0095-隔板零件沖壓工藝及沖壓級進模設(shè)計,隔板,零件,沖壓,工藝,壓級,設(shè)計 目 錄 第一部分：設(shè)計任務(wù)書…………………………………………………(2) 第二部分：設(shè)計過程……………………………………………………(4) ① 沖壓工藝分析……………………………………………(4) ② 沖壓工藝方案確認……………………………………(4) ③ 主要設(shè)計計算……………………………………………(5) ④模具總體設(shè)計……………………………………………(12) ⑤主要零件設(shè)計……………………………………………(13) ⑥模具總裝圖………………………………………………(18) ⑦沖壓設(shè)備選定……………………………………………(19) ⑧模具零件加工工藝……………………………………(19) ⑨模具裝配…………………………………………………(22) 第三部分：設(shè)計總結(jié)…………………………………………………(24) 第四部分：參考資料……………………………………………………(25) 畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容及要求： 一、設(shè)計內(nèi)容： 1、 繪制產(chǎn)品零件圖。 2、 繪制模具裝配圖。 3、 繪制整套模具零件圖。 4、 編寫設(shè)計說明書。 二、生產(chǎn)綱領(lǐng)： 大批量生產(chǎn) 三、設(shè)計要求： 1、 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工藝性好。設(shè)計計算正確，參數(shù)選用合理。 2、 模具繪圖布局合理，視圖完整、清晰，各項內(nèi)容符合規(guī)范。 3、 模具裝配圖采用CAD繪制并打印。 4、 繪制全套模具零件圖，無后續(xù)加工的標準件除外。 5、 設(shè)計說明書內(nèi)容完整，分析透徹，語言流暢，參考資料應(yīng)注明出處。字數(shù)在10000~15000之間。 零件圖 工件名稱：隔板 工件簡圖：如上圖 生產(chǎn)批量：中批量 材 料：Q235 材料厚度：2mm 第二部分：設(shè)計過程 一、沖壓件工藝性分析： 此工件沖槽、沖孔、落料三個工序。 材料為Q235鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對簡單，有一個長60mm，寬6 mm的槽和1個φ40mm的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為10mm(槽與φ80mm外圓之間的壁厚)。工件的尺寸全部為自由公差，可看作IT14級，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。 二、沖壓工藝方案的確定： 該工件包括沖槽沖孔落料、三個基本工序，可有以下三種工藝方案： 　　方案一：先落料，后沖孔-沖槽。采用單工序模生產(chǎn)。 　　方案二：落料-沖孔-沖槽復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 　　方案三：沖槽-沖孔-落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序三副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但模具制造難度大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。 ???? 三、主要設(shè)計計算 （1）、排樣方式的確定及其計算： 設(shè)計級進模，首先要設(shè)計條料排樣圖。隔板的形狀具有圓形的特點，直排時材料利用率較高，應(yīng)采用直排，如圖下圖所示的排樣方法。條料寬度83mm，步距離為81.2mm，一個步距的材料利用率為78%。工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計，考慮操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，故采用單排排樣設(shè)計，采用手工送料，采用導(dǎo)料板導(dǎo)料、擋料銷擋料。由表2—10（見沖模工藝與模具設(shè)計一書）查得 ， 那么：條料的寬度：B=80+2a1=83mm 條料的步距：S=80+a=81.2mm 導(dǎo)料板的導(dǎo)料尺寸:=B+=83+1=84mm(采用無側(cè)壓裝置,條料與導(dǎo)料板間間隙=1 沖裁單件材料的利用率計算： 排樣圖如下所示： （2）、沖壓力的計算： ①、落料力的計算： (K=1.3) ； —落料力（N）； L —工件外輪廓周長 L=； t —材料厚度 t=2mm； —材料抗剪強度（MPa）由書（見沖模具設(shè)計應(yīng)用實例一書）附錄查得=305Mpa; 落料力則為： ②、沖槽、沖孔力的計算： L1—工件內(nèi)輪廓周長 L1=120+12=132mm =1.3×132×2×305=104.68KN ③、 L2—工件內(nèi)輪廓周長 L2=； =1.3×113.6×2×305=90.08KN 即沖裁力為: =++=199.04+104.68+90.08=393.8 KN ④、卸料力的計算： —卸料力因數(shù)，由表2-15（見沖模具設(shè)計應(yīng)用實例一書）查得=0.06 ⑤、推件力的計算： —推件力因數(shù) 由表2—15（見沖模具設(shè)計應(yīng)用實例一書） 查得=0.05 n=h/t，n=8/2=4 =4×0.05×393.8=78.76KN ⑥、總沖壓力的計算： 故總的沖壓力為 =199.04+104.68+90.08+23.63+78.76=510.79KN(彈性卸料,下出件) 故擬選定J-23-65開式雙柱可傾壓力機 (3)壓力中心的確定及相關(guān)計算： 　計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如下圖所示。