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河南機(jī)電高等專科學(xué)校 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 論文 中期檢查表 學(xué)生姓名 熊學(xué)舉 學(xué) 號 111304344 指導(dǎo)教師 程芳 課題名稱 墊 片 落 料 沖 孔 模 具 設(shè) 計 難易程度 偏難 適中 偏易選題情況 工作量 較大 合理 較小 任務(wù)書 有 無 開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度 出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計劃進(jìn)行 慢 中期工作匯 報及解答問 題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定 所在專業(yè)意見 負(fù)責(zé)人 年 月 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計 論文 任務(wù)書 系 部 材 料 工 程 系 專 業(yè) 模 具 設(shè) 計 與 制造 學(xué) 生 姓 名 熊學(xué)舉 學(xué) 號 111304344 設(shè)計 論文 題目 墊片落料沖孔復(fù)合模具的設(shè)計 起 迄 日 期 2014 年 03 月 20 日 06 月 18 日 指 導(dǎo) 教 師 程芳 2014 年 03 月 20 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 任 務(wù) 書 1 本畢業(yè)設(shè)計 論文 課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的 本畢業(yè)設(shè)計課題來源于生產(chǎn)實踐 在完成該課題之后 應(yīng)對沖壓成形工藝較為熟悉 能熟練掌握相關(guān)設(shè)計手冊的使用 能獨立完成一套模具的設(shè)計及模具工作零件加工工藝 的編制 能夠運用繪圖軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制 2 本畢業(yè)設(shè)計 論文 課題任務(wù)的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術(shù)要求 工作要求等 任務(wù) 1 寫出國內(nèi)外冷沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀 2 墊片的工藝分析 3 墊片的落料沖孔復(fù)合模的設(shè)計 材料 08 4 墊片模具的主要部件的制造 厚度 2mm 5 結(jié)束語 生產(chǎn)批量大批量 要求 1 在條料上一次沖壓完成落料 沖孔工序 并設(shè)計落料沖孔模具 2 獨立完成一套模具設(shè)計裝配圖及主要模具的零件圖 3 編制主要模具工作零件的制造加工工藝 所在專業(yè)審查意見 負(fù)責(zé)人 年 月 日 系部意見 系領(lǐng)導(dǎo) 年 月 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目 墊片落料沖孔復(fù)合模具的設(shè)計 系 部 材 料 工 程 系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模 具 113 學(xué)生姓名 熊學(xué)舉 學(xué) 號 111304344 指導(dǎo)教師 程芳 2014 年 4 月 15 日 墊片落料沖孔復(fù)合模具的設(shè)計 摘 要 本模具為墊片落料沖孔模具 在設(shè)計過程中通過模具制造試模與圖紙修改 正確的確定模具成形零件的尺寸凸模 凹模等零件是確定制件形狀 尺寸和表 面質(zhì)量的直接因素關(guān)系甚大 要特別注意 模具的設(shè)計應(yīng)制造方便 盡量做道 使設(shè)計的模具制造容易 造價便宜 特別是比較復(fù)雜的成形零件 必須考慮是 采用一般的機(jī)械加工方法加工還是采用特殊的加工方法加工 模具的設(shè)計應(yīng)當(dāng) 效率高 安全 可靠 模具零件應(yīng)耐磨耐用 通過這次設(shè)計 我也更認(rèn)識到除 了正確掌握和應(yīng)用書本知識外 吸取他人的設(shè)計經(jīng)驗和勞動成果也是非常重要 的 關(guān)鍵詞 模具 凸模 凹模 落料 沖孔 Pad Piercing And Blanking Die Design Abstract This molding tool is a pad piercing and blanking mold while designing The exactitude really settles size punch die etc spare parts that molding tool model spare parts is a direct factor that certain system a shape size relate to with the surface quantity very big want to be specially attention The design of the molding tool should make the convenience doing a molding tool manufacturing that make design easy and build the price cheapness to the best Model the spare parts especially more complicatedly must consider is to adopt the general machine process the method processes to adopt still to process specially the method processes The design of the molding tool shoulds the efficiency high safety dependable The molding tool spare parts should bear to whet enduring Key phrase Molding tool punch die piercing Blanking 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語 學(xué)生姓名 熊 學(xué) 舉 班級 模具 113 學(xué)號 111304344 題 目 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 綜合成績 指導(dǎo)者評語 指導(dǎo)者 簽字 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語 評閱者評語 評閱者 簽字 年 月 日 答辯委員會 小組 評語 答辯委員會 小組 負(fù)責(zé)人 簽字 年 月 日 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 1 目 錄 1 緒 論 5 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 5 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 5 1 1 2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 6 1 2 國外模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 6 1 3 任務(wù)來源及設(shè)計意義 7 1 3 1 設(shè)計任務(wù)來源 7 1 3 2 設(shè)計過程及意義 8 2 沖壓工件的工藝性分析 9 2 1 沖壓及沖裁件的工藝性的概念 10 2 2 零件工藝性分析 10 2 2 1 材料 10 2 2 2 工件結(jié)構(gòu) 10 2 2 3 尺寸精度 10 2 2 4 結(jié)論 11 3 沖壓工藝方案的確定 11 3 1 確定工藝方案的主要原則概括起來主要有以下三點 12 3 2 工藝方案的確定 12 4 模具結(jié)構(gòu)形式及沖壓設(shè)備的選擇 12 4 1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 13 4 1 1 模架及導(dǎo)向方式 13 4 1 2 毛坯定位方式的選擇 13 4 1 3 卸料 出件方式的選擇 14 4 1 4 主要零部件的定位方式和固定方式 14 4 2 沖壓設(shè)備的選擇 14 5 主要工藝參數(shù)計算 16 5 1 排樣設(shè)計與計算 16 5 1 1 選擇排樣方法 16 5 1 2 確定搭邊值 16 5 1 3 計算送料步距與條料寬度 17 5 1 4 計算材料利用率 18 5 1 5 畫出排樣圖 19 5 2 計算工序壓力 20 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 2 5 2 1 落料力的計算 20 5 2 2 頂件力的計算 20 5 2 3 沖孔力計算 20 5 2 4 卸料力的計算 20 5 3 