零件復(fù)合模設(shè)計

1、課程設(shè)計說明書課程名稱： 模具設(shè)計 設(shè)計題目：零件復(fù)合模設(shè)計姓 名：學(xué) 號：班 級：院 系： 機(jī)電學(xué)院 指導(dǎo)老師： 華東交大機(jī)電學(xué)院 目 錄1、“模具設(shè)計”課程設(shè)計任務(wù)書.32、模具設(shè)計及其零部件計算. .4 2.1、沖裁件的工藝性分析.4 2.2、工藝方案的確定.4 2.3、排樣設(shè)計與計算.4排樣方法與原則.4確定搭邊值.5送料步距與條料寬度的計算.5材料利用率的計算.6 2.4、沖裁力的計算.6落料力、沖孔力、卸料力、推件力的計算.6初選壓力機(jī).6 2.5、模具壓力中心計算.6 2.6、凸凹模設(shè)計.7尺寸計算原則.8落料凸、凹模刃口尺寸計算.8沖孔凸凹模刃口尺寸計算.10凸、凹模結(jié)構(gòu)的確定

2、.10 凸模承壓能力校驗.12 2.7、模具材料的選擇.12 2.8、模架的選用.122.9、整體模具的裝配.123、 課程設(shè)計總結(jié).134、參考文獻(xiàn).14“模具設(shè)計” 課程設(shè)計任務(wù)書姓 名專業(yè)班級材料成型及控制工程教研室主任題 目指導(dǎo)教師設(shè)計時間設(shè)計地點(diǎn)制品： 零件 材料： 45Mn 料厚： 1 mm 數(shù)量：大批量 課程設(shè)計提交的檔案材料1. 設(shè)計計算說明書（A4幅面） 1份2. 模具裝配圖（1#圖紙） 1張3. 模具工作零件圖（2#或3#圖紙） 3張4. 上述材料電子文檔基本要求及設(shè)計步驟建議：1、 沖裁工藝設(shè)計：對制件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度、數(shù)量、材質(zhì)等要素進(jìn)行分析，初步確定制件的沖裁工藝，

3、計算搭邊尺寸、毛坯尺寸，確定排樣圖（繪在總裝圖上）；2、 模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計；根據(jù)沖裁工藝方案，初步確定模具結(jié)構(gòu)方案和坯料導(dǎo)向、定位方式；3、 計算沖裁力，初步選擇沖壓設(shè)備；了解其行程、噸位、容模尺寸等有關(guān)技術(shù)參數(shù)；4、 計算卸料力，確定卸料方案及卸料元件的規(guī)格、尺寸；5、 計算并確定沖裁間隙繼而確定凸模、凹模等主要工作零件的尺寸、結(jié)構(gòu)形式；選擇凸模、凹?；蛲拱寄＿M(jìn)行強(qiáng)度、剛度的計算并校核；6、 協(xié)調(diào)模具各零件的結(jié)構(gòu)、尺寸，完善導(dǎo)料、定位等輔助功能件結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計；7、 繪制模具總裝配圖：1)、考慮采用“半剖法”表示上模使用中的兩個極限位置；2)、按裝配圖要求標(biāo)注尺寸及配合性質(zhì)、技術(shù)要求等；3)

4、、零件標(biāo)號無遺漏；明細(xì)表內(nèi)容詳實(shí)、規(guī)范；4)、制圖遵照國家標(biāo)準(zhǔn)；排樣圖按習(xí)慣繪在總裝圖的右上角或適當(dāng)位置。8、 繪制凸模、凹模零件圖，尺寸、粗糙度標(biāo)注齊全； 9、 編寫設(shè)計說明書一份，要求內(nèi)容詳實(shí)，措詞準(zhǔn)確，具有較好的可讀性；10、其它詳見“模具設(shè)計”課程設(shè)計指導(dǎo)書。 機(jī)電工程學(xué)院 材料成型及控制工程教研室 2007、11 2、模具設(shè)計及其零部件計算 2.1、沖裁件的工藝性分析 加工涉及落料、沖孔兩道工序。零件形狀復(fù)雜、不對稱，尺寸不大。材料45Mn，厚度為1mm， 沖裁精度為IT11級，沖孔件精度IT10 級。2.2、工藝方案的確定采用后落料沖孔倒裝復(fù)合模對工件沖孔落料加工。2.3、排樣設(shè)計

5、與計算排樣方法與原則(1)沖裁小工件或某種工件需要窄帶料時，應(yīng)在符合材料規(guī)格及工藝要求的情況下沿板料順長方向進(jìn)行排樣。 (2)沖裁彎曲件毛坯時，應(yīng)考慮板料的軋制方向。 (3)沖件在條（帶）料上的排樣，應(yīng)考慮沖壓生產(chǎn)率、沖模耐用度、沖模結(jié)構(gòu)是否簡單和操作的方便與安全等。 (4)條料寬度選擇與在板料上的排樣應(yīng)考慮選用條料寬度較大而步距較小的方案，可經(jīng)濟(jì)地將板料切為條料，并能減少沖制時間。 故采用直排有廢料排樣。確定搭邊值 （1）沖裁模搭邊：排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間 的余料稱為搭邊。 (2)搭邊的作用： 1)補(bǔ)償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送 料歪斜誤差等原因