在圖中將xoy坐標系建立在圖示的對稱中心線上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成L1～L3共3組基本線段，用解析法求得該模具的壓力中心C點的坐標（122.8，0）。 由己上計算結(jié)果可以看出,該件的沖裁力比較大,壓力中心偏移坐標原點的距離也比較大,為了便于模具有加工和裝配模具中心仍選在坐標原點O. 選用適當?shù)臎_床, C點仍在壓力機模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。 壓力中心數(shù)據(jù)表 基本要素長度L/mm 各基本要素壓力中心的坐標值 X Y L1=251.2 0 0 L2=132 81.2 0 L3=125.6 81.2 0 合計257.6 122.8 0 （4）工作零件刃口尺寸計算: 在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點，工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算，具體計算如下 對工件未注公差可按IT14計算，也可由書附錄查得各尺寸的未注公差。 根據(jù)表2—10（見沖模具設(shè)計應(yīng)用實例一書）查得沖裁模刃口雙間隙mm， mm。 1）、落料刃口尺寸計算： 的凸凹模的制造公差由表2—12（見沖模具設(shè)計應(yīng)用實例一書）查得 ， 。 由于 ， 故采用凸模與凹模 分開加工方法，因數(shù)由表 2—13（見沖模具設(shè)計應(yīng)用實例一書）查得X=0.5，則： 其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示： 2）、沖槽刃口尺寸計算: a=,b=的槽凸凹模的制造公差由表2—12（見沖模具設(shè)計應(yīng)用實例一書）查得和，,由于和,故采用凸模與凹模配合加工方法，因數(shù)由表 2—13（見沖模具設(shè)計應(yīng)用實例一書）查得X=0.5和X=0.75，則： ,按凸模尺寸配制，其雙面間隙為0.12mm。 3）、沖孔刃口尺寸計算： 的凸凹模的制造公差由表2—12（見沖模具設(shè)計應(yīng)用實例一書）查得，. 由于 ,故采用凸模與凹模分別加工方法，因數(shù)由表 2—13（見沖模具設(shè)計應(yīng)用實例一書）查得X=0.5 ，則： ,其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示： 5）、卸料橡膠的設(shè)計： 卸料橡膠的設(shè)計計算見如下。選用的四塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會造成受力不均勻，運動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。 卸料板工作行程,為凸模凹進卸料板的高度1mm, 為凸模沖裁后進入凹模的深度2mm。 橡膠的工作行程，為凸模修磨量取5mm。 橡膠的自由高度，H取 的25%。 橡膠的預(yù)壓縮量,一般。 每個橡膠承受的載荷,選用四個圓筒形橡膠。 橡膠的外徑,d為圓筒形橡膠的內(nèi)徑，取d=12mm，p為0.5MP。 校核橡膠的自由高度，滿足要求。 橡膠的安裝高度。 四、模具總體設(shè)計: 1）模具類型的選擇 ???? 由沖壓工藝分析可知，采用級進沖壓，所以模具類型為級進 模。 2）定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進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因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。 3）卸料、出件方式的選擇 　　 因為工件料厚為2mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采 　　用彈性卸料。又因為是級進模生產(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)向方式的選擇 　　為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級進模采用中 間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 五、主要零部件設(shè)計： （1）工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ① 落料凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計成直通式，采用線切割機床加工，2個M12螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。其總長L可按公式計算： L=40+18+2+29=89mm L-凸模長度 -凸模固定板厚度 -卸料板厚度 t-材料厚度 h-增加長度。它包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度（0.5-1mm）,凸模固定板與卸料板之間的安全距離等,一般 取10-20mm。 具體結(jié)構(gòu)如下： ② 沖孔凸模 因為所沖的孔為方形與圓形，而且都不屬于需要特別保 護的小凸模，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。