計算模具的壓力中心 21 5 4 計算凸凹模工作部分刃口尺寸計算原則 22 5 4 1 沖裁凸凹模刃口尺寸計算 23 5 5 彈性元件的選取與設(shè)計 25 5 5 1 上卸料采用橡膠作為彈性元件 26 6 選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸 29 6 1 確定工作零件 29 6 1 1 凹模 29 6 1 2 凸模 30 6 2 定位零件的設(shè)計 31 6 3 導(dǎo)料銷的設(shè)計 32 6 4 卸料部件的設(shè)計 33 6 4 1 卸料螺釘?shù)倪x用 33 6 5 模架及其他零部件設(shè)計 33 6 5 1 模架 33 6 5 2 模柄 34 6 5 3 固定板 墊板 35 6 5 4 螺釘與銷釘 36 7 模具的總體裝配 39 8 模具工作零件的加工工藝 40 8 1 沖裁模凸 凹模的技術(shù)要求及加工特點 40 8 2 凸 凹模加工的工藝路線有以下幾種方案 40 8 3 本副模具工件零件加工方案的確定 41 設(shè)計小結(jié) 44 致謝 45 參考文獻(xiàn) 46 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 1 目 錄 摘 要 3 1 緒 論 5 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 5 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 5 1 1 2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 6 1 2 國外模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 6 1 3 任務(wù)來源及設(shè)計意義 7 1 3 1 設(shè)計任務(wù)來源 7 1 3 2 設(shè)計過程及意義 8 2 沖壓工件的工藝性分析 9 2 1 沖壓及沖裁件的工藝性的概念 10 2 2 零件工藝性分析 10 2 2 1 材料 10 2 2 2 工件結(jié)構(gòu) 10 2 2 3 尺寸精度 10 2 2 4 結(jié)論 11 3 沖壓工藝方案的確定 11 3 1 確定工藝方案的主要原則概括起來主要有以下三點 12 3 2 工藝方案的確定 12 4 模具結(jié)構(gòu)形式及沖壓設(shè)備的選擇 12 4 1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 13 4 1 1 模架及導(dǎo)向方式 13 4 1 2 毛坯定位方式的選擇 13 4 1 3 卸料 出件方式的選擇 14 4 1 4 主要零部件的定位方式和固定方式 14 4 2 沖壓設(shè)備的選擇 14 5 主要工藝參數(shù)計算 16 5 1 排樣設(shè)計與計算 16 5 1 1 選擇排樣方法 16 5 1 2 確定搭邊值 16 5 1 3 計算送料步距與條料寬度 17 5 1 4 計算材料利用率 18 5 1 5 畫出排樣圖 19 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 2 5 2 計算工序壓力 20 5 2 1 落料力的計算 20 5 2 2 頂件力的計算 20 5 2 3 沖孔力計算 20 5 2 4 卸料力的計算 20 5 3 計算模具的壓力中心 21 5 4 計算凸凹模工作部分刃口尺寸計算原則 22 5 4 1 沖裁凸凹模刃口尺寸計算 23 5 5 彈性元件的選取與設(shè)計 25 5 5 1 上卸料采用橡膠作為彈性元件 26 6 選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸 29 6 1 確定工作零件 29 6 1 1 凹模 29 6 1 2 凸模 30 6 2 定位零件的設(shè)計 31 6 3 導(dǎo)料銷的設(shè)計 32 6 4 卸料部件的設(shè)計 33 6 4 1 卸料螺釘?shù)倪x用 33 6 5 模架及其他零部件設(shè)計 33 6 5 1 模架 33 6 5 2 模柄 34 6 5 3 固定板 墊板 35 6 5 4 螺釘與銷釘 36 7 模具的總體裝配 39 8 模具工作零件的加工工藝 40 8 1 沖裁模凸 凹模的技術(shù)要求及加工特點 40 8 2 凸 凹模加工的工藝路線有以下幾種方案 40 8 3 本副模具工件零件加工方案的確定 41 設(shè)計小結(jié) 44 致謝 45 參考文獻(xiàn) 46 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 3 墊片落料沖孔復(fù)合模具的設(shè)計 摘 要 本模具為墊片落料沖孔模具 在設(shè)計時 1 接受任務(wù)書 2 調(diào)研消化原始資料 3 選擇成形設(shè)備 4 擬定模具結(jié)構(gòu)方案 5 方案的討論與論證 6 繪制模具 裝配圖 7 繪制零件圖 8 編寫設(shè)計說明書 9 模具制造試模與圖紙修改 正 確的確定模具成形零件的尺寸凸模 凹模等零件是確定制件形狀 尺寸和表面質(zhì)量的 直接因素關(guān)系甚大 要特別注意 模具的設(shè)計應(yīng)制造方便 盡量做道使設(shè)計的模具制 造容易 造價便宜 特別是比較復(fù)雜的成形零件 必須考慮是采用一般的機(jī)械加工方 法加工還是采用特殊的加工方法加工 模具的設(shè)計應(yīng)當(dāng)效率高 安全 可靠 模具零 件應(yīng)耐磨耐用 關(guān)鍵詞 模具 凸模 凹模 落料 沖孔 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 4 Pad Piercing And Blanking Die Design Abstract This molding tool is a pad piercing and blanking mold while designing 1 accept the mission book 2 the investigation digests the primitive data 3 choose to model the equipments 4 draft the molding tool construction project 5 the discussion of the project and argument 6 drawing the molding tool assembles the diagram 7 draw the spare parts diagram 8 weave to write to design the manual 9 the molding tool manufacturing tries the mold and diagram paper modification The exactitude really settles size punch die etc spare parts that molding tool model spare parts is a direct factor that certain system a shape size relate to with the surface quantity very big want to be specially attention The design of the molding tool should make the convenience doing a molding tool manufacturing that make design easy and build the price cheapness to the best Model the spare parts especially more complicatedly must consider is to adopt the general machine process the method processes to adopt still to process specially the method processes The design of the molding tool shoulds the efficiency high safety dependable The molding tool spare parts should bear to whet enduring Key phrase Molding tool punch die piercing Blanking 1 緒 論 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 5 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 模具行業(yè)有萬多家 從業(yè)人員約 50 多萬人 2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭 模具企業(yè)總體上訂單充足 任務(wù)飽滿 2004 年模具產(chǎn)值 530 億元 進(jìn)口模具 18 13 億 我國模具近年來發(fā)展很快 據(jù)不完全統(tǒng)計 2003 年我國模具生產(chǎn)廠點約有 2 美元 出 口模具 4 91 億美元 分別比 2003 年增長 18 32 4 和 45 9 進(jìn)出口之比 2004 年為 3 69 1 