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沖孔落料級(jí)進(jìn)模,設(shè)計(jì)者 :徐淼華 學(xué) 號(hào) :20050457 指導(dǎo)老師:胡淑芬,目錄,一:引言 二:沖壓工藝分析 三:沖壓工藝方案的確定 四:沖壓工藝的計(jì)算 五:復(fù)合模主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 六:沖模結(jié)構(gòu)的確定 七:支撐板結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 八:模座的設(shè)計(jì) 九:其他零件的選擇 十:裝配圖 十一:致謝,一:引言,隨著社會(huì)的發(fā)展,模具行業(yè)的興起。在社會(huì)上,沖壓工藝用途十分的廣泛,與制造成為一個(gè)行業(yè)越來越來受到人們的重視。 模具是一種技術(shù)密集、資金密集型產(chǎn)品,在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)巾的地位也非常重要。模具工業(yè)已被我國(guó)正式確定為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),并在“十五”中列為重點(diǎn)扶持產(chǎn)業(yè)。由于新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷發(fā)展,促使模具技術(shù)不斷進(jìn)步,對(duì)人才的知識(shí)、能力、素質(zhì)的要求也在不斷提高。我國(guó)模具行業(yè)將向大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命和多功能方向發(fā)展。目前,電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電、通訊和軍工等產(chǎn)品中,6080的零部件,都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其他加工制造方法所無法比擬。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開發(fā)能力。我國(guó)模具行業(yè)日趨大型化,而且精度將越來越高。,模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛,模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用能極大地影響模具制造周期。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期,而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。同時(shí),快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。由于人們要求模具的生產(chǎn)周期越短越好,因此開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具越來越引起人們的重視。 模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是機(jī)械及其它制造行業(yè)快速增長(zhǎng)的同時(shí)不斷發(fā)展完善的。通過在機(jī)械行業(yè)的工作實(shí)踐,深深體會(huì)到了模具在機(jī)械制造業(yè)中的巨大作用。模具的大量使用使的零件加工的周期縮短,成本降低。一個(gè)高質(zhì)量的模具可以直接投入產(chǎn)品的裝配,這一點(diǎn)在鑄件中更能顯現(xiàn),好的毛坯件需要的額外加工量小,材料損耗小,很好的降低了生產(chǎn)成本。 模具的發(fā)展前景將越來越好。模具性能越來越高,生產(chǎn)的零件可以達(dá)到的數(shù)控加工的精度,甚至更高,產(chǎn)量又十分巨大。投身模具事業(yè)將會(huì)給自己的人生帶來輝煌。,二:沖壓工藝分析,2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析 計(jì)題目設(shè)計(jì)一止動(dòng)件 材 料:Q215 板料厚度:t=0.5mm 生產(chǎn)批量:大批量 任 務(wù):編制沖壓工藝方案、設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu),圖2-1 零件圖(材料Q215 t=0.5),三:沖壓工藝方案的確定,將以上精度與零件簡(jiǎn)圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較,可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證其它尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況,也均符合沖裁的工藝要求,固定擋料銷粗定位、導(dǎo)正銷精定位、自然漏料方式的沖孔落料符合級(jí)進(jìn)模進(jìn)行加工。 方案一采用復(fù)合模加工。復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高,沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對(duì)位置精度高,沖模的輪廓尺寸較小。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造精度要求高,成本高。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。 方案二采用級(jí)進(jìn)模加工。級(jí)進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高,減少了模具和設(shè)備的數(shù)量,工件精度較高,便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。對(duì)于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件,用簡(jiǎn)單?;驈?fù)合模沖制有困難時(shí),可用級(jí)進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大,制造較復(fù)雜,成本較高,一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。 方案三采用單工序沖裁模。無導(dǎo)向單工序沖裁模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造周期短、成本低、但模具壽命低、沖裁精度差、操作也不安全。