止動件的沖裁復(fù)合模設(shè)計,止動件,復(fù)合,設(shè)計 購買后包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 摘 要 本論文介紹了止動件的沖裁復(fù)合模設(shè)計的全過程。對模具設(shè)計進行了全面的介紹和分析，并在此基礎(chǔ)上進行了模具的設(shè)計。設(shè)計包括沖裁壓力、沖裁刃口尺寸以及材料利用率的計算。確定各主要的零件結(jié)構(gòu)尺寸、設(shè)計并繪制排樣圖、零件圖以及裝配圖等一系列的工作。 關(guān)鍵詞：止動件；沖壓；復(fù)合模 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1止動件設(shè)計 2 1.1沖裁件分析 2 1.1.1 產(chǎn)品分析 2 1.1.2材料分析 2 2 沖裁件的分析 3 2.1沖裁件的工藝性 3 2.2材料利用率 3 2.2.1材料利用率的基本內(nèi)容 3 2.2.2材料利用率的計算公式 3 2.3材料搭邊值的計算 3 2.3.1排樣方式 3 2.3.2最小搭邊值的計算 3 3凸、凹模的刃口尺寸計算及沖裁壓力計算 5 3.1凸、凹模的刃口尺寸計算 5 3.1.1凸、凹模的刃口尺寸計算原則 5 3.1.2凸、凹模的刃口尺寸計算公式 5 3.2沖裁壓力 6 3.2.1沖裁壓力的計算 6 3.2.2降低沖裁力的措施 6 4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及選擇 7 4.1選擇模具結(jié)構(gòu) 7 4.1.1復(fù)合模 7 4.1.2正裝與倒裝復(fù)合模的選擇 7 4.2凹模板 7 4.2.1凹模板的尺寸計算 7 4.2.2凹模板尺寸圖 8 4.3凸模 8 4.3凸凹模 9 5模具總圖及孔的放置 10 5.1螺紋孔和銷孔的放置 10 5.2裝配圖 11 總 結(jié) 12 致 謝 13 附錄 14 參考文獻 15 前 言 幾千年前，模具就已經(jīng)被我們的祖先用來制造青銅器，說明我國在模具上的水平已經(jīng)領(lǐng)先國外了。經(jīng)過幾千年的沉淀，模具的種類越來越多，對我們的生活影響越來越大，在汽車、航空、電子、日常用品等產(chǎn)品中發(fā)揮了重要的作用。在數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的今天，冷沖模開發(fā)的三個層面已經(jīng)高度集成緊密的融合在一起。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多，沖壓行業(yè)仍是蒸蒸日上，對各種不同種類的沖壓人才的需求持續(xù)增長，所以我們身上的責(zé)任也越來越重。 我們學(xué)的模具有兩種分為：塑料模具和沖壓模具。沖壓模具的形式很多。根據(jù)工藝分類可分為：沖裁模、拉伸模、彎曲模、成形模；根據(jù)工序組合可分為：單工序模、級進模、復(fù)合模。塑料模成型加工方法不同，可分為：注塑模、傳遞模、壓鑄模、擠出模、中空吹塑模和熱成型模具。而我這次設(shè)計的就是沖壓模中的復(fù)合模。 冷沖模模具設(shè)計是為模具設(shè)計與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)、基礎(chǔ)理論課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個實踐性教學(xué)的環(huán)節(jié)。綜合了材料力學(xué)、塑性力學(xué)、機械原理與設(shè)計、機械制造工藝等多科學(xué)的應(yīng)用，這是一門應(yīng)用型和理論性很強的課程。