進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13 2 億美元 為凈進(jìn)口量較大的國家 1 在 2 萬多家生產(chǎn)廠點中 有一半以上是自產(chǎn)自用的 在模具企業(yè)中 產(chǎn)值過億元 的模具企業(yè)只有 20 多家 中型企業(yè)幾十家 其余都是小型企業(yè) 近年來 模具行業(yè) 結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快 主要表現(xiàn)為 大型 精密 復(fù)雜 長壽命中高檔模具 及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品 專業(yè)模具廠的數(shù)量增加 能力提高較快 三資 及私營企業(yè)發(fā)展迅速 國企股份制改造步伐加快等 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速 但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要 低檔模具過 剩 高檔模具供不應(yīng)求 甚至有的依賴進(jìn)口 因此 模具企業(yè)必須找準(zhǔn)自己的弱點 盡快縮短與國外的差距 1 體制不順 基礎(chǔ)薄弱 三資 企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用 私營企業(yè)近 年來發(fā)展較快 國企改革也在進(jìn)行之中 但總體來看 體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì) 再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱 因此 行業(yè)發(fā)展還不盡如人意 特別是總體水平和高 新技術(shù)方面 2 人才嚴(yán)重不足 科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少 模具行業(yè)是技術(shù)密集 資金密集的產(chǎn)業(yè) 隨著時代進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展 能掌握和運 用新技術(shù)的人才異常短缺 高級模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺 由于模具企業(yè) 效益欠佳及對科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視 因而協(xié)作差 由于長期以來受 大而全 小而全 影響 許多模具企業(yè)觀念落后 模具企業(yè) 專業(yè)化生產(chǎn)水平低 專業(yè)化分工不細(xì) 商品化程度也低 目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具 商品模具只占 45 左右 其余為自產(chǎn)自用 模具企業(yè)之間協(xié)作不好 難以完成較大規(guī)模 的模具成套任務(wù) 與國際水平相比要落后許多 模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低 標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋 率低也對模具質(zhì)量 成本有較大影響 對模具制造周期影響尤甚 3 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 6 模具材料性能 質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量 壽命及成本 國產(chǎn)模具鋼與國 外進(jìn)口鋼相比 無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格 都有較大差距 塑料 板材 設(shè)備等性能 差 也直接影響模具水平的提高 1 1 2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展 雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在 過去的十多年得到了快速發(fā)展 但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距 尚不能 完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求 未來的十年 中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方 向包括以下幾方面 1 模具日趨大型化 2 在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用 CAD CAE CAM 技術(shù) 3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 4 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù) 氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù) 5 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 6 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù) 7 模具的精度將越來越高 8 模具研磨拋光將自動化 智能化 9 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程 10 開發(fā)新的成形工藝和模具 1 2 國外模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備 在電子 建材 汽車 電機(jī) 電器 儀器儀表 家電和通訊器材等產(chǎn)品中 60 80 的零部件都要依靠模具成型 用模具生產(chǎn)制作 表現(xiàn)出的高效率 低成本 高精度 高一致性和清潔環(huán)保的特性 是其他加工制造方 法所無法替代的 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低 已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的 重要標(biāo)志 并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力 近幾年 全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面 世界模具市場年交易總額為 600 650 億美元左右 美國 日本 法國 瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一 國外模具總量中 大型 精密 復(fù)雜 長壽命模具的比例占到 50 以上 國外模具 企業(yè)的組織形式是 大而專 大而精 2004 年中國模具協(xié)會在德國訪問時 從德國 工業(yè) 模具行業(yè)組織 德國機(jī)械制造商聯(lián)合會 VDMA 工模具協(xié)會了解到 德國有模 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 7 具企業(yè)約 5000 家 2003 年德國模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元 其中 VDMA 會員模具企業(yè)有 90 家 這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90 可見其規(guī)模效益 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展 國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié) 構(gòu)設(shè)計 模具工藝設(shè)計 高級鉗工及企業(yè)管理人才 他們的技術(shù)水平比較高 故人均 產(chǎn)值也較高 我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右 而國外模具工 業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15 20 萬美元 有的達(dá)到 25 30 萬美元 國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70 以上 而我國才達(dá)到 45 1 3 任務(wù)來源及設(shè)計意義 1 3 1 設(shè)計任務(wù)來源 設(shè)計題目 墊片 材 料 08 鋼 厚 度 2mm 生產(chǎn)批量 大批量生產(chǎn) 圖 1 1 產(chǎn)品零件圖 1 3 2 設(shè)計過程及意義 1 墊片零件的工藝性分析及工藝方案制定 2 選擇模具的結(jié)構(gòu)形式 3 主要工藝參數(shù)計算 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 8 4 選擇與確定模具主要零部件的結(jié)構(gòu)及尺寸 5 模具總體裝配及主要工作零件的工藝規(guī)程編制 6 編寫設(shè)計說明書 