模具設(shè)計(jì)和制造專業(yè)論文

1、WORD格式可編輯明達(dá)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目壓圈沖孔落料復(fù)合模具設(shè)計(jì)系部名稱機(jī)電工程系專業(yè)班級10模具設(shè)計(jì)與制造 2班學(xué) 號 63103218學(xué)生姓名李永樂指導(dǎo)教師 錢行權(quán) 職稱高級講師完成日期 2012 年12月16日專業(yè)知識整理分享WORD格式可編輯目 錄1. 設(shè)計(jì)任務(wù)2. 零件的工藝性分析2.1零件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度分析2.2 零件材料性能3. 沖裁方案的確定3.1方案種類3.2方案比較3.3方案確定4. 模具結(jié)構(gòu)形式的確定5. 沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算5.1排樣設(shè)計(jì)5.2沖裁力計(jì)算5.3卸料力推料力頂件力計(jì)算5.4壓力總和計(jì)算5.5初選壓力機(jī)5.6壓力中心的計(jì)算專業(yè)知識整理分享5.7

2、凸凹模刃口尺寸計(jì)算6.主要零件的設(shè)計(jì)6.1凹模的設(shè)計(jì)計(jì)算6.2固定板的設(shè)計(jì)計(jì)算6.3卸料版的設(shè)計(jì)計(jì)算6.4定位元件的設(shè)計(jì)計(jì)算6.5彈性兀件的設(shè)計(jì)計(jì)算6.6凸模凸凹模的設(shè)計(jì)計(jì)算7.其他零件的設(shè)計(jì)7.1墊板的設(shè)計(jì)7.2模柄的設(shè)計(jì)7.3模架的設(shè)計(jì)8 .復(fù)合模閉合高度的計(jì)算9.壓力機(jī)選擇參考文獻(xiàn)致謝壓圈沖孔落料復(fù)合模具設(shè)計(jì)李永樂摘要: 本文對落料沖孔復(fù)合模的結(jié)構(gòu)，沖裁工藝性分析，工藝力和凸、凹模刃口的設(shè)計(jì)計(jì)算，壓力機(jī)的選擇、 模架的選用等進(jìn)行較詳細(xì)的敘述。模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架和用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向，不僅送料方便，操作安全。同時(shí)能 保證上下模對合精度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量、提高模具的使用壽命。關(guān)鍵字：沖壓凸模凹模

3、凸凹模模架1設(shè)計(jì)任務(wù)據(jù)圖1 1壓圈零件圖，設(shè)計(jì)復(fù)合模技術(shù)要求H：匚里 l-lrinj2工件精度：IT11級3工件外觀平整，無毛刺4.主產(chǎn)批量*中批量圖1 1零件圖2零件的工藝分析2,1零件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度分析零件尺寸未注尺寸公差，故按IT14級選取，利用普通沖裁方式可達(dá)到圖樣要求。由于該 件外形簡單，形狀規(guī)則，適于沖裁加工。2.2零件的材料性能零件的材料為Q235,其抗剪強(qiáng)度r =370MPa,抗拉強(qiáng)度cb=450MPa,具良好的沖壓性 能，滿足沖壓工藝要求。3沖裁方案的確定3.1方案種類：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

4、二：落料一沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔一落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。3.2方案比較方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，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。方案二也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，設(shè)計(jì)簡單，由于工件精度要求不高，完全 能滿足工件技術(shù)要求。方案三只需一套模具，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。3.3方案確定經(jīng)過上述方案比較，采用方案二最為合適。即用復(fù)合模沖裁。4.模具結(jié)構(gòu)形式的確定根據(jù)零件的沖裁工藝分析，采用倒裝式復(fù)合模沖裁。因?yàn)椴僮鞣奖?，能裝自動(dòng)拔料裝置, 既能提

