固定夾沖壓模具設(shè)計(jì)

1、重慶科技學(xué)院固定夾沖壓工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)院:冶金與材料工程學(xué)院專業(yè)班級(jí):材控12-04學(xué)生姓名：張?chǎng)瓮鹾陮W(xué)號(hào):20124408742012440858設(shè)計(jì)地點(diǎn)（單位）L413設(shè)計(jì)題目:固定夾沖壓工藝設(shè)計(jì)完成日期：2015年6月19日指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成績(jī)（五級(jí)記分制）:_指導(dǎo)教師（簽字）:目錄TOC o 1-5 h z一沖壓工藝性分析及結(jié)論31.1沖裁件的結(jié)構(gòu)和尺寸31.2沖裁件的精度分析3 HYPERLINK l bookmark6 二工藝方案的分析比較和確定4 HYPERLINK l bookmark8 三排樣圖設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算43.1坯料尺寸計(jì)算43.2搭邊值得確定.53.3條料寬度

2、的確定53.4排樣及材料利用率5 HYPERLINK l bookmark10 四沖壓力的計(jì)算與壓力中心的確定64.1沖裁力的計(jì)算64.2卸料力的計(jì)算64.3推件力的計(jì)算64.4頂件力的計(jì)算64.5U形件彎曲力的計(jì)算74.6壓力中心的確定7固定夾沖壓模具設(shè)計(jì)如圖1-1所示零件圖生產(chǎn)批量：大批量材料：LY21-Y2一.沖壓工藝性分析及結(jié)論LY21-Y2是硬鋁合金的一種，供應(yīng)狀態(tài)為半冷作硬化。該材料，經(jīng)退火及時(shí)效處理，具有較高的強(qiáng)度，硬度，適合做中等強(qiáng)度的零件。1.1沖裁件的結(jié)構(gòu)和尺寸該零件的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，形狀對(duì)稱尺寸較小。零件上的最小孔徑為3.5,最小圓角半徑為1mm。因此零件使用于沖裁加工。將

3、材料毛坯加工出零件需要經(jīng)過(guò)三道工序：落料、沖孔、彎曲。其主要工序?yàn)闆_孔和彎曲。1.2沖裁件的精度分析零件的尺寸中，只有孔的尺寸有偏差，其余尺寸沒(méi)有標(biāo)注公差等級(jí)，按照IT14精度來(lái)加工。查公差表可得，各個(gè)尺寸的公差為3.5。+。30、20。os?、25。os?；零件的沖孔的位置度公差為：140.2、170.2?！?2“52二工藝方案的分析比較和確定。根據(jù)制件的工藝分析，其基本工序有落料、沖孔和彎曲三道基本工序，按其先后順序組合，可得如下幾種方案。落料一沖孔一彎曲；單工序模沖壓落料一沖孔一彎曲；級(jí)進(jìn)模沖壓落料一沖孔一彎曲；復(fù)合模沖壓方案屬于單工序模沖裁工序沖裁模在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)完成一個(gè)沖壓工序

4、的沖裁模。由于此制件生產(chǎn)批量大，尺寸又較小，所以這種方案生產(chǎn)效率較低，操作也不安全，勞動(dòng)強(qiáng)度大，故不宜采用。方案屬于級(jí)進(jìn)模，是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成沖壓工序的沖裁模。由于制件的結(jié)構(gòu)尺寸小，厚度小，級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，又因落料在前彎曲在后，必然使彎曲時(shí)產(chǎn)生極大的加工難度，因此，不宜采用該方案。方案屬于復(fù)合沖裁模，復(fù)合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具的同一部位同時(shí)完成數(shù)道工序的模具。采用復(fù)合沖裁模，其模具結(jié)構(gòu)沒(méi)有級(jí)進(jìn)模復(fù)雜，生產(chǎn)效率也很高，又降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，所以此方案最為合適。根據(jù)分析采用方案復(fù)合沖裁。三排樣圖設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算。3.1坯料尺寸計(jì)算。工件的形