其目的是：讓我們具體應(yīng)用和理解課程及有關(guān)模具的理論知識及生產(chǎn)知識， 了解沖壓模模具設(shè)計的設(shè)計方法和步驟；培養(yǎng)設(shè)計能力；結(jié)合生產(chǎn)和使用等條件，獨立地完成模具總體結(jié)構(gòu)及其零部件的設(shè)計。熟練掌握手工繪圖的能力和AutoCAD、UG等軟件的應(yīng)用能力，熟悉了解有關(guān)國家（部頒）標準、規(guī)范等，加強對模具設(shè)計的認識，培養(yǎng)獨立分析問題和解決問題的能力。 1止動件設(shè)計 1.1沖裁件分析 1.1.1 產(chǎn)品分析 如圖1-1所示沖裁零件， 產(chǎn)品名稱：止動件 材料:Q235， 厚度:t=2mm， 適合大批量生產(chǎn)。 圖1-1 沖裁零件 1.1.2材料分析 沖裁變形的零件應(yīng)該具有較好的塑性、一定的硬度和剛性。如果零件的塑性太差，剪切過程時間短，會得不到足夠的光亮帶，從而大大使沖裁質(zhì)量和精度變差；硬度太低，會使零件的平整度變差，而且會產(chǎn)生材料附著，但是硬度太高塑性差，還影響模具的壽命；零件剛度太差，不便于送料、取件。因此選用Q235。 2 沖裁件的分析 2.1沖裁件的工藝性 沖裁件的工藝工藝性能是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性，所以零件的材質(zhì)、形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及公差等對沖裁工藝要求的符合程度，良好的沖裁工藝可以顯著的降低零件的生產(chǎn)成本。 2.2材料利用率 2.2.1材料利用率的基本內(nèi)容 排樣時，在保證制件質(zhì)量的前提下，主要考慮如何提高材料的利用率（沖裁件的實際面積 與用了的材料的面積之比），利用率越大，制造的沖裁件就越多。 2.2.2材料利用率的計算公式 材料利用率η的計算公式：η=A /Bs×100 % A表示沖裁件的實際面積；B表示條料的的寬度；s表示沖裁時條料在模具上每次送進的距離，它的值為兩個沖裁件間對應(yīng)點之間的距離。如圖2-1得，材料利用率： η＝A /Bs×100 %＝5320/（75×78）%≈89.7 % 2.3材料搭邊值的計算 2.3.1排樣方式 在對沖裁件進行排樣時，要根據(jù)零件的形狀尺寸精度要求生產(chǎn)率結(jié)構(gòu)和壽命以及操作安全方便等因素來進行。這樣會使綜合經(jīng)濟效益提高。 因為此沖裁件適合批量生產(chǎn)。排樣時為了避免材料的浪費，因此選擇直排。這種排樣方式是有廢料排樣，模具根據(jù)工件外形進行沖裁，工件旁邊都留有搭邊。這樣既能保證沖裁質(zhì)量，也能是沖裁件的壽命延長。 2.3.2最小搭邊值的計算 如圖2-1所示排樣圖根據(jù)參考文獻[1]表2-19最小搭邊值來進行計算。 圖2-1排樣圖 a=2.2 a1=2.8 t=2 L=78 B=75所以最小搭邊值為2.5。 3凸、凹模的刃口尺寸計算及沖裁壓力計算 3.1凸、凹模的刃口尺寸計算 3.1.1凸、凹模的刃口尺寸計算原則 因為凸、凹模之間存在間隙，所以沖裁件旁邊都是帶有錐度的，且落料件的尺寸等于凹模的尺寸，沖孔件的尺寸等于凸模尺寸。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料會發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，從而使間隙變得越來越大。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時，必須遵循下述原則： 沖孔模先確定凸模的刃口尺寸，其標稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最大極限尺寸，保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的孔。