5、高生產(chǎn)效率，又能保證安全生產(chǎn)。孔的廢料通過凸凹模的孔往下漏掉。5沖壓工藝設(shè)計(jì)計(jì)算5.1排樣的設(shè)計(jì)在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確 定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。(1) 、沖裁件的排樣排樣是指沖件在條料、帶料或 ' 板料上布置的方法。沖件的合理布置(即材料的經(jīng)濟(jì)利用)， 與沖件的外形有很大關(guān)系。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應(yīng)的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分 為少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。(2) 、搭邊排樣時(shí)，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位誤 差，保證沖出合格

6、的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。查2得搭邊值：a=1.8mm,取 2mmai=1.5mm采用無側(cè)壓裝置條料寬度與導(dǎo)料板間距離條料的寬度(Dmax+2a+C查表2.5.3得條料寬度偏差厶=0.5mm導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙 C 查2得C=0.1B=(55+2>2+0.1) 0-0.9 =59.1 °-。.9 mm根據(jù)實(shí)際取料寬為 60mm導(dǎo)料板間的距離：A=B+C= 60+0.仁60.1mm步距 S=2X+a如圖 5-1,x=37,S=37>+1.5=75.5排樣圖如圖5 1所示1.575圖5 1排樣圖5.2沖裁力計(jì)算本模當(dāng)一次沖裁完成以后，為了能夠順利地進(jìn)行下

7、一次沖裁，必須適時(shí)的出件、卸料及排 除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時(shí)，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方 式將直接決定沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，并影響沖裁件的質(zhì)量。根據(jù)不產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工藝性能，具卸料板卸料下出件方式521沖裁力的計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的是為了確定壓力機(jī)的公稱壓力，因此要計(jì)算最大沖裁力。沖裁力可按下式計(jì)算：f=ar式中，a為剪切斷面面積，r為板料的抗剪強(qiáng)度?？紤]到刃口的磨損、間隙的波動(dòng)、材料力學(xué)性能的變化、板料厚度的偏差等因素的影響， 可取安全系數(shù)為1.3，并取抗剪強(qiáng)度t為抗拉強(qiáng)度c b的0.8倍，于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按 下式計(jì)算：F=LTc b式中 L沖裁輪廓的總長度(mm

8、);T板料厚度(mm);c b 板料的抗拉強(qiáng)度(MPa)。查2取 c b=450MPaF=255X1 >450=114885N5.3卸料力、推料力和頂件力的計(jì)算由于影響卸料力、推加力和頂件力的因素很多，根本無法準(zhǔn)確計(jì)算。在生產(chǎn)中均采用下列 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：卸料力F Q1=KF (N)推件力 F Q2=K2nF (N)頂件力 f Q3=K3F (N)查2表，K卸料力系數(shù)，K1=0.045K2推件力系數(shù)，K2=0.065K3頂件力系數(shù)，K3=0.08n同時(shí)卡在凹模孔內(nèi)的工件或廢料數(shù)，n=h/t h為凹模直刃高度，t為板厚;h=4mmF沖裁力，F(xiàn)=114885N所以 卸料力 Fqi=KF=114

9、885X 0.045=5169.75N推件力 FQ2=K2nF=114885X 0.0654=29870.1N頂件力 Fq3=K3F=0.08 X114885=9190.8N5.4壓力的總和計(jì)算總沖壓F總為：F總=F+FQ+Fq2=114885+ 5169.75+29870.仁 149924.85N=149.924KNF沖裁力，F(xiàn)=114885NFq卸料力，F(xiàn)q=5169.75NFQ推料力，F(xiàn)q2=29870.1N5.5初選壓力機(jī)因?yàn)閴毫C(jī)的公稱壓力必須大于或等于總沖壓力F總的1.3倍所以初選壓力，根據(jù)壓力機(jī)型號為J23-25,其公稱壓力為250KN5.6壓力中心的計(jì)算因?yàn)闆_裁件圖形為中心對稱

10、圖形，所以模具的壓力中心就是此圖形的幾何中心。5.7凸、凹模刃口尺寸計(jì)算凸、凹模間隙對沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有 較大的影響，所以應(yīng)選擇合理的間隙。沖裁間隙主要按制件質(zhì)量要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)字來采用， 此工件的公差要求不高，可采用較大公差。查1表得Z min=o.ioommZmax=0.l40mm5.7.1落料外形R10 R27.5屬于落料且它們?yōu)槲醋⒐畛叽纾话惆?IT11級確定其公差。查公差表它們其公差值分別為0.09、0.13.因?yàn)橥庑纬叽?，故按基軸制分別為R10-0.09和R27.5o-o.131.落料以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)0R10 -0.09 mmD 凹

