模具設(shè)計(jì)與制造畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院畢業(yè)論文論文題目:墊片落料沖孔復(fù)合模題目:墊片落料沖孔復(fù)合模班級(jí):10級(jí)模具(1班專業(yè):模具設(shè)計(jì)與制造學(xué)生姓名:梁國泉指導(dǎo)教師:武同日期:2012年11月20日河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系(分院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文任務(wù)書姓名梁國泉專業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造班級(jí)101畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文題目墊片落料沖孔復(fù)合模畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文選題的目的與意義通過模具設(shè)計(jì)使我對(duì)級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)率高、減少模具和設(shè)備數(shù)量、工件精度高、便于生產(chǎn)自動(dòng)化的特點(diǎn)有了了解。掌握了模具設(shè)計(jì)的基本流程,對(duì)我們的模具知識(shí)提高有很大的幫助。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文的資料收集情況(含指定參考資料田春年主編沖壓成型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖冊(cè)輕工業(yè)出版社 1998黃虹主編沖壓

2、成型加工與模具化學(xué)工業(yè)出版社2003年3月第版黃銳主編沖壓工程手冊(cè)下冊(cè)第四章節(jié)機(jī)械工業(yè)出版社黃銳主編沖壓模具工藝學(xué)中國輕工業(yè)出版社 1997年5月第2版畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文工作進(jìn)度計(jì)劃1.2012年11月05日開題2.2012年12月15日五日五成分析,資料收集,列出提綱3.2013年03月01日前完成初稿指導(dǎo)老師審查4.2013年03月13日前完成修定,定稿打印5.2013年04月15日正式提交論文接受任務(wù)日期 2012 年 11月20 日要求完成日期 2013年04 月01 日學(xué)生簽名:年月日指導(dǎo)教師簽名:年月日系(分院主任(院長簽名:年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文指導(dǎo)教師評(píng)閱意見表姓名梁國泉學(xué)號(hào)1011

3、6036 性別男專業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造班級(jí)模具101畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文墊片落料沖孔復(fù)合模題目評(píng)閱意見成績指導(dǎo)教師簽字年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文答辯意見表姓名梁國泉學(xué)號(hào)10116036 性別男專業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造班級(jí)模具101畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文題目墊片落料沖孔復(fù)合模答辯時(shí)間地點(diǎn)答辯小組成員姓名職稱學(xué)歷從事專業(yè)組長成員秘書答辯小組意見答辯成績:答辯小組組長簽名:年月日課題:墊片落料沖孔復(fù)合模摘要:當(dāng)今社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展,使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對(duì)物質(zhì)的需求,然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產(chǎn)加工出來。零件簡圖:如圖所示工件名稱:墊片擋片生產(chǎn)批量:大批量材料:10號(hào)鋼厚度:3mm 1 沖裁工藝設(shè)計(jì)1.1 沖裁件

4、的工藝性分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性。沖裁件的工藝性是否合理,對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大影響,在一般情況下,對(duì)沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。2 沖裁排樣設(shè)計(jì)2.1 排樣方案的確定排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下,得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件。2.2 搭邊的選取排樣時(shí),工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊,搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度,以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。

5、搭邊太寬,浪費(fèi)材料;搭邊太窄會(huì)引起搭邊斷裂或翹曲,可能“啃刃”現(xiàn)象或沖裁時(shí)會(huì)被拉斷,有時(shí)還會(huì)拉入模具間隙中、損壞模具刃口,從而影響模具壽命。2.3送料步距、條料寬度及板料間距計(jì)算1a d S +=27+2.2=29.2 m m條料寬度按下式:(02=+=C a D B (2-1其中D 為沖裁件寬度方向的最大尺寸;C 為導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙查表取C=0.7。表2.2導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙表?xiàng)l料厚度t無側(cè)壓裝置 條料寬度B100以下100200 0.5 0.5 0.5 0.51 0.5 0.5 230.50.534 0.5 145 0.5 1B-A=(41.5+2×2.5+0.

6、70-0.7=47.20-0.72.4 排樣圖 圖2.1 排樣圖2.5 沖裁力和壓力中心的計(jì)算沖裁力是沖裁過程中凸模對(duì)板料施加的壓力,它是隨凸模進(jìn)入材料的深度而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值,它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。用普通平刃口模具沖裁時(shí),其沖裁力F一般按下式計(jì)算:F=KLtb(2-2=1.3×136×3×400=212.16KN式中F-沖裁力L-沖裁周邊長度t-材料厚度b-材料抗剪強(qiáng)度(b=400MPaK-系數(shù)(一般取K=1.3卸料力 Fx=KxF (2-3推件力 Ft=nKtF (2-4頂件力 Fd=KdF (2-5式中 Kx、Kt、

