帶孔支架彎曲件級進模的設(shè)計【說明書+CAD】

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根據(jù)給定的產(chǎn)量要求，按每月24天，每天8個小時，實行單班生產(chǎn)計算，則為每分鐘18件。因此，采用普通板料裁成條料后手工送料即可滿足生產(chǎn)要求。 根據(jù)一般市場供應(yīng)情況，原材料選1000mm×1500mm×0.8mm冷軋薄鋼板。 1.2.5 毛坯排樣 對圖 2所示毛坯，典型毛坯排樣方案有三種，如圖 3所示。 采用第一種方案：條料寬度小，模具寬度也小，但是模具長度會較長，而且采用這種凡案，不便于實現(xiàn)復雜彎曲工序。 采用第二方案：模具寬度增加，但長度會縮短，便于彎曲，而且送料步距小，有利于提高生產(chǎn)率，但彎曲工序中工序件不便定位。 這三種方案的材料利用率相當，但是第一種方案的板料軋向符合零件圖要求而且模具寬度小，工件便于彎曲。所以從工件質(zhì)量和模具設(shè)計難易程度考慮，選定第一排樣方案。 查表3—12[2]知，搭邊值為： 中央搭邊值1.5毫米，側(cè)搭邊值為1.8毫米，所以，步距初定為28.7毫米，條料寬度初定為17.6毫米，由此不難算得材料的利用率為: =63.4% 1.2.6 工序排樣 （1）工序排樣類型：根據(jù)零件的沖壓要求，由于含有彎曲工序，所以本零件的沖壓不適于選落料型工序排樣。由于中間存在彎曲工藝最后落料可能導致彎曲尺寸發(fā)生變化，所以選切邊型工序排樣。 （2）沖切刃口的設(shè)計： A 外形落料加工的刃口設(shè)計（圖 4）； B 彎曲模具刃口設(shè)計（圖 5）。 （3）載體設(shè)計： 為了保證彎曲過程中工序件的準確位置，并且考慮在載體上沖導正孔，選擇雙載體。參考圖7—15[2]取載體寬度為5毫米。 （4）條料定位方式 X向：由于產(chǎn)品零件精度要求一般，所以條料送進方向的送進步距控制用側(cè)刃。為了確保側(cè)刃定位精度，選型側(cè)刃。 Z向：由于工序零件在加工的過程中有彎曲工序，而且彎曲刃口在條料中部，所以應(yīng)采用雙側(cè)頂料銷將條料頂送至送進線高度，以利送進。 Y向：本零件涉及的彎曲工序多，采用的頂料機構(gòu)工作必須可靠協(xié)調(diào)，所以直接采用槽式頂料銷兼寬度方向的導料。 （5）導正方式：為了保證零件上孔的精度，采用間接導正。導正孔布置在兩側(cè)的載體上。參考表7—5[2]導正孔直徑取3.0毫米。 （6）工序排樣圖：根據(jù)以上幾個方面的設(shè)計，經(jīng)綜合分析比較，可確定圖 1所示零件的沖壓工序排樣圖如圖 6，即零件的沖制用九工位級進模。 工位一：沖工件孔及導正孔，側(cè)刃切邊。 工位二：沖槽。 工位三：彎曲。 工位四：彎曲。 工位五：彎曲。 工位六：彎曲。 工位七：空位。 工位八：切邊。 工位九：切邊。 （7）條料尺寸及步距精度； 考慮到載體尺寸取條料寬度24㎜； 步距29.2㎜[2]； 步距精度的確定： 工位數(shù)n=9。 由輪廓尺寸精度查得。 根據(jù)沖裁間隙查表7—4[2]得k=1.06㎜。 計算步距精度㎜，取㎜。 （8）產(chǎn)品零件材料成本：由于鋼板尺寸規(guī)格1000㎜×1500㎜[5]，考慮到零件對軋向的要求，可將板料按圖A—7所示方式裁成條料進行沖壓。這樣每塊板可裁成40條長度為1500㎜的條料，每條可沖51個零件。每塊鋼板可沖的零件個數(shù)為2040個。由于每張鋼板約折合12.56㎏，每噸鋼材約3000元，每個零件折合0.0138元. 第二章 沖壓力計算 2.1 沖裁力的計算 按圖 6所示工序排樣，本零件沖壓由多個部分構(gòu)成。 沖裁力由七部分組成，即P、P、P、P、P、P、P。 P沖中央孔的力。 P沖導正孔力。 P沖導正孔力。P= P。 P沖缺力。 P切邊力。 P切邊力。 P側(cè)刃切邊力。 根據(jù)表2-3[2]查得 10號鋼的力學性能為=260-340MP，=295-430MP。