導(dǎo)電片的落料沖孔正裝復(fù)合模具設(shè)計(jì)-沖壓沖裁模含5張CAD圖
導(dǎo)電片的落料沖孔正裝復(fù)合模具設(shè)計(jì)-沖壓沖裁模含5張CAD圖,導(dǎo)電,沖孔,復(fù)合,模具設(shè)計(jì),沖壓,沖裁模含,CAD
摘要
沖壓模具技術(shù)作為模具制造業(yè)中最重要的組成部分,機(jī)械、電子、輕工業(yè)等大量使 用了沖壓零件,所以沖壓模具技術(shù)水平的高低,發(fā)展前景的好壞直接影響到整個(gè)制造業(yè) 的發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求,也為其發(fā)展提供了巨 大的動(dòng)力。 復(fù)合沖壓模的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高,沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高,本制件為 小尺寸平板沖裁件,要求平整、料厚很小,且要求大批量生產(chǎn),故采用順裝式復(fù)合沖裁 模。凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu),不但加工方便而且節(jié)省材料。為了使加工平穩(wěn),模具采用中間 導(dǎo)柱。 本復(fù)合模,采用了沖孔和落料兩個(gè)工序進(jìn)行沖壓。該套沖壓模具設(shè)計(jì)周密,設(shè)計(jì)內(nèi) 容全面。包括對沖壓件工藝性分析,模具工藝方案的確定,模具零件的設(shè)計(jì)、受力計(jì)算 及其校核,模具標(biāo)準(zhǔn)的選定,裝配圖的繪制,壓力機(jī)的型號(hào)選定,零件加工工藝的確定 等,并綜合考慮分析橫排、對排、斜排等各種排樣方式的優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)性,最后以最高 效率、最低成本、最高質(zhì)量、最簡結(jié)構(gòu)來確定排樣和模具的結(jié)構(gòu),這樣的模具操作更加 安全、快捷、方便,并且更容易達(dá)到?jīng)_壓件的公差等級(jí)要求等。實(shí)現(xiàn)了沖壓模具用材節(jié) 省、結(jié)構(gòu)合理、精度高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:順裝復(fù)合模;排樣; 落料;沖孔 ;鑲拼結(jié)構(gòu)
目 錄
摘要 1
1 工藝分析 3
2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 5
2.1 模具類型的選擇 5
2.2 送料方式的選擇 5
2.3 定位方式的選擇 5
2.4 卸料、出件方式的選擇 5
2.5 導(dǎo)向方式的選擇 5
3 工藝尺寸計(jì)算 7
3.1 排樣設(shè)計(jì) 7
3.2 沖裁力計(jì)算 8
3.3壓力機(jī)公稱壓力的確定 8
3.4沖裁壓力中心的確定 8
3.5 刃口尺寸的計(jì)算 9
4 主要零部件的設(shè)計(jì) 12
4.1 工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
4.2 定位零件的設(shè)計(jì) 12
4.3 模架及其它零部件設(shè)計(jì) 13
5 模具裝配圖 14
6 沖壓設(shè)備的選取 15
7 工藝卡 16
結(jié)論 17
致謝 18
參考文獻(xiàn) 19
18
1 工藝分析
1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)
如下圖的導(dǎo)電片,材料為T2,料厚t=0.3mm,大批量生產(chǎn)。要求設(shè)計(jì)該零件的沖壓模具設(shè)計(jì)。
1.2 沖裁件工藝分析
該導(dǎo)電片既有沖孔又有落料,共需兩個(gè)工序。材料為T2,t=0.3mm的紫銅,具有良好的沖壓性能,適合沖裁。尺寸精度為IT10,大批生產(chǎn)。該沖裁件結(jié)構(gòu)簡單,較薄,利用普通沖裁的方式就可以滿足零件要求。
1.3 工藝方案的確定
1.方案種類
該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序,可采用以下三種工藝方案。
方案一:沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
方案二:采用落料-沖孔同時(shí)進(jìn)行的復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三:先沖孔,后落料。采用單工序模生產(chǎn)。
2.方案的比較
