拔頭、撥頭（BS13-F120）鈑金成形工藝及沖壓模具設計-落料模含8張CAD圖.zip,BS13,F120,成形,工藝,沖壓,模具設計,落料模含,CAD 任務書 屆次 XX 姓名 XX 班級 XX 學號 XX 一、 設計題目： 撥頭（BS13-F120） 鈑金成形工藝及模具設計 二、 產品零件圖及要求： 名稱 撥頭 材料 10鋼 生產批量 中批量 生產條件 不限 三、設計內容： 1．產品零件的鈑金成形工藝規(guī)程：1份 2．鈑金模具設計圖樣（含二維總裝圖、二維非標準零件圖）：1套 3．設計說明書：1份 發(fā)題日期：20XX 年 3 月 16 日 完成日期：20XX 年 5 月 10 日 指導教師：XX 專業(yè)主任： XX 目 錄 前言 5 1零件圖的分析 6 1.1零件的沖壓工藝性分析 6 1.1.1結構形狀與尺寸 6 1.1.2精度與表面粗糙度 6 1.1.3材料 6 2鈑金成形工藝設計 6 2.1成形工藝方案的確定 8 2.1.1成形工序性質與數(shù)量確定 8 2.1.2成形工藝的方案與確定 8 2.2成形工藝參數(shù)的確定 8 2.2.2排樣設計與下料方式的確定 9 2.2.3各工序沖壓力的計算與沖壓設備的選擇 11 3鈑金成形模具設計 11 3.1模具類型和結構形式的確定 11 3.1.1模具結構類型的確定 11 3.1.2操作與定位方式的選擇 12 3.1.3卸料和出件方式的選擇 12 3.1.4確定送料方式 12 3.1.5確定導向方式 12 3.1.6模架類型及模具組合形式的確定 13 3.2模具零件的設計與選用 13 3.2.1工作零件的刃口尺寸計算 13 3.2.2模具主要零部件的設計與選用 14 3.2.3定位零件的設計與選用 17 3.2.4卸料與出件的設計 17 3.2.5支承固定零件的設計與選用 17 3.2.6模架及其零件的選用 18 3.3模具圖樣的繪制及壓力機的校核 18 3.3.1模具裝配圖的繪制 18 3.3.2模具零件圖的繪制 18 3.3.3壓力機技術參數(shù)的校核 18 4.模具的工作原理與維護 19 5.設計總結 20 6參考資料 21 7致謝 21 撥頭落料單工序模的設計與制造 摘 要：通過對拔頭鈑金工藝性的正確分析，設計了一副落料單工序模。說明書詳細的敘述了該模具的整個設計過程，包括：零件工藝性分析，鈑金成形工藝方案的確定，模具結構形式的確定，模具總體結構的設計，主要參數(shù)設計計算，以及鈑金成形工藝規(guī)程等，并繪制出模具裝配圖和非標準件零件圖。最后注意模具的使用和維護。 關鍵詞：支片；備料、排樣、下料、落料；繪圖前言 航空鈑金裝備技術是一項重要的國防關鍵技術，是航空制造技術升級的重要基礎，對于促進航空產品的升級換代，提高產品性能，縮短研制周期具有重要支撐作用。國內航空鈑金裝備技術經過幾十年的發(fā)展，其設計與制造水平有了長足的進步，形成了一套完整的體系，為航空工業(yè)關鍵零部件的生產提供了重要支撐，但我國航空鈑金裝備在設計與制造方面仍與國外有較大差距，還不能完全滿足航空工業(yè)發(fā)展的需求。 　　航空鈑金零件的顯著特點是大型化、集成化和輕量化，主要包括板類零件和回轉類零件，板類零件主要是蒙皮、壁板以及一些多層結構，用來達到保證飛機的氣動性能和降低重量的目的；回轉類零件主要是發(fā)動機機匣、導管等。航空鈑金結構零件對于提高飛機和發(fā)動機性能發(fā)揮了重要的作用，其制造技術強烈依賴于航空鈑金裝備的研發(fā)水平，航空鈑金裝備為鈑金成形技術的實現(xiàn)提供了平臺，同時，航空鈑金新工藝、新技術也促進了裝備的發(fā)展。 由于本人理論水平有限，再加上實踐經驗不足，本說明書在編寫過程中難免有不當和錯誤的地方，敬請各位批評指正。 1零件圖的分析 1.1零件的沖壓工藝性分析 1.1.1結構形狀與尺寸 工件結構形狀相對復雜，尺寸不大，成不規(guī)則形，適合單工序沖裁加工。生產綱領為中批量，應重視模具材料的選擇和結構的選擇，保證一定的模具壽命。 1.1.2精度與表面粗糙度 零件圖上未注公差為IT14級，尺寸精度較低，普通沖裁完全可以滿足要求。 該零件未標注表面粗糙度，考慮為Ra12.5，適合沖裁。 