5、狀表明，它為彎曲件，而r=20.51=0.6，則彎曲前的坯料在彎曲方向上的長(zhǎng)度尺寸按沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)113頁(yè)式4-37計(jì)算：L=l+l+a/2(r+Kt)12式中l(wèi)各直邊尺寸，l=l=7mm112a各圓弧中心角，a=90，a=18012k中性層系數(shù)，k=0.36，k=0.38_12t板料厚度，t=1.2mmr各圓弧半徑，r=1mm；r=2mm12將數(shù)值帶入，得毛坯彎曲方向長(zhǎng)度：L=15.6+n/2(1+0.36*1.2)+n(2+0.38*1.2)=27.8mm考慮到彎曲時(shí)板料纖維的伸長(zhǎng)，實(shí)際尺寸取L=27mm根據(jù)計(jì)算得:工件的展開(kāi)尺寸為25*27(mm)，如圖1-2所示圖1-2尺寸展開(kāi)圖3

6、.2搭邊值得確定排樣時(shí)零件制件以及零件與條料側(cè)邊制件留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或者被拉斷，不僅會(huì)增加沖件毛刺，有時(shí)還會(huì)拉入凸凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命，或影響送料工作。該制件是矩形工件，根據(jù)尺寸從沖壓手冊(cè)第二版表2-17中查出：兩制件的搭邊值a=1.2mm，側(cè)搭邊a=1.5mm。由于該制件的材料是LY21-Y2，所以兩制件之間12的搭邊值為=1-2*1=1.2mm。3.3條料寬度的確定計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮：有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度有定距側(cè)

7、刃是條料的寬度由于該制件的結(jié)構(gòu)和尺寸，此處考慮第種情況。查表2-3得條料寬度偏差為0.15，根據(jù)公式：B二D+2(&+)+c式中D條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a側(cè)搭邊值條料寬度偏差為0.15代入公式得B=27+2(1.2+0.15)+0.5=30.2mm3.4排樣及材料利用率根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣三種，米用少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力。但是因條料本身公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級(jí)較低。同時(shí)因模具單面受力，不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且

8、也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。由于設(shè)計(jì)的零件是舉行零件，且四個(gè)孔均有位置公差要求，所以采用有廢料直排。圖1-3排樣圖如圖1-3所示為制件的排樣圖如圖所示：送料步距S=D+a=27+1.2=28.2mm一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率根據(jù)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)42頁(yè)式3-15n=(A/BS)*100%式中A個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積B條料寬度S步距代入數(shù)值得：n=(675/30.2*28.2)*100%=79.26%因此該材料利用率n為79.26%四沖壓力的計(jì)算與壓力中心的確定4.1沖裁力的計(jì)算計(jì)算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通

9、平刃沖裁模，其沖裁力F般可以按沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)45頁(yè)式3-24F=KLtt1b式中F沖裁力K系數(shù)L1沖裁周邊長(zhǎng)度T材料的抗剪強(qiáng)度t材料厚度經(jīng)沖壓手冊(cè)第二版表3-16得LY21-Y2的抗剪強(qiáng)度為280310Mpa，這里取t=300Mpa。b系4數(shù)K是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)，潤(rùn)滑情況，材料的力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)K，一般取K=1.3代入數(shù)值得：落料時(shí)：沖裁力F=1.3*2*(27+25)*1.2*300=48.672kN沖孔時(shí)：1沖裁的周邊長(zhǎng)度L=4nd=4*n*3.5=43.96mm代入式3-24中得：沖裁力F=KLtT=1.3*43.96*1.2

10、*300=20.573kN22b總沖裁力F=F+F=48.672+20.573=69.245kN124.2卸料力的計(jì)算根據(jù)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)47頁(yè)式3-26F=KFxx式中K卸料力系數(shù)，查表3-9得K=0.05xxF總沖裁力代入數(shù)值得：F=0.05*69.245=3.462kNX4.3推件力的計(jì)算根據(jù)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)47頁(yè)式3-27F=nKFtT式中K推件力系數(shù)查表3-9得K=0.05TTF總沖裁力n同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的工件代入數(shù)值得：F=0.05*69.245=3.462kN4.4頂件力的計(jì)算根據(jù)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)47頁(yè)式3-28F=KF式中丄頂件力系數(shù)F總沖裁力代入數(shù)值得：F=0.05*69.245=3.462kN4.5U形件彎曲力的計(jì)算根據(jù)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)114頁(yè)式4-40F=0.7kbt2o/(r+1)Ub式中k為系