典型蓋板件沖壓模具設(shè)計(jì)

1、中北大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書學(xué)生姓名：劉海江 學(xué) 號(hào)： 0701034124 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 飛行器制造工程 題 目：典型蓋板件沖壓模具設(shè)計(jì) 綜合成績指導(dǎo)教師：張春元 職稱:副教授 2010年 1月 18日目錄一工藝分析1二沖裁工藝方案的確定.2三 排樣及計(jì)算.2四 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).3五 沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算.6六 模具的裝配圖與零件圖的計(jì)算.9七 參考文獻(xiàn).10典型蓋板件沖壓模具設(shè)計(jì)一：工藝分析該工件圖如下所示：此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序（機(jī)加12螺紋孔）。材料為Q235，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。剪切強(qiáng)度為310380MPa；抗拉強(qiáng)度為380470MP

2、a；屈服強(qiáng)度為240MPa。工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有一個(gè)40的空孔和兩個(gè)10的孔。孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚11mm，制件厚度為2mm，工件除、50.5、101外，其余都是IT13級(jí)，查表2.5查得用一般精度的模具可以滿足精度要求。二：沖裁工藝方案的確定該工件包括落料、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)。方案二：落料沖孔復(fù)合沖模。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)模。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序兩副模具，成本高，生產(chǎn)效率低，難以滿足生產(chǎn)要求。方案二只需要一套模具工作精度高，生產(chǎn)效率也較高，工件最小壁厚11mm，模具強(qiáng)度較好。方

3、案三頁只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作簡(jiǎn)便，但制造精度不如復(fù)合模。綜上所述，通過對(duì)以上三種方案的分析比較，該制件的沖壓法案采用方案二，即復(fù)合模。三：排樣及計(jì)算經(jīng)分析直排與斜排后，得出斜排方案材料利用率最高。現(xiàn)就斜排做具體的計(jì)算說明。查表得工件間搭邊最小值a=1.5mm，沿邊搭邊最小值為a=2mm，取a=2mm。由CAD計(jì)算出送料步距h=101.02mm。條料寬度B=73.54+4=77.54mm，這里取B=78mm。已知制件的面積A=6303mm，則一個(gè)步距材料的利用率=100%=79.99%。四：沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1模具類型根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用復(fù)合踩踩模。 4.2導(dǎo)向與定位方

4、式 導(dǎo)向形式：滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。 定位方式：板料定位靠導(dǎo)料銷和彈簧的活動(dòng)檔料銷組成，因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用的是導(dǎo)料板，無測(cè)壓裝置。控制條料的送進(jìn)步距采用檔料銷定距。 4.3卸料與出件方式 沖孔凸模與凸凹模沖孔，沖孔廢料直接落料。利用推件塊將制件頂出。 4.4模架類型及精度 該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。五：沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1設(shè)計(jì)沖壓力與設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）落料力 根據(jù)零件圖，用CAD可計(jì)算出沖一次零件外周之和L=313.2mm，沖孔內(nèi)周邊之和L=188.4mm，又因?yàn)門=340MPa，t=2mm，K=1.3，根據(jù)式F=KLt得： 落

5、料力：F=KLt=276.869KN 沖孔力：F=KLt=166.546KN 所以沖裁力F=F+F=443.415KN 由表2-11得卸料力系數(shù)K=0.05，推件力系數(shù)K=0.055 卸料力：F=KF=0.05276.869=13.843KN 推件力：F=nKF=0.055166.546=27.480KN 則總沖壓力F=F+F+F=484.738KN 公稱壓力：F=1.3F=630.159KN 根據(jù)公稱壓力選取壓力機(jī)。因此可選取壓力機(jī)型號(hào)為J23-80，其閉合高度：290mmH380mm。 5.2 壓力中心 因?yàn)樵撝萍菃螌?duì)稱件，所以壓力中心為該制件的幾何中心。5.3 計(jì)算凸凹模人口尺寸及公差

6、（1）沖孔尺寸 210 根據(jù)表2-13，由材料厚度可得Z=0.246mm，Z=0.360mm，查表2.-17得：=0.02mm，=0.02mm。查表2-18得磨察系數(shù)x=0.5，校核：|+|=0.04mmZ-Z=0.114mmd=(d+x)=(10+0.50.22)=10.11mmd=(d+Z)=(10.11+0.246)=10.356mm(2) 沖孔尺寸40 根據(jù)表2-17得：=0.02mm，=0.03mm。查表2-18得磨察系數(shù)x=0.75， 校核：|+|=0.05mmZ-Z=0.114mmd=(d+x)=(40+0.750.1)=40.075mmd=(d+Z)=(40.075+0.360