冷沖壓模具設(shè)計是為模具設(shè)計與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)理論課 技術(shù)基礎(chǔ)課和 專業(yè)課后 所設(shè)置的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié) 用模具生產(chǎn)的制件具有高精度 高 復(fù)雜程度 高一致性 高生產(chǎn)率和低消耗 是其他加工制造方法所不能比擬的 本設(shè)計題目為墊片 但對做畢業(yè)設(shè)計的畢業(yè)生有一定的設(shè)計設(shè)計目的及意義 其 目的有以下幾點 1 綜合運用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識 全面系統(tǒng)鞏固課堂教學(xué)的基 本知識 進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計工作的實際訓(xùn)練 提高綜合能力的培訓(xùn)及擴(kuò)大模具 領(lǐng)域的新知識 從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立工作的能力 2 鞏固與擴(kuò)充 冷沖壓模具設(shè)計 等課程所學(xué)的內(nèi)容 掌握冷沖壓模具設(shè)計的方 法和步驟 3 掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本技能 如計算 繪圖 查閱設(shè)計資料和手冊 熟悉 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等 本課題的意義是 通過對該零件模具的設(shè)計 進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計者冷沖模設(shè)計的 基礎(chǔ) 為設(shè)計更復(fù)雜的冷沖模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 9 2 沖壓工件的工藝性分析 2 1 沖壓及沖裁件的工藝性的概念 沖壓是在室溫下 利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力 使其產(chǎn)生分離或 塑性變形 從而獲得所需零件的一種壓力加工方法 在沖壓加工中 將材料 金屬或 者非金屬 加工成零件 或半成品 的一種特殊工藝裝備 稱為沖壓模具 俗稱沖模 沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度 所謂沖裁工藝性好是指能 用普通沖裁方法 在模具壽命和生產(chǎn)率高 成本低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件 影響沖裁件工藝性的因素很多 如沖裁件的形狀特點 尺寸大小 尺寸大小標(biāo)注方法 精度要求和材料性能等 良好的沖裁件工藝性應(yīng)保證材料消耗少 工序數(shù)目少 模具 結(jié)構(gòu)簡單而且壽命長 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 操作簡單等 1 1 劉建超 張寶忠主編 沖壓模具設(shè)計與制造 高等教育出版社 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 10 2 2 零件工藝性分析 2 2 1 材料 45 鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 具有良好的沖壓性能 適合沖裁 并且市場上也容易購 買到此種材料 價格適中 2 2 2 工件結(jié)構(gòu) 沖裁件的形狀應(yīng)盡量簡單 對稱 最好是有圓弧和直線組成 應(yīng)該避免沖裁件 上有過長的懸臂和狹槽 其最小厚度要大于材料厚度的兩倍 由工件圖看 此工件只有落料和沖孔兩個程序 將外形視為落料 內(nèi)形視為 沖孔 由于制件結(jié)構(gòu)簡單 故采用復(fù)合沖壓工序 這樣可以大大提高工作效率 并減 輕工作量 節(jié)約能源 降低成本 而且避免原有加工方法中須將手伸入模具的問題 對保護(hù)操作者安全也有利 2 2 3 尺寸精度 為降低沖壓成本 獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果 在不影響沖壓件使用要求的前提下 應(yīng)盡量采用經(jīng)濟(jì)精度 所謂經(jīng)濟(jì)精度是提高模具達(dá)到最大許可磨損時 其所完成的沖 壓加工在技術(shù)上可以實現(xiàn)而經(jīng)濟(jì)上又最合理的精度 沖裁件的精度一般滿足其經(jīng)濟(jì)精 度要求 該工件圖上的尺寸均未注公差 全部屬自由尺寸 精度要求不高 按 IT14 級確定 因此 一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求 由文獻(xiàn) 2 表 2 4 標(biāo)準(zhǔn)公差查得 R20 0 25mm 320 0 62mm 340 0 62mm 3 20 0 3mm 2 薛彥成 主編 公差配合與技術(shù)測量 機(jī)械工業(yè)出版社 2 2 4 結(jié)論 該制件可以沖裁 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 11 3 沖壓工藝方案的確定 3 1 確定工藝方案的主要原則概括起來主要有以下三點 1 保證沖裁件質(zhì)量 2 經(jīng)濟(jì)性原則 3 安全性原則 3 3 丁松聚 主編 冷沖模設(shè)計 機(jī)械工業(yè)出版社 3 2 工藝方案的確定 在沖裁工藝性分析的基礎(chǔ)上 根據(jù)沖裁件的特點確定沖裁工藝方案 確定工藝方 案首先要考慮的問題是確定沖裁的工序數(shù) 沖裁工序的組合以及沖裁工序順序的安排 沖裁工序數(shù)一般容易確定 關(guān)鍵是確定沖裁工序的組合與沖裁工序順序 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 12 該項零件包括落料沖孔兩個基本工序 可有以下三種工藝方案 方案一 先落料 后沖孔 采用單工序復(fù)合模生產(chǎn) 方案二 先落料 后沖孔復(fù)合沖壓 采用復(fù)合模生產(chǎn) 方案三 沖孔 落料連續(xù)沖壓 采用級進(jìn)模生產(chǎn) 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單 但需兩道工序兩副模具 生產(chǎn)率較低 難以滿足該項零件 的年產(chǎn)量要求 方案二只需用一副模具 沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證需要 具生產(chǎn)率也高 盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜 但由于零件的幾何形狀簡單對稱 模具 制造并不困難 方案三也只需要一副模具 生產(chǎn)率也高 但零件的沖壓精度稍差 欲 保證沖壓件的形位精度 需要在模具上導(dǎo)正銷導(dǎo)正 故模具制造 安裝較復(fù)合模復(fù)雜 通過對上述三種方案的分析比較 該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳 同時考慮到不讓 廢料在凹模內(nèi)積聚 可采用正裝復(fù)合模工序 4 模具結(jié)構(gòu)形式及沖壓設(shè)備的選擇 4 1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 4 1 1 模架及導(dǎo)向方式 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) 模架主要有兩大類 一類是由上模座 下模座 導(dǎo)柱 導(dǎo)套組成 的導(dǎo)柱模模架 一類是由彈壓導(dǎo)板 下模座 導(dǎo)柱 導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架 模架是 整副模具的骨架 模具的全部零件都固定在它的上面 并且承受沖壓過程中的全部載 荷 模架的上模座通過模柄與壓力機(jī)滑塊相連 下模座用螺釘 壓板固定在壓力機(jī)工 作臺面上 上下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持其精確位置 以引導(dǎo)凸模的運動 保 證沖裁過程中間隙均勻 模架的基本要求 要有足夠的強(qiáng)度與剛度 要有足夠的精度 如上下模座要平行 導(dǎo)柱 導(dǎo)套中心要與上下模座垂直 模柄 要與上模座垂直等 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 13 上下模之間的導(dǎo)向要精確 導(dǎo)向件之間的間隙要很小 上下模之間的移動要平穩(wěn) 和無滯住現(xiàn)象 由上述看 選擇模架非常重要 為了滿足模架的基本要求及保證模具的使用壽命 且后側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向裝置在后側(cè) 橫向和縱向送料都比較方便 故該復(fù)合模選用后 側(cè)導(dǎo)柱模架 3 4 1 2 毛坯定位方式的選擇 模的定位零件是用來保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置 控制送料步距 的定位 稱為擋料 控制條料寬度方向上的定位 稱為導(dǎo)料 沖裁條料時 導(dǎo)料零件 有導(dǎo)料板和導(dǎo)料銷等 保證進(jìn)距的擋料銷和定距側(cè)刃等 導(dǎo)料板和導(dǎo)料銷對條料或卷 料的側(cè)邊進(jìn)行導(dǎo)向 以保證其正確的送進(jìn)方向的板件或銷 條料靠著導(dǎo)料板或?qū)Я箱N 的一側(cè)導(dǎo)向送進(jìn) 以免送偏 4 4 中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會組 編 冷沖模設(shè)計與制造 機(jī)械工業(yè)出版 社 根據(jù)工件圖 該模具采用的是條料 控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷 送進(jìn)步距 控制采用擋料銷 4 1 3 卸料 出件方式的選擇 卸料裝置分固定卸料裝置 彈壓卸料裝置和費料切刀三種 其中卸料板用于卸掉 卡在凸模上或凸凹模上的沖裁件或廢料的板件 固定卸料裝置裝于下模的凹模上 結(jié) 構(gòu)簡單 卸料力大 使用安全可靠 一般僅起卸料作用 用于硬料 厚料 出件裝置 主要有剛性出件裝置和彈性出件裝置兩種 剛性出件裝置一般用于上模 它是在沖壓 結(jié)束后上?