石英表墊片模具設(shè)計(jì)【落料沖孔復(fù)合?！俊菊f明書+CAD】

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例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模具、汽車覆蓋件模具合乎級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖壓模具和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型，精密、復(fù)雜和長壽命的模具依賴進(jìn)口。 未來沖壓模具的發(fā)展趨勢 模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要更加關(guān)注其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊的跟著市場的需求發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)中90％以上的零部件，都要依賴模具成型，在珠三角和長三角，為汽車行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增長達(dá)40％左右。而模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。 其次，要積極推進(jìn)中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達(dá)地區(qū)和不發(fā)達(dá)地區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識到模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對制造業(yè)的重要作用。如陜西、四川、河北等模具生產(chǎn)有了很大的發(fā)展，河北興林車身制造集團(tuán)有限公司作為河北泊頭地區(qū)的骨干企業(yè)帶動了一片模具企業(yè)的開拓；四川宜賓普什模具有限公司憑借強(qiáng)有力的資金投入，將在未來寫下新的篇章。 第三，要積極推進(jìn)模具企業(yè)特別是國有企業(yè)的體制的創(chuàng)新，轉(zhuǎn)換經(jīng)營機(jī)制，大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟(jì)，明確產(chǎn)權(quán)和完善法人治理結(jié)構(gòu)。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動力。要積極推進(jìn)中、西部地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)較好地區(qū)的制造業(yè)大中型企業(yè)主輔分離，使其模具車間、分廠在不太長的時(shí)間里，采用多種有效實(shí)現(xiàn)形式，轉(zhuǎn)換機(jī)制，大力發(fā)展產(chǎn)權(quán)明晰、獨(dú)立自主經(jīng)營，適應(yīng)市場運(yùn)作和模具生產(chǎn)快速反應(yīng)的現(xiàn)代專業(yè)模具企業(yè)，培養(yǎng)能代表行業(yè)水平的“龍頭”企業(yè)，帶動地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。 1沖裁工藝性分析 1 分析零件的沖壓工藝性。 材料為H62軟黃銅，較軟，可以沖裁。 2 零件的結(jié)構(gòu)分析。 此沖裁件結(jié)構(gòu)對稱，沒有過大的懸臂和窄槽。最小沖孔直徑滿足要求，邊與邊緣的距離b=2>t=0.5適合沖裁。圓角半徑R=2.最小壁厚也滿足要求。 3 工件的尺寸精度。 工件的尺寸全部為自由公差，都用IT14級，尺寸精度不高。普通沖裁完全能滿足要求。 查表得，如表1所示。 2確定沖壓工藝方案 該零件包括落料和沖孔兩個(gè)基本工序，分別可采用單工序模，級進(jìn)模，復(fù)合模三種方案。 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。因?yàn)榱慵枨罅看螅捎么朔N模具的生產(chǎn)效率低，且模具的制造成本也較高，所以不易采用單工序模。 方案二：落料－沖孔復(fù)合模沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。此種方案只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，同時(shí)也滿足凸模和凹模之間許用最小壁厚。沖裁件為石英表墊片，精度高，平整度也高，且工件相對較復(fù)雜，在考慮模具制造成本的情況下。易用此種方案。同時(shí)在選用正裝還是倒裝時(shí)，應(yīng)用正裝。因?yàn)檎b式較適用于材質(zhì)較軟的平直度要求較高的沖裁件，所以我們在這里采用正裝復(fù)合模。 方案三：沖孔—落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模。此種方案沖件的精度較差，需要保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)導(dǎo)正銷導(dǎo)正。故模具制造和安裝較復(fù)合模復(fù)雜。 通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)方案選用二為佳。 3主要的設(shè)計(jì)計(jì)算 1．1 排樣方式的確定及計(jì)算 排樣方式一：采用有廢料排樣，形式為直排。根據(jù)表2.5.2（課本）查得工件間a=1.2 側(cè)面a=1.5 。