機(jī)械專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書-順裝復(fù)合沖模設(shè)計(jì)

1機(jī)械專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書順裝復(fù)合沖模設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化目錄第一章沖壓工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 第一章沖壓工藝過(guò)程設(shè)計(jì)工藝性分析1、材料

零件的材料為Q235普通碳素鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。2、結(jié)構(gòu)

工件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀對(duì)稱，為一矩形，長(zhǎng)寬分別為50和30；零件呈軸對(duì)稱分布，零件中心為一直徑為10的圓孔，零件的四角均為直角。沖裁件的內(nèi)、外形應(yīng)盡量避免有尖銳的角，為提高模具壽命，將90度清角改為R2的圓角.3、精度

零件圖上所有尺寸已標(biāo)注公差，各尺寸公差為50-0.620Φ104、結(jié)論

可以沖裁。確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式該零件屬于較典型沖裁件，形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱?？走吘噙h(yuǎn)大于凸、凹模允許的最小壁厚，故可以考慮復(fù)合沖壓工序。為保證沖裁件內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度，決定實(shí)行復(fù)合模生產(chǎn)，沖孔——落料復(fù)合沖壓的生產(chǎn)工藝方案。復(fù)合模分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。正裝式特點(diǎn)。工件和沖孔廢料都落在凹模孔，必須加以清除后才能進(jìn)行下一次沖裁，因此操作不方便，也不安全，對(duì)多孔工件不宜采用，但沖出的工件表面比較平直。倒裝式特點(diǎn)。沖料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積累到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大，因此凹凸模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。經(jīng)分析，此工件只有一個(gè)孔，平直度要求較高，所以選用正裝式復(fù)合模。第二章模具設(shè)計(jì)計(jì)算排樣設(shè)計(jì)1、排樣方式排樣方法很多，有直排、斜排、直對(duì)排、混合排、多排和沖裁搭邊。對(duì)于簡(jiǎn)單幾何形狀，如矩形的沖件宜采用直排排樣形式。直排可采取無(wú)搭邊和有搭邊的兩種方式。無(wú)搭邊排樣其產(chǎn)生的廢料極少，此種排樣方法是沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件，無(wú)任何搭邊。沖件的質(zhì)量和模具的壽命更差一些，但材料的利用率最高。有搭邊排樣方式是沿沖件全部外形沖裁，在沖裁周邊都留有搭邊，因此材料的利用率低，但沖件的尺寸完全有沖模來(lái)保證，因此精度高，模具壽命也高，生產(chǎn)中絕大多數(shù)沖裁件都是采用這種有廢料排樣。本工件采用直排有搭邊的排樣方式。表1搭邊a和a1數(shù)值材料厚度 圓件及或圓角r<2t的工件矩形工件邊長(zhǎng)L<50mm矩形工件邊長(zhǎng)L>50mm或r<2t的工件工件間a1沿邊a工件間a1沿邊a工件間a1沿邊a < 0.250.25~0.50.5~0.80.8~1.21.2~1.61.6~2.02.0~2.52.5~3.03.0~3.53.5~4.04.0~5.05.0~121.81.2010.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t由表1確定搭邊值，根據(jù)零件形狀兩式件間按矩形取搭邊值a=2.8mm，側(cè)邊取搭邊值a1=2.5mm。則條料寬度：B=(D+2a)-?查表B=(=55.6連續(xù)模進(jìn)料步距為32.8mm。排樣圖如下：圖1排樣圖計(jì)算總沖壓力采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時(shí)FZ1、計(jì)算沖裁力用平刃口模具沖裁時(shí)，其沖裁力F一般按下式計(jì)算：F=KLt式中：-系數(shù),一般取K=1.3；-沖裁周邊長(zhǎng)度，-材料厚度,t=3mm；-材料抗剪強(qiáng)度，取=450MPa。