；爻虝r 利用壓力機(jī)滑塊上的打料桿 撞擊上模內(nèi)的打桿與推件板 塊 將凹模的工件推出 因此推件力大 而且工作可靠 因為工件為墊片 且墊片要求有很高的平整度 故采用彈壓卸料裝置 卸料可靠 該模具采用彈性打件 并利用裝在壓力機(jī)工作臺下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力 4 1 4 主要零部件的定位方式和固定方式 凸模用凸模固定板固定 固定方法通常是采用臺肩固定 其配合為臺階式凸模用 H7 h6 直通式凸模用 N7 h6 P7 h6 凹模用導(dǎo)料銷定位 一般采用螺釘和銷釘固定在 下模座上 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 14 4 2 沖壓設(shè)備的選擇 沖壓設(shè)備的選擇應(yīng)注意以下幾點 壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時的總力 即 F 壓 F 總 式中 F 壓 所選壓力機(jī)的噸位 F 總 沖裁時的噸位 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)類型和行程次數(shù) 如復(fù)合模工件需從模具中間出件 最 好選用可傾式壓力機(jī) 根據(jù)模具尺寸大小 安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺面積尺寸 如有推件時應(yīng) 考慮臺面孔的大小使沖后有零件能自由通過 選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配 模柄直徑 長度是否與壓力機(jī)滑塊模柄直徑 深度尺寸相當(dāng) 壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)當(dāng)保證有最高的生產(chǎn)率 壓力機(jī)應(yīng)該使用方便和安全 5 5 王芳 主編 冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社 為安全起見 防止設(shè)備的超載 可按公稱壓力 F 壓 1 6 1 8 F 總的原則選取 壓力機(jī) 參照文獻(xiàn) 6 表 8 10 開式雙柱可傾式壓力機(jī)主要技術(shù)規(guī)格初選公稱壓力為 1000KN 的開式雙柱可傾式壓力機(jī) 6 許發(fā)樾 主編 模具設(shè)計應(yīng)用實例 機(jī)械工業(yè)出版社 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 15 5 主要工藝參數(shù)計算 5 1 排樣設(shè)計與計算 在沖壓生產(chǎn)中 節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義 特別是在大批量生產(chǎn) 中 較好地確定沖件形狀尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一 5 1 1 選擇排樣方法 沖裁件在條料 帶料或板料上的布置方法叫排樣 合理的排樣是降低成本和保證 沖裁件質(zhì)量及模具壽命的有效措施 故排樣時應(yīng)考慮如下原則 提高材料利用率 合理排樣方法使操作方便 勞動強(qiáng)度低且安全 模具結(jié)構(gòu)簡單 壽命長 保證沖件質(zhì)量和沖件對板料纖維方向的要求 4 因該工件是由圓弧和直線組成 且形狀和結(jié)構(gòu)對稱 采用直排時材料利用率高 故選擇直排 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 16 5 1 2 確定搭邊值 排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊 搭邊值要 合理確定 搭邊值過大 材料利用率低 過小時搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠 沖裁時容易 翹曲或被拉斷 不僅會增大沖裁件毛刺 有時甚至單邊拉入模具間隙 造成沖裁力不 均 損壞模具刃口 因此確定搭邊值時應(yīng)考慮如下因素 材料的力學(xué)性能 軟材料 脆材料搭邊值要大一些 硬材料搭邊值可小一些 材料的厚度 材料越厚 搭邊值也越大 沖裁件的形狀和尺寸 沖裁件外形越復(fù)雜 圓角半徑越小 搭邊值越大 排樣的形式 對排的搭邊值大于直排的搭邊值 送料及擋料方式 用手工送料且有側(cè)壓裝置的搭邊值可小一些 用側(cè)刃定距比用 擋料銷定距的搭邊值小一些 卸料方式 彈性卸料比用剛性卸料的搭邊值要小一些 搭邊的作用主要有 1 補償誤差的作用 2 使凸凹模刃口雙邊受力均勻 3 對于利用搭邊拉條料自動送料的模具 搭邊使條料有一定的剛度以保證 條料有連續(xù)送進(jìn) 4 提高模具的壽命 由文獻(xiàn) 4 表 3 12 搭邊 a 和 a1 數(shù)值查得 a1 2 0mm a 2 5mm 5 1 3 計算送料步距與條料寬度 1 送料步距 條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距 送料步距的大小應(yīng)為條料上兩個對 應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點之間的距離 每次只沖一個零件的步距 S 的計算公式為 S D a 式中 D 平行于送料方向的沖裁件寬度 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 17 a 沖裁件之間的搭邊值 S 16x2 2 34mm 2 條料寬度 條料寬度的確定原則是 最小條料寬度要保證沖裁時零件周邊有足夠的搭邊值 最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn) 并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙 因此 在確定條料寬度時必須考慮模具的結(jié)構(gòu)中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃 因本副模 具要求條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn) 所以模具結(jié)構(gòu)中采用有側(cè)壓裝置 則條料在有側(cè)壓 裝置的導(dǎo)料板之間送進(jìn)時的計算公式如下 1 條料寬度 B0 Dmax 2a 0 導(dǎo)料板之間距離 A B c Dmax 2a c 式中 Dmax 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 a 側(cè)搭邊值 條料寬度的單向偏差 c 導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 由參考文獻(xiàn) 1 中表 2 5 3 條料寬度偏差查得 0 5mm 由表 2 5 5 導(dǎo)料板與條料 之間的最小間隙 Cmin 查得 Cmin 5mm B0 34 2x2 5 0 0 5 390 0 5mm A 34 2 5x2 5X2 49mm 5 1 4 計算材料利用率 沖裁件的實際面積與所用材料面積的百分比叫材料利用率 它是衡量合理利用材 料的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 由文獻(xiàn) 7 得一個進(jìn)距內(nèi)的材料利用率 可用下式表示 nA BSx100 式中 A 沖裁件的面積 n 一個進(jìn)距內(nèi)沖裁件數(shù)目 B 條料寬度 S 進(jìn)距 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 18 由文獻(xiàn)查板材標(biāo)準(zhǔn) 所選板材寬度標(biāo)準(zhǔn)為 20mm 100mm 的板材 根據(jù)材料的結(jié) 構(gòu) 選用寬 39mm 的鋼板 每條鋼板可剪 1 張條料 則一個進(jìn)距的材料利用率 