1.1.3材料 查沖壓手冊知：10鋼塑性韌性很好，適合冷加工成形，強度一般，焊接性以及壓力加工性 制造要求受力不大、韌性高的零件， 根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。 2鈑金成形工藝設計 2.1成形工藝方案的確定 2.1.1成形工序性質與數(shù)量確定 根據(jù)制品結構可知，該零件成形工序有：落料。 2.1.2成形工藝的方案與確定 本制件所需的沖壓工序為落料工序，直接選用單工序模對其進行加工： 方案：落料；單工序模生產。 結合所學模具設計知識分析知：方案模具結構簡單，制造周期短，制造簡單，。但模具輪廓尺寸較大，制造復雜。 2.2成形工藝參數(shù)的確定 2.2.1成形尺寸的計算（沖裁件不用計算） 2.2.2排樣設計與下料方式的確定 （1）、排樣設計及材料的利用率分析 1）、排樣方式的選擇 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，沖件質量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結構簡單。 方案三：無廢料排樣 沖件的質量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。 通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結構和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇對排最佳。 2）、計算條料寬度 搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質量和送料方便。搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ?。 根據(jù)零件形狀，查表3-17工件之間搭邊值a=3mm, 工件與側邊之間搭邊值a1=2.5mm, 條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，小偏差為負值—△ B=（Dmax＋a＋a1）-0△ 式中 Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a— 沖裁件之間的搭邊值； 　　 △—板料剪裁下的偏差（其值查表3-18）； B=（66.5＋2.5+3）=780-0.9(mm) 3)、確定步距 送料步距S：條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，每個步距可沖一個或多個零件。進距與排樣方式有關，是決定擋料銷位置的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結構有關。 進距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時順利的在導料板之間送進條料，并有一定的間隙。 送料步距S ＝39.26 (mm) 排樣圖如下： 4）、板料規(guī)格選用1000mmx2000mmx3mm 5)、條料長度L=2000mm 6）、每張板料可裁剪的條料數(shù) 　　2000/66.5=30條． 7）、每條條料可沖裁的零件數(shù) ｎ＝1000/66.5=22個 8)、每快板料可沖裁的零件數(shù) 　　22x30=660個 9）、一條條料的材料利用率 22x66.5/1000x78=61.52％ 10）、一塊板料的材料利用率 30x22x150/1000x2000=62％ 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標。 一個步距內的材料利用率 η＝Ａ/BS×100% (公式5-2) 式中　　A—一個步距內沖裁件的實際面積； B—條料寬度； S—步距； η=3523.7／69×67×100%=76.22% 2.2.3各工序沖壓力的計算與沖壓設備的選擇 沖裁力 式中 沖壓總力 顯然,要選大于250KN的壓力機，但考慮沖壓的可靠性，選用J23-25壓力機。 3鈑金模具設計 3.1模具類型和結構形式的確定 3.1.1模具結構類型的確定 根據(jù)以上分析確定該制件的生產采用單工序沖裁模具生產 3.1.2操作與定位方式的選擇 （1）.