導(dǎo)板導(dǎo)向落料模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 題目：_導(dǎo)板導(dǎo)向落料模具設(shè)計(jì)_ _專業(yè)：_材料成型及控制工程（1）班_姓名：_ 汪瑞_0806031007_ 導(dǎo)師：_ 周 偉_ _ 時(shí)間：_2011年6月24日_ 目錄1、零件工藝性分析41.1 零件圖的分析42、零件工藝方案的確定52.1 排樣方案的比較52.2 排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算63、模具設(shè)計(jì)73.1 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的確定73.2模具工作部分刃口尺寸及公差83.3 模具主要零件的設(shè)計(jì)與選用10工作零件的選擇10卸料零件12模架及零件12其他支撐零件12模具的零件詳細(xì)清單133.3.6 模具的裝配方法14模具沖裁力和壓力中心的計(jì)算154、壓力機(jī)的選用

2、165、產(chǎn)品的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)176、結(jié)語(yǔ) 致謝177、參考文獻(xiàn)18沖孔模課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1、零件工藝性分析1.1 零件圖的分析沖孔零件的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)以下圖1-1：（單位：mm）圖1-1 落料件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（1） 材料：該沖裁件的材料為45鋼，具有較好的可沖壓性能。（2） 零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并在各拐角處都存在圓角，比較適合沖裁。（3） 尺寸精度：零件上所有未標(biāo)注公差尺寸都屬于自由尺寸，按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差零件外形尺寸： d 等2、零件工藝方案的確定2.1 排樣方案的確定基于工件的基本功能和結(jié)構(gòu)特征可知加工工序?yàn)闆_孔。其加工為沖裁加工。方案選擇：由于此零件若為批量生產(chǎn)，應(yīng)選擇效率較高的級(jí)

3、進(jìn)模，但考慮到級(jí)進(jìn)模復(fù)合模制造成本高且復(fù)雜，而零件所需加工不是特別復(fù)雜，又是一個(gè)簡(jiǎn)單的落料模具，我認(rèn)為采取單工序模也是可行的。根據(jù)以上基本工序的性質(zhì)與數(shù)量，進(jìn)行工序組合與排列，可以確定采用簡(jiǎn)單的單工序沖模。在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少?gòu)U料具有非常重要的意義，較好的確定工件形狀尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。此零件只一個(gè)簡(jiǎn)單沖單孔工序，材料為45鋼，初步擬定如下的排樣方法：圖2.1排樣圖這種方案為低廢料的直對(duì)排，此方案對(duì)模具要求比較低，一般精度的模具即可滿足要求，適合本例。故本例采用此方案。2.2 排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算由2.1排樣方案的比較得：選用有廢料的直對(duì)排的排樣方法。如圖

4、2-1所示的排樣方法。此沖裁件只有沖孔工序，材料為45鋼，確定為直對(duì)排有廢料排樣。查表2-18（冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)）可確定搭邊a=2.2和a1=2.5，再根據(jù)所加工零件外形尺寸可確定帶料的寬度應(yīng)為B=L+1.5b+nF=27.25mm，取B=28mm。通過(guò)放樣的方法，從中選擇如下最為合理的排樣方案。（具體的搭邊值見(jiàn)圖紙）*計(jì)算材料的利用率 衡量材料的經(jīng)濟(jì)利用的指標(biāo)是材料的利用率。利用率= A/BL×100% 設(shè)計(jì)廢料+工藝廢料=廢料=消耗材料面積一張板料上總的材料利用率 = A/BL×100% 式中: A-沖裁體面積(一張板料上所沖工件總數(shù)目) L×B板料長(zhǎng)

5、15;寬（實(shí)用材料面積）可計(jì)算一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料的利用率：計(jì)算可知:A=2*45*55=4950L×B=57.5*92.2=5301.5則= 4950/5301.5×100%=93.4%。即采用該排樣方式是的材料利用率為93.4%。3、模具設(shè)計(jì)3.1 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的確定模具的主視圖模具的俯視圖圖3-1 沖孔模結(jié)構(gòu)圖如圖3-1所示的落料模，由于毛坯為不規(guī)則的的沖裁件，故不能采用標(biāo)準(zhǔn)圓形凸模來(lái)沖裁板料；模具采取導(dǎo)板導(dǎo)向式模架，無(wú)導(dǎo)套導(dǎo)柱，模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，如圖所示的模具圖，可以得到質(zhì)量較高的沖裁件，同時(shí)有利于延長(zhǎng)模具的壽命。3.2 模具工作部分刃口尺寸及公差落料模的工作部分

