圓形毛坯模具設(shè)計(jì)

1、鈑金成形課程設(shè)計(jì)說明書圓形件落料模CAD模具設(shè)計(jì) 院系 專業(yè) 班號(hào) 學(xué)號(hào) 姓名 指導(dǎo)教師 2011年11月目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)書12沖壓成型工藝分析53主要設(shè)計(jì)計(jì)算5 3.1拍樣方式確定及計(jì)算53.2沖壓力計(jì)算63.3壓力中心7 3.4工件零件刃口尺寸7 3.5緩沖裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算84模具總體設(shè)計(jì) 9 4.1、模具類型的選擇 9 4.2、定位方式的選擇 95主要零部件的設(shè)計(jì) 10 5.1、凸模設(shè)計(jì)10 5.2、凹模設(shè)計(jì)11 5.3、凸模固定板設(shè)計(jì)12 5.4、定位零件設(shè)計(jì)13 5.5、擋料銷設(shè)計(jì)14 5.6、卸料板設(shè)計(jì)14 5.7、模架及其他零件設(shè)計(jì)15 5.8、墊板設(shè)計(jì)19 5.9、緊固及其他零件設(shè)

2、計(jì)196模具總裝圖207 沖壓設(shè)備的選定21 8模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制22 8.1墊板的加工工藝22 8.2凸模固定板的加工工藝22 8.3凸模加工工藝23 8.4卸料板加工工藝23 8.5凹模加工工藝239小結(jié)2410參考文獻(xiàn)25鈑金成形課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院 鈑金與模具 專業(yè)班級(jí) 姓名 課程設(shè)計(jì)題目： 圓形件落料模設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 2011 年 11 月 21 日起至 2011 年 12 月 02 日課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求：（一） 基本內(nèi)容： 1、 學(xué)會(huì)查閱資料和有關(guān)手冊(cè)； 2、 按要求繪制被加工件零件圖A4一張； 3、 對(duì)所給零件進(jìn)行成形工藝分析，擬定最佳成形工藝方案并進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)

3、、計(jì)算； 4、 合理地選擇模具結(jié)構(gòu)，進(jìn)行有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算； 5、 能夠正確地進(jìn)行凸、凹模工作尺寸計(jì)算和尺寸標(biāo)注； 6、 正確地選擇壓力機(jī)設(shè)備，進(jìn)行有關(guān)使用參數(shù)的校核和計(jì)算； 7、 按照有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正確地繪制模具裝配圖及非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖（總量不少于一張0圖紙）： 8、 編寫課程設(shè)計(jì)說明書（正文字?jǐn)?shù)不少于3500字）；（二）基本要求： 1、 借閱參考資料。獨(dú)立完成零件工藝分析及資料收集工作； 2、 模具結(jié)構(gòu)類型合理，尺寸計(jì)算正確；3、 繪制的模具裝配圖及零件圖符合國(guó)家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定； 4、 設(shè)備選擇合理實(shí)用； 5、 設(shè)計(jì)說明書思路清晰；（三）主要參考書： 1、 田嘉生. 冷沖模設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 航空

4、工業(yè)出版社，1994. 2、 虞傳寶. 冷沖壓及塑料成型工藝模具設(shè)計(jì)資料. 機(jī)械工業(yè)出版社，1993. 3、 許發(fā)樾. 模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，1994. 4、 鄭大忠. 模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，1995. 5、 王孝培. 沖壓手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，1990. 6、 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總局. 冷沖壓國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出版社. 1981.（四）評(píng) 語 （五）成 績(jī) 指導(dǎo)教師 負(fù)責(zé)教師 學(xué)生簽名 工件名稱：圓形落料件 工件簡(jiǎn)圖：如圖1.1 生產(chǎn)批量：大批量 材料：1Cr18n9Ti材料厚度：0.3mm 圖.1.1 落料件 摘要：模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，它

5、在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。裝備制造業(yè)在2007年的迅速發(fā)展，尤其是航空航天、汽車和電子電器產(chǎn)品的高速增長(zhǎng)，為模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)I造了良好的市場(chǎng)環(huán)境。本次綜合實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)墊片的級(jí)進(jìn)模沖壓模具，從零件的工藝性分析到模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)再到工藝計(jì)算，一直到最后的模具裝配圖。關(guān)鍵詞：圓形件、落料模具、設(shè)計(jì)1沖壓件工藝分析 分析該工件的尺寸精度，其直徑尺寸及公差為10-0.10mm，用一般精度的模具可達(dá)到直徑公差0.1mm，即可滿足該工件的要求。從零件的形狀，尺寸標(biāo)注及生產(chǎn)批量等情況看，均符合沖裁的工藝要求，采用單工序落料模進(jìn)行加工。 1) 尺寸精度根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，普通沖

