墊片單工序落料沖壓模具設計【空調墊片】(正裝)【說明書+CAD】
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設計題目: 墊片單工序落料沖壓模具設計 學科專業(yè): 作者姓名: 導師姓名: 完成時間: 目 錄一、設計課題2二、設計內容32.1 沖壓件工藝分析32.2 確定沖壓工藝方案32.3 主要設計計算52.3.1 工件尺寸公差轉換及毛坯尺寸計算52.3.2 排樣及相關計算52.3.3 沖壓力計算72.3.4 壓力機初選82.3.5 凸凹模刃口尺寸計算83.3.6 壓力中心的計算112.4 模具的總體設計122.4.1 模具類型的選擇122.4.2 定位方式的選擇122.4.3卸料方式的選擇122.4.4 導向方式的選擇122.5 模具零部件設計122.5.1 整體式凹模122.5.2 凸模132.5.3模架的選用152.5.4 導柱導套的選用162.5.5 壓力機的選用17三、模具裝配18四結論19參考文獻20一、設計課題圖紙: 設計資料(數據)及要求: 材料:45鋼 厚度:1.5mm 生產批量:中等批量 圖1.1二、設計內容2.1 沖壓件工藝分析1) 該工件只有落料一個工序,材料為45鋼材料;2) 工件的外形左右對稱;3) 有文獻(1)P65的表3-15有當交角時有過度圓角,在此工件中圓角均遠大于這些最小值;4) 該工件的精度等級為IT10,屬于一般的精度等級;5) 由文獻(1)p67表3-20有沖裁斷面的表面粗糙度為綜上所述,該工件的結構工藝性較好,沖裁較為容易。2.2 確定沖壓工藝方案該工件只有落料一個工序,可以有以下幾種工藝方案:方案一:采用一副簡單的落料模,其排樣圖有兩種形式,第一種是采用單排形式,其排樣圖如下圖所示分析比較:方案一:.采用單工序模生產,模具結構簡單,制造成本低。方案二:一副模具上裝兩副凸凹模,結構設計較為復雜,制造成本較高,但是生產效率高。方案確定:雖然方案二生產效率較高,但是模具的制造成本較高,結構設計較為復雜,對于小批量生產來說,沒有必要在模具上投入過高資本。相比之下,方案一模具結構簡單,制造成本低,更適合進行小批量生產,節(jié)約生產資本。2.3 主要設計計算2.3.1 工件尺寸公差轉換及毛坯尺寸計算按“入體原則”標注工件尺寸公差,由文獻(2)p257表3-2公差等級為10級時工件上的尺寸如下:毛坯的面積為毛坯周長為2.3.2 排樣及相關計算 采用導料板進行側向導料,且增加測壓裝置保證精度要求。采用單排,圖2.3.2.1由文獻(1)p56表3-9查的最小搭邊值分別為:側面a=2.5;工件間a1=2mm。為方便計算,此次設計統一取值為2.5mm。由文獻(1)p57表3-10查得工件最大寬度為11mm時,條料寬度的單向偏差為由文獻(1)p58表3-12查的導料板與最寬條料之間的間隙值為則由文獻(1)p56式(3-14)有條料的寬度為 材料的利用率為2.3.3 沖壓力計算由文獻(4)p29表1-50有45鋼抗拉強度,在此次計算中取,采用彈性卸料和下出料方式進行沖裁。由文獻(1)p60式(3-20)有落料力:由文獻(1)p61表3-14有,并取n=7由文獻(1)p61式(3-22)有推件力為:由文獻(1)p61表3-14有由文獻(1)p61式(3-21)有卸料力為:由文獻(1)p61式(3-24)有沖壓工藝力為: 為使壓力機安全工作,取壓力機的公稱壓力為沖壓工藝力的1.2倍,則有:壓力機公稱壓力:2.3.4 壓力機初選根據沖壓工藝總力計算結果,并結合工件高度,初選開式雙柱可傾壓力機J23-10.2.3.5 凸凹模刃口尺寸計算由于工件的形狀較為復雜,所以凸凹模采用配作法加工。由文獻(1)P43式(3-2)由經驗值法確定最小間隙值,則有圖2.3.5.1該工件屬于落料件,選凹模為設計基準,只需要計算落料凹模刃口尺寸及制造公差,凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸按間隙要求配作。由文獻(2)p257表3-2公差等級為10級時工件上的尺寸,及文獻(1)p48表3-7相應的磨損系數如下表所示尺寸的編號尺寸大小尺寸公差磨損系數a0.058mm1b0.048mm1c0.04mm1d0.058mm1e0.04mm1f0.048mm1 3.3.6 壓力中心的計算由圖可知壓力中心一定在Y軸上,只需計算出圖中標注的幾部分的Y值即可,圓弧的壓力中心位置可由文獻(1)P63式(3-27)求得。理論壓力中心與模具中心的偏移量較小,所以直接取凹模幾何中心為壓力中心。2.4 模具的總體設計2.4.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知,采用單工序沖壓,所以模具類型為單工序落料模,又由于精度要求不高,所以選用后側導柱型模座。