7、Kd -卸料力、推件力、頂件力,如表2.3所示n-同時(shí)卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)量式中 h-凹模內(nèi)的直刃壁高度t-板料厚度總沖壓力Fz 總沖壓力是各種沖壓工藝的總和,根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)計(jì)算,由于本模具采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁模,則:Fz=F+ Fx+ Fd (2-6= 212.16+0.08×212.16+1×0.07×212.16 = 244KN模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn),為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作,應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。對(duì)于級(jí)進(jìn)模以及輪廓形狀復(fù)雜或多凸模的沖裁模,必須求出沖壓力合力的作用點(diǎn)即壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)與模

8、柄的軸線重合,否則會(huì)影響模具及壓力機(jī)的精度和壽命。設(shè)直徑為是10的圓心為中心坐標(biāo),則壓力中心:X0=-(-12×8-16×12-12×8-8×22+8×22/(8+12+8+22+16+8=-336/74=-4.54Y0=(-6×8+6×8+17×22+28×16+17×22/74=1196/74=16.16=(180×11×sin90 ×90=7.1X=cos =cos(180+53=4.3Y=sin =sin(55+180=-5.7故X=(-4.54*74+4.

9、3*11+29.2*10*/74+21=5.21Y=(16.16*74-5.7*11/74+11 =-7.13所以壓力中心為(5.21,7.133、刃口尺寸計(jì)算因沖模加工方法不同,刃口尺寸的計(jì)算方法也不同,基本上可分為兩類: (1按凸模與凹模圖樣分別加工法:它主要用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工作,因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對(duì)簡單,精度容易保證,所以采用分別加工。(2按凸模與凹模配作法加工:常用于沖制復(fù)雜形狀的沖模。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙有配置保證,工藝比較簡單,不必校核m in m ax Z Z T A +的條件,并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差,使制造容易。3.1 沖孔刃口尺寸計(jì)算對(duì)于

10、沖小孔mm 10轉(zhuǎn)換為mm 36.0010+ 利用公式 (0min T x d D T -+= (3-1(A Z D D T A +=0min (3-2其中 x 磨損系數(shù)的選取查下表3.3是工件的公差值因孔的公差等級(jí)為IT13級(jí),所以查上表得x =0.5 則 (0min T x d d T -+=(002.00(A Z d d T A +=0m in =(02.00.0064.10+所以滿足T +A m in m ax Z Z -的條件,制造公差合適。3.2 落料刃口尺寸計(jì)算當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí),凹模磨損后刃口部分尺寸都增大,因此均屬于A 類尺寸第一類尺寸。它的基本尺寸及制造公差的確定方法按公式

11、(A x D D A +-=0max (3-3其中 D 模具基準(zhǔn)尺寸(mm max D 工件極限尺寸(mm 工件公差(mm 查公差表將尺寸22分別轉(zhuǎn)化為052.022-,查表3.3取x=0.5則52.0022- (13.0025.043.00A 4=(16-0.5×0.430.25×0.43=15.785+0.108A 5=(12-0.5×0.430.25×0.43=11.785+0.1084 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)4.1 模具類型的選擇該沖件屬于普通沖裁,精度要求不高又屬于大批量生產(chǎn),刃壁較薄,采用倒裝比較合適,因此選用倒裝復(fù)合模。4.2 定位方

12、式的選擇定位零件是用來保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置,以保證沖制出合格的零件。條料在模具送料平面中必須有兩個(gè)方向的限位:一是在與條料方向垂直方向上的限位,保證條料沿正確的方向送進(jìn)成為送進(jìn)導(dǎo)向;二是在送料方向的限位,控制條料一次送進(jìn)的距離(步距。屬于送料導(dǎo)向的定位零件又導(dǎo)料銷,導(dǎo)料板、側(cè)壓板等。導(dǎo)料板及側(cè)壓板多用于級(jí)進(jìn)模和單工序模中。導(dǎo)料銷則多用于復(fù)合模和單工序模中。因此選導(dǎo)料銷做為導(dǎo)向且位于條料的同側(cè),一般設(shè)2個(gè),從前向后送料時(shí)導(dǎo)料銷裝在左側(cè)(固定式,為標(biāo)準(zhǔn)件。屬于送料定距的定位零件有擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等,導(dǎo)正銷及側(cè)刃多用于級(jí)進(jìn)模和單工序模中。擋料銷則多用于復(fù)合模和單工序模中。選取擋

