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沖壓工藝學(xué) 學(xué)習(xí)報(bào)告 題 目： 落料沖孔連續(xù)模報(bào)告 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)年級(jí)： 工業(yè)工程12級(jí) 姓 名： 謝 兵 班級(jí)學(xué)號(hào)： 工程12-01-08 指導(dǎo)教師： 倫 鳳 艷 二Ｏ一五 年 十 月 九 日 目錄 模具設(shè)計(jì)說明 2 1.沖壓件工藝性分析 2 2.沖壓工藝方案的確定 3 3.主要設(shè)計(jì)計(jì)算 3 4. 模具總體設(shè)計(jì) 6 5. 主要零部件設(shè)計(jì) 6 6．模具總裝圖 10 7．沖壓設(shè)備的選定 10 8、模具的裝配 11 主要參考文獻(xiàn)： 13 學(xué)習(xí)小結(jié) 14 模具設(shè)計(jì)說明 題目：落料沖孔連續(xù)模報(bào)告 任務(wù)描述： 工件名稱：沖孔落料件 工件簡(jiǎn)圖：如下圖 生產(chǎn)批量：中批量生產(chǎn) 材料：Q235A 材料厚度：2mm 零件公差：IT13 展開板金件，設(shè)計(jì)一副沖孔、落料連續(xù)模。為彎曲模準(zhǔn)備毛坯。 圖1 工件圖 1.沖壓件工藝性分析 （1）沖裁件結(jié)構(gòu)形狀分析 該沖裁件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，從圖中不難看出，此工件只有沖孔和落料兩個(gè)工序。其外形為規(guī)則形，內(nèi)部有兩個(gè)小孔和一個(gè)方孔，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單適合沖裁。 （2）尺寸 制件圖給出的外形為規(guī)則形，其尺寸為50*70，兩個(gè)內(nèi)孔直徑為8mm和一個(gè)10*15mm的方孔，其尺寸如圖1所示，制件厚度為2mm。屬于中等尺寸的沖裁件。 （3）尺寸精度 從圖1可知，該制件的公差等級(jí)為IT13級(jí)，用沖裁加工可以達(dá)到該精度要求。其余尺寸為自由公差，精度要求不高，所以均按IT14級(jí)確定制件公差。 （4）表面粗糙度 該制件的厚度為2，查表可知表面表面粗糙度Ｒａ為6.3μm。沖裁件內(nèi)、外形可到達(dá)的經(jīng)濟(jì)精度為0.16mm和0.23mm，兩孔中心距公差為0.12mm，孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.6mm。 2.沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料和沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔——落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序兩套模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。 方案二只需一套模具，工作精度及生產(chǎn)效率都比較高，但制造難度大，并且沖壓成品件留在模具上，清理模具上的物料影響沖壓速度，操作不方便。 方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，由于工件精度要求不高，完全能滿足工件技術(shù)要求。 所以經(jīng)過比較和根據(jù)任務(wù)要求，采用方案三最為合適。 3.主要設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）排樣方式的確定以及計(jì)算 設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模，先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。工件圖可視為一矩形中間沖孔，直排材料利用率最高。如圖一所示的排樣方法，可減少?gòu)U料。第一次沖裁使用活動(dòng)擋料銷，然后第二次可用固定擋料銷。 因?yàn)閷挾萀=70mm，取搭邊a=3.0mm， a2=2.0mm，條料寬度為B=L+2a=76mm，步距為S=52mm，一個(gè)步距的材料利用率為77.4% 。 圖2 （2）壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算 圖a 圖3 圖b 圖a：因?yàn)橹萍?duì)稱，壓力中心一定在對(duì)稱軸Y上，及x=0，由機(jī)械原理可以計(jì)算出，y=34.53mm。圖b的壓力中心為（39.31,34.57）。 （3）沖壓力的計(jì)算： 用平刃口模沖裁時(shí)，其沖裁力一般按下式計(jì)算： F=Ltσb Q235-A的抗拉強(qiáng)度σb為370～500 MPa，取σb=440 MPa。 