7、)=40.435mm（3）落料尺寸50 根據(jù)表2-17得：=0.02mm，=0.03mm。查表2-18得磨察系數(shù)x=0.5， 校核：|+|=0.04mmZ-Z=0.114mmD=（D-x）=(55.22-0.50.22)=55.11mmD=（D-Z）=（6 ）=54.75mm（4）孔心距 1010.2L=L=1010.4=1010.05mm六：模具的裝配圖與零件圖的計(jì)算6.1 （1）凹模設(shè)計(jì) 各沖裁的凹模孔均采用線切割機(jī)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)將壓力中心與模柄中心重合，其輪廓尺寸按2-34和2-35計(jì)算，用CAD計(jì)算凹模刃口的最大尺寸b=124.27mm，查表2

8、-30得K=0.2，則： 凹模高度 H=Kb=0.2124.27=24.85mm，取25mm 凹模壁厚C=（1.52）H=40mm 凹模長度L=124.27+2C=124.27+240=204.85mm,去205mm 凹模寬度B=70+2C=70+240=150mm 由以上算得凹模輪廓尺寸LBH=20515025，查有關(guān)國標(biāo)無此厚度合適，因此取LB=250160 凹模材料選用：Cr4WMoV（2）凸模設(shè)計(jì) 凸模材料：參照沖壓模具設(shè)計(jì)與制造選用T10A 因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都不屬于特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用階梯式，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換。則： 凸模長度L=H+H=

9、1.8H=1.825=45mm H=0.8H=20mm（3）凸凹模設(shè)計(jì) 查表得凸凹模最小壁厚=6.7mm 6.2 選擇堅(jiān)固及定位零件螺釘規(guī)格的選用：根據(jù)國標(biāo)GB699選取材料為45鋼，熱處理硬度值HRC3540，卸料螺釘選用圓柱頭六內(nèi)角卸料螺釘，卸料板上設(shè)置四個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為12mm，卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的形成空間，卸料螺釘擰緊后應(yīng)使卸料板超出凸凹模端面1mm有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整?；顒?dòng)檔料銷活動(dòng)檔料銷：在卸料板上固定了三個(gè)導(dǎo)料銷，用于條料送進(jìn)的定位，在送進(jìn)方向上用一個(gè)彈性頂料裝置的檔料銷。 6.3 設(shè)計(jì)和選用卸料與出料零件卸料以卸料板卸料，出件是以凸凹模往上運(yùn)動(dòng)

10、沖出即可，因此不用設(shè)計(jì)出件零件，固定卸料板的平面外形尺寸一半與凹模板相同，厚度可取10mm，則LBH=25016010。出料為45鋼。6.4 （1）選擇模架 根據(jù)表2-41。由凹模周界205150及安裝要求，選取凹模周界LB=250160，閉合高度：200240，上模座25016045,下模座：25016050；導(dǎo)柱32190；導(dǎo)套3210543；模柄：由壓力機(jī)的型號(hào)J23-80，可查得模柄孔的直徑為60mm，深度為80mm，由裝配要求，模柄與沒孔配合為，并加銷釘防轉(zhuǎn)，模柄長度比?？咨疃刃?10mm，由于采用固定卸料，上模座回程時(shí)受力較大，因此，選用壓入式模柄較合理。 （2）墊板墊板的作用是承

11、受并擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以防模座被壓損傷，因此在與模座接觸面之間加上一塊硬磨平的墊板，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：25016010. (3)凸模固定板 凸模固定板的外形尺寸和凸模的外形尺寸一致，厚度為20mm，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)選取板的規(guī)格為LBH=25016020(4)凸凹模固定板凸凹模固定板的尺寸與墊板的尺寸一致，厚度為20mm，規(guī)格為250160206.9 壓力機(jī)的校核（1）公稱壓力 根據(jù)公稱壓力選取機(jī)型號(hào)為J23-80，它的壓力為800KN630.159KN，滿足要求。（2）閉合高度 由于壓力機(jī)型號(hào)知H=380mm，M=90mm，H=100mm。則： H=H-M=380-90=290mm(M為閉合高度的調(diào)節(jié)量，H為墊板厚度)。根據(jù)GB/T2851.3-90得模具閉合高度為200240mm，因?yàn)镠+10-HHH-5-H，即有200mmH275mm，所以H取220mm，符合壓力機(jī)J23-8的要求。H=H（上）+H