nA BSx100 28x15 x2x2 4x x1 6x1 6 39x34x100 32 02 若考慮到料頭料尾和邊余料的材料消耗 則一張板料 或帶料 條料 上總的材 料利用率為 nA BLx100 式中 n 一張板料上沖裁件的總數(shù)目 A 一個沖裁件的實際面積 L 板料長度 B 板料寬度 7 模具實用技術(shù)叢書編委會 編 模具設(shè)計應(yīng)用實例 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 19 5 1 5 畫出排樣圖 圖 5 1 零件排樣圖 5 2 計算工序壓力 5 2 1 落料力的計算 利用普通平刃凸模和凹模沖裁時 其沖裁力的計算公式為 F KLt b 公式中 F 沖裁力 L 沖裁周邊長度 t 材料厚度 b 材料抗剪強(qiáng)度 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 20 K 系數(shù) 系數(shù) K 是考慮到實際生產(chǎn)中 模具間隙的波動和不均勻 刃口的磨損 板材力學(xué) 性能和厚度 波動等因素的影響而繪出的修正系數(shù) 一般取 K 1 3 沖裁周邊長度的計算 L 30 28 x2 2 x2 128 6mm 由文獻(xiàn) 1 中表 1 3 6 查得 b 325MPa F 128 6x2x325x1 3 108 667KN 5 2 2 頂件力的計算 FD KDF 公式中 F 沖裁力 KD 頂件力系數(shù) 由文獻(xiàn) 1 表 2 6 1 查得 KD 0 06 則 FD 0 06x108 667 6 52KN 5 2 3 沖孔力計算 Fc 1 3Lt b 公式中 L 3 14x3 2x4 40 192mm 則 Fc 1 3x40 192x2x400 33 962KN 5 2 4 卸料力的計算 FX KXF 公式中 F 沖裁力 KX 卸料力系數(shù) 由文獻(xiàn) 1 表 2 6 1 查得 KX 0 03 則 KX 0 03x108 667 3 26KN 故總沖裁力 FZ F FX FD FC 108 667 3 26 6 52 33 962 152 41 KN 根據(jù)計算結(jié)果 沖壓設(shè)備擬選用 JH23 40A 該壓力機(jī)與面具設(shè)計的有關(guān)參數(shù)為 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 21 公稱壓力 400KN 滑塊行程 16mm 80mm 滑塊行程次數(shù) 45 次 min 最大閉合高度 330mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 65mm 工作臺尺寸 前后 x 左右 460mmx700mm 模柄孔尺寸 直徑 x 深度 50mmx70mm 最大傾斜角 300 5 3 計算模具的壓力中心 沖裁力合力的作用點稱為沖模壓力中心 為了保證壓力機(jī)和模具正常工作 沖模 壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線以及壓力機(jī)滑塊中心線重合 以使沖模平穩(wěn) 地工作 減少導(dǎo)向件的磨損 提高模具壓力機(jī)壽命 沖模壓力中心的求法 采用求平行力系合力作用點的方法 由于絕大部分沖裁件 沿沖裁輪廓的斷面厚度不變 輪廓各部分的沖裁力與輪廓長度成正比 所以求合力作 用點可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的重心 具體方法如下 按比例畫出沖裁輪廓線 選定直角坐標(biāo)系 把圖形的輪廓線分成幾份 計算各部分長度 并求出各部分重心位置21L n 的坐標(biāo) 1 yx2 nyx 按沖裁輪廓線下列公式求沖模壓力中心的坐標(biāo)值 0 yxnLxxL 210 5 nL yyLy 210 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 22 計算壓力中心時 如圖 5 2 把坐標(biāo)原點取在工件的對稱中心上 建立 XOY 因 為工件的形狀關(guān)于 X 軸和 Y 軸對稱 所以壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心 O 上 即 其坐標(biāo)為 0 0 圖 5 2 零件壓力中心 5 4 計算凸凹模工作部分刃口尺寸計算原則 凸模和凹模的刃口尺寸和公差 直接影響沖裁件的尺寸精度 模具的合理間隙值 也靠凸 凹模刃口尺寸及其公差來保證 因此 正確確定凸 凹模刃口尺寸和公差 是沖裁模設(shè)計的一項重要工作 設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸 以凹模為基準(zhǔn) 間隙取在凸模上 即沖裁間 隙通過減小凸模刃口尺寸來獲得 設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸 以凸模為基準(zhǔn) 間隙取在凹模上 沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來獲得 根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律 設(shè)計落料模時 凹?；境叽鐟?yīng)取接近或 等于工件的最小極限尺寸 設(shè)計沖孔模時 凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最 大極限尺寸 不管落料還是沖孔 沖裁間隙一般選用最小合理間隙 選擇模具刃口制造公差時 要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系 既要保證工件 的精度要求 又要保證合理的間隙值 一般沖模精度較工件精度高 2 4 級 對于形狀 簡單的圓形 方形刃口 其制造偏差值可按 IT6 IT7 級來選用 工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按 入體 原則標(biāo)注單向 公差 所謂 入體 原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時應(yīng)向材料實體方向單向標(biāo)注 1 5 4 1 沖裁凸凹模刃口尺寸計算 由工件圖看 該工件是由圓弧和直線及圓構(gòu)成的簡單規(guī)則形狀的工件 且為大批 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 23 量生產(chǎn) 故沖裁此類工件的凸凹模制造相對簡單 精度容易保證 所以采用分別制造 法加工 凸凹模分別加工方法具有制造簡單周期短 凸凹模具有互換性 便于成批制 造 沖孔 設(shè)沖孔尺寸為 d0 根據(jù)計算公式得 dT dmin X 0 T 落料 dA dT Zmin 0 A dmin X Zmin 0 A 落料 設(shè)工件的尺寸為 D0 根據(jù)計算原則得 DA Dmax X 0 A DT DA Zmin 0 T Dmax X Zmin 0 T 孔心距 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸 在同一工步中 在工件上沖出孔距為 L 2 兩個孔時 其凹模型孔中心距 Ld 可按下面公式確定 Ld L 8 1 上述公式中 DA 落料凸凹模尺寸 dT dA 沖孔凸凹模尺寸 Dmax 落料件的最大極限尺寸 dmin 沖孔件的最小極限尺寸 L Ld 工件空心距和凹模孔心距的公稱尺寸 工件制造公差 Zmin 最小合理間隙 X 磨損系數(shù) T A 凸凹模的制造公差 按 IT6 IT7 級來選取 為了保證初始間隙不超過 Zmax 即 T A Zmax Zmin T A 選取必須滿足 以下條件 T A Zmax Zmin 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 24 由工件圖可知道 尺寸均無精度要求 其公差按 IT14 級計算 外形 R20 0 25mm 320 0 62mm 340 0 62mm 3 20 0 3mm 由落料獲得 150 0 43mm 由沖孔 獲得 由文獻(xiàn) 6 查表 2 2 3 沖模初始間隙值 Z 得 Zmin 0 246mm Zmax 0 360mm 6 郝濱海 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 則 Zmax Zmin 0 360 0 246 0 114mm 公差等級為 IT14 級 取 X 0 5mm 因為該工件的形狀是簡單的圓弧和直線組成 則凸凹模分別按 IT6 和 IT7 級制造 故以下凸凹模公差由文獻(xiàn) 1 中表 2 4 1 標(biāo)準(zhǔn)公差得 基本尺寸 3 20 0 3 340 0 62 320 0 62 20 0 25 凸模偏差 T 0 02 0 T 0 02 0 T 0 0 020 T 0 02 0 凹模偏差 A 0 02 0 A 0 03 0 A 0 03 0 A 0 02 0 表 5 4 凸凹模制造偏差 則 沖孔 dT dmin X 0 T 3 2 0 5x0 5 0 0 020 3 450 0 020 dA dT Zmin 0 A 3 45 0 246 0 0 020 3 6960 0 020 校核 T A Zmax Zmin 0 020mm 0 020mm 0 360mm 0 246mm 0 040mm 0 114mm 滿足間隙公差條件 落料 DA1 Dmax X 0 A 34 0 5x0 62 0 0 030 33 