操作方式 零件的生產批量較大，但合理安排生產可用手工送料方式，提高經濟效益。 （2）.定位方式 因為導料銷和固定擋料銷結構簡單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結構兼顧經濟效益，控制條料的送進方向采用導料銷，控制送料步距，采用活動擋料銷 。 3.1.3卸料和出件方式的選擇 （1）.卸料方式 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于5mm的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.1—0.2）t,若彈壓卸料板還要起對凸模導向作用時，二者的配合間隙應小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模。工件平直度較高，料厚為5mm相對較薄，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，故可采用彈性卸料。 3.1.4確定送料方式 因選用的沖壓設備為開式壓力機，采用橫向送料方式，即由左向右送料。 3.1.5確定導向方式 方案一：采用對角導柱模架。由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進?；蚩v向送料的落料模、復合模。 方案二：采用后側導柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因為導柱安裝在后側，工作時，偏心距會造成導套導柱單邊磨損，嚴重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。 方案三：四導柱模架。具有導向平穩(wěn)、導向準確可靠、剛性好等優(yōu)點。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產用的自動沖壓模架。 方案四：中間導柱模架。導柱安裝在模具的對稱線上，導向平穩(wěn)、準確。但只能一個方向送料。 根據(jù)以上方案比較并結合模具結構形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質量，采用中間導柱的導向方式，即方案四最佳。 3.1.6模架類型及模具組合形式的確定 該零件質量要求不高，批量為中批量方便安裝調整及操作，采用四導柱模架?？紤]零件精度要求不是很高，因此采用II9級模架精度。 3.2模具零件的設計與選用 3.2.1工作零件的刃口尺寸計算 落料凹、凸模刃口尺寸計算 該制件外形為一正方形，相對簡單，適合采用分別加工制作。分別加工發(fā)的特點是需較核是否滿足[δd＋δp]≤Zmax—Zmin的條件。 （1）.刃口尺寸計算 1）落料時，以凹模為基準 基本尺寸72為由尺寸，公差按IT14級標注，查公差手冊知：72 DA=（Dmax-x△）0+δA △=0.74 查表3-14得 x1=0.5；X2=0.5　 查表3-13得 　 δA＝δT＝0.12?。? DA =（72-0.5×0.74）=71.63 查表3-4得 Zmax-Zmin=（10—15）%t=0.3—0.45 DT =（Dmax-x△- Zmin）-δT 0 = (72-0.5×0.74-0.3) =71.33 校核：│δA│＋│δT│=0.2 4>Zmax—Zmin=0.15，不滿足此條件，需調整. δA＝0.6(Zmax-Zmin）=0.09 δT=0.4(Zmax-Zmin）=0.06 故DA =71.63 DT =71.33 3.2.2模具主要零部件的設計與選用 （1）落料凹模 1）確定凹模外形尺寸 落料凹模采用圓凹模，采用線切割機床加工，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。其外形尺寸按相關公式計算： B=Φ140mmx25mm （2）凹模具體設計 1）型孔位置。從排樣圖上被沖切的位置獲得； 2）型孔尺寸。由刃口尺寸計算獲得； 3）刃口形式。采用直筒式，反面擴孔，直壁高度查表1-26取10mm； 4）銷孔。各螺孔、銷孔的大小、數(shù)量、位置均可以從典型標準組合GB2873.2中查得； 5）材料及技術要求。