刃口的基本尺寸要根據(jù)沖裁性質(zhì)、刃口磨損的方向和最小的間隙尺寸來確定，保證沖裁件在磨損之后還能達到所需的公差要求。 凸、凹模的刃口公差尺寸應(yīng)該根據(jù)凸、凹模的結(jié)構(gòu)、加工方法以及沖裁間隙來確定。 3.1.2凸、凹模的刃口尺寸計算公式 根據(jù)刃口尺寸計算原則，得到刃口尺寸的計算公式為： 落料 Dd=(Dmax-xΔ)+δd 0 Dp=(Dmax-xΔ-Zmin)0 -δp 沖孔 Dd=(dmin+xΔ)0 -δp dd=(dmin+xΔ+Zmin)+δd 0 式中Dd、Dp ——落料凹、凸模的刃口尺寸（mm） dp、dd——沖孔凸、凹模刃口尺寸（mm） Dmax——落料的最大尺寸（mm） dmin——沖孔的最小尺寸（mm） Δ——沖裁件的公差（mm，如果沖裁件是任意尺寸，按IT14級精度處理） Zmin——最小間隙（mm） δp、δd——凸凹模的刃口公差（mm） x——磨損系數(shù)，x值在0.5～1之間，它與沖裁件的精度有關(guān)，可按下列關(guān)系選擇： 沖裁件精度較高（IT10）時：x=1; 沖裁件精度一般（IT11～IT13）時：x=0.75； 沖裁件精度較低（IT14以下）時：x=0.5。 落料（Φ30+0.24 +0.11) 由參考文獻[1]表2-3得知，Zmin=0.10,Zmax=0.14.所以x=0.5。 確定刃口尺寸公差，由參考文獻[1]表2-7得知凸、凹模的刃口尺寸公差δp=0.02mm ,δd=0.03mm。 將上述得到的數(shù)值代入得刃口尺寸為： Dd=（36.24-0.5×0.04）+0.03 0=36.2+0.03 0 mm Dp=（36.22-0.10）0 -0.02=36.10 -0.02 mm 沖孔（Φ220 -0.02） 由參考文獻[1]表2-7得知刃口磨損系數(shù)x=0.75. 確定刃口尺寸公差，得知刃口尺寸公差為δp=0.02mm，δd=0.02mm。將上述所得數(shù)值代入得到刃口尺寸為： dp=（22+0.75×0.12）0 -0.02 =22.090 -0.02 mm dd=（22.09+0.10）+0.02 0 =22.19+0.02 0mm 3.2沖裁壓力 3.2.1沖裁壓力的計算 沖裁力是凸模沖穿板件時所需的壓力，通常指沖裁力的最大值。沖裁力的影響因素有很多，比如材料的厚度、剛度模具、間隙大小等。所以沖裁力可按下式計算：F=KLtτb 式中F指沖裁力； L指沖裁件長度; T指材料厚度; τb指材料抗剪強度； K指的是一些不確定因素，一般取K=1.3 抗剪強度由參考文獻[1]附錄1 所得： 即F=1.3×78×2×304≈61651N 3.2.2降低沖裁力的措施 在零件加工時，沖裁力較大會對零件生產(chǎn)造成不必要的影響。所以要采取一些措施：凸模階梯布置、加熱沖裁、斜刃沖裁。 4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及選擇 4.1選擇模具結(jié)構(gòu) 4.1.1復(fù)合模 復(fù)合模是一種多工序沖模，在壓力機的一次行動中模具的同一個工位上同時完成兩道或兩道以上不同沖壓工序。復(fù)合模的主要特征是：至少有一個具有雙重作用的工作零件，就是凸凹模。 4.1.2正裝與倒裝復(fù)合模的選擇 復(fù)合模分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。區(qū)別在于正裝式復(fù)合模落料凹模裝在下模時，正裝復(fù)合模沖出的工件表面平整 ，精度較高。倒裝復(fù)合模是為落料凹模裝在上模時，倒裝復(fù)合模對凸凹模的最小壁厚有要求，不能太小，其最小壁厚值與材料和板料厚度有關(guān)。因此選用倒裝式復(fù)合模更為合理。 4.2凹模板 4.2.1凹模板的尺寸計算 沖裁件凹模板的輪廓尺寸包括凹模板的長度（L）、寬度（B）、和厚度（H）。