11、= (Dmax>X ) 0+ "凹D 凸=(D 凹-Z min) - 6 凸 0=(DnaxX Zmin)查1表 33、34 和表 35 得 Zmin=0.100 Zma=0.140，6 凹=0.009mm 6 凸=0.015mm x=0.75mmD凹=(10 0.75 >0.09)=9.9325 0+0.015mmD 凸=(9.9325 0.100)=9.8325- mm(2)、R27.5 0- 0.13 mm+ 6D 凹= (DmaxX ) 00D凸=(D凹-Z min) - 6 凸=(Dna X Zmin)凸=0.021mm查1表 33、3 4 和表 35 得 Zm

12、in=0.100Zmau0.140，6 凹=0.013mm 6x=0.75mmD 凹=(27.5-0.75 >0.13)=27.4025 0+0.013mmD 凸=(27.4025-0.1)=27.3025mm5.7.2 沖孔凸模2沖孔以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)8mm30mm屬于沖孔，且為未注公差尺寸，一般按IT11級確定其公差。查公差表得其公差值為 0.09，013 故為 80+0.09 300+0.13計(jì)算如下d 凹=dmin+xA) -+ S凹d 凸=(d 凹+Zmin) 0=(dmin+X +Zin)查1表 3 3、34 和表 3 5 得 Zmin=0.100Zma=0.140 ,S 凹=

13、0.009 mm 8凸=0.015mm x=0.75mmd 凹=(8+0.75 >0.09)=8.0675 °-o.oo9mm，_ . x _+0.015凸=(8.0675+0.1)=8.1675 0 mm查1表 33、34 和表 3 5 得 Zmin=0.100 Zmax=0.140 , 8 凹=0.013mm8 凸=0.021mm x=0.75mm0d 凹=(30+0.75 >0.13)=30.0975 -0,013 mm+0 021D凸=(30,0975+0.100 ) =30.1975。. mm沖孔凸模、凹模刃口尺寸如圖5-3所示09,16nn1L胡JJ9 -I6

14、. 主要零件的計(jì)算6.1凹模的設(shè)計(jì)及計(jì)算6.1.1 凹模厚度H的計(jì)算H 凹=Kb ( > 15) , b=90mm(查表的 K=0.22)H凹=0.22 >90=19.8mm 所以取 H=25mm凹模的壁厚的計(jì)算；C=(1.52)H(> 30mm40mm)=37.5mm50mm取 C=37mm凹模寬度：B=b+2c=55+74=129mm凹模的長度：L=b+2c=90+74=164mm6.1.2 凹模的外形尺寸由以上算得凹模輪廓尺寸 L>B>H=164X129>25,查模架標(biāo)準(zhǔn),取凹模外形尺寸為160X25>256.2 固定板設(shè)計(jì)計(jì)算6.2.1凸模固定

15、板的設(shè)計(jì)凸模固定板的外形尺寸與凹模的外形尺寸一致，沖孔凸模固定板的厚度為Hi=(0.60.8)H凹=(0.60.8 )>25=1520mm,取 H=15mm6.2.2 凸凹模固定板的設(shè)計(jì)凸凹模固定板的外形尺寸與凹模的外形尺寸一致，凸凹模固定板的厚度,Ht=(0.60.8)H凹=(0.60.8 )>25=1520mm取 HT=18mm6.3卸料板的設(shè)計(jì)計(jì)算卸料板的類型因?yàn)榱慵衅秸纫?。所以采用彈壓卸料板。彈壓卸料板與凸凹模(凸模)的單邊間隙一般取(0.10.2)t,因?yàn)椴牧虾?1mm 所以，(0.10,20) >=0.10.2mm卸料板的尺寸卸料板的外形尺寸與凹模一致，卸料