6、裁可滿足要求。2) 粗糙度、斷面質(zhì)量查沖壓手冊(cè)表2-12得，一般沖裁件沖材料厚度t1.0mm金屬板料時(shí)，其斷面粗糙度為3.2m；本產(chǎn)品在斷面粗糙度和尺寸精度上均要求不高，所以斷面質(zhì)量可以保證，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。 2沖壓工藝方案的確定該工件只包括落料基本工序，可采用兩種方案：方案一、落料，采用單工序模生產(chǎn)。方案二、落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方便；方案三較方案一復(fù)雜，精度高，對(duì)于本工件，宜用方案一。3主要設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）排樣方式確定及計(jì)算首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。圓形件采用單排，搭邊值取a=1.5mm和a1=1.5mm，條料寬度為13mm，步距為11.5mm

7、步距的材料利用率為52.5%； 計(jì)算見下式 ： （2）沖壓力的計(jì)算該模具單工序落料模，擬選擇彈性卸料、下出件。沖壓力的相關(guān)計(jì)算見下式。沖裁力L=pD31.42 ；t=0.3mm ；=475Mpa ; F=1.3Lt=5816.85N；卸料力 F卸=K卸F 查表2.10得K卸=0.065F卸=0.0655816.85=387.10NF總=F+F卸=5816.85+387.10=6203.95N 圖3.2 排樣圖料及沖壓的相關(guān)計(jì)算（mm）步距S：S=10mm+1.5mm=11.5mm；一個(gè)步每張板料的利用率n：h=nA/bh100%=178.541311.5100%=52.5%條料寬度B ： B=

8、13mm沖裁件面積A： A=pr2=78.54mm2 沖壓工藝總力：F總=F+F卸=5816.85+387.10=6203.95N（3）壓力中心確定 計(jì)算壓力中心時(shí)，先畫出凹模型口圖，如下圖。在圖中將XOY坐標(biāo)建立在圖示的對(duì)稱中線上，由于零件如圖3.3所示，是規(guī)則的圓形，故其壓力中心和幾何中心重合：X=0;Y=0; 圖 3.3 壓力中心（4）工件零件刃口尺算 在確定工件零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工件零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對(duì)較簡(jiǎn)單，適宜 采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模、凹模、凸凹模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件孔的同軸度，使得裝

9、配工作簡(jiǎn)化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分開加工的方法來計(jì)算，具體計(jì)算見下 ：落料刃口尺寸計(jì)算： 由公式：C=（kt10-4）+0.02t0=0.04275+0.0060；k=3（一般沖裁）Cmin=0.0475mm，Cmax=0.04875mm由表2.17查的磨損系數(shù)x=0.75.為保證凸凹模制件的間隙值，采用凸凹模配合加工的方法。以凹模為基準(zhǔn)計(jì)算：a=（D-0.75）0+=（10-0.750.1）0+=9.9250+利用基準(zhǔn)型面法計(jì)算刃口尺寸：=/4=0.025所以，凹模尺寸：a=9.9250+0.025mm 凸模尺寸:a=*9.925; 技術(shù)要求：帶*尺寸按照凹模刃口尺寸配以單面間隙cm

10、in=0.0475得到。凹模的外形尺寸：參考式（2.39），（2.40），考慮結(jié)構(gòu)合理性，取凹模厚度H=20mm，壁厚C=35mm。 尺寸如圖5.1所示：圖3.4 凹模零件圖（5）緩沖裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算由卸料力：F=387.1N; 選用d=3，D=18，h0=25的圓柱螺旋壓縮彈簧：n=3 彈簧 1.6318325 （GB2089-80） 由沖裁力F=6203.95N, 可初選開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-6.34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，采用單工序落料模。（2）因?yàn)樵撃＞呙鞑捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷。（3）卸料、出