材料選用Cr12熱處理60~64HRC，表面粗糙度如下圖所示； 6）凹模零件圖。由設計結果繪成凹模零件圖，如下圖。 （3）沖孔凸模設計 1）凸模校核。凸模截面尺寸較大，可不進行強度、剛度校核； 2）凸模的結構形式。圓形界面的凸模采用階梯式，查標準GB2873.2，采用固定板壓入式固定； 3）凸模工作部分尺寸。由刃口尺寸計算獲得； 4）凸模長度的計算。查標準GB2873.2，得凸模固定板=16mm，凹模厚度計算得=8，t=21，則L=++t=45m。 5）材料及技術要求。材料選用T10A，熱處理硬度56—60HRC 6）凸模零件圖。由設計結果繪成凹模零件圖，如下圖。 3.2.3定位零件的設計與選用 定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相對凸、凹模有正確的位置，定位零件的結構形式很多，用于對條料進行定位的定位零件由擋料銷、導料銷、導料板、側壓裝置、導正銷和側刃等，本模具采用活動擋料銷定位。 3.2.4卸料與出件的設計 ⑴卸料裝置設計 卸料與出件裝置的作用是當沖模完成一次沖壓之后，把沖件或費料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作能順利進行。通常，把沖件或廢料從凸模上卸下成為卸料，把沖件或廢料從凹模中卸下稱為出件。 該模具采用彈性卸料，沖件和廢料從凹?？茁湎碌某黾绞健? 卸料板：Φ140mm×8mm 卸料螺釘：M10×30 3.2.5支承固定零件的設計與選用 （1）凸模固定板：Φ140mm×16mm （2）墊 板：墊板要淬硬磨平，其作用是承受擴散凸模傳遞的壓力，以防止模座被擠壓損傷。材料：45。Φ140mm×5m 3.2.6模架及其零件的選用 該模具采用中間導柱模架，以凹模輪廓尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。以凹模輪廓尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。選兩組導套、導柱。 導套 d/mm×L/mm×D/mm為Φ23mm×40mm×Φ35mm； 導柱 d/mm×L/mm為Φ13mm×45mm； 上模座 D×H=Φ140mm×40mm 下模座 D×H=Φ140mm×40mm 上模座厚度H1取40mm,墊板厚度取5mm ,凹模固定板厚度取mm，卸料板厚度取16mm,凹模厚25mm，下模座厚度取40mm。 模具閉合高度H H＝2x85＝170(mm) 3.3模具圖樣的繪制及壓力機的校核 3.3.1模具裝配圖的繪制 按已確定的模具形式及參數(shù)，選標準件。繪制模具裝配圖，見圖紙。 3.3.2模具零件圖的繪制 根據(jù)已確定的零件結構及參數(shù)，按照制圖標準繪制非標準件零件圖，見圖紙。共10張零件圖，分別是：落料凹模、上模座、下模座、固定板、墊板、卸料板。 3.3.3壓力機技術參數(shù)的校核 (1)模具閉合高度H應該滿足 Hmin－H1＋10≤H≤Hmax－H1－5（公式8-1） 式中Hmax—壓力機最大閉合高度； Hmin—壓力機最小閉合高度； H1—墊板厚度。 根據(jù)擬選壓力機J23—25，查開式壓力機參數(shù)表得： Hmax=360mm, Hmin=180mm,H1=50mm 將以上數(shù)據(jù)帶入公式7-1，得,140＜H＜305 經計算該模具閉合高度H=170mm，在140mm—305mm內，開式壓力機J23—25，滿足要求。 (2)沖壓設備的選定 通過校核，選擇開式雙柱可傾式壓力機J23—63能滿足使用要求。其主要技術參數(shù)如下： 公稱壓力：250KN 滑塊行程：80mm 最大閉合高度：360mm 最大裝模高度：250mm 工作臺尺寸（前后×左右）：360mm×560mm 模柄孔尺寸：50mm×70mm 最大傾斜角度：30o 4.模具的工作原理與維護 模具在使用過程中產生正常磨損，或者由于意外事故所造成的損壞，均需進行維修，正常生產中也需要定期或不定期的保養(yǎng)，以保證模具使用精度和使用壽命，沒有任何一副模具可以不經過任何維修保養(yǎng)而一直使用到底的。因此，維修保養(yǎng)的實施是模具使用到預期壽命的必要保證。