所以F=Ltσb=338153.6N=338.15KN 推件力：FT=nKTF=16.9N 選擇沖床總壓力FΣ=F+FT=355.05N，查壓力機(jī)規(guī)格表，根據(jù)總壓力初選壓力機(jī)為J23-40。 卸載力、推件力和頂件力系數(shù)如下： 表一 料厚 K（卸） K（推） K（頂） 鋼 <=1 0.06~0.09 0.1 0.14 0.1~0.5 0.04~0.7 0065 0.08 0.5~2.5 0.025~0.06 0.05 0.06 2.5~6.5 0.02~0.05 0.045 0.05 >6.5 0.015~0.04 0.25 0.03 鋁，鋁合金 0.03~0.08 0.03~0.07 純銅，黃銅 0.02~0.06 0.03~0.09 （4）工作零件刃口尺寸計(jì)算 在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。這個(gè)模具采用級(jí)進(jìn)模，沖孔的圓孔和方孔是簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的制件，因沖裁此類的制件的凸凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單，精度容易保證，所以采用分別加工。對(duì)于落料模，由于沖制復(fù)雜形狀制件的沖壓模具，所以采用凸模與凹模配置的加工方法，使設(shè)計(jì)與制造變得方便。 圖4 工件精度為IT13，Δ=0.54，磨損系數(shù)x=0.8 查表得沖裁雙面間隙Zmax=0.16， Zmin=0.10 ，校核滿足δp+δd≤﹙Zmax－Zmin﹚ 以凸模為基準(zhǔn)件，根據(jù)凸模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖中各尺寸為別為： 第一類（A）尺寸：50-0.39mm、27-0.33mm、23-0.33mm、8-0.22mm、15-0.27mm、10-0.22mm 第二類（B）尺寸：20+0.33mm 第三類（C）尺寸：300.33mm、60.18mm 沖孔時(shí)，凹模按凸模配加工凸模尺寸計(jì)算，凸模刃口尺寸計(jì)算如下： 8p=(8+0.50.22)-0.2240=8.11-0.0550 15p=(15+0.50.27)-0.2740=15.14-0.0680 10p=(10+0.50.22)-0.2240=10.11-0.0550 落料時(shí)，凹模按凸模配加工凸模尺寸配制， 50p=(50+0.50.39)-0.3940=50.20-0.0980 27p=(27+0.50.33)-0.3340=27.17-0.0830 23p=(23+0.50.33)-0.3340=23.17-0.0830 20p=(20-0.50.33)0+0.334=19.840+0.068 4. 模具總體設(shè)計(jì) （1）模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)沖壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模。 （2）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)料板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置可由活動(dòng)擋料銷定距。 （3）卸料，出件方式的選擇 因?yàn)楣ぜ虾?m，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用固定卸料。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 （4）導(dǎo)向方式選擇 為了提高模具壽命和工件治療，方便安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 5. 主要零部件設(shè)計(jì) （1）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圓孔沖孔凸模 因?yàn)樗鶝_的孔為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用帶凸緣凸模，加工簡(jiǎn)單，便于裝備與更換。圓孔沖孔凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖5 圓孔沖孔凸模 圖6 方孔沖孔凸模 圖7 落料凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，2個(gè)M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。總長(zhǎng)L可按公式計(jì)算： L=+h=14.4+14+1+20.6=50mm 凹模 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模具在模架上的位置時(shí)。