方案一:采用級(jí)進(jìn)模加工。級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化和高 速?zèng)_壓、操作安全且便捷、工件精度較高。對于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件,用單 工序?;驈?fù)合模沖裁困難時(shí),可用級(jí)進(jìn)模。但級(jí)進(jìn)模對工件尺寸、形狀的適應(yīng)性比復(fù)合 模差,若采用定距側(cè)刃定位精度會(huì)因?yàn)榘辶虾穸忍?、易變形而下降,若采用?dǎo)正銷定 位也會(huì)由于料太軟出現(xiàn)導(dǎo)正時(shí)導(dǎo)正孔變形而影響精度。 級(jí)進(jìn)模沖裁受壓力機(jī)臺(tái)面尺寸和 工序數(shù)目的限制, 沖裁件的外形尺寸較大時(shí)不宜選用。 級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大, 制造復(fù)雜, 成本較高,一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖裁件。
方案二:采用復(fù)合模加工。復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高,沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相 對位置精度高,沖模的輪廓尺寸小。復(fù)合模對工件尺寸、形狀的適應(yīng)性高于級(jí)進(jìn)模,且 不存在定位誤差的問題,制件的精度較高。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、成本較高,適用于生 產(chǎn)批量大的沖裁件。
方案三:采用單工序模加工。單工序模生產(chǎn)效率低,制件精度低,操作很不安全, 且不適合大批量生產(chǎn)
3.方案的確定
導(dǎo)電片為小尺寸平板沖裁件,要求平整、料厚很小,且要求大批量生產(chǎn),通過分析比較,采用利用擋料銷和導(dǎo)料銷進(jìn)行定位,彈性卸料裝置的正裝式復(fù)合沖裁模沖制最為合適。
2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定
2.1 模具類型的選擇
由以上沖壓工藝分析可知,采用復(fù)合模沖壓,模具類型為正裝式復(fù)合模。
2.2 送料方式的選擇
由于零件的生產(chǎn)批量是大批量及模具類型的確定,合理安排生產(chǎn)可采用前后自動(dòng)送料方式。
2.3 定位方式的選擇
因?yàn)樵撃>卟捎玫氖菞l料,控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷,無側(cè)壓裝置??刂茥l料的送進(jìn)布局采用擋料銷定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定余量,可以靠操作工目測來定。
2.4 卸料、出件方式的選擇
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。
彈性卸料具有卸料與壓料的雙重作用,主要用在沖料厚在2mm及以下厚度的板料,由于有壓料作用,沖裁件比較平整。彈壓卸料板與彈性元件、卸料螺釘組成彈壓裝置。
因?yàn)楣ぜ虾駷?.3mm,卸料力一般,可采用彈性卸料裝置。
2.5 導(dǎo)向方式的選擇
方案一:采用對角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上,所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?;蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。
方案二: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),操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作。但是不能使用浮動(dòng)模柄。
方案三:采用四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。
方案四:采用中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上,導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。只能一個(gè)方向送料。
(a) (b) (c) (d)
圖2-1 導(dǎo)柱模架
(a)下模座 (b)導(dǎo)柱 (c)導(dǎo)套 (d)上模座