沖φ40mm孔的凸模結(jié)構(gòu)如下圖： ③凹模 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加 工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式計算： 凹模厚度 H=kb=0.3×83mm=24.9mm（查表得k=0.3） 凹模壁厚 c=（1.5～2）H=37.35mm～49.8mm 取凹模厚度H=50mm，凹模壁厚c=45mm， 凹模寬度B=b+2c=（83+2×45）mm=173mm 凹模長度L取360 mm（送料方向） 凹模輪廓尺寸為360mm×173mm×50mm，結(jié)構(gòu)如下圖: （2）定位零件的設(shè)計 落料凸模下部設(shè)置一個導(dǎo)正銷，沖槽凸模下設(shè)置一個導(dǎo)正銷。導(dǎo)正應(yīng)在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模端面lmm ，所以導(dǎo)正銷直線部分的長度為1.8mm。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/h6配合。 ?起粗定距的活動擋料銷、彈簧和螺塞選用標準件，規(guī)格為 8×16。 （3）導(dǎo)料板的設(shè)計 導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取1mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度按表選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為40～45HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上。導(dǎo)料板的進料端安裝有承料板。 （4）卸料部件的設(shè)計 ?① 卸料板的設(shè)計 ???? 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為 ???? 18mm。 卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40～45HRC。 ②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。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。 （5）模架及其它零部件設(shè)計 　　 該模具采用后導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具后側(cè) 位置，沖壓時可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),選擇模架規(guī)格。導(dǎo)柱d/mm×L/mm 為φ40×230；導(dǎo)套d/mm×L/mm×D/mm為φ40×140×53。分別上模座厚度H上模取55mm，上模墊板厚度H墊取15mm，固定板厚度H取40mm，下模座厚度H下模取65mm，那么，該模具的閉合高度： H閉=H上模＋ H墊＋L＋ H ＋ H下模－h(huán)2 =（55＋15＋89＋50＋70－2）mm=277mm ?式中 L——凸模長度，L=74mm； H——凹模厚度，H=50mm； h2——凸模沖裁后進入凹模的深度，h2=2mm。 可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23-63的最大裝模 高度（300mm），可以使用。 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，可選取級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架（GB/T2851.5—1990）.即： 上模座： 400×173×55 HT200 下模座： 400×173×70 HT200 下模座輪廓尺寸：L=400mm； B=173mm； S=390mm； R=55mm； A1=160mm； A2=290mm； 六、模具總裝圖： 　通過以上設(shè)計，可得到如下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（2個）、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。 　　條料送進時采用活動擋料銷作為粗定距，在落料凸模上安裝一個導(dǎo)正銷,另一個導(dǎo)正銷利用條料上a=60,b=6孔作導(dǎo)正銷孔進行導(dǎo)正，以此作為條料送進的精確定距。操作時完成第二步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動，用落料孔套在活動擋料銷上，并向前推緊，沖壓時凸模上的導(dǎo)正銷再作精確定距。活動擋料銷位置的設(shè)定比理想的幾何位置向前偏移0.2mm，沖壓過程中粗定位完成以后，當用導(dǎo)正銷作精確定位時，由導(dǎo)正銷上圓錐形斜面再將條料向后拉回約0.2mm而完成精確定距。用這種方法定距，精度可達0.02mm。 七、沖壓設(shè)備的選定： ? ?通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23-63能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：630KN 滑塊行程：100mm ??最大閉合高度：360mm ???? 最大裝模高度：300mm 工作臺尺寸（前后×左右）：570mm×860mm ???? 