其中尺寸L和B的確定有幾下幾個因素：凹模刃壁到凹模板的距離（w1、w2、w3、w4）一般取凹模板厚度的1.5～2倍。凹模板的幾何中心應(yīng)盡量與沖裁壓力中心重合。凹模板厚度可按以下公式確定，但不能小于15mm。 H=KS2（≥15mm） 式中H——凹模板厚度； S2——凹模寬度方向最大距離； K——考慮板料厚度的影響系數(shù)可按表4-1查取。 表4-1系數(shù)K值 S2/mm 材料厚度t/mm 0.5 1 2 3 ＞3 ≤50 ＞50～100 ＞100～200 ＞200 0.3 0.2 0.15 0.1 0.35 0.22 0.18 0.12 0.42 0.28 0.2 0.15 0.5 0.35 0.24 0.18 0.6 0.42 0.3 0.22 根據(jù)表4-1得K=0.2,因此凹模板厚度為： H=0.2×136=27.2mm 即w1=w2=w3=w4=13.6mm 因此得出L=167mm，B=163mm。 根據(jù)凹模板的尺寸我們可以凸模固定板、導(dǎo)料板凸模墊板的長、寬都與凹模板相同，高度分別為40mm、10mm、15mm。因為導(dǎo)柱、導(dǎo)套以及上下模座都是與凹模配做的，因此選用單側(cè)導(dǎo)柱模架。 4.2.2凹模板尺寸圖 如圖4-1凹模板。尺寸未注公差I(lǐng)T14。 圖4-1凹模板 4.3凸模 凸模長度計算。凸模長度主要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，并考慮修模、裝配、操作安全等需要來確定。由于是沖裁復(fù)合模，因此選用彈性卸料。計算公式為： L=h1+h2+ha 式中L——指凸模長度（mm）； h1——凸模固定板厚度（mm）； h2——卸料板厚度（mm）； ha——導(dǎo)料板厚度（mm）；因此根據(jù)公式得L=40+10+15=65,為了防止凸模與凹模固定板相碰損壞模具，因此留有1mm的間隙，即凸模長度為64mm。 圖4-2凸模 4.3凸凹模 復(fù)合模中即作為落料凹模又是沖孔凸模的零件就是凸凹模。當(dāng)凸凹模在模具的上模是則稱為正裝復(fù)合模，反正就是倒裝復(fù)合模。由于本套模具凸凹模在下模，因此選用倒裝復(fù)合模。如圖4-3為凸凹模，尺寸未注公差I(lǐng)T14。 圖4-3凸凹模 5模具總圖及孔的放置 5.1螺紋孔和銷孔的放置 表5-1螺孔銷孔的最小布置尺寸 簡圖 螺釘孔 M6 M8 M10 M12 M16 M20 M24 A 淬火 10 12 14 16 20 25 30 不淬火 8 10 11 13 16 20 25 B 淬火 7 8 9 10 12 13 17 C 淬火 5 不淬火 3 銷釘孔 ?4 ?6 ?8 ?10 ?12 ?16 ?20 D 淬火 7 9 11 12 15 16 20 不淬火 4 6 7 8 10 13 16 由于工作零件較大，因此選用了M24和M10型號的螺釘，銷孔則選用了Φ8。為了可以增加凸模與上模座的可靠性及穩(wěn)定性，所以采用了4個螺釘。而銷釘?shù)拈L度則是根據(jù)連接模具之間的厚度決定的。 5.2裝配圖 圖5-1裝配圖 1-下模座；2-導(dǎo)柱；3-彈簧；4-導(dǎo)套；5-推件塊；6-圓柱銷；7-模柄；8-螺釘；9-上墊板；10-凸模；11-擋料銷；12-凸凹模；13-卸料板；14-卸料螺釘；15-圓柱銷；16-螺釘；17-下墊板；18-凸凹模固定板；19-凹模板；20-推桿；21-凸模固定板；22-上模座板。 總 結(jié) 這次的課題我選擇的是止動件沖裁復(fù)合模。這次的畢業(yè)設(shè)計我感慨良多，通過這次畢業(yè)設(shè)計使我更加了解到模具加工在實際生產(chǎn)中的重要地位。不僅使自己的專業(yè)技能有所發(fā)揮并且掌握的更加熟練，也加強了所學(xué)專業(yè)理論知識的鞏固。系統(tǒng)地鞏固了如：《冷沖模具設(shè)計與項目實踐》、《模具加工工藝》、《機械制圖》等許多課程。 