沖孔落料模具設計

1、課程設計姓名:鄧敏班級:材控092學號:200906104214指導教師:楊俊杰日期:2011-10 - 8江漢大學目錄第一章前言第二章設計任務書第三章制件的工藝性分析第四章零件工藝計算4.1 刃口尺寸計算4.2 排樣計算4.3 沖壓力計算第五章壓力中心計算 (08第六章沖壓設備的選用 (09第七章模具零部件結構的確定7.1 凸凹模零件的設計7.2 標準模架的選用7.3 卸料裝置中彈性元件的計算7.4 . 其他零部件結構參考文獻第一章前言在現代工業(yè)生產中,模具時重要的工藝裝備之一,它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成型,模具車成型由于具有優(yōu)質高產省料和低成本等特點現已在國民經濟各個部門得到

2、了廣泛的應用。模具產業(yè)是高新技術產業(yè)的一個組成部分,目前我國模具企業(yè)就達到3萬多家,電子產品、航天航空領域都離不開精密模具。許多高精度模具本身就是高新技術產業(yè)的一部分。模具課程設計是一個很專業(yè)的訓練環(huán)節(jié),學生通過對金屬制件的沖孔和落料,成型工藝和模具的綜合分析設計,訓練,要求達到如下目的:1·通過課程設計,幫助學生具體運用和鞏固模具設計課程及相關課程的理論知識,了解冷沖模的一般設計的方法和程序。2·訓練學生查詢相關資料,如:沖壓模具簡明設計手冊,沖壓模具設計和加工計算速查手冊,使學生能熟練地運用有關資料,熟悉有關國家標準,規(guī)范,使用經驗數據,進行估算等方面的全面的訓練。3&

3、#183;掌握模具的基本設計方法和程序,綜合運用相關專業(yè)的理論知識,并按照有關的設計技術規(guī)范,進行沖壓模具設計的基本技能訓練,為今后在實際的工程設計中打好必要的基礎。第三章制件的工藝性分析工件為圖1所示的落料沖孔件,材料為08鋼,材料厚度2mm,生產批量為大批量。工藝性分析內容如下: 1.材料分析08鋼為極軟的碳素鋼,強度、硬度很低,而韌性和塑性極高,具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時效敏感性,淬硬性及淬透性極低。大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形,強度低的深沖壓或深拉延的覆蓋零件和焊接件。 。2. 結構分析零件結構簡單對稱,無尖角,對沖裁加工較為

4、有利。零件中部有一異形孔,孔的最小尺寸為12mm ,滿足沖裁最小孔徑min d mm 20.1=t 的要求。另外,經計算異形孔距零件外形之間的最小孔邊距滿足沖裁件最小孔邊距min l mm 35.1=t 的要求。所以,該零件的結構滿足沖裁的要求。 3. 精度分析:零件上的尺寸均未標注尺寸偏差,為自由尺寸,按IT14級精度補標工件尺寸公差。第四章 沖壓工藝方案的制定零件為一落料沖孔件,可提出的加工方案如下: 方案一:先落料,后沖孔。采用兩套單工序模生產。方案二:落料沖孔復合沖壓,采用復合模生產。 方案三:沖孔落料連續(xù)沖壓,采用級進模生產。方案一模具結構簡單,但需兩道工序、兩副模具,生產效率低,零

5、件精度較差,在生產批量較大的情況下不適用。方案二只需一副模具,沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證,且生產效率高。盡管模具結構較方案一復雜,但由于零件的幾何形狀較簡單,模具制造并不困難。方案三也只需一副模具,生產效率也很高,但與方案二比生產的零件精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度,需在模具上設置導正銷導正,模具制造、裝配較復合模略復雜。所以,比較三個方案采用方案二生產。第四章 零件工藝計算1.刃口尺寸計算根據零件形狀特點,刃口尺寸計算采用分開制造法。 (1落料件尺寸的基本計算公式為A0max A (+-=X D Dmin max 0min A T T T (-=-=Z X D Z D D基本尺寸30

6、,查得凸、凹模最小間隙Z min =0.246mm ,最大間隙Z max =0.360mm ,X=0.5查得凸模制造公差7mm 0.0T =,凹模制造公差5mm 0.0A = 有A T +min max Z Z -=0.114即 005.00min A T 49.29(T-=-=Z D D07.000max A 74.29(A +=-=X D D(2落料件尺寸的基本計算公式為A0max A (+-=X D D 0min max 0min A T T T (-=-=Z X D Z D D基本尺寸40,查得凸、凹模最小間隙Z min =0.246mm ,最大間隙Z max =0.360mm ,X=