沖裁力F=1.3*(30+50)*2*3*450=280800NF=1.3*10*π*3*450=55135NF2、計(jì)算推件力FT=nK=ht=6=30234.15總沖壓力FZ第三章確定壓力中心沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。為了保證壓力機(jī)和沖模正常平穩(wěn)的工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心重合。由于該制件為軸對(duì)稱件，因此壓力中心就是沖裁件的幾何中心。第四章壓力機(jī)的選擇考慮到經(jīng)濟(jì)性能、加工要求和操作方便在此選開(kāi)式壓力機(jī)。根據(jù)以上計(jì)算數(shù)值，查下表2初選壓力機(jī)為J23-40型壓力機(jī)。表2開(kāi)式壓力機(jī)規(guī)格及參數(shù)型號(hào)J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40公稱壓力/KN100160250350400滑塊行程/mm455565100100最大閉合高度/mm180220270290330閉合高度調(diào)節(jié)/mm3545556065滑塊中心線至床身距離/mm130160200200250滑塊底面尺寸/mm前后150180220220260左右170200250250300工作臺(tái)板厚度/mm35405029065模柄孔尺寸/mm直徑3040404050深度3560606070第五章刃口尺寸計(jì)算查《沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)》表3-5可得，Q235的最小雙面間隙Zmin=0.460,最大雙面間隙Zmin1、沖孔?dd查表3-5、3-6、3-7：δ校核：0.020+0.020=0.040mm<0.180mm，符合的條件。將已知和查表數(shù)據(jù)代入公式：d=10.22d=10.682、落料外形長(zhǎng)度為50的刃口，50Zmin=0.460、Z校核：0.020+0.030=0.050mm，符合的條件。=(50-0.5*0.62)=49.690=(=49.23-0.020外形長(zhǎng)度為30的刃口，30Zmin=0.460、校核：0.020+0.025=0.045mm,符合的條件。D=(=29.740=(29.74=29.28-0.020第六章主要零部件設(shè)計(jì)凸模設(shè)計(jì)為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿足如下三個(gè)原則：1）精確定位:凸模安裝到固定板上以后，在工作過(guò)程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位，否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)造成啃模。2）防止拔出:回程時(shí)，卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生一定的作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中拔出。3）防止轉(zhuǎn)動(dòng):對(duì)于非圓形凸模，則制成無(wú)臺(tái)階斷面的形式，材料常用Cr6Wv,Cr12,CrWmn等。沖孔凸模用固定板壓配固定，采用H7/m6配合，刃口部分熱處理硬度為58-62HRC，尾部回火至40-50HRC。凸模的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)沖模的具體結(jié)構(gòu)確定，且應(yīng)留修磨量，用螺釘和銷釘固定。沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模一定深度。同時(shí)，凸模的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)沖模的具體結(jié)構(gòu)確定，用螺釘固定好。如圖所示：圖2凸模零件圖凹模設(shè)計(jì)凹模的外形尺寸凹模厚度為：H式中K系數(shù)，見(jiàn)表3(沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè))；b工件最大的外形尺寸。表3系數(shù)K值材料料寬s/mm材料厚度t/mm≤1>1～3>3～6≤500.30～0.400.35～0.500.45～0.60>50～1000.20～0.300.22～0.350.30～0.45>100～2000.15～0.200.18～0.220.22～0.30>2000.10～0.150.12～0.180.15～0.22凹模壁厚為：C=(1.5~2)H.b=50mm,查表K=0.35,所以H=Kb=C=(1.5~2)*17.5=26.25mm~35mm，取凹模壁厚為35mm。