11、件方式的選擇因?yàn)楣ぜ穸?.3mm，較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。且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(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）工件零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工，講落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工， 凸模采用臺(tái)階式固定，與凸模固定板的配合按H6/m5制造。其總長(zhǎng)L如下式： 卸料板的厚度查表2.29： h=8； 凸模的長(zhǎng)度為 L=h1+h2+t+h=15+8+0.3+16.7=40mm 式中：h1-凸模固定板的厚度為15mm h2-卸料板厚度 t-板材厚度 h-增

12、加長(zhǎng)度一般情況下，凸模的強(qiáng)度和剛度是足夠的，無須進(jìn)行強(qiáng)度校核。但對(duì)特別細(xì)長(zhǎng)的凸?；蛲鼓５慕孛娉叽绾苄《鴽_裁的板料厚度較厚時(shí)，則必須進(jìn)行承壓能力和抗縱彎曲能力的校核。其目的是檢查其凸模的危險(xiǎn)端面尺寸和自由長(zhǎng)度是否滿足要求，以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷。 圖5.1.1 凸模2.凹模凹模采用整體凹模沖裁的凹?？撞捎镁€切割床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與墊圈中心重合。 輪廓尺寸可按公式2.9.3、2.9.4計(jì)算：凹模厚度 H= 8m 查表2-11，考慮模具結(jié)構(gòu)尺寸H=20mm凹模寬度 B=b+2c=10+2335=80mm凹模長(zhǎng)度 L= b+2c=10+2335=8

13、0mm凹模輪廓尺寸為L(zhǎng)BH=8080mm20mm 圖.5.1.2 凹模3.凸模固定板圖.5.1.3 固定板4定位零件的設(shè)計(jì)為了保證模具正常工作并沖出合格的零件，要求在送進(jìn)的平面內(nèi)，毛坯相對(duì)于模具的工作零件處于正確的位置。毛坯在模具中的定位有兩方面內(nèi)容：一是在與送料方向垂直方向上的定位，通常稱為送進(jìn)導(dǎo)向；二是在送料方向上的定位，用來控制送料的進(jìn)距，通常稱為擋料。 圖.5.2 定位銷5導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì)導(dǎo)料銷與條料接觸，導(dǎo)料銷與條料之間的間隙取1.5mm，導(dǎo)料銷的高度取2.3，直徑取2，采用45鋼制作，熱處理硬度40-50HRC。6卸料板的設(shè)計(jì)彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，多用于沖制薄件，是工件的

14、平面度提高。本模具采用一般彈壓卸料板 1.卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同 2.彈性卸料板的厚度H=8mm，（ 查表2.29 ） 3.卸料板孔與凸模的單面間隙Z1/2（見表2.30） t=0.3mm，取Z1/2=0.05mm 4.卸料板導(dǎo)向孔的高度 h=3-5mm。 5.卸料板底面高出凸模底面的尺寸k=0.2-0.8mm。 卸料板彈簧的安裝方法： 彈簧與卸料螺釘安裝在一起，適用于D1=d+（2-3）mm 彈簧座孔的尺寸 彈簧外徑D=18mm，查表2.33 座孔內(nèi)徑D2=D+2=20mm h=7mm 卸料板采用45鋼制作，淬火硬度為40-45HRC。如圖 圖. 5.4.1卸料板卸料螺釘?shù)倪x用

15、 設(shè)置2個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為8mm。螺紋部分為M66卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，卸料板超出凸模端面0.2，有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。7模架及其他零部件的設(shè)計(jì)該模采用中間導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具中間位置，沖壓是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 d1/mmxL/mm為20x100：導(dǎo)套d1/mmxL/mmxD/mm為20x66x32。圖 5.5.1導(dǎo)柱圖5.5.2 導(dǎo)套模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品要求確定是否采用帶導(dǎo)柱的模座。帶導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模座的常用形式及導(dǎo)柱的排列方式有：后側(cè)導(dǎo)柱、對(duì)焦導(dǎo)柱、

16、中間導(dǎo)柱、四導(dǎo)柱、后導(dǎo)柱窄形、三導(dǎo)柱。本模具采用中間導(dǎo)柱模座，L=63-630mm，適用于橫向送料和由單個(gè)毛坯沖制的較精密的沖壓件。下模座厚度H（上模）取25mm，上模墊板厚度H圖5.5.1 上模座圖5.5.2 下模座技術(shù)要求1.采用標(biāo)準(zhǔn)模架中間導(dǎo)柱模架，標(biāo)準(zhǔn)是GB/T2851.5-19902.沖模零件不允許有裂痕，工作表面不允許有劃痕，機(jī)械損傷，銹蝕等表面缺陷，3.沖模凹模工作孔不允許有 倒錐度4.沖裁的凸凹模刃口及側(cè)刃等必須鋒利不允許有崩刃和機(jī)械損傷，5.零件圖上未標(biāo)明的倒角尺寸，除刃口外所有銳邊都倒角1345度或倒圓角。取5mm，固定板厚度取H(固)15mm，下模座厚度H（下）取25，那