16、版的厚度：取H=14mm成型孔基本與凸凹模一致。6.4定位零件的設(shè)計(jì)模柄采用兩個(gè)固定導(dǎo)料銷，壓裝在凹模上。材料45鋼，導(dǎo)料銷熱處理硬度45HRC檔料銷：模具采用圓形檔料銷。檔料銷材料 45鋼，熱處理硬度45HRC6.5彈性元件的設(shè)計(jì)計(jì)算模具采用彈性元件是橡膠。(1) 橡膠自由高度h自由根據(jù)工件材料厚度為1mm沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模深度取1mm考慮模具維修時(shí)刃磨流量2mm在考慮開啟時(shí)卸料板高出凸模1mm則總的工作行程h工作=1+1+2+1=5mn根據(jù)式(8-5)，橡膠的自由高度h自由=h工作/ (0.250.30)=1620mm,取h自由=20mm(2) 橡膠預(yù)壓量在模具組裝時(shí)橡膠的預(yù)壓量為 h預(yù)=

17、10%15%>h自由=23mm 取h預(yù)=2mm,(3) 橡膠安裝高度由此可算出模具中安裝橡膠的空間高度尺寸為H安=20-2=18mm(4) 橡膠直徑查2表 845 847 得 p=0.5MPa;取橡膠個(gè)數(shù) n=8 只，D=45mm,d=12.5mr則;nxf4(D -d ) >p=FQ1=5487.75N8Xf4(45 2X2.52) X).5=5867.09N>Fq1=55487.75N。所以橡膠規(guī)格；D=45mmd=12.5mm,H=20mm,門=只。6.6凸模凸凹模的設(shè)計(jì)計(jì)算6.6.1凸模設(shè)計(jì)凸模材料：參照1選用T10A 因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都都不屬于特別保護(hù)的小

18、凸模，所以沖孔凸模采用階梯式，與圓定板配合H7/m6為過渡配合，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，沖孔凸模結(jié)構(gòu)如圖：6 1.4030032c寸一 0：(a)沖孔$ 8凸模結(jié)構(gòu)(b)沖孔$ 30凸模結(jié)構(gòu)圖61凸模結(jié)構(gòu)凸模長度 Lt=H+h=25+15=40mmH-凹模定板厚度，H=25mmHt-凸模固定板厚度，Ht=15mm6.6.2凸凹模設(shè)計(jì)凸凹模結(jié)構(gòu)采用階梯式，其長度 LtLt=H-+H 安+Hs-1=18+18+14-仁49mm式中： Ht-凸凹模固疋板厚度;HT=18mmH安-橡膠安裝高度；H安=18mmHs-卸料板的厚度，Hs=14mm;1-凸凹模進(jìn)入凹模的深度mm.I/1-S

19、us .圖62凸凹模結(jié)構(gòu)7其它部件的設(shè)計(jì)計(jì)算7.1墊板的設(shè)計(jì)墊板：墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以防止模座被擠壓損傷，因此在與模座接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板.墊板的外形尺寸與凸模固定板相同,厚度可取310mm這里設(shè)計(jì)時(shí)，由于壓力較大,根據(jù) GB2865.2-81 選取規(guī)格為 L>B>H=160X125X107.2模柄的設(shè)計(jì)因?yàn)镴2325壓力機(jī)的模柄孔尺寸為© 40mm60mr，i所以應(yīng)選用的模柄為© 40mn深度為50mm勺模柄7.3 模架的設(shè)計(jì)由凹模周界160X125,選取1級精度后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架；模架 160X125X90220 I GB/T2851.3上模座:160 X125X0 GB/T2855.5下模座:160 X125X0 GB/T2885.6導(dǎo)柱 25 X180, GB/T2861.1導(dǎo)套:25 >95X33, GB/T2861.68.復(fù)合模閉合高度的計(jì)算模具閉合高度H 模=H±+H 下+Lt+2Ld+H+H-1=40+50+49+20+25+-1=183mm式中：H上 上模座的厚度 H上=40