凹模板邊長(zhǎng)凹模板邊寬根據(jù)凹模厚度和邊壁厚可確定凹模板的長(zhǎng)、寬的尺寸。根據(jù)公式可計(jì)算凹模長(zhǎng)：=50+2×35=120mm根據(jù)公式可計(jì)算凹模寬：30+2×35=100mm即：L×B×H=120mm×100mm×17.5mm表4矩形和圓形凹模外形尺寸矩形凹模的長(zhǎng)度和寬度L×B矩形和圓形凹模厚度圓形凹模直徑d63×50、63×6310、12、14、16、18、206380×63、80×80、100×63、100×80、100×100、125×8012、14、16、18、20、2280、100125×100、125×125、140×80、140×10014、16、18、20、22、25125140×125、140×140、160×100、160×125、160×140、200×100、200×12516、18、20、22、25、28140160×160、200×140、200×160、200×125、250×14016、20、22、25、28、32160200×200、250×160、250×200、280×16018、22、25、28、32、35200250×250、280×200、280×250、20、25、28、32、35、40250315×25020、28、32、35、40、45280、315根據(jù)上表，L×B×H=125mm×100mm×20mm圖3凹模零件圖凸凹模設(shè)計(jì)由于沖模為復(fù)合模，所以材料要有良好的耐磨性、高強(qiáng)度、足夠的韌性、良好的抗疲勞性、熱處理工藝性等。Cr12MoV剛具有較好的淬透性，很高的耐磨性，有較高的沖擊韌度和承載強(qiáng)度，且淬火變形小。為滿足以上要求，在該模具中凸凹模材料選用Cr12MoV鋼。1、凸凹模壁厚的確定凸凹模是復(fù)合模中同時(shí)具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。它的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。從強(qiáng)度方面考慮，其壁厚應(yīng)受最小值限制。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)孔不積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小些；當(dāng)模具為倒裝結(jié)構(gòu)時(shí)，若內(nèi)孔為直筒型刃口形式，且采用下出料方式，則內(nèi)孔積存廢料，脹力大，故最小壁厚應(yīng)大一些。凸凹模的最小壁厚值，目前一般按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，倒裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚見(jiàn)表5。正裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚可比倒裝的小一些。表5凸凹模的最小壁厚材料厚度t/mm0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚mm1.41.82.32.73.23.64.04.44.95.25.8材料厚t/mm2.83.03.23.53.84.04.24.44.64.85.0最小壁厚/mm6.46.77.17.68.18.58.89.19.49.710凸凹模內(nèi)外刃口間壁厚校核：根據(jù)沖裁件結(jié)構(gòu)凸凹模內(nèi)外刃口最小壁厚為6.7mm，該壁厚為6.7mm即可.圖4凸凹模零件圖第七章標(biāo)準(zhǔn)件的選用1、上下模座的選取上模座尺寸：L×B×H=125mm×100mm×25mm下模座尺寸：L×B×H=125mm×100mm×（摘自GB/T2855.2-2008）2、導(dǎo)柱與導(dǎo)套選取導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用H7/r6的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套均采用20Cr，熱處理硬度滲碳深度0.8～1.2mm，淬硬58～62HRC。導(dǎo)柱的直徑、長(zhǎng)度，按標(biāo)準(zhǔn)選取。導(dǎo)柱：滑動(dòng)導(dǎo)向?qū)е鵄20×120GB/T2861.1導(dǎo)套：滑動(dòng)導(dǎo)向?qū)譇20×70×28GB/T2861.6凸模固定板凸模固定板主要是固定凸模，保證凸模有足夠的強(qiáng)度，使凸模與落料凹模、上模座、墊板更好的定位。凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。凸模固定板,材料為45鋼，選自(GB2873.181)尺寸240×20mm。3、卸料板：材料為45鋼，選自(GB2873.181)尺寸100×100×10mm。