13、料銷做定距定位零件。在模具閉合后不許擋料銷的頂端高出材料因選取活動(dòng)式橡膠彈頂擋料銷。其擋料銷的高度h查表得h=3mm,固定擋料銷釣形A104.3 卸料裝置和推件裝置的選擇常見的卸料零件又固定卸料板和彈壓卸料板。前者式剛性結(jié)構(gòu)主要起卸料作用,卸料力大,適用于沖材料厚度大于0.8mm的模具,后者是柔性結(jié)構(gòu),兼有壓料和卸料兩個(gè)作用。其卸料力的大小決定與所選用的彈性元件。主要用于沖制薄料和要求制件平整的沖模中,因此選取彈壓卸料板。彈壓卸料板與凸模配合間隙值查表的C =0.1mm在自由狀態(tài)下的彈壓卸料板應(yīng)高出凸模刃口0.10.3mm 。卸料板厚度mm ho 10=1.下卸料采用彈簧作為彈性單元,彈簧的自

14、由高度為:自由H =(3.54工作s式中自由H 彈簧的自由高度(mm ;工作s 工作行程與模具修磨量和調(diào)整量(46mm 之和。工作s =(2.3+6mm=8.3mm則 自由H =(3.54×8.3mm=29.0533.2mm取自由H =33mm 。彈簧的裝配高度為:=H (0.850.9自由H =28.529.7mm推件裝置主要有剛性推件裝置和彈性推件裝置兩種,一般剛性用的較多,它由打桿、推板、連接桿和推件塊組成。其工作原理是在沖壓結(jié)束后上?；爻虝r(shí),利用壓力機(jī)滑塊上的打料桿,撞擊上模內(nèi)的打桿與推件板,將凹模內(nèi)的工件推出,其推件力大,工作可靠。圖4.1 4.4 工作零件的設(shè)計(jì)凹模厚度的

15、確定: kb H =k 為系數(shù)b 為凹模刃口的最大尺寸(mm 查表3.5選取系數(shù)k =0.30100125。凹模的刃口形式選用直筒式刃口。該凹模的厚度的全部為有效刃口高度,刃壁無斜度,刃磨后刃口尺寸不變,適用于制件或廢料逆沖壓方向推出的沖裁模如復(fù)合模、薄料落料模。其形狀如圖4.2 ×圖4.2凹模刃口它的內(nèi)外圓均為刃口,凸凹模的最小壁厚與模具結(jié)構(gòu)有關(guān):當(dāng)模具為正裝結(jié)構(gòu)時(shí),內(nèi)孔為直筒形刃口形式,且采用下出料方式,則內(nèi)孔無積存廢料,脹力小,最小壁厚為材料厚度的1.5倍,即1.5。其結(jié)構(gòu)如圖4.3 圖4.3凸凹模凸模的固定形式有:采用凸模固定板固定、與上模板直接固定和采用低溶點(diǎn)合金或環(huán)氧樹脂

16、澆注固定三種,各自的特點(diǎn)的比較如下表。表3.9固定形式的特點(diǎn)比較 固定形式固定方法 特點(diǎn) 凸模固定板固定 一般采用H7/m6過渡配合,圓形凸模則采用凸肩固定 定位精度高,牢靠,但固定孔精度高,加工困難與上模板直接連接 采用螺釘,銷釘直接把凸模固定在上模板上適用于大型凸模的固定 低熔點(diǎn)合金澆注固定 或 環(huán)氧樹脂澆注固定 使低熔點(diǎn)合金或氧樹脂溶化,像粘結(jié)劑一樣固定在凸模上 適用于沖裁0.32mm 的板料由于本工件是大批量的生產(chǎn),且內(nèi)孔有一定的精度要求,模具采用的是復(fù)合模,則從上表的比較中可選低熔點(diǎn)合金澆注固定或環(huán)氧樹脂澆注固定形式固定凸模,。沖孔凸模為圓形,采取臺(tái)階式凸模,它的強(qiáng)度剛性較好,裝配修

17、磨方便,與凸模固定板配合部分按過渡配合(H7/m6或H7/n7制造,最大直徑的作用是形式臺(tái)肩,以便固定,保證工作時(shí)凸模不配拉出,材料選取A T 10,熱處理硬度為5862HRC 。其凸模長度計(jì)算公式:h t h h L +=21其中h 1凸模固定板厚度 =1h 凹H =mm 24t 材料厚度 1mm2h 推件塊厚度18mmh 增加長度,一般選取010mmmm mm mm mm mm L 48421824=+=凸模的結(jié)構(gòu)形式如圖 4.4應(yīng)按 H 6/ h 5 配合；柱間的距離 170 mm ； 6 模具總裝圖 表1 序 號(hào) 1 2 3 4 6 7 8 9 螺釘 下模座 凹模 螺釘 導(dǎo)料板 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 卸料板 名 稱 數(shù) 量 1 1 1 4 2 2 2 1 材 45 1 T10A 45 45 20 20 零件明細(xì)表 料 熱處理 HRC4