根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式,為提高模具壽命和工件質(zhì)量,采用中間導(dǎo)柱模架,操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作。由于左、右不受限制,能滿足工件成型的要求。即方案一最佳。
3 工藝尺寸計(jì)算
3.1 排樣設(shè)計(jì)
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。
排樣的方法有:直排、斜排、對直排、混合排 ,根據(jù)設(shè)計(jì)模具制件的形狀、厚度、材料等方面全面考慮。因此有下列三種方案:
方案一:有廢料排樣 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:少廢料排樣 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:無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些,但材料利用率最高。
采用少、無廢料排樣法,材料利用率高,不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件,而且可以簡化模具結(jié)構(gòu),降低沖裁力,但受條料寬度誤差及條料導(dǎo)向誤差的影響,沖裁件的尺寸精度不易保證,分析零件形狀,應(yīng)采用單直排的排樣方式,排樣圖如圖所示。
(2)確定搭邊值。查表,取兩工件間取搭邊:a1 =1.8mm, 側(cè)邊取搭邊: a=2.0mm。
(3)確定條料步距。步距為13.8。
(4): 條料寬度: B-0Δ=(Dmax+2a) -0Δ=(21+2×2.0)- 00.08=25- 00.08
導(dǎo)料板間距A= Dmax+2a+C=21+2×2+5=30
(5)條料的利用率。
η=nA1/LB×100%=(3978×84/600×1200)×100%=46.41%
(6)畫出排樣圖。
3.2 沖裁力計(jì)算
(1) 沖裁力F。
查表,取材料T2的抗拉強(qiáng)度σb=196MPa,
由F≈Ltσb
所以 F=76.486×0.3×196=4497N
(2)卸料力FX
由FX =KXF,查沖壓手冊KX=0.04;則FX =KXF=0.04×4497=180N
(3)頂件力。
由Fd =KDF,查沖壓手冊KD=0.06。則Fd =KDF=0.06×4497=270N
3.3壓力機(jī)公稱壓力的確定
沖裁工藝總和FZ=F+FX+FT=4497+180+270=4947N
根據(jù)計(jì)算結(jié)果,初選沖壓設(shè)備 Jc23-40。
3.4沖裁壓力中心的確定
模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作,應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合,否則會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷,使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦,模具導(dǎo)向零件加速磨損,降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。
沖模的壓力中心,可按下述原則來確定:
(1)對稱形狀的單個(gè)沖裁件,沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。
(2)工件形狀相同且分布位置對稱時(shí),沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。
(3)形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。
解析法的計(jì)算依據(jù)是: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X0,Y0(即x=0,y=0),即為所求模具的壓力中心。
單個(gè)零件的壓力中心計(jì)算如下:
X0=(L1X1+L2X2+……LnXn)/(L1+L2+……Ln)
Y0=(L1Y1+L2Y2+……LnYn)/(L1+L2+……Ln)
式中:X0-壓力中心的橫坐標(biāo);
Y0-壓力中心的縱坐標(biāo);
L-各線段的長度;
X-各線段重心的橫坐標(biāo);
Y-各線段重心的縱坐標(biāo)。
分析本制件圖可知,該圖關(guān)于X軸對稱,外輪廓為中心對稱。所以壓力中心的Y軸為0只需要求X值。將整個(gè)工件分成三部分,兩個(gè)沖孔部分,一個(gè)落料部分,每部分的壓力中心的求解可以借助cad測量工具。