圖2.4.12.4.2 定位方式的選擇 導料采用導料板,并采用擋料銷、初始擋料銷定位。2.4.3卸料方式的選擇由于材料較軟,在沖壓過程中板料可能發(fā)生翹曲變形,必須添加壓料裝置,所以采用彈性卸料和下出料方式。2.4.4 導向方式的選擇由于工件的結構較為簡單,同時為了節(jié)約生產成本,簡化模具結構降低模具制造難度,方便安裝調整,該單工序落料模采用后側導柱導套式落料模。2.5 模具零部件設計2.5.1 整體式凹模沖裁時凹模承受沖裁力和側向壓力的作用,受力情況比較復雜,通常根據沖裁的板料的厚度和沖裁件的輪廓尺寸按經驗公式來確定,由文獻(1)p86式(3-41)、(3-42),查表3-24中的凹模厚度系數k=0.5,得凹模的尺寸為:2.5.2 凸模由工件形狀可知凸模形式為非圓形凸模,且通過分析比較:落料凸模截面較大,為固定方便采用圓凸臺固定較為可靠。凸模長度計算:L=h+(1520)mm;上式中,-凸模固定板厚度; -卸料板厚度; -導尺厚度 L凸模長度。1520mm包含凸模進入凹模的深度、凸模修磨量、沖模在閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的距離。凸模長度由上表可查得, L=50 mm由于此工件的形狀較為復雜,加工時比較適合采用線切割加工,考慮到加工工藝性要求,凸模采用直通式,固定方式采用鉚接式,凸模的長度取為50mm,當凹模的尺寸確定之后,由文獻(3)p128表5-3得彈壓卸料縱向和橫向送料典型組合尺寸(GB/T8066.2-95)2.5.3模架的選用零件名稱零件數零件尺寸(mm)凸模142配用模架閉合高度(H)最大最小150130墊板厚度18固定板厚度18卸料板厚度114導料板(長度厚度)1100X8凹模厚度116凹模固定螺釘4M8承料板固定螺釘4M8凹模固定銷定4導料板固定螺釘4卸料彈簧4設計時根據卸料力選取卸料螺釘48X35凸模固定螺釘4M8X35凸模固定銷釘4M8X35 由于工件精度要求不太高,且考慮模具結構簡單。故選擇后側導柱模架。由 3 105頁表4-6可查得表2 模座尺寸(單位:mm)凹模周界L100B100模座厚度H上模座25下模座30上模座寬度L110導柱孔間距S116導柱孔中心與上、下模座中心的距離A75導柱孔中心與上、下模座最大距離A110模座導柱凸緣半徑 R32上、下模座凸緣長度 l60上模座D(H7)基本尺寸32極限偏差下模座d(R7) 基本尺寸20極限偏差2.5.4 導柱導套的選用由模架尺寸選用導柱導套,選用滑動導柱B型及滑動導套B型,由 4 78頁表3-38及表3-39 可查得導柱導套尺寸如下表: 表4 導柱尺寸(單位:mm) 導柱直徑d基本尺寸20極限偏差h5h6導柱長度L100-130 表5 導套尺寸(單位:mm)導套外圓直徑D基本尺寸20極限偏差導套長度L65導套上端尺寸H232.5.5 壓力機的選用由前面沖裁力計算結果可知F= 88.71KN。由模具的設計及實際情況考慮選擇開式雙柱可傾壓力機J23-25。具體參數見下表:表 6開式雙柱可傾壓力機參數d基本尺寸32極限偏差0.050d1M20X1.2L79L156L23S27d218d311d4M6b3.5c1.5三、模具裝配 根據落料模的特點,先裝上模,再裝下模較為合理,并調整間隙,試沖,返修。具體過程如下。四結論通過對零件落料模的設計,更深一層地了解沖裁模的設計流程,包括沖裁件的工藝分析、工藝方案的確定、模具結構形式的選擇、必要的工藝計算、主要零部件的設計、壓力機型號的選擇、總裝圖及零件圖的繪制。在設計過程中,有些數據、尺寸是一點也馬虎不得,只要一個數據有誤,就得全部改動,使設計難度大大增加。條料送進時利用固定擋料銷定步距。操作時完成第一步后,把條料向上抬起向前移動,移到剛沖過的料口里,再利用導料銷繼續(xù)下一個工件的沖裁。重復以上動作來完成所需工件的沖裁,沖完一側的工件之后翻遍沖另一側的工件,首次定位用初始擋料銷。通過本次沖壓模具課程設計,是我對模具有了更深的認識,同時深刻認識到要成為一名優(yōu)秀的模具設計人員還有很長的路要走,而非一朝一夕之事。再有,通過本次設計為今后的畢業(yè)設計,未來的工作奠定了一定的基礎。參考文獻1 李奇涵主編.沖壓成形工藝與模具設計M北京:科學出版社,2007年;2 甘永立主編幾何公差與檢測M8版,上海:上??茖W出版社,2008.1;3.王立人,張輝主編.沖壓模具設計指導M北京:北京理工大學出版社,2009.8;4 馮炳堯,韓泰榮,蔣文森主編.模具設計與制造簡明手冊S第二版.上海:上??茖W技術出版社,1998.7;5侯洪生主編。機械工程圖學M北京:科學出版社,200113
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