根據(jù)公式3-26[2] 則沖中央孔的沖壓力根據(jù)公式3-27[2]得 P==3.14×3.05×0.5×350=2.6815×10N。 沖壓導正孔的沖壓力 P==3.14×3×0.8×350=2.6376×10N。 沖壓導正孔的沖壓力 P==3.14×3×0.8×350=2.6376×10N。 沖缺力 P==98.8×0.8×350=2.7664×10N。 由于切邊凸模上的圓弧較小則可以近似看做長方形計算。 則切邊力 P==80×0.8×350=2.24×10N。 由于切邊凸模上的圓弧較小及凸出部分也較小則可以近似看長方形計算,為保證沖壓力滿足要求在選擇壓力機的時間取較大的安全系數(shù)。 P=P==80×0.8×350=2.24×10N。 根據(jù)工序圖大概計算出側(cè)刃切邊力 P==62.4×0.8×350=1.7472×10N。 2.2 彎曲力的計算 彎曲力:本模具將產(chǎn)品零件的彎曲過程劃分為四步，每一步都為V形彎曲，由V形彎曲的彎曲力計算公式可計算出四個彎曲力。 根據(jù)公式4-8[2] V形件的彎曲力=。 P-P均為V形彎曲，彎曲內(nèi)徑都為1mm，彎曲寬度都為6mm。 則P= P= P= P===582.4N。 2.3 卸料力的計算 根據(jù)公式= 卸料系數(shù) 根據(jù)表3-16[2]查得 =0.04～0.05 取=0.045 則 =0.045（P+P+P+P）=0.045（2681.56+1637.6+1637.6+27664）=1.513×10N 2.4總壓力的計算 總壓力P可近似為計算為 =2681.56+2637.6+2637.6+27664+22400+22400+17472+582.4+582.4+582.4+582.4+1513=10.1×10N 2.5 壓力中心的確定 X== =9.82mm Y===184.09mm 第三章 模具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計 3.1 基本結(jié)構(gòu)形式 3.1.1 正裝結(jié)構(gòu) 根據(jù)上述分析，本零件的沖制包含落料、沖孔、彎曲等工序。而且已確定為級進模沖壓，因此選正裝式結(jié)構(gòu)。 3.1.2 導向方式 由于本零件的生產(chǎn)是大量生產(chǎn)，為了確保零件質(zhì)量及穩(wěn)定性，選擇外導向模架。由于已選定采用手工送料，為了提高開敞性，選用對角導柱式模架。[1] 3.1.3 卸料方式 本零件沖壓工序中含落料和沖孔。所以，應(yīng)有卸料機構(gòu)。由于零件沖壓中 有彎曲工序，所以選用彈性卸料板。在彎曲過程中進行壓料。[1] 3.1.4 模具結(jié)構(gòu)示意圖 根據(jù)已確定的幾項結(jié)構(gòu)，本零件沖壓級進模結(jié)構(gòu)如圖9所示。 3.2 基本尺寸 3.2.1 模板尺寸 由圖 6所示工序排樣圖，凹模的工作區(qū)尺寸基本124㎜×290㎜左右。圓整后，取為150㎜×300㎜。其它模板的尺寸取為與凹模板平面尺寸一致。 3.2.2 工作行程 本零件沖壓的最大行程是第六工位的彎曲工序，其彎曲行程為4㎜。模具開啟狀態(tài)下，凸模下表面至凹模上表面的最小距離取為6㎜。 3.2.3模板厚度及沖孔凸模高度 參照表7-7及與圖7-39［2］取如下尺寸： 凹模模板厚度30㎜。 卸料板厚度30㎜。 凸模固定板厚度20㎜。 墊板厚度15㎜。 凸模高度60㎜。 3.2.4模具工作區(qū)高度（不含模架） 模具工作區(qū)開啟高度大于110㎜。 工作區(qū)閉合高度約為100㎜。 3.3 模架的選擇 由于采用手工送料，考慮到開敞性和導向精度兩個方面的要求，選對角型滑動模架。根據(jù)模板平面尺寸和工作區(qū)高度要求。 查冷沖模國家標準，其規(guī)格為315mm×220mm×260mm I GB/2852.1-1996《沖模滾動導向模架對角導柱模架》ZG45。 