綜上所述,沖裁力的壓力中心坐標(biāo)為(8.79,0)。
3.5 刃口尺寸的計(jì)算
在確定沖模凸模和凹模刃口尺寸時(shí),必須遵循以下原則:
(1)根據(jù)落料和沖孔的特點(diǎn),落料件的尺寸取決于凹模尺寸,因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸,用減小凸模尺寸來保證合理間隙;沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸,故沖孔以凹模為基準(zhǔn)件,用增大凹模尺寸來保證合理間隙。
(2)根據(jù)凸、凹模刃口的磨損規(guī)律,凹模刃口磨損后使落料件尺寸變大,其刃口的基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸;凸模刃口磨損后使沖孔件孔徑減小,故應(yīng)使刃口尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸。
(3)凸模和凹模之間應(yīng)保證有合理的間隙。
(4)凸模和凹模的制造公差應(yīng)與沖裁件的尺寸精度相適應(yīng)。
制造模具時(shí)常用以下兩種方法來保證合理間隙:
①分別加工法。分別規(guī)定凸模與凹模的尺寸和公差的尺寸及制造公差來保證間隙要求。凸模與凹模分別加工,成批制造,可以互換。這種加工方法必須把模具的制造公差控制在間隙的變動(dòng)范圍之內(nèi),使模具制造難度增加。這種方法主要用于沖裁形狀簡單、間隙較大的模具或用精密設(shè)備加工凸模和凹模的模具。
②單配加工法。用凸模和凹模相互單配的方法來保證合理間隙。先加工基準(zhǔn)件,然后非基準(zhǔn)件按基準(zhǔn)件配做,加工后的凸模和凹模不能互換。通常落料件選擇凹模為基準(zhǔn)模,沖孔件選擇凸模為基準(zhǔn)模。這種方法多用于沖裁件的形狀復(fù)雜、間隙較小的模具。
由于工件較薄,所以落料和沖孔都采用配合加工的方法。沖孔以凸模為基準(zhǔn)件,只計(jì)算凸模的刃口尺寸,沖孔凹模刃口尺寸配作。落料以凹模為基準(zhǔn)件,落料凸模刃口尺寸配作。
(1)加工方法的確定。根據(jù)模具及工件形狀特點(diǎn),此模具宜采用分別制造法。
(2)工作零部件刃口尺寸計(jì)算
單位:mm
尺寸
分類
尺寸
轉(zhuǎn)換
計(jì)算公式
結(jié)果
沖孔凸模
0.9
6.9
3
1.5
落料凹模
2.1
7
21
6
中心距
2
4 主要零部件的設(shè)計(jì)
4.1 工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)凹模厚度 :H = Kb (≥15mm)
其中:b——凹模刃口的最大長度尺寸為 21mm;
K ——系數(shù),考慮板料厚度的影響,查沖壓手冊表2.9.5。
H = 0.3 × 21 = 6.3mm≤15mm
凹模邊壁厚:c=(1.5~2)H =22.5~30mm
取凹模厚度 H=15mm,壁厚C取30mm。
凹模板邊長: L=21+2×30 mm=81mm
凹模板邊寬:B= b1+2c=6+2×30=66 mm (送料方向)
其中:b——凹模刃口的最大寬度尺寸為 6mm;
根據(jù)工作圖樣,在分析手里情況及保證壁厚強(qiáng)度的前提下,取凹模長 度 為100mm,寬度為80mm ,所以凹模輪廓尺寸為100mm×80mm
×15mm
(1)沖孔凸模。長度為:L=凹模+固定板+t=33mm
(2)凸凹模。L=h1+h2+t+h=51.4
其中: h1--彈性卸料板厚度;
h2--凸凹模固定板厚度;
t—為材料厚度;
h--卸料板與固定板之間的安全高度;
4.2 定位零件的設(shè)計(jì)
結(jié)合本套模具的具體結(jié)構(gòu),考慮到工件的形狀,設(shè)置一個(gè)Ф2mm的固定導(dǎo)料銷。
(1) 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45鋼,淬火硬度為40~45HRC。
(2) 卸料螺釘?shù)倪x用。卸料板采用4個(gè)M10的螺釘固定,長度為
L=h1+h2+a=55
式中:h1—橡膠的安裝高度;
h2—卸料板工作行程;
a—凸凹模固定板厚度。
4.3 模架及其它零部件設(shè)計(jì)
該模具采用中間導(dǎo)柱模架,這種模具架的導(dǎo)柱在模具中間位置,沖壓時(shí)可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據(jù),差標(biāo)準(zhǔn)木架數(shù)據(jù),選擇模架規(guī)格如下:
導(dǎo)柱:d(mm)×L(mm)為Ф20×130,Ф22×130。
導(dǎo)套:d(mm)×L(mm)×D(mm)為Ф20×70×28,Ф22×70×28.