690 0 030 DT1 DA1 Zmin 0 T 33 69 0 246 0 0 020 33 4440 0 020 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 25 DA2 Dmax X 0 A 32 0 5x0 62 0 0 030 31 690 0 030 DT2 DA2 Zmin 0 T 31 69 0 246 0 0 020 31 4440 0 020 DA3 Dmax X 0 A 2 0 5x0 25 0 0 020 1 8750 0 020 DT3 DA3 Zmin 0 T 1 875 0 246 0 0 020 1 6290 0 020 校核 0 020mm 0 030mm 0 050mm 0 05mm 滿足間隙公差條件 0 020mm 0 020mm 0 040mm 0 114mm 滿足間隙公差條件 0 020mm 0 030mm 0 050mm 0 114mm 滿足間隙公差條件 因此 制造精度在保證間隙的合理范圍內(nèi) 5 5 彈性元件的選取與設(shè)計 為了得到較平整的工件 本模具采用彈壓卸料結(jié)構(gòu) 使條料在落料 沖孔過程中 始終處于一個穩(wěn)定的壓力之下 從而改善了毛坯的穩(wěn)定性 5 5 1 上卸料采用橡膠作為彈性元件 選取橡膠作為彈性元件的原因是由于橡膠允許承受的載荷較大 安裝調(diào)整靈活 方便 根據(jù)工藝性質(zhì)和模具結(jié)構(gòu)確定采用一硬橡膠 形狀是圓筒形 1 橡膠的選擇原則 為了保證橡膠正常工作 所選橡膠應(yīng)滿足預(yù)壓力要求 F0 FX 公式中 F0 橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的壓力 N FX 卸料力 N 為保證橡膠不過早失效 其允許最大壓縮量不應(yīng)超過其自由高度的 45 一般取 H2 0 35 0 45 H0 公式中 H2 橡膠允許的總壓縮量 mm H0 橡膠的自由高度 mm 橡膠預(yù)壓縮量一般取自由高度的 10 15 即 H0 0 10 0 15 H0 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 26 公式中 H0 橡膠預(yù)壓縮量 mm 故 H1 H2 H0 0 25 0 35 H0 而 H1 H H 公式中 H 卸料板的工作行程 mm H t 1 t 為板料厚度 H 凸模刃口修模量 mm 橡膠高度與直徑之比應(yīng)按下式校核 0 5 H0 D 1 5 公式中 D 橡膠外徑 mm 選擇橡膠步驟 根據(jù)工藝性質(zhì)和模具結(jié)構(gòu)確定橡膠性能 形狀和數(shù)量 沖裁卸料用較硬橡膠 根據(jù)卸料力求橡膠橫截面積 A 為使橡膠滿足壓力的要求 F 預(yù) AP F 卸 所以橡 膠墊的橫截面積與卸料力及單位壓力之間存在如下關(guān)系 A F 卸 P 確定橡膠墊的平面尺寸 圓筒形橡膠墊的外徑為 D 內(nèi)孔為 d 則橫截面積公式為 A D2 d2 4 代入上面公式 A F 卸 P 后 可得外徑 D P F卸27 1 校核橡膠墊的自由高度 橡膠墊的自由高度 H0 與其直徑應(yīng)在下式范圍內(nèi) 即 0 5 H0 D 1 5 確定橡膠墊的安裝高度 H 裝 H0 H 預(yù) 1 3 卸料橡膠的設(shè)計計算如下表 項 目 公式 結(jié) 果 備注 卸料板 工作行程 工 作h h 工作 h1 t h2 7 5 mm h1 為凸模凹進(jìn)卸料板的高 度 1mm h2 為凸模沖裁后進(jìn)入 凹模的深度 4 5mm 橡膠的 工作行程 HI HI 工 作 h修 磨 13m m 為凸?？傂弈チ?取修 磨h 5 5mm 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 27 橡膠的 自由高度 H0 H0 4HI 52m m 取 HI 為 H0 的 25 橡膠的 預(yù)壓縮量 H 預(yù) H 預(yù) 15 H0 7 8 mm 一般取 H 預(yù) 10 15 H0 每個橡 膠承受的載 荷 F1 F1 4預(yù)F 164 8 08N 選用四個圓筒形橡膠 橡膠墊 的外徑 D D PFd卸27 1 184 mm d 為圓筒形橡膠的內(nèi)徑 取 d 13mm P 0 5Mpa 校核橡 膠墊自由高 度 0H 0 5 D0H 0 615 1 5 滿 足要求 橡膠墊 安裝高度 裝 裝H0預(yù) 44 2mm 表 5 5 卸料橡膠的設(shè)計計算 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 28 6 選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸 6 1 確定工作零件 6 1 1 凹模 凹模是在沖壓過程中與凸模配合直接對沖裁件進(jìn)行分離或成形的工作零件 1 落料凹模 1 落料凹模的外形結(jié)構(gòu)及其固定方法 凹模的外形結(jié)構(gòu)為矩形整體式 采用螺釘和銷釘直接固定在支承件上 凹模采用 螺釘和銷釘定位固定時 要保證螺釘 或沉孔 之間 螺孔 銷孔與凹模刃壁間的距 離不能太近 否則會影響模具壽命 2 落料凹模刃口形式 沖裁凹模刃口形式有直筒式和錐形式兩種 根據(jù)沖裁件的形狀 厚度 尺寸精度 及模具的具體結(jié)構(gòu) 本副模具采用直筒式 其優(yōu)點是刃口強(qiáng)度較高修磨后刃口尺寸不 變 3 落料凹模輪廓尺寸的確定 凹模輪廓尺寸通常根據(jù)沖裁的板料厚度和沖件的輪廓尺寸或凹模孔口刃壁間的距 離 按經(jīng)驗公式來確定 由文獻(xiàn) 1 公式 2 9 3 2 9 4 計算得 凹模厚度 H Kb 0 4x34 13 6mm 凹模壁厚 c 1 5 2 H 22 5 30 取 c 30mm 凹模長度 L b 2c 34 2 30 94mm 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 29 凹模寬度 B 取 60mm 凹模輪廓尺寸 94mmx60mmx30mm 因此選凹模固定板的尺寸為 100 100 32 上式中 b 凹模刃口的最大尺寸 mm K 系數(shù) 考慮到板料厚度影響 查表 2 9 5 得 k 0 4 2 沖孔凹模 4 個 3 2mm 沖孔凹模在落料凸模上 沖孔廢料通過落料凸模內(nèi)的彈性裝置在上模 回程時推出 沖孔凸模固定在下模座上 各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工 安排凹模在模架上的位置時 要依據(jù)計 算壓力中心的位置將壓力中心與模柄中心重合 6 1 2 凸模 凸模是在沖壓過程中 沖模中被沖制件或廢料所包容的工作零件 1 凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方法 落料凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工 將落料凸模設(shè)計成臺階式 采用線切割機(jī)床加工 與 凸模固定板配合部分按過渡配合 H7 m6 或 H7 n6 制造 沖孔凸模 因為所沖的孔均為圓形 而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模 且臺階式的凸模 強(qiáng)度剛性好 修磨方便 其工作部分尺寸由計算而得 所以沖孔凸模采用臺階式 一 方面加工簡單 另一方面又便于裝配與更換 采用臺肩固定 與凸模固定板配合部分 按過渡配合 H7 m6 或 H7 n6 制造 最大直徑的作用是形成臺肩 以便于固定 保證 工作時凸模不被拉出 2 凸模長度計算 凸模的長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定 同時要考慮凸模的修磨量 固定板 與卸料板之間的安全距離 裝配等需要 落料凸模長度計算 由文獻(xiàn) 1 得 當(dāng)采用彈壓卸料板時 其凸模長度按公式 2 9 2 得 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 30 L h1 h2 t h 公式中 L 凸模總長度 h1 凸模固定板厚度 取 h1 18mm h2 卸料板厚度 取 h2 15mm t 材料厚度 t 2mm h 增加長度 它包括凸模的修磨量 凸模進(jìn)入凹模的深度 0 5 1 mm 凸模固定板與卸料板之間的安全距離等 一般取 10mm 20mm 取 h 15mm 則落料凸模的長度 L 18 15 2 15 50mm 沖孔凸模的長度計算 由參考文獻(xiàn) 7 同時由零件圖可知 沖 15 孔的凸模長度 L t1 t2 L1 公式中 L 沖孔凸模的長度 t1 凸模固定板厚度 mm t2 頂件塊的厚度 mm 取 50mm L1 附加長度 包括凸模進(jìn)入凹模 的深度 0 5mm 1mm 取 1mm 總修磨量 6mm 12mm 取 8mm 凸模固定板與卸料板之間的安全距 15mm 20mm 取 15mm 則 L 22 50 1 8 15 96mm 3 凸模強(qiáng)度校核 在一般情況下 凸模的強(qiáng)度是足夠的 無須進(jìn)行校核 但特別細(xì)長的凸?；?