一般用于精度要求不高、形狀簡(jiǎn)單、批量小或試制件;導(dǎo)柱式?jīng)_裁模比無導(dǎo)向式?jīng)_模裁的精度高、壽命長(zhǎng)、使用安全方便,但輪廓尺寸較大、模具較重、制造工藝復(fù)雜、成本較高、它廣泛用于生產(chǎn)批量大、精度要求較高的沖裁件。 綜合比較以上三個(gè)方案其中方案二級(jí)進(jìn)模加工比其他兩種方案較好,四:沖壓工藝的計(jì)算,4.1排樣 1.合理排樣并繪制排樣圖,計(jì)算出材料利用率, ,側(cè)邊取搭邊值。查表得 則步距 mm; 條料寬度 其一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率h可由下式計(jì)算得出: (2-1) 式中: A ---------- 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積(mm2); B --------- 條料寬度(mm2); S --------- 步距(mm2)。 ==65%,,,,,,,,,4.2計(jì)算沖壓力 平刃口沖裁模的沖裁力F一般按下式計(jì)算: 、K、L、t、 分別是沖裁力、沖裁周邊長(zhǎng)度、材料厚度,材料抗剪強(qiáng)度,系數(shù)。該模具采用彈性卸料和下出料方式。 影響這些力的因素較多,主要有材料的力學(xué)性能、材料的厚度、模具間 隙、凹模洞口的結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤(rùn)滑情況等,一般常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算: 卸料力: 推件力: 、是卸料力、推件力系數(shù). n是卡在凹模內(nèi)的沖裁件(或廢料)數(shù)。n= 式中的h和t分別表示凹模洞口的直刃壁高度與板料厚度。 其中:查表取普通碳素鋼B3的抗剪強(qiáng)度:(GB 7001988) 卸料力系數(shù):Kx = 0.055 推件力系數(shù):KT = 0.063 同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的工件數(shù):n = h/t 1.沖孔力: =12123.45N 卸料力: =666.49N 推件力: =1557.57N =12123.54+666.49+1527.57=14317N 2.落料力 卸料力 =20458.54N 推件力 =N =415856.27N 本設(shè)計(jì)中模具使用沖孔和落料結(jié)構(gòu)形式,因此沖壓力:可由下式計(jì)算得出: 總沖壓力:=14317+415856.27=430173.27N,,,,,,,,,,,,4.3計(jì)算壓力中心 模具的壓力中心應(yīng)該通過壓力機(jī)滑塊的中心線。對(duì)于有模柄沖模來說,須使壓力中心通過模柄的中心線。否則,沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷,導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損,還會(huì)使合理間隙得不到保證,從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實(shí)際生產(chǎn)中,可能出現(xiàn)沖模壓力中心在沖壓過程中發(fā)生變化的情況,或者由于沖件的形狀特殊,從模具結(jié)構(gòu)考慮,不宜于使壓力中心與模柄中心相重合的情況,這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。,4.4沖裁模間隙值的計(jì)算 確定凸、凹模合理間隙的方法有理論法和查表法兩種。由于理論計(jì)算法在生產(chǎn)中使用不方便,常用查表法來確定間隙值。對(duì)于尺寸精度、斷面垂直度要求不高的板料的普通沖裁,以提高模具壽命為主,可采用大間隙值。查我國(guó)沖裁間隙指導(dǎo)性技術(shù)文件推薦的間隙值表可得:Zmin =0.040mm ,Zmax = 0.060mm ,根據(jù)凸凹模的加工方法的不同,刃口的計(jì)算方法也不同,基本上可分為兩類:凸模與凹模分別加工法,凸模與凹模配合加工法。 凸凹模配合加工法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件(凸模或凹模),然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸按間隙配制另一件。因?yàn)檫@種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配置保證,工藝比較簡(jiǎn)單,并且還可以適當(dāng)放大基準(zhǔn)件的制造公差,使得制造也容易。且精度要求不高,故采用此方法。目前,一般工廠也常常采用此方法。 因。,五:復(fù)合模主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算,5.1凸模 由于沖件的形狀和尺寸不同,沖模結(jié)構(gòu)與加工以及裝配工藝等實(shí)際條件也不同,所以實(shí)際生產(chǎn)中使用的凸模的結(jié)構(gòu)形式很多。其截面形狀有圓形和非圓形;刃口形狀有平刃和斜刃等。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,本設(shè)計(jì)采用截面形狀為圓形凸模。 凸模長(zhǎng)度計(jì)算:凸模長(zhǎng)度需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)要求和凸模刃磨量等因素確定。可按下式計(jì)算:L = h1+h2+ h3 式中 h1 凸模固定板厚度 h2 卸料板厚度 h3 增加長(zhǎng)度。(本設(shè)計(jì)取44/mm) 則: L = 20+16+25=61mm,5.2凹模 凹模類型很多,凹模的外形有圓形和矩形;結(jié)構(gòu)有整體式和鑲拼式;刃口有平刃和斜刃。在實(shí)際生產(chǎn)中,由于沖裁件的形狀和尺寸千變?nèi)f化,因而大量使用外形為圓形或矩形的凹模板,在其上面開設(shè)所需要的凹模洞口,用螺釘和銷釘直接固定在模板上。本設(shè)計(jì)也采用此種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。 值得注意的是,凹模采用螺釘和銷釘定位固定時(shí),要保證螺孔(或沉孔)間、螺孔與銷孔間及螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會(huì)影響模具壽命。孔距的最小值可參考相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。對(duì)于孔口的結(jié)構(gòu)形式,本設(shè)計(jì)采用常用的適用于非圓型孔的階梯形直刃壁型孔。