上模座厚度H上取mm,下模座厚度H下mm,上墊板厚度H墊取mm, 則該模具的閉合高度H閉為
H閉=H上+H下+H墊+L+H+h=151.4
其中:L—凸模高度,mm;
H—凸凹模高度,mm;
h—凸模沖裁后進(jìn)入凸凹模的深度,mm;
5 模具裝配圖
運(yùn)用Auto CAD軟件,按照上述幾章設(shè)計(jì)的尺寸,繪制模具裝配總圖及各零件圖??傃b配圖按照0#圖紙繪制,零件圖則按照其它型號(hào)的圖紙繪制。圖樣幅面應(yīng)符合國家(GB4457.1-84)。
先繪制裝配草圖,經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可,才進(jìn)行正式圖的繪制。繪圖過程中嚴(yán)格按照國標(biāo)制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。
裝配圖應(yīng)用足夠說明模具構(gòu)造的投影圖及必要的剖面圖、剖視圖,一般主視圖和俯視圖應(yīng)對應(yīng)繪制。還要注明必要尺寸,如模具高度、輪廓尺寸以及裝配保證的有關(guān)尺寸和精度。畫出排樣圖,填寫詳細(xì)的零件明細(xì)表和技術(shù)要求。裝配結(jié)構(gòu)圖如圖:
6 沖壓設(shè)備的選取
通過校核,選擇開始?jí)毫C(jī) Jc23-40能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下。
公稱壓力: 40KN ;滑塊行程: 40mm ;
滑塊行程次數(shù): 200 次∕min; 最大閉合高度: 160mm ;
封閉高度調(diào)節(jié)量: 35mm ;
工作臺(tái)尺寸(前后、左右): 280mm ×180mm;
工作臺(tái)板(厚度):35mm ;
模柄孔尺寸(直徑、深度):Ф30 mm×50mm ;
滑塊底面尺寸(前后、左右):460mm× 650mm ;
7 工藝卡
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序圖
設(shè)備規(guī)格
模具形式
1
落料沖孔
JC23-40
正裝復(fù)合模
結(jié)論
通過對導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),對常用沖壓在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解,掌握了沖壓成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法,對獨(dú)立設(shè)計(jì)模具具有了一次新的鍛煉。在模具制造的加工工藝,來編寫加工工藝卡片。
在設(shè)計(jì)過程充分利用了各種可以利用的方式,同時(shí)在反復(fù)的思考中不斷深化對各種理論知識(shí)的理解,在設(shè)計(jì)的后一階段充分利用CAD軟件、等等,新的工具的利用,大在提高了工作效率。
模具CAD技術(shù)是模具傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的革命,大大提高了設(shè)計(jì)效率,尤其是系列化或類似沖壓模具設(shè)計(jì)效率更為提高。
總之,通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的又一次鍛煉完全清楚:充分利用CAD技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),在模具符合使要求的前提下盡量降低成本。同時(shí)在實(shí)際中不斷的積累經(jīng)驗(yàn),以設(shè)計(jì)出價(jià)廉物美的模具。
致謝
在近半個(gè)月的努力之后,我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)過程中,我遇到了許多的問題,得到了老師和同學(xué)的大力幫助,尤其是羅海泉老師,他的耐心教導(dǎo)及指點(diǎn)給予了我極大的幫助。在此,對羅老師的教誨表示衷心的感謝。
在這次模具設(shè)計(jì)課題中,有一定的繪圖工作量。因此,我有不少的圖紙需要老師來指導(dǎo)和檢查。每次答疑時(shí),老師更是仔細(xì)、耐心。認(rèn)真的檢查我的圖紙的每個(gè)細(xì)節(jié),指出其中的錯(cuò)誤和不足之處,給我提出很好的改進(jìn)方案。由于我們不能每時(shí)每刻找老師答疑,經(jīng)常與同學(xué)進(jìn)行討論,他們的指點(diǎn)也給我很大的幫助。
最后,由衷的感謝老師的悉心指導(dǎo)和熱忱鼓勵(lì),還要感謝幫助過我的同學(xué)們。
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導(dǎo)電
沖孔
復(fù)合
模具設(shè)計(jì)
沖壓
沖裁模含
CAD
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導(dǎo)電片的落料沖孔正裝復(fù)合模具設(shè)計(jì)-沖壓沖裁模含5張CAD圖,導(dǎo)電,沖孔,復(fù)合,模具設(shè)計(jì),沖壓,沖裁模含,CAD
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