凸模的橫截面積很小而沖裁的板件厚度較厚時 必須進(jìn)行承壓能力和抗縱彎曲能力校 核 其目的是檢查凸模的危險斷面尺寸和自由長度是否滿足要求 以防止凸模縱向失 穩(wěn)和折斷 6 2 定位零件的設(shè)計 沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置 條料在模具 送料平面中必須有兩個方向的限位 一是在與條料垂直方向上的限位 保證條料沿正 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 31 確的方向送進(jìn) 稱為送進(jìn)導(dǎo)向 二是在送料方向上的限位 控制條料一次送進(jìn)的距離 步距 稱為送料定距 控制送料步距的定位 稱為擋料 控制條料寬度方向上的定 位 稱為導(dǎo)料 1 根據(jù)坯料形式 模具結(jié)構(gòu) 沖件精度和生產(chǎn)率的要求 控制條料的送進(jìn)方向采用 導(dǎo)料板 有側(cè)壓裝置 送料步距控制采用活動擋料銷 采用側(cè)壓裝置時應(yīng)注意以下幾點 在條料厚度小于 0 3mm 時 不能采用側(cè)壓 當(dāng)用滾軸自動送料時 不用側(cè)壓 因由于側(cè)壁摩擦 會阻礙送料 由于彈簧壓 塊式是利用彈簧的彈力作用 所以側(cè)壓力較大 沖裁厚料時使用 8 8 王孝培 主編 沖壓手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 起定距作用的活動擋料銷 彈簧和螺塞選用標(biāo)準(zhǔn)件 規(guī)格由文獻(xiàn) 6 中表 15 48 查 得 擋料銷 JB T 7649 9 dxl 彈簧 GB2089 螺塞 GB2250 8x16 0 8x8x20 AM12x1 25 其余 圖 6 2 活動擋料銷 6 3 導(dǎo)料銷的設(shè)計 導(dǎo)料銷是對條料或帶料的側(cè)向進(jìn)行導(dǎo)向 以免送偏的定位零件 導(dǎo)料銷一般設(shè)有 兩個 并位于條料的同側(cè) 從右向左送料時 導(dǎo)料銷裝在后側(cè) 從前向后送料時 導(dǎo) 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 32 料銷裝在左側(cè) 導(dǎo)料銷有固定式的和活動式的 本副模具采用固定式導(dǎo)料銷 其標(biāo)準(zhǔn) 結(jié)構(gòu)由文獻(xiàn) 6 得 導(dǎo)料銷材料一般用 T7 T8 熱處理硬度為 46 52HRC 粗糙度 1 6 m 下 裝配時采用 H7 s6 本副模具的導(dǎo)料銷材料用 T8 6 4 卸料部件的設(shè)計 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同 厚度為 15mm 卸料板采用 Q235 鋼制造 淬火硬度為 40 45HRC 6 4 1 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置 4 個卸料螺釘 公稱直徑為 12mm 螺紋部分為 M10 10mm 卸料 釘尾部留有足夠的行程空間 卸料螺釘擰緊后 應(yīng)使卸料板超出端面 1mm 有誤差時通 過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整 6 5 模架及其他零部件設(shè)計 6 5 1 模架 根據(jù)主要工作部分尺寸 結(jié)構(gòu)以及彈性元件的尺寸 參照有關(guān)資料 可選取 I 級 精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架 由文獻(xiàn) 5 中表 2 41 得后側(cè)導(dǎo)柱模架 以凹模周界尺寸為依 據(jù) 選擇模架規(guī)格 即 上模座尺寸 325mm 290mm 45mm HT200 GB T2855 5 90 下模座尺寸 325mm 290mm 60mm HT200 GB T2855 5 91 導(dǎo)柱 d mm L mm 尺寸為 28mm 200mm 20 鋼 因為鋼質(zhì)模座強(qiáng)度更高 加工工藝好 故采用鋼質(zhì)模座代替普通的鑄鐵模座 導(dǎo) 柱 導(dǎo)套滲碳深度為 0 8 1 2mm 硬度為 58 62HRC 1 導(dǎo)向零件的制造 模具導(dǎo)向零件是模具重要零件之一 其質(zhì)量的好壞 對模具的制造精度 使用壽 命和產(chǎn)品成形質(zhì)量有著非常重要的作用 導(dǎo)柱和導(dǎo)套屬于軸類和套類零件 一般是由 內(nèi) 外圓柱表面組成 其加工精度要求主要體現(xiàn)在 內(nèi) 外圓柱表面的表面粗糙度及 尺寸精度 各配合圓柱表面的同軸度等 導(dǎo)向零件的配合表面都必須進(jìn)行精加工 而 且要有較好的耐磨性 一般導(dǎo)向零件配合表面的精度可達(dá) IT6 表面粗糙度 Ra 0 2 0 1 m 對精密的導(dǎo)向零件配合表面的精度可達(dá) IT5 表面粗糙度 Ra 0 1 0 05 m 導(dǎo)向零件的形狀比較 加工方法一般采用普通機(jī)床進(jìn)行粗加工和半精加工后在進(jìn) 墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 33 行熱處理 最后用磨床進(jìn)行精加工 消除熱處理引起的變形 提高配合表面的尺寸精 度和減少配合表面的粗糙度 對于配合要求高 精度高的導(dǎo)向零件 還要對配合表面 進(jìn)行研磨 才能達(dá)到要求的精度和表面粗糙度 4 2 模具的閉合高度 根據(jù)該模具的結(jié)構(gòu) 本模具的閉合高度為 H H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 公式中 H 模具閉合高度 H1 上模座厚度 取 45mm H2 上模墊板厚度 取 18mm H3 凸凹模固定板厚度 取 30mm H4 橡膠的高度 取 44 2mm H5 凹模的厚度 取 33mm H6 下模墊片的厚度 取 22mm H7 下模座厚度 取 60mm H8 沖孔凸模固定板厚度 取 22mm H9 落料凹模固定板厚度 取 22mm H10 卸料板厚度 取 15mm H11 落料凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 取 4 5mm 則 H 35 18 30 44 2 33 22 22 60 22 4 5 290 7mm 可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī) J23 100A 的最大裝模高度 400mm 可以 使用 6 5 2 模柄 模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件 對它的基本要求是 一要與壓力機(jī)滑 塊上的模柄孔正確配合 安裝可靠 二要與上模正確而可靠連接 因為采用球面浮動 式模柄可以減少沖壓設(shè)備或模具安裝時的誤差對模具的比利影響 故選取浮動式模柄 必須注意 采用浮動式模柄時 導(dǎo)柱千萬不能離開導(dǎo)套 否則可能產(chǎn)生嚴(yán)重的機(jī)床 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 34 和人身事故 由文獻(xiàn) 5 中表 2 38 浮動模柄查得模柄的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下 圖 6 5 2 浮動模柄圖 基本尺寸 零件件號 名稱及標(biāo)注編號 d D D1 H 1 2 3 4 凹球面模柄 GB2862 6 81 凸球面墊塊 GB2862 6 81 錐面壓圈 GB2862 6 81 螺釘 GB70 76 50 85 130 27 50 x83 85x12 130 x22 M10 x30 表 6 5 浮動模柄標(biāo)準(zhǔn)尺寸 6 5 3 固定板 墊板 1 凸模固定板 將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬ξ恢脡喝肽＞吖潭ê笞鳛橐粋€定位的零件安裝在上模座 或下模座的板件上 模具中最常見的凸模固定板 分為圓形固定板和矩形固定板兩種 主要用于固定小型的凸模和凹模 固定板的設(shè)計應(yīng)注意以下幾點內(nèi)容 凸模固定板的厚度一般取凹模的 0 6 0 8 倍 其平面尺寸可與凹模 卸料板外 形尺寸相同 但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?墊 片 落 料 沖 孔 復(fù) 合 模 具 的 設(shè) 計 35 固定板上的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合 H7 m6 凸模壓裝后端面要與固定板 一起磨平 固定板的上 下表面應(yīng)磨平 并與凸模安裝孔的軸線垂直 固定板基面和壓裝 配合面的表面粗糙度為 Ra 1 6 0 8 m 另一非基準(zhǔn)面可適當(dāng)降低要求 固定板材料一般采用 Q235 或 45 鋼制造 無需熱處理淬硬 4 根據(jù)模具的工作的結(jié)構(gòu)特點以及滿足工作時的受力要求 這里取凸 凹模固定板 的厚度為 30mm 下固定板的厚度為 22mm 采用 Q235 制作 2 墊板 墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力 以降低模座所受的單位壓力 保 護(hù)模座一面被凸模端面壓陷 模具中最為常見的是凸模墊板 它被裝于凸模固定板與 模座之間 墊板外形尺寸可與固定板相同 其厚度一般取 4 15mm 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特點 這里取墊板的厚度為 H 15 mm 墊板材料為 45 鋼 淬火硬度為 43 48HRC 墊板上