模具的一般維護： 日常維護：是指正常的模具清掃、點檢及對可動部分的給油等作業(yè)。此作業(yè)是經常確認模具處于正常狀態(tài)，也能早期發(fā)現(xiàn)異常。 事故維護：在模具進行加工的時候，會出現(xiàn)某些變化，形成無法繼續(xù)使用的狀態(tài)。例如，毛邊變大、尺寸不對、發(fā)生傷痕、模具零件燒附等情形。因為發(fā)生類似的異常而開始進行模具維護的內容，即稱之為事故維護。是模具維護中，內容最多的一項。此維護通常是將模具使用到將近極限時進行，若模具維護的時間花費較多，則模具的壽命也就較短。因為是突發(fā)性的維護，所以一定會有預定外的設備停止、及緊急維護作業(yè)。 定期維護：眾人皆知的模具磨耗曲線，是存在于每一個模具中的。模具的維護是在異常磨耗的領域附近實施的，這個時期的沖壓加工數(shù)是很容易掌握的，在達到規(guī)定的加工數(shù)時，實施模具維護，就是計劃性的維護，不但容易掌握維護項目，也易控制維護時間。注意事項： 1、要注意加工的環(huán)境； 2、注意定時的潤滑； 3、適時的清洗和維修； 4、操作人員要隨時注意送進失誤、定位的可靠性、連沖、廢料卡入等問題； 5、正確的在壓力機上安裝，正確的使用壓力機，減少不規(guī)范操作。 因為該模具生產批量適中，可按生產模次進行保養(yǎng)，并且定期檢查，上油，對模具上的滑動部件、導柱、導套等隨時觀察，定期檢查，還要及時清除殘余料及污物，保持內外整潔。 沖壓模具的工作原理是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加一定的壓力，使其產生分離，從而獲得所需形狀和尺寸零件的一種壓力加工方法。 此沖壓模具的工作過程：將條料放入固定導料板開的槽內，沿槽的兩邊平放在凹模面上，沖制時，壓力機滑塊帶著凸模下行，由側刃和沖孔凸模第一次沖裁，凸模沖出小圓孔和那個異型孔，側刃第一次定位定距，條料繼續(xù)向前推送，此時落料凸模進行外形的落料，此時加工出第一個制件。一個制件需要沖孔落料兩道工序才能完成。而沖孔凸模也同時進行沖孔的工作，兩個側刃同時進行定位定距的工作。以后機床的每個行程都能加工出一個制件。以此循環(huán)往復，沖制好的制件和廢料從凹模板孔漏出。 5.設計總結 通過這次畢業(yè)設計，把這3年所學的課程（《飛機鈑金》、《機械設計與制造》等）中所學的理論知識在實際的設計中綜合地加以運用，使這些知識得到鞏固，培養(yǎng)了我在鈑金成形模具設計的獨立工作打下了良好的基礎，樹立準確的設計思路。 在設計中，從白紙到完成模具裝配圖、零件圖，設計說明書，學到了很多原本學到的但不是很懂的以及不懂的知識，了解了一些設計的原理和過程。例如，沖裁模具設計的一般步驟：（1）鈑金件工藝分析（2）確定鈑金成形工藝方案（3）選擇模具的結構形式（4）進行必要的工藝計算（5）選擇與確定模式主要零件的結構與尺寸（6）選擇壓力機的型號及驗算已選壓機（7）繪制模具總裝圖和零件圖。 其中的每一個步驟都是非常重要的。遇到困難必須積極想辦法去克服，不然就會停滯不前，無法進行下去了。 在這次設計中，我總結了，要學會親自去嘗試，不怕麻煩，要在困難中戰(zhàn)勝自己，挑戰(zhàn)自己，才能真正學到知識。 6參考資料 ⑴ 曾霞文 徐政坤 主編《冷沖壓工藝及模具設計》 中南大學出版社 2006年6月 ⑵徐政坤 主編《沖壓模具指導書》 張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院教材委員會編 2006年8月 ⑶《飛機鈑金成形技術》 張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院教材委員會編 7致謝 畢業(yè)設計在老師的幫助和指導下順利的完成了，在設計過程中，我們同學之間相互討論相互幫助，再次增加了我們同學之間的友誼，也鍛煉了我們獨立的思考與解決問題的能力，三年的學習就要結束，三年中有歡樂也有不悅，大家一起度過的，在我們的航校將永遠留有屬于我們的回憶，大家一起為一個問題在討論甚至偶爾有些小小的爭執(zhí)沖突，在笑在論，在那我們記住的是一起的美好時光。 在此，再次感謝老師對我們三年以來的執(zhí)導與教導，在您們的幫助下我們收獲了很多很多，謝謝。 17