墊板尺寸（厚度×孔徑）：50mm×155mm ???? 模柄孔尺寸：φ50mm×70mm ???? 最大傾斜角度：25° 八、 模具零件加工工藝: 本副沖裁模，模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件、固定板以及卸料板，若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對簡單。 圖（a）所示落料凸模的加工工藝過程如下表所示。凹模、固定板以及卸料板都屬于板類零件，其加工工藝比較規(guī)范。圖（b）所示凹模的加工過程與(沖模工藝與模具設(shè)計一書)所示落料凹模的加工過程完全類似，見表即可，在此不再重復(fù)。 落料凸模加工工藝過程 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工序簡圖(示意圖) 1 備料 將毛坯鍛成長方體90×90×70 2 熱處理 退火 3 刨 刨六面,互為直角,留單邊余量0.05mm 4 熱處理 調(diào)質(zhì) 5 磨平面 磨六面互直角 6 鉗工劃線 劃出各孔位置線 7 加工螺釘孔、安裝孔及穿絲孔 按位置加工螺釘孔、銷釘孔及穿絲孔 8 熱處理 按熱處理工藝,淬火回火達到58-62HRC 9 磨平面 精磨上下兩平面 10 線切割 按圖線切割,輪廓達到尺寸要求 11 鉗工精修 全面達到設(shè)計要求 12 檢驗 九、模具的裝配: 根據(jù)級進模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修。具體裝配見下表所示。 隔板連續(xù)模的裝配 序號 工序 工藝說明 1 凸模凹模預(yù)配 1. 裝配前仔細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. 將凸模分別與相應(yīng)的凹模相配，檢查其間隙是否加工均。不合適者應(yīng)重新修磨或者更換。 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ?，將凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固。 3 裝配下模 1.在下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模、導(dǎo)料板。 2.在下模座、導(dǎo)料板上用已加工好的凹模分別確定其螺孔子的位置，并分別鉆孔、攻絲。 3.將下模座、導(dǎo)料板、凹模、活動擋料銷、彈簧、裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘。 4 裝配上模 1.在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模； 2.預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔、銷孔位置并鉆螺孔、銷孔。 3.用螺釘將固定板組合，墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊。 4.將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料高出凸模下端約1mm。 5.復(fù)查凸、凹模是間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘； 6.安裝導(dǎo)正銷、承料板； 7.切紙檢查合適后打入銷釘。 5 調(diào)試與調(diào)整 裝機試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整。 第三部分：設(shè)計總結(jié) 在老師的精心指導(dǎo)下，此次課程設(shè)計順利地完成了。通過課程設(shè)計我們再次把所學(xué)的專業(yè)知識用于實踐當中，可以說這次設(shè)計就是對我們所學(xué)知識的一次大檢閱，也是一個查漏補缺的過程；同時讓我們初步地掌握了冷沖模設(shè)計的基本流程，懂得了如何把計算機知識用于我們的專業(yè)，懂得了如何查閱和運用技術(shù)資料。當然，在這個過程中，我們遇到的困難和挫折也是不少的，主要來源于我們的專業(yè)知識還不夠，實踐經(jīng)驗還不足等等。但是我們可以把此次設(shè)計作為我們新的起點，加強專業(yè)的學(xué)習(xí)，加強實踐，不斷地去豐富經(jīng)驗。 因此，盡管這次設(shè)計不能算作是成功之作，但是它給我們帶來的收獲是具大的，影響是深遠的。所以我們在今后的學(xué)習(xí)和工作中要敢于實踐，不斷吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，要敢于向難點挑戰(zhàn)，發(fā)揚一絲不茍的工作作風(fēng)，為我們模具事業(yè)的發(fā)展作出不懈努力！ 第四部分：參考資料 1、 許發(fā)樾 主編 《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》 機械工業(yè)出版社 1999年6月出版 2、 鐘毓斌 主編 《沖壓工藝與模具設(shè)計》機械工業(yè)出版社 2000年5月出版 3、 《沖模設(shè)計手冊》編寫組 編著 《沖模設(shè)計手冊》機械工業(yè)版社 1999.6 4、 馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森 編 《模具設(shè)計與制造簡明手冊》上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1984年12月出版 共 26 頁 第 26 頁