墊板：材料為45鋼，選自(GB2873.181)尺寸110×100×6mm。4、模柄選取模柄的選用是根據(jù)模具噸位、沖床模柄孔的直徑來(lái)選擇，模柄的作用是將上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式有：（1）整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。（2）帶臺(tái)階的壓入式模柄，它與模座安裝孔用H7/n6配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模具。（3）帶螺紋的旋入式模柄，與上模連接后，擰入防轉(zhuǎn)螺釘緊固，垂直度較差，主要用于小型模具。（4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，適用于較大的模具。（5）浮動(dòng)式模柄，它由模柄、球面墊塊和連接板組成，這種結(jié)構(gòu)可以通過(guò)球面墊塊消除沖床導(dǎo)軌位差對(duì)沖模導(dǎo)向精度的影響，適用于滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的緊密沖裁。根據(jù)本模具結(jié)構(gòu)，采用B型凸緣式模柄。在設(shè)計(jì)模柄時(shí)模柄長(zhǎng)度不得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔徑一致。綜合以上，本模具模柄選用：凸緣模柄B50JB/T7646.3-2008。5、擋料銷的選用設(shè)計(jì)擋料銷時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）工件外形簡(jiǎn)單時(shí)，應(yīng)以外形定位，外形復(fù)雜時(shí)以內(nèi)孔定位。（2）定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，確保操作安全。（3）若工件需要經(jīng)過(guò)幾道工序完成時(shí)，各套沖模應(yīng)盡可能利用工件上同一位基準(zhǔn)，避免累積誤差。在此選用機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T7649.10-94中的A型擋料銷，作為該模具中的擋料銷。選取該模具的擋料銷直徑d＝6mm的A型固定擋料銷。6、螺釘與銷釘?shù)倪x用沖模中廣泛使用內(nèi)六角螺釘和圓柱銷釘。中、小型模具通用M6×M10的螺釘和φ4～φ20的銷釘。一起使用時(shí)，銷釘公稱直徑可取與螺釘?shù)穆菁y規(guī)格數(shù)值相同或小一個(gè)規(guī)格。根據(jù)上模座、墊板、凸模固定板和凹模采用4個(gè)M12×105mm的螺釘固定，凸凹模固定板和下模座采用4個(gè)M10×60mm的螺釘固定，模柄與上模座采用4個(gè)M10×15mm的螺釘固定，螺釘分布對(duì)稱，使緊固零件受力均勻。銷釘起定位作用。銷釘采用兩個(gè)，多用圓柱銷（GB/T119-2000）與零件上的銷孔采用過(guò)渡配合，上模座、凸模固定板、墊板和凹模采用Φ12×120mm的定位銷釘，凸凹模固定板與下模座采用Φ10×80mm的定位銷釘。7、導(dǎo)料板導(dǎo)料板選自JB/T7648.5-2008L=200mm、B=25mm、H=6mm。第八章設(shè)計(jì)并繪制總圖1-下模座，2-導(dǎo)柱，3-卸料螺釘，4-凸凹模固定板，5-凸凹模，6-橡膠，7-卸料板，8-倒料銷，9-凹模，10-導(dǎo)套，11-凸模固定板，12-上墊板，13-上模座，14-內(nèi)六角螺釘，15-內(nèi)六角螺釘，16-頂桿，17-打桿，18-模柄，19-推板，20-沖矩形孔凸模，21-沖圓孔凸模，22-推薦器，23-圓柱銷，24-下墊板，25-下凸模固定板，26-擋料銷第九章模具工作過(guò)程本模具是一套沖孔落料的復(fù)合模。采用正裝結(jié)構(gòu)，沖件的平直度較高。沖裁時(shí)，板料以導(dǎo)料銷和擋料銷定位。繼續(xù)下行時(shí)，凸凹模外形和凹模進(jìn)行落料，落下料卡在凹模中，同時(shí)沖孔凸模與凸凹模內(nèi)孔進(jìn)行沖孔，沖孔廢料卡在凸凹?？變?nèi)?？ㄔ诎寄Ｖ械臎_件被頂件裝置頂出。頂件裝置有頂桿和頂件塊及裝在下模座底下的彈頂器組成，當(dāng)上模上行時(shí)，原來(lái)在沖裁時(shí)被壓縮的彈性元件恢復(fù)，吧卡在凹模中的沖件頂出凹模面?？ㄔ谕拱寄?nèi)的沖孔廢料由推件裝置推出。推件裝置由打桿、推板和推桿組成當(dāng)上模上行至上止點(diǎn)時(shí)，把廢料推出。但沖孔廢料落在下模工作面上，清除廢料麻煩。第十章總結(jié)通過(guò)對(duì)沖孔落料復(fù)合模的設(shè)計(jì)，更深一層地了解沖裁模的設(shè)計(jì)流程，包括沖裁件的工藝分析、工藝方案的確定、模