要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄范圍內(nèi)。其輪廓尺寸可按公式計(jì)算： 凹模厚度H=kb=0.370=21mm，取H=25mm 凹模輪廓尺寸為13015025mm 對(duì)于多工位的級(jí)進(jìn)模凹?？梢园聪卤肀?-23選取凹模尺寸，計(jì)算后按近似值選取標(biāo)準(zhǔn)凹模。所以取C為42。 表2 凹模一般都是采用螺釘、銷釘定位和固定的。因此，螺釘孔和銷釘孔之間的距離，螺釘孔和銷釘孔距凹模邊緣及刃口的距離不能太近，否則會(huì)影響模具的使用壽命?？拙嗟淖钚≈狄姳?。 表3 取A=14mm，B=16mm。 圖8 固定板外形尺寸的確定：固定板外形尺寸與凹模外形尺寸一致，厚度等于25mm。 （2）定位零件的設(shè)計(jì) 落料凸模下部設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正銷，借用工件直徑8mm的的兩個(gè)孔作為導(dǎo)正孔。導(dǎo)正銷采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用H7/r6配合。 （3）固定擋料銷和導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) 由材料的厚度t=2mm，查資料可取擋料銷的高度h=3mm，導(dǎo)料板內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間間隙取1mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度77mm，導(dǎo)料板厚度取8mm，采用45鋼制作，熱處理硬度為40-45HRC，用螺釘固定在凹模上。導(dǎo)料板上有活動(dòng)擋料銷凹槽。 （4）卸料板部件設(shè)計(jì) a.卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為10mm。采用45鋼制造，淬火硬度為40-45HRC。卸料板孔與凸模的單邊間隙Z/2=(0.1~0.5)t,且硬材料的單邊間隙取大值，故取Z/2=1mm。 b. 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置4個(gè)螺釘，公稱直徑為8mm，螺紋部分為M6。 （5）模架及其他零部件設(shè)計(jì) 該模具采用中間導(dǎo)柱模架，根據(jù)凹模周界和閉合高度，選取上下模座的規(guī)格尺寸，上模座200*160*40，下模座200*160*45，導(dǎo)柱分別為28*170,導(dǎo)套分別為28*100*38mm，上墊板厚度取10mm，固定板厚度取18mm，下模座厚度取45mm，那么該模具的閉合高度： ==40+10+50+25+45-2=168mm 式中：h2為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2mm L—凸模長(zhǎng)度，L=50mm H—凹模厚度，H=25mm 可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23-40的最大裝模高度（250 mm），可以使用。 6．模具總裝圖 通過以上設(shè)計(jì)，可得如圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模（3個(gè)）、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件/下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。 條料送進(jìn)時(shí)采用活動(dòng)擋料銷21作為粗定距，在落料凸模上安裝2個(gè)導(dǎo)正銷，利用條料上?8mm的孔作為導(dǎo)正銷孔導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。 7．沖壓設(shè)備的選定 通過校核，選擇開式雙柱壓力機(jī)J23-40能滿足要求。起主要參數(shù)如下： 公稱壓力：400kN 滑塊行程：80mm 最大閉合高度：330mm 最大裝模高度：250mm 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度:60mm 工作臺(tái)尺寸（前后x左右）：460x700 mm 墊板尺寸（厚度x直徑）：65x200 mm 模柄孔尺寸：50x91 mm 最大傾斜角度：30度 8、模具的裝配 根據(jù)倒裝復(fù)合模裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝上模，再裝下模，并調(diào)整間隙，試沖，返修。具體的情況見表四所示。 表4 序號(hào) 工序 工藝說明 1 凹凸模預(yù)裝 1）裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度，形狀。 