6、零件主要包括：凸模、凹模。它們的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)，對(duì)落料件的尺寸精度和粗糙度都有很大的影響。凸凹模刃口尺寸計(jì)算：由于工件的形狀較為復(fù)雜，所以凸凹模采用配作法加工。由文獻(xiàn)（1）P43式（3-2）由經(jīng)驗(yàn)值法確定最小間隙值，則有 該工件屬于落料件，選凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，只需要計(jì)算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實(shí)際尺寸按間隙要求配作。根據(jù)凹模零件尺寸，結(jié)合順裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，查標(biāo)準(zhǔn)JB/IT7643.12008,確定其它模具結(jié)構(gòu)零件。序號(hào)名稱長(zhǎng)X寬X厚材料數(shù)量1上墊板125x125x11T8A12凸模固定板125x125x144513落料凹模125x125x144514卸料板125x12

7、5x104515凸凹模固定板125x125x164516下墊板125x125x114513.3 模具主要零件的設(shè)計(jì)與選用工作零件的選擇1、凸模 結(jié)構(gòu)形式如圖3-4所示 圖3-2 凸模設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖凸模的尺寸設(shè)計(jì)如圖，長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為L(zhǎng)=h1+h2+h3+(1520mm)+1mm,其中，h1：凸模固定板厚度，h2：導(dǎo)板厚度，h3：導(dǎo)尺厚度，L=14+8+18+20+1=61mm，與凸模固定板配合高度為2mm。凸模材料選用T10A，熱處理采用淬火處理使其硬度為HRC2426，由于凸模截面尺寸足夠大，落料件的厚度較小，因此能夠保證足夠的強(qiáng)度和剛度。2、 凹模凹模選擇與沖裁件形狀一致的，凹模的厚度H按照以下經(jīng)驗(yàn)公

8、式來(lái)確定： H=ks（大于15） （3-5）式中 s凹模刃壁間最大的距離（mm）； k系數(shù)，考慮板料厚度的影響。本設(shè)計(jì)采用這個(gè)計(jì)算，凹模厚度L（20到40mm) 本次厚度選用22mm，材料選用T10A，熱處理采用淬火處理使其硬度為HRC2426。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3-5所示： 圖3-3 凹模設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖卸料零件卸料裝置中彈性元件的計(jì)算模具采用彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計(jì)算如下：（1）確定橡膠的自由高度 由以上兩個(gè)公式，取。（2）確定橡膠的橫截面積查得矩形橡膠在預(yù)壓量為10%15%時(shí)的單位壓力為0.6MPa，所以（3）確定橡膠的平面尺寸根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，橡膠墊的外形應(yīng)為矩形，中間開(kāi)有矩形孔

9、以避讓凸模。結(jié)合零件的具體尺寸，橡膠墊中間的避讓孔尺寸為82 mm×25mm，外形暫定一邊長(zhǎng)為160mm，則另一邊長(zhǎng)b為（4）校核橡膠的自由高度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80mm，所以橡膠墊的高徑比在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0.85×40 mm =34mm。模架及零件1、上、下模座上、下模座直接或間接地安裝模具的所有零件，分別與壓力機(jī)滑塊和工作臺(tái)連接并傳遞壓力，因此，其材料選擇采用HT200以保證足夠的強(qiáng)度和剛度。本設(shè)計(jì)中無(wú)標(biāo)準(zhǔn)模架，采用導(dǎo)板導(dǎo)向的模架，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適用于小型件加工。根據(jù)

10、沖裁件的尺寸大小及凸、凹尺寸，選用上模座尺寸為70mm*70mm*20mm，下模座尺寸為160mm*100mm*25mm。2、導(dǎo)向裝置 模架采用導(dǎo)板導(dǎo)向，導(dǎo)板與凸模采用H7/h6間隙配合；導(dǎo)板尺寸為70mm*70mm*18mm，材料為45鋼。3、定位零件本模具采用定位塊和定位銷定位，如圖：具體尺寸見(jiàn)圖。其他支撐零件1、模柄 選擇旋入式模柄，通過(guò)模柄將沖裁模的上模固定在壓力機(jī)滑塊上。固定端與上模座孔采用H7/m6的過(guò)渡配合。2、凸模固定板選擇單凸模固定板，并且固定板與凸模為過(guò)渡配合（本設(shè)計(jì)采用H7/m6），其尺寸為70mm*70mm，厚度選擇14mm，安裝后將凸模端面與固定板一起磨平。 圖3-5

11、 凸模固定板3、下模墊塊墊塊的平面形狀尺寸與固定板相同，厚度選擇6mm，材料選擇T8A。墊板可以通過(guò)淬硬，從而避免硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖擊力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動(dòng)的現(xiàn)象3.3.5 模具的零件詳細(xì)清單以下是一些零件的詳細(xì)參數(shù) ，由于排幅有限難以一一贅述。下表一些零件都是本人親自查閱得來(lái)的。落料模具零件明細(xì)表 模具的裝配方法（1）首先先裝下模部分：1）拿出下模座，安入圓柱銷。2）拿出凹模，使有圓柱銷孔的一端朝前，與下模座圓柱銷裝入。3）接著從底部裝入4顆螺釘4）螺釘各個(gè)慢慢鎖緊。（2）接下來(lái)就是上模部分的安裝：1）拿出上模座，再拿出模柄，用錘子敲入上模座并用圓柱銷固定。2）拿出凸模固