排樣如下圖所示： 端距L=6.5+1.2=7.7 查表2.5.4課本△=0.08 =（+2a）=21mm S=20+6.5+1.2=27.7mm A =18*8 -4-32+6.5*6.5-2.6*2.6+44+1.57 =144-12.56-32+132.665-21.2264 =256.45 = 排樣方式二： 如下圖所示 縱上所述方案二為好。但是因此模具為復(fù)合模，如果是此種排樣方式，模具是比較復(fù)雜的。為了減化模具的制造成本。我們在設(shè)計(jì)為隔位沖壓，這樣可以減少廢料，降低模具的制造費(fèi)用。 此材料為H62軟黃銅，根據(jù)現(xiàn)有的條件，我們選用黃銅板（GB/T2041---1989）。 1．2 沖壓力的計(jì)算 該模具為復(fù)合模，擬選擇彈性卸料和上出件。 查表得K=1.3 =0.09 L=18+16+13+2+6.2+4+16=136mm 沖裁力: 卸料力: 沖壓工藝總力: 具體數(shù)據(jù)見下表： 項(xiàng)目分類 項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注 排樣 沖裁件面積 A 256.45mm2 查表4.3.1得修邊余量 Δh=2mm ； 查表2.5.2得最小搭邊值a=1.5mm,a1=1.2mm;采用無側(cè)壓裝置， 條料與導(dǎo)料板間隙Cmin=1mm;n=1 條料寬度 29.5mm 步距 103.4mm 一個(gè)步進(jìn)距的材料利用率η η= 52.4% 沖壓力 沖裁力 τb 25989.6N =136mm , τb=294MPa 卸料力 1559.4N 查表2.6.1得 =0.06 頂件力 2339.1N 查表2.6.1得 0.09 沖壓工藝總力 29888.1N 彈性卸料，上出件 2．3工作零件尺寸刃口計(jì)算 在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就分開加工的方法來計(jì)算。具體計(jì)算如下所示。 由圖二可知，該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料。外形尺寸由落料所得。內(nèi)形有沖孔得出。查表2.3.2得 ＝0.025 ＝0.035 ＝0.5 則 －＝0.01 設(shè)凸、凹模分別根據(jù)計(jì)算情況查公差表，按所需級別加工制造。則 落料部分： ① （18-0.50.43）＝17.79 ＝（17.79-0.025）＝17.54 校核 0.018+0.011>0.01 所以=0.005 ＝0.003 =17.79 =17.54 ② (8-0.50.36)=7.82 = (7.82-0.025)=7.78 ③ (4-0.50.30)=3.85 = (3.86-0.025) =3.825 ④ (13-0.50.43) =12.785 = (12.785-0.025) =12.76 ⑤ (2-0.50.25) =1.875 = (1.875-0.025) =1.85 沖孔部分: ① (4+0.50.3) =3.85 (3.85+0.025) =3.875 ② (8+0.50.36) =8.18 (8.18+0.025) =8.205 ③ (2.6+0.50.15) =2.675 (2.675+0.025) =2.700 孔邊距的尺寸： 160.12520.09=160.03mm 具體數(shù)據(jù)見下表1： 尺寸及其分類 尺寸 結(jié)果 備注 落料 18mm mm DA=17.79mm 查表2.3.3得，沖裁雙面間隙 Zmax =0.025 Zmin= 0.035 ; 磨損系數(shù)X= 0.5 ， 模具按IT6級、IT7級制造。校核滿足δA+δT≤（Zmax- Zmin） DT=17.54mm 8mm 8mm DA=7.82mm DT=7.78mm 4mm mm DA=3.85mm DT=3.825mm 13mm mm DA=12.785mm DT=12.76mm 2mm mm DA=1.875mm DT=1.85mm 沖孔 4mm mm dT=3.85mm dA=3.875mm 8mm mm dT=8.18mm dA=8.205mm R2.6mm dT=2.675mm dA=2.700mm 孔心距 16mm =160.03mm 2．4 卸料橡膠的設(shè)計(jì) 橡膠的選用時(shí)務(wù)必是其厚度保持一致，不然模具在工作時(shí)受力不均勻，運(yùn)動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。 項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注 卸料板工作行程h工 h工= h1+t+h2 5mm h1為凸模凹進(jìn)卸料板的高度2.5mm, h2為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度2mm 橡膠工作行程H工 H工=h工+h修 10mm h修為凸模修磨量，取5mm 橡膠自由高度H自由 H自由=4H工 40mm 取H工為H自由的25% 橡膠的預(yù)壓縮量H預(yù) H預(yù)= 15%H自由 6mm 一般H預(yù)=（10%-15%）H自由 每個(gè)橡膠承受的載荷 389.9N 選用4個(gè)圓筒形橡膠 橡膠的外徑 34mm d為圓筒形橡膠的內(nèi)徑，取d=13mm;=0.5MPa 校核橡膠自由高度 H自由 0.5≤H自由/D=1.2≤1.5 滿足要求 橡膠的安裝高度H安 H安=H自由-H預(yù) 34mm 2．5壓力中心的確定 如上圖所示ABCDEFG各點(diǎn)為本線段的中點(diǎn)，坐標(biāo)分別為A(，)、B(，)、C(，)、D(，)、E(，)、F(，)、G(，)O為原心，H中心。 ① 計(jì)算以上各點(diǎn)的坐標(biāo)值：A(0，20) 、B（-9，16）、C（-7.5，12）、D（-4，7.6）、E（-5.07，10.93）、F（5.3，5.9）、G（0，-4.14） ② 計(jì)算各段直線的長度：=18，=8，=5，=3.14，=4.88，=5.90，=20.4 ③ 根據(jù)力學(xué)定理求壓力中心： ＝0mm = 13mm 壓力中心數(shù)據(jù)見下表： 基本要素長度L/mm 各基本要素壓力中心的坐標(biāo)值 x y L1=18 0 20 L2=8 -9 16 L3=5 -7.5 12 L4=3.14 -4 7.6 L5=4.88 -5.07 10.9 L6=5.9 5.3 5.9 L7=20.4 0 -4.14 =28.56 0 16 =38.9 0 0 合計(jì)113.98 0 13.01 3.1 模具的類型的選擇 由沖壓工藝的分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為復(fù)合模。 ① 定位方式的選擇，因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料。控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定量，可以靠操作工目測來定。 ② 卸料、出件方式的選擇 因?yàn)楣ぜ^簿，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。且此模具為正裝復(fù)合模，所以采用上出件方式。 ③ 導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該模具采用后側(cè)導(dǎo)拄的導(dǎo)向方式。 3.2 工作零件設(shè)計(jì) 凹模設(shè)計(jì) ① 凹模刃口型式的選擇 落料凹模，根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)。我們在這里將落料凹模設(shè)計(jì)為整體、直通式。因?yàn)榇藳_裁件的精度高，且模具的出料方式為上出料。沖裁件的材料也較軟，容易沖裁落料凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要根據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，壓力中心與模柄中心重合。 ② 凹模的外形尺寸的確定 由于h=kb經(jīng)驗(yàn)公式適用于h15mm以上。所以我們不能用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的數(shù)據(jù)。根據(jù)（沖壓手冊 王孝培）表2－40我們選用： 凹模高 h=20mm 凹模壁厚 c=26.75mm 預(yù)選長80寬80 具體可安零件圖一 凸模設(shè)計(jì) ① 凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方式 由沖裁件可知此模具的凸模的結(jié)構(gòu)一個(gè)是非圓和圓的我們選用現(xiàn)在較為常用的鉚接固定，且為直通式，都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模。 ② 凸模長度計(jì)算 凸、凹模設(shè)計(jì)： 我們采用彈壓卸料板式：L=++t+h=20+10+0.5+14.5=45mm 沖孔凸模： 我們采用的是正裝復(fù)合模：L=H+h+m=55mm 具體見零件圖二和三 3.3其它零件設(shè)計(jì) 定位零件，我們采用檔料銷 。導(dǎo)向裝置。采用導(dǎo)料銷。他們的位置根據(jù)排樣的方式。進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，檔料銷高度h=3mm 導(dǎo)料銷 H=5mm 卸料板，它的外形尺寸與凹模一樣。厚度10mm。采用45鋼制造，淬火硬度40～50HRC。卸料螺釘我們選用4各卸料螺釘。公稱直徑為12mm,螺紋部分為M1010mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。 推件（頂件）裝置,根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)，我們選用剛性推件裝置。 7 模架的選擇 該模具采用后側(cè)導(dǎo)住模架，這種方便條料的送進(jìn)和觀測。以凹模外形尺寸為依據(jù)。選擇模架規(guī)格。導(dǎo)柱d/mmL/mm我們選用20110 （GB/T2861.1）,導(dǎo)套我們選用與導(dǎo)柱相配的7028（GB/T2861.6）。上模座厚度取30mm,墊板厚度取10mm,下模座厚度取40mm,那么，該模具的閉合高度； =++H+t-h+L=30+40+10+45+20-2=143mm 可見我們選用的壓力機(jī)J11-5的最大閉合高度（170mm）大于該模具的閉合高度?？梢允褂?。 第4章 壓力機(jī)的選用 通過以上的校核我們選用的開式單柱壓力機(jī)J11-5能滿足要求。其技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：50kN 滑塊行程:35 最大閉合高度：170mm 滑快行程次數(shù)：0～40 墊板厚度：30mm 模柄孔尺寸：2540mm 第5章 模具總裝配圖 通過以上設(shè)計(jì)，可畫出裝配圖。模具的工作零件有落料凹模、凸凹模、沖孔凸模。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。沖孔廢料和成品均由溢料孔溢出。 條料送進(jìn)時(shí)采用活動擋料銷作為粗定距，用三個(gè)導(dǎo)料銷作為條料的導(dǎo)料裝置。