17、么該模具的閉合高度：H(閉)=114mm可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23-6.3最大裝模高度（150mm），可以使用。模柄模柄主要分為：整體式、帶臺(tái)階的壓入式、帶螺紋的壓入式、凸緣式、浮動(dòng)式。本模具采用帶螺紋的旋入式模柄。垂直精度較差，主要用于小型模具。選用M1831.58墊板設(shè)計(jì) 圖5.6 墊板墊板厚度一般為310mm，取5mm。墊板材料常用T7或T8工具鋼，熱處理硬度為4852HRC。墊板淬硬后兩面應(yīng)磨平，表面粗糙度R0.320.63um。 本設(shè)計(jì)中，由于生產(chǎn)批量較大，給凸模的后面加上淬過火的凸模墊板，目的是增加凸模的強(qiáng)度，防止凸模的后座回縮，增加使用壽命。9.緊固及其他零件 螺釘與

18、銷釘是用于模具零件進(jìn)行固定與定位的元件。螺釘?shù)闹睆脚c布置見圖5.1.2. 螺釘選用內(nèi)六角為宜。一般設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)不少于3個(gè)螺釘，凝乳被連接的深度，鑄鐵為2d，鋼為1.5d。銷釘設(shè)計(jì)為2個(gè)，連接件的銷釘孔應(yīng)同時(shí)鉆、鉸，銷釘與孔采用H7/m6過度配合，孔壁的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra1.6um，壓入連接件與被連接件的深度為1.5d和2.5d。矩形板件的銷釘應(yīng)去對(duì)角布置。6模具總裝配圖 圖.6.1 總裝圖1-上模座;2-導(dǎo)套；3-模柄；4-螺釘；5-銷釘；6-卸料螺釘；7-導(dǎo)套；8-導(dǎo)柱；9墊板；10-凸模；11-凸模固定板；12-彈簧；13-卸料板； 通過以上設(shè)計(jì)，可得到如圖所示模具總裝圖。模具上模部分主要由

19、上模板、墊板、凸模、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模座、凹模座、導(dǎo)料銷等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。 條料送進(jìn)時(shí)采用固定擋料銷作為粗定距。操作時(shí)完成第一步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動(dòng)，用落料孔套在固定擋料銷上，并向前推緊。 7沖壓設(shè)備的選定通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)JG23-6.3能滿足要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：63KN滑塊行程：35mm最大閉合高度：150mm 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度:35mm墊板尺寸：35mm模柄孔尺寸：30mm55mm工作臺(tái)尺寸：200310mm作臺(tái)孔尺寸：1101603140mm大傾斜角度：458模具主要零件

20、加工工藝規(guī)程的編制8.1墊板的加工工藝1.備料（外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)模塊8538536）2.按圖紙要求畫線，3.在鉆銑床上加工4.檢驗(yàn)5.入庫(kù)8.2凸模固定板的加工工藝1.備料（外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)模塊858518）2.按圖紙要求畫線，3.在鉆銑床上加工1個(gè)凸?？缀?個(gè)銷孔4個(gè)螺釘通孔4.攻4M8螺紋孔5.在電火花滿走絲上加工落料凸?？?.檢驗(yàn)7.入庫(kù)8.3凸模的加工工藝1.備料2.鍛造模塊3.在刨床上先刨一平面4.以該面為基準(zhǔn)按圖紙要求畫線5.在數(shù)控銑床上銑出圖紙上的外形6.按圖紙要求做熱處理7.檢驗(yàn)8.入庫(kù)8.4卸料板加工工藝1.備料（外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)模塊858510）2.按圖紙要求畫線，3.在鉆洗床上加工2個(gè)螺釘通孔4.在銑床上加工剩余的部分5.檢驗(yàn)6.入庫(kù)8.5凹模加工工藝1.備料（外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)模塊858522）2.按圖紙要求畫線，3.在鉆銑床上加工2個(gè)銷孔和4個(gè)螺紋孔4.攻絲5.用點(diǎn)火花加