要確定凹模厚度,凹模寬度,凹模邊長(zhǎng)。,,六:沖模結(jié)構(gòu)的確定,6.1 定位裝置 1.本設(shè)計(jì)中,在送料方向的垂直方向上需用上一個(gè)始用擋料銷對(duì)首次沖裁時(shí)定位用,其結(jié)構(gòu)如下查表得采用初始擋料銷:446 JB/t7649.1,彈簧:0.8820,彈簧心柱:616.,2.在第二次送料始用擋料銷將不用,將采用固定擋料銷對(duì)料進(jìn)行粗定位其結(jié)構(gòu)如下 A型固定擋料銷 直徑d(h11)=80 -0.075 /mm的A型固定擋料銷: 固定擋料銷A6 JB/T 7649.10 d1(m6) =8 +0.008 +0.002 /mm h = 2mm L = 8/mm 材料:45,熱處理硬度4348HRC 技術(shù)條件:按JB/T 7653-1994的規(guī)定 3.使用導(dǎo)正銷的目的是消除送進(jìn)導(dǎo)向和送料固定板等粗定位的誤差,保證孔與外形相對(duì)位置公差的要求,其結(jié)構(gòu)如下圖。,3.使用導(dǎo)正銷的目的是消除送進(jìn)導(dǎo)向和送料固定板等粗定位的誤差,保證孔與外形相對(duì)位置公差的要求,其結(jié)構(gòu)如下圖。 A型導(dǎo)正銷 導(dǎo)正銷的基本尺寸可按下次計(jì)算: d d導(dǎo)正銷的基本尺寸; 沖孔凸模的直徑; 導(dǎo)正銷與沖孔凸模直徑的差值;查表得:=0.06 即 d=9.18-0.06=9.12 查表得d=10 導(dǎo)正銷高度查表得 h=1 , L=36 , =13, C=3, 標(biāo)記:A型導(dǎo)正銷 材料為T8A,熱處理硬度為50-54HRC 技術(shù)條件按卸料裝置其作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后,把沖件或廢料從模具工件零件上卸下來,以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行。,6.2 卸料裝置 1.卸料螺釘其結(jié)構(gòu)如下圖。卸料裝置其作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后,把沖件或廢料從模具工件零件上卸下來,以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行2.橡膠彈簧具有重量輕,彈性大,變形不受限制,較高的內(nèi)阻,可吸收沖擊和高頻振動(dòng)能量,工作平穩(wěn),噪聲小,安裝和調(diào)試方便,便于維護(hù)和保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)。另外,橡膠彈簧可同時(shí)承受多向載荷,可使系統(tǒng)簡(jiǎn)單。所以本設(shè)計(jì)采用橡膠彈簧。,6.3導(dǎo)向零件 導(dǎo)柱導(dǎo)套裝配圖,6.4 模架 本設(shè)計(jì)采用適用于所有中小型模具的壓入式模柄,它與模座孔采用H7/m6過渡配合。具體標(biāo)準(zhǔn)如下: A型壓入式模柄 直徑d(js10) = mm、高度L =75mm的A型壓入式模柄: 模柄A2575JB/T 7646.1 d1(m6) = mm d2 = 33mm d4(H7) = mm L1 =30mm L2 =4mm L3 =2.5mm 材料:Q235-A F 技術(shù)條件:按JB/T 7653-1994的規(guī)定,七:支撐板結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì),固定板、設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)分析,本設(shè)計(jì)只在凸模采用矩形的固定板固定,其平面輪廓尺寸除應(yīng)保證凸模安裝孔外,應(yīng)還考慮螺釘和銷孔的位置,厚度一般取為凹模的60%80%。固定板孔與凸模采用過渡配合(H7/m6),壓裝后端面磨平,以保證沖模的垂直度。 墊板主要用于直接承受和擴(kuò)散凸(凹)模傳來的壓力,防止模座承受過大壓力而出現(xiàn)凹坑,影響模具正常工作。墊板厚度一般取612mm,外形尺寸按固定板形狀決定。常用材料為45鋼、T8。 固定板、墊板的基本結(jié)構(gòu)、尺寸可按GB2858.1-81 GB2858.6,GB2859.GB2859.6選取。尺寸選擇如本設(shè)計(jì)采用彈壓卸料板作為壓料和卸料的裝置,其寬度和長(zhǎng)度均與固定板的長(zhǎng)度、寬度一致,,八:模座的設(shè)計(jì),8.1上模座,8.2下模座,九:其他零件的選擇,螺釘使用內(nèi)六角螺釘 圓柱銷釘:本設(shè)計(jì)除特殊說明外,一律選用1060的銷釘定位。配合間隙為m6/h8 防動(dòng)銷選用 612配合間隙為H8/h7材料,十:裝配圖,十:致謝,在經(jīng)過將近兩個(gè)月的忙碌和工作,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲,作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì),由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏,難免有許多考慮不周全的地方,如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo),以及一起工作的同學(xué)們的支持,想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師胡淑芬老師。胡淑芬平日里工作繁多,但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段,從設(shè)計(jì)草案的確定和修改,中期檢查,后期詳細(xì)設(shè)計(jì),裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)雖不復(fù)雜煩瑣,但是胡老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩胡老師的專業(yè)水平外,她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 還要感謝大學(xué)四年來所有的老師,為我打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ);同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們,正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì),此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。最后感謝工學(xué)院和我的母校江西農(nóng)業(yè)大學(xué)四年來對(duì)我的大力栽培,