12、定板，再拿出凸模，用錘子把凸模敲入凸模固定板，再用圓柱銷定位。3）把上模座、凸模固定板、墊板用螺釘鎖緊。（3）接下來(lái)就是總裝配把裝好的上模部分、下模部分通過(guò)導(dǎo)板把上下部分連接模具沖裁力和壓力中心的計(jì)算一、沖裁力的計(jì)算 平刃口沖裁模的沖裁力F一般按下式計(jì)算： F=LtF沖裁力（N）L沖裁周邊長(zhǎng)度（mm）t材料厚度材料抗拉強(qiáng)度（MPa）根據(jù)材料為黃銅,，抗拉強(qiáng)度取260兆帕 F=KLt= 1.3*44.32*3*260=44.94KN2、 卸料力的計(jì)算 一般用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：卸料力： FX=KXFF沖裁力查1(3-11 P57)可知KX=0.05，則：卸料力FX=44.94KN3、 該沖裁的總壓

13、力為 FZ=F+FX =47.19KN4、 沖模壓力中心的確定由該圖可計(jì)算得壓力中心為X=24.74mm,Y=04. 壓力機(jī)的選用根據(jù)第三章已知條件，模具閉合高度近似為H=133mm，壓力機(jī)滑塊行程L=40mm。壓力機(jī)的行程要保證配料能夠放入，沖模的封閉高度應(yīng)該在壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間；工作臺(tái)臺(tái)面尺寸應(yīng)能滿足模具的正確安裝。按照上述要求，結(jié)合工廠實(shí)際生產(chǎn)條件，可選用開(kāi)式壓力機(jī)。所選開(kāi)式壓力機(jī)參數(shù)2：選用J11-5單柱固定臺(tái)式壓力機(jī)，并在工作臺(tái)上配置墊板，其主要工藝參數(shù)如下： 公稱壓力：50KN 滑塊行程：40mm 滑塊行程次數(shù)：150 工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：180

14、320 墊板尺寸（厚度）：30 最大閉合高度：170mm 模柄孔尺寸：直徑25mm，深度40mm5、產(chǎn)品的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)從第一章的產(chǎn)品分析來(lái)看，落料件是所有模具中最簡(jiǎn)單、實(shí)用的零件，由于其本身的結(jié)構(gòu)易于加工制造，因此在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)專業(yè)技術(shù)的要求不會(huì)太高，有利于降低生產(chǎn)成本，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。單從技術(shù)方面來(lái)看，落料件在沖裁過(guò)程中，落料件的外形受到均勻的切向力，因此能夠保證較好的零件尺寸精度和表面質(zhì)量，這樣大大簡(jiǎn)化了零件校形、零件加工處理的步驟，從而可以保證模具的安全性和耐用度。從經(jīng)濟(jì)方面來(lái)看，落料件因形狀簡(jiǎn)單，降低了加工成本；而其自身形狀的廣泛適用性也使得這樣的制件能夠以年產(chǎn)量8萬(wàn)件進(jìn)行批量生

15、產(chǎn)，從中廠家能夠獲得可觀的利潤(rùn)，因此，其經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)與其他相比尤為顯著。6、 結(jié)語(yǔ) 致謝落料件模具是模具中較為簡(jiǎn)單實(shí)用的一種，但是，在設(shè)計(jì)的初始階段，出現(xiàn)了很多錯(cuò)誤和不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，例如在選擇標(biāo)準(zhǔn)模架的過(guò)程中，就出現(xiàn)過(guò)“能采用標(biāo)準(zhǔn)件而不采用”的失誤；結(jié)構(gòu)上疏忽了導(dǎo)向裝置，有可能造成實(shí)際加工過(guò)程中導(dǎo)向不精確、甚至撞模的現(xiàn)象；在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的緊湊性上不合理，造成材料的浪費(fèi)，這些在實(shí)際加工中是不允許的，否則必將人為提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)價(jià)格，降低經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械是一門(mén)很?chē)?yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，在這次設(shè)計(jì)中反復(fù)修改才達(dá)到了比較合理的結(jié)果同時(shí)也浪費(fèi)了不少圖紙，不過(guò)也才能夠?qū)C(jī)械行業(yè)有更深體會(huì)，機(jī)械其實(shí)沒(méi)什么創(chuàng)新可言，機(jī)械需要的是扎實(shí)的理論知識(shí)和深入的動(dòng)手實(shí)踐。 本次設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師周偉老師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹(shù)了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一