2）將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不適合的應(yīng)重新修磨或更換。 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并牢固。 3 裝配上模 1）在上模座上劃中心線，按中心線預(yù)裝凹模、墊板、凸模固定板 2）在上模座上，用已經(jīng)加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔、攻絲 3）將上模座、墊板、凸模固定板、凹模裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘 4 裝配下模 1）在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸凹模與固定板組合裝入凹模，將上模翻轉(zhuǎn) 2）預(yù)裝下模，劃出與凸凹模固定板相應(yīng)的螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔 3）用螺釘將固定板組合、墊板、下模座連接在一起，但不要擰緊 4）將卸料板套裝在已裝入固定板的凸凹模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓縮量，使卸料板高出凸凹模下端約1~2mm 5）復(fù)查凸凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘 6）切紙檢查，合適后打入銷釘 5 試沖與調(diào)整 裝機(jī)試沖，并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整 圖9模具總裝圖 1.彈簧 2.螺釘 3.下模座 4. 導(dǎo)柱 5.凹模 6始用擋料銷 7.定位銷 8.螺釘 9.導(dǎo)正銷 10.導(dǎo)套 11. 凸模固定板 12.凸模墊板 13.上模座 14. 螺釘15.模柄 16. 螺釘17. 螺釘18.凸模 19. 螺釘 20.固定卸料板 21.托料板 學(xué)習(xí)小結(jié) 通過這樣學(xué)期對(duì)沖壓工藝學(xué)的學(xué)習(xí)，本來是進(jìn)行基本知識(shí)考試的，但是由于不能按時(shí)參加考試，所有只能回學(xué)校后在做此報(bào)告來作為考察，也謝謝倫師給了我這次機(jī)會(huì)，讓我初步了解模具設(shè)計(jì)的基本步驟。 這幾周的學(xué)習(xí)，從模具的基本沖裁，彎曲，拉深，到脹形與翻邊，板料的沖壓成形性能與成形極限，最后學(xué)到了沖模的機(jī)構(gòu)與設(shè)計(jì)。在課堂上，老師也提出各種問題，讓同學(xué)們踴躍的回答，這樣既帶動(dòng)了課堂氣氛，也讓我們馬上學(xué)馬上用到。在本書中，主要學(xué)習(xí)了沖裁模具，這是一種實(shí)用簡(jiǎn)單的模具，但是在以后的工作中會(huì)很快的入手。所有，在課堂上我也認(rèn)真的聽講，積極的回答問題。從剛開始的什么都不懂，到慢慢的對(duì)模具有一點(diǎn)認(rèn)識(shí)，后來在老師的講解下，基本上掌握了簡(jiǎn)單沖裁，拉深，彎曲，翻邊脹形的工作過程和原理。 通過本次的沖壓模具設(shè)計(jì)，讓我對(duì)這門課有了重新的認(rèn)識(shí)。讓我學(xué)到了不同與課堂的新東西，增加了直接的動(dòng)手能力。我相信，在以后的工作中能夠努力的學(xué)習(xí)，在這次選修這門課的基礎(chǔ)上，基于我現(xiàn)在所懂的，一定會(huì)對(duì)模具設(shè)計(jì)，及其它的機(jī)構(gòu)和以后的運(yùn)用有進(jìn)一步的提升。雖然我計(jì)的模具不一定好，但是，我覺得通過不斷努力，我可以設(shè)計(jì)一套實(shí)用的好模具！ 這次的報(bào)告也讓我鞏固了之前學(xué)習(xí)的基本知識(shí)，辦公室軟件的應(yīng)用，收獲頗豐！ 主要參考文獻(xiàn)： 1. 《公差配合與技術(shù)測(cè)量》，陳于萍，機(jī)械工業(yè)出版社 2. 《機(jī)械制圖》,劉少年主編，機(jī)械工業(yè)出版社 3. 《機(jī)械制造基礎(chǔ)》，胡大超，高等教育出版社 4. 《金屬材料與熱處理》，趙先仲，機(jī)械工業(yè)出版社 5. 《機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)》，司乃鈞，機(jī)械工業(yè)出版社 6. 《機(jī)械制造技術(shù)》，李華，高等教育出版社 7. 《沖壓與成型設(shè)備》，孫鳳勤主編，高等教育出版社 8. 《模具制造工藝學(xué)》，郭鐵良，機(jī)械工業(yè)出版社 9. 《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》，劉建超、張寶忠主編，高等教育出版社 10. 《數(shù)控機(jī)床加工工藝與設(shè)備》，趙長(zhǎng)明，機(jī)械工業(yè)出版社