第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定量，可以靠操作工目測來定。以后每次沖壓均用檔料銷其作用。在操作完一步后，將條料抬起向前移動，進(jìn)行二次沖壓。當(dāng)沖壓一遍以后，將條料水平旋轉(zhuǎn)。再沖第二遍，進(jìn)行隔位沖壓操作。 第6章 模具的裝配 根據(jù)復(fù)合模裝配要點(diǎn)，本副模具的裝配選凸、凹模為基準(zhǔn)件，先裝上模，再裝下模，裝配后，應(yīng)保證間隙均勻，并調(diào)整間隙、試沖、返修。具體裝配過程見下表： 序號 工序 工藝說明 1 凸、凹模預(yù)配 ① 裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。 ② 將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯洌瑱z查其間隙是否加工均勻。不適合者應(yīng)重新修磨或更換 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固 3 裝配下模 ① 在下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模、導(dǎo)料板； ② 在下模座、導(dǎo)料板上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲； ③ 將下模座、導(dǎo)料板、凹模裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘 4 裝配上模 ① 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模； ② 預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔； ③ 用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊； ④ 將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm; ⑤ 復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘； ⑥ 安裝導(dǎo)正銷、承料板； ⑦ 切紙檢查，合適后打入銷釘。 5 試沖與調(diào)整 裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我從新系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)的專業(yè)知識同時(shí)也鞏固了先前學(xué)到的知識，同時(shí)感觸最深的是，所學(xué)知識只有在應(yīng)用中才能在更深刻理解和長時(shí)間記憶。對一些原來一知半解的理論也有了清楚的認(rèn)識。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、塑料模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使制造的模具既能滿足使用要求有不浪費(fèi)材料，保證了工件的經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)的合理性。通過塑料模手冊、模具制造簡明手冊、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊等了解到許多原來未知的知識。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我三年來學(xué)習(xí)的一次測驗(yàn)，也是我踏入社會前的一次總演習(xí)。在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，由于有了課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對我以后的工作一定大有益處 此次設(shè)計(jì)為較為簡單的復(fù)合模具，復(fù)合模具生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，板料的定位精度要求比級進(jìn)模低，沖模的輪廓尺寸較小。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。 致謝 此次設(shè)計(jì)雖然完成了，也讓我感到自己知識的匱乏，要是沒有各位老師的真誠幫助，是不能完成這次設(shè)計(jì)的，在此向楊占堯老師，翟德梅老師，原紅玲老師，于志宏老師，蘇光老師，杜偉老師等老師表示深深的感謝。感謝三年來對我的辛苦教誨，讓我學(xué)到了很多有用的知識 在完成本論文的過程中還得了廣大同學(xué)的熱情幫助，才使論文得以順利完成。在此對各位老師和同學(xué)們表示衷心的感謝！由于本人能力有限，論文中難免存在一些漏洞，還請指導(dǎo)老師加以指正 參考文獻(xiàn) 1 王孝培主編 《 模具設(shè)計(jì)簡明手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 2 楊占堯編 《沖壓模具圖冊》[S] 高等教育出版社 3 陳錫棟、周小玉主編 《實(shí)用模具技術(shù)手冊》 [S] 機(jī)械工業(yè)出版社 4 許發(fā)樾主編 《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造》[S] 機(jī)械工業(yè)出版社 5 馮炳堯、韓泰榮、蔣文森編，丁戰(zhàn)生審 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