在整個畢業(yè)設(shè)計的過程中，首先要考慮的就是零件是否符合沖裁的條件。從零件的材料看，我選擇了Q235，這個材料十分適合沖壓加工。而且沖裁件的剛性較好。在沖壓的工藝方案選擇時，我選擇了倒裝復(fù)合模，這樣的模具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。 在設(shè)計中，我還運用了UG 3D繪圖軟件和CAD2D制圖軟件，雖然這些老師之前都教過，但是我總是不熟練，正好通過這次的機會，練習(xí)了一把，讓自己的制圖水平有了提高。 做畢業(yè)設(shè)計就會遇到難題，比如凸凹模的設(shè)計、 刃口尺寸的計算。有許多的專業(yè)術(shù)語我都不認識。不懂就問是我們從小被老師教育的，畢業(yè)設(shè)計怎么能少得了同學(xué)們和老師的幫助呢？在同學(xué)們和老師的悉心的指導(dǎo)下，我克服了一個又一個難題，如果沒有他們的幫助，我是不能這么順利的完成這份畢業(yè)設(shè)計的。而且在這次畢業(yè)設(shè)計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，特別是模具在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質(zhì)的飛躍。使我對沖壓模具設(shè)計的整個過程，主要零件的設(shè)計，主要工藝參數(shù)的計算，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及零部件的設(shè)計等都有了進一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會生活中運用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。 總之，這次畢業(yè)設(shè)計，是我自己認真的結(jié)果，也是我為以后架起“工作”的關(guān)鍵一步，檢驗了我大學(xué)幾年學(xué)習(xí)的成果，文中上述所有內(nèi)容主要是在講述模具設(shè)計的過程，利用對零件圖形的工藝分析，設(shè)計出適合加工零件的模具，以及達到生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，零件的沖裁工藝性分析、模具結(jié)構(gòu)的確定是模具設(shè)計的重要內(nèi)容，只要合理就可以保證其加工精度及其各項指標要求。通過這次止動件沖裁復(fù)合模設(shè)計，讓我增加了不少專業(yè)方面的知識，提高了動腦、動手的能力。 這次的畢業(yè)設(shè)計也存在著許多不足之處，希望各位指導(dǎo)老師批評出來，只有這樣，我才能發(fā)現(xiàn)自己的不足，才能去完善。 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計讓我知道了團隊重要性。謝謝大家的幫助。時光荏苒，如白駒過隙，又似流雨煙云，不知不覺，大學(xué)三年就這樣結(jié)束了。回首往事，一切都歷歷在目，就如發(fā)生在昨日。謝謝大家陪我走過了那些光彩有落寞的青春，那孤單卻不可缺失的歲月，謝謝你們的包容，幫助和陪伴。 除了謝謝同學(xué)之外還要感謝的就是老師了，記得剛上大一時，我們還對大學(xué)的新生活懵懵懂。而你就像人生道路上的一盞明燈，幫我指明方向。在我們無能為力時，您就會伸出援助之手幫我們渡過難關(guān)。你教會了我們很多，讓我們少走了很多彎路，也讓我們知道社會的險惡?？傊娴闹x謝您！ 附錄 止動件沖裁復(fù)合模3D圖參考文獻 [1] 丁友生，鄒吉權(quán).冷沖模具設(shè)計與項目實踐. 浙江：浙江大學(xué)出版社，2007. 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