6、而沖裁出殘缺的廢品。 2)還應(yīng)保持條料有一定的強(qiáng)度和剛度，保證送料的順利進(jìn)行，從 而提高制件質(zhì)量，沿整個封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽 命和工件斷面質(zhì)量。 （3）搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭 邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的 剪切表面質(zhì)量。一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗確定的。板厚1m （0.81.2mm），查表27知a1=1.2mm，a=1.5mm。送料步距與條料寬度的計算（1)送料步距 A=b+a1=11.3+1.8=13.1mm。（2）條料寬度。其計算公式為 B=D+2a+ 公式中：B-條料寬度的基本尺寸mm； D-工件在寬度方

7、向的尺寸mm； a-側(cè)搭邊的最小值mm；-條料寬度的單向公差mm。 即可得出B=40.7+2*1.5+0.1=43.8mm 排樣圖材料利用率的計算 通常是以一個步距內(nèi)零件的實(shí)際面積與所用毛坯面積的百分率來表 示,其公式為=nS/bA*100% 公式中 n-一個步距中的零件數(shù)； S-零件的實(shí)際面積； b-條料寬度； A-送料步距。 即計算可得=nS/bA*100%=305.57/573.78*100%=53.25%。2.4、沖裁力的計算落料力、沖孔力、卸料力、推件力的計算 1）沖裁力是選擇壓力機(jī)的主要依據(jù)，也是設(shè)計模具所必須的數(shù)據(jù)， 對于普通平刃中的沖裁，其沖裁力F公式為 F=KLt 公式中 F

8、-沖裁力（N）； L-沖裁件的周長（mm）； t-板料厚度（mm）；-材料抗剪強(qiáng)度（N/mm²）； K-系數(shù)，一般常取1.3。 落料力 F1=KLt=1.3*158.3*1*640=131.7*10³N。 沖孔力 F2=KLt=1.3*6.28*1*640=5.2*10³N。 卸料力 查表可取K=0.045 F3=KF1=0.045*131.7*10³=5.9*10³N。 推件力 查表可取K=0.055 F4=nKF1=1*0.055*131.7*10³= 7.2*10³N。 所以總沖裁力F=F1+F2+F3+F4=150*

9、10³N。 初選壓力機(jī) 初步選擇壓力機(jī)的噸位為200KN。2.5、模具壓力中心計算取工件導(dǎo)向中心線為X軸，故y=0。作圖程序如下：L1=17.71mm x1=5.65mm L2=35.05mm x2=20.35mm L3=1.43mm x3=40.7mm L4=5.22mm x4=38.3mm L5曲線=3.56mm x5=34.7mm L6=2.5mm x6=31.45mm L7=40.49mm x7=22mm L8=2.5mm x8=31.45mm L9曲線=3.56mm x9=34.7mm L10=5.22mm x10=38.3mm L11=1.43mm x11=40.7mm

10、L12=35.05mm x12=20.35mm所以X0= （L1*x1+L2*x2+L3*x3+L4*x4+L5*x5+L6*x6+L7*x7+L8*x9+L10*x10+L11*x11+L12*x12）/(L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8+L9+L10+L11+L12) =3327.187/152.81=22。所以壓力中心坐標(biāo)為（22,0）。2.6、凸凹模設(shè)計沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。沖裁的合理間隙也要 靠凸、凹模刃口部分的尺寸來實(shí)現(xiàn)的。正確的確定刃口尺寸是非常重要的。尺寸計算原則 （1）先確定基準(zhǔn)件 落料：以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上； 沖孔：以凸模為基準(zhǔn)

11、，間隙取在凹模上。 (2）考慮沖模的磨損規(guī)律 落料模：凹模基本尺寸應(yīng)取最小極限尺寸； 沖孔模：凸模基本尺寸應(yīng)取最大極限尺寸。 (3)凸、凹模刃口制造公差應(yīng)合理 形狀簡單的刃口制造偏差：按IT6IT7級或查表3-9； 形狀復(fù)雜的刃口制造偏差：取沖裁件相應(yīng)部位公差的1/4； 對刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差：取沖裁件相應(yīng)部位公差的 1/8并冠以（±）； (4)沖裁間隙采用最小合理間隙值（Zmin單邊） 凸凹模磨損到一定程度情況下，仍能沖出合格制件。 (5)尺寸偏差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注 落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。落料凸、凹模刃口尺寸計算 采用凸、凹模分開加

12、工法時，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必 須嚴(yán)格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。對于沖制薄材料（因 Zmax與Zmin的差值很?。┑臎_模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件 生產(chǎn)的沖模，常常采用凸模與凹模配作的加工方法。 配作法就是先按設(shè)計尺寸制出一個基準(zhǔn)件（凸?；虬寄＃?，然后根據(jù)基 準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。這種加工方法的特點(diǎn)是模 具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，不必校核 + 的條件，并且還可 放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。設(shè)計時，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制造 公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注，而配作件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注 明：“凸 （凹）模刃口按凹（凸）模實(shí)際刃

