)料銷的設(shè)計條料的送料方向是條料靠著一側(cè)的導(dǎo)料板,沿著設(shè)計的送料方向?qū)蛩瓦M(jìn)。本設(shè)計采用導(dǎo)料銷導(dǎo)向,本設(shè)計選用固定式。設(shè)計時導(dǎo)料銷應(yīng)選兩個且位于條料的同側(cè),從右向左送料時,導(dǎo)料銷應(yīng)裝在后側(cè);從前向后送料時,導(dǎo)料銷應(yīng)裝在左側(cè)。綜上,定位零件采用一個固定擋料銷和單邊兩個導(dǎo)料銷定位,固定擋料銷和導(dǎo)料銷固定在卸料板上。導(dǎo)料銷材料采用45鋼制造,熱處理硬度4348HRC。七、推件裝置的設(shè)計推件和頂件的目的,是將制件從凹模中推出來(凹模在上模)或頂出(凹模在下模)。推件裝置可分為彈性推件裝置和剛性推件裝置兩種,彈性推件裝置一般裝在下模,具有壓料作用,沖件質(zhì)量好,但推件力較小。常用于正裝式復(fù)合?;驔_裁薄板料的落料模中。剛性推件裝置一般裝在上模,利用壓力機(jī)的推件力,因此,推件力大,推件可靠,但不具有壓料作用。常用于倒裝式復(fù)合模
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