7、0.5有A T +min max Z Z -所以 005.00min A T 39.44(T-=-=Z D D 07.000max A 39.69(A+=-=X D D (3沖孔基本公式為min T T (-+=X d dA 0min min A (+=Z X d d 尺寸12查得凸、凹模最小間隙Z min =0.246mm ,最大間隙Z max =0.360mm ,X=0.5有A T +min max Z Z -所以 005.00min T 11.79(T-=+=X d d07.000min min A 12.03(A+=+=Z X d d (4落料件尺寸的基本計算公式為A0max A (+

8、-=X D D0min max 0min A T T T (-=-=Z X D Z D D基本尺寸2,查得凸、凹模最小間隙Z min =0.246mm ,最大間隙Z max =0.360mm ,X=0.5有A T +min max Z Z -所以 005.00min A T 1.63(T-=-=Z D D 07.000max A 1.875(A+=-=X D D 2.排樣計算查表得,兩工件之間的距離a1=1.8,沿邊a2=2.2。調整為整數后,查表得=0.62 式中,B 為條料寬度;D 為工件直徑;a 為沿邊搭邊值;為條料公差值條料寬度B= 0(2a D -+=062.0-44.4 一個步距內

9、的利用率=%100BSA =50.7% 3.沖壓力計算可知沖裁力基本計算公式為LT F =計算零件的周長:L=3.14*20+24.14=86.94材料厚度2mm ,08鋼鋼的抗剪強度取400MPaF (落料=96144NF (沖孔=30144N模具采用彈性卸料裝置和推件結構第五章 壓力中心計算零件外形為對稱件,所以該零件的壓力中心就是零件外形中心線的交點。第六章模具零部件結構的確定1.凸、凹模零件設計(1首先計算凹模周界的大小。凹模高度和壁尺寸常用下列經驗公式確定:凹模高度H=K8s,k=0.350.50,取0.5 所以H=20凹模壁厚C=(1.52H C取值30mm對于形狀復雜或尺寸較大的

10、零件,凹模壁厚C取大值。所以,凹模的總長為L=s+2c=110mm,凹模的寬度為B=沖裁件寬度+2c=90mm最后依據設計尺寸,按沖壓模具標準模架凹模周界尺寸系列,確定凹模外形尺寸為110mm×90mm×30mm 。(2凸模外形結構、尺寸確定。落料凸模截面形狀與沖裁件一致,截面尺寸即刃口尺寸,前面一完成。長度L為固定板厚度、安全距離、修磨余量、凸模進入凹模的深度的總和。其中固定板厚度取13mm,凸模修磨量取15mm,凸模進入凹模深度取6mm,卸料板與固定板之間的安全距離取15,即L=13+15+6+15mm=49mm2.標準模架的選用標準模架的選用依據為凹模的外形尺寸。模具

11、采用后置導柱模架,根據以上計算結果,可查得模架規(guī)格為上模座123mm ×88mm ×21mm ,下模座123mm ×88mm ×32mm ,導柱20mm ×107mm ,導套20mm ×51mm ×30mm 。3.卸料裝置中彈性元件的計算模具采用彈性卸料裝置,彈性元件選用橡膠,其尺寸計算如下:(1確定橡膠的自由高度0H工(H H 45.30=17.647(2確定橡膠的橫截面積Ap F A /X =查得矩形橡膠在預壓量為10%15%時的單位壓力為0.6MPa ,所 以A=366N/0.6MPa=610.15mm2(3確定橡膠的

12、平面尺寸根據零件的形狀特點,橡膠墊的外形應為矩形,中間開有矩形孔以避讓凸模。結合零件的具體尺寸,橡膠墊中間的避讓孔尺寸為25mm ×25mm ,外形暫定一邊長為35.29mm ,則另一邊長b 為b*35.29-25*25=A;b=35mm;(4校核橡膠的自由高度0H為滿足橡膠墊的高徑比要求,將橡膠墊分割成四塊裝入模具中,其最大外形尺寸為45mm ,所以H0/D=17.647/35.29=0.5橡膠墊的高徑比在0.51.5之間,所以選用的橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的裝模高度約為0.85×17.647 mm =15mm。4.其他零部件結構凸模由凸模固定板固定,兩者采用過渡配合關系。模柄采用凸緣式模柄,根據設備上模柄孔尺寸,選用規(guī)格A30×50的模柄。第八章模具裝配圖 結束語通過對這次沖孔的模具的設計,使我更深一次地了解沖裁模的設計流程,包括沖裁件的工藝分析,工藝方案的確定,模具結構形式的選擇,必要的工藝計算,主要零部件的設計,壓力機的型號的選擇,總裝配圖和零件圖的繪制。在設計過程中,一些數據,尺寸一點馬虎不得,只要有一絲絲的錯誤,就得全部修改,使我養(yǎng)成了嚴謹的作風。三年的學習,我對模具設計和制造有了深刻的認識,此次單獨設計一個模具,讓我了解了更多這方面的知識。通過這次的設計,使我在今后的畢業(yè)設計乃至工作中的設計,養(yǎng)成了查手冊的好習慣，勤思考，為以后的設計奠定