13、口尺寸配制，保證最小雙面合 理間隙值Zmin”。 采用配作法，計算凸?；虬寄Ｈ锌诔叽纾紫仁歉鶕?jù)凸?；虬寄Ｄp后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大，變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計算。(1）凸?；虬寄Ｄp后會增大的尺寸第一類尺寸A 落料凹?；驔_孔凸模磨損后將會增大的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的落料凹模尺 寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式（）相同第一類尺寸： (2）凸?；虬寄Ｄp后會減小的尺寸第二類尺寸B 沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會減小的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的沖孔凸模尺 寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式（）相同。第二類尺寸： (3）凸

14、?；虬寄Ｄp后會基本不變的尺寸第三類尺寸C 凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當(dāng)于簡單形 狀的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式（） 計算。第三類尺寸： 落料件尺寸變化示意一般經(jīng)驗可知：p=/4=0；d（A）=/4=+0.063mm;d（B）=/4=+0.05mm磨損系數(shù)x=0.75。由上公式計算可得凹模尺寸：A1=（5.65-0.75*0.25）+d=5.4+0.06 A2=（35-0.75*0.25）+d=34.75+0.06A3=（0.67-0.75*0.25）+d=0.42+0.06A4=（5.56-0.75*0.25）+d=5.31+0.06

15、A5=（1.73-0.75*0.25）+d=1.48+0.06B1=（5+0.75*0.25）=5.25B2=（2.5+0.75*0.25）=2.75B3=（14+0.75*0.25）=14.25；由凹模尺寸可得配置凸模尺寸，保證最小間隙Zmin=0.11mm。雙邊間隙值0.110.15mm沖孔凸模刃口尺寸計算 沖孔時以以凸模為基準(zhǔn)件來配制凹模，凸模人口尺寸的確定與落料計算 原理相似，可知凸模的直徑D=（2+0.75*0.25）-0.063=2.187-0.063。 同樣配制出凹模刃口尺寸。同樣，要在圖紙技術(shù)要求上注明“凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙邊間隙值ZminZmax”。 凸、凹模結(jié)

16、構(gòu)的確定（1） 凹模外形尺寸 凹模厚度：按公式H=Kb（15mm） 凹模壁厚：按公式c=（1.52.0）H（3040mm） 公式中：b-沖裁件最大外形尺寸； K-系數(shù)，經(jīng)查表得k=0.35。則 H=Kb=0.35*40.7=14.245mm 考慮到模具壽命，所以凹模厚度適當(dāng)增加，故取15mm。 c=（1.52.0）H=22.530mm 所以凹模寬度B=b+2c=56.371.3mm，為配合適模架，取60mm； 凹模長度L=a+2c=85.7100.7mm，為配合適模架，取90mm。 故凹模板的外形尺寸為：90mm*60mm*15mm。 （2）凸模固定板的厚度：一般取凹模厚度的0.60.8倍，即

17、H=12mm。 （3）凸模長度：其長L固定板厚度、安全距離、修磨量、凸模進(jìn)入凹 模深度的總和。其中固定板厚度12mm，落料凹模厚度，凸模修磨量取1mm，凸模進(jìn)入凹模深度取1mm，即 L=12+15+1+1=29mm。 （4）凹凸模長度：其長L0為固定板厚度、中間板厚、卸料板厚、凸模 進(jìn)入凹模深度的總和。即L0=16+25+10+1=44mm。 （5）卸料裝置中彈性元件的計算。 本模具彈性元件采用橡膠。其尺寸計算如下： 橡膠的自由高度H0=（3.54）H工 H工=h工+h修 =t+1+（510） =10mm 橡膠的安裝高度H=0.85H0=25mm。落料凹模結(jié)構(gòu)圖 凸凹模結(jié)構(gòu)圖 凸模結(jié)構(gòu)圖凸模承

18、壓能力校驗 凸模墊板的采用和厚度：是否采用墊板，以凸模的承壓面進(jìn)行計 算，按一下公式計算：=F/A 公式中：F為沖裁力；A為凸模最小承壓面積。則=5200/3.14=1656MPa。 查表可知鑄鐵模板的【】為90140MPa，所以必須采用墊板，墊 板厚度取8mm。2.7、模具材料的選擇根據(jù)材料特性，模柄、打桿、一塊、上下模板、墊板、凸模固定板、卸料 板的材料使用45鋼；推桿、沖孔凸模、落料凹模、凹凸模的模具材料使用 Cr12MoV；導(dǎo)柱和導(dǎo)套使用T8A。 2.8、模架的選用 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模外形尺寸。模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上 計算結(jié)果，查表的模架規(guī)格為上模座280mm*200mm*25mm，下模座280mm*200mm*28mm。 2.9、整體模具的裝配 模具總裝配圖4、 課程設(shè)計總結(jié) 通過這次課程設(shè)計，把先修課程（機(jī)械制圖，機(jī)械制造，機(jī)械設(shè)計，冷 沖壓與塑料成型機(jī)械，模具工藝學(xué)，模具材料與熱處理，冷沖壓模具