上模座（GB/T2885.1—1990《沖模滾動導向模架 對角導柱上模座》）：315mm×200mm×45mm。 下模座（GB/T2885.1—1990《沖模滾動導向模架 對角導柱下模座》）：315mm×200mm×55mm。 導柱（GB/T2861.1—1990《沖模導向裝置 A型導柱》）：35mm×210mm；40mm×210mm。 導套（GB/T2861.1—1990《沖模導向裝置 A型導套》）：35mm×115mm×43mm；40mm×115mm×43mm。 模具的開啟高度為260㎜，閉合高度為220㎜。 3.4 選壓力機 由于采用了一般沖壓，故選可傾式壓力機。由前計算的沖壓力要求，初次選擇J23—25型壓力機。該型壓力機的工作臺尺寸為560㎜×370㎜，最大裝模高度為270㎜，最小裝模高度為215mm，滑塊行程為65mm。滿足本零件模具尺寸要求。據(jù)此選擇J23—25型壓力機。 3.5選模柄 根據(jù)上述計算結(jié)果，該模具為中小模具，可采用上模用模柄固定，下模用壓板固定于壓力機下臺面的方法。 查J23—25型壓力機的規(guī)格，模柄安裝孔尺寸為40㎜，查冷沖模國標，可選壓入式模柄，規(guī)格為A40×105 GB2862.1—1981 Q235。 第四章 模具結(jié)構(gòu)詳細設(shè)計 4.1 工作單元結(jié)構(gòu) 由于采用正裝式結(jié)構(gòu)，凸模一律用凸模固定板安裝于上模，凹模采用整體式結(jié)構(gòu)。用銷釘定位，螺釘連接于下模座。 4.2 卸料機構(gòu)設(shè)計 在結(jié)構(gòu)概要中已確定采用彈性卸料板。卸板料為整體板。由于卸料板的工作行程為4.0㎜，卸料力不大，所以選普通彈簧提供彈壓力。 4.3 定距機構(gòu)設(shè)計 在工序排樣中確定了側(cè)刃定距方式。為了確保生產(chǎn)中側(cè)刃的剛度和條料的送進方便，選帶導向段的ⅡC型側(cè)刃[2]，規(guī)格為ⅡC29.2×10×60 GB2865.1—81.T10A。側(cè)刃擋快固定于凹模面上。 4.4 導正銷結(jié)構(gòu) 本模具共位數(shù)不多，沖壓精度一般，所以采用兩個導正銷。導正銷采用普通的彈頭形。固定結(jié)構(gòu)采用圖7-56（d）［2］所示的方式，用絲堵將彈簧壓到導正銷上。 4.5 頂料機構(gòu) 根據(jù)工序要求，選槽式頂料銷，頂料銷彈頂行程為5.0㎜。在有導正銷的工位上頂料銷帶導正銷避讓孔。 4.6 模具零件的固定 模板采用螺釘固定銷釘定位。由于各凸模平面尺寸都比較小，所以用模板上的型孔配合定位，采用凸臺或柳開式結(jié)構(gòu)固定。 4.7 送料與出件方式 本模具采用手工送料，由排樣圖知，本模具最后工序為切斷載體實現(xiàn)制件與條料分離，所以應(yīng)該在模具左側(cè)收集落下的零件。 4.8 安全裝置 該模具采用是手工送料，但工人在操作中比較安全，為使廢料順利落下，下模具座的漏料孔應(yīng)該比凹模落料孔大。 4.9 零件選材 該模用于大批量生產(chǎn)，故工作零件選用較好的材料。凸模和凹模選用Cr12MoV。卸料板選用T10A。 4.10 模具裝配圖見附圖10 圖10 模具裝配圖 第五章 模具零件設(shè)計 5.1 工作零件設(shè)計 5.1.1 沖Ф3.05mm的孔的凸凹模的設(shè)計 由于零件未注公差按IT14級處理由公差表2-4查的 查表3-8[2]得 =0.104;-0.072 則=0.104-0.072=0.032 取x=0.5,按照模具制造精度高于沖裁件精度3-4級原則,設(shè)凸凹按IT9制造查表3-9[2]得 根據(jù)表2-13[5]△≥0.16。則 == == 校核。 =0.020+0.020=0.040＞c=0.032 凸凹模公差不滿足 ≤條件，但是公差不大可調(diào)整如下。 =0.4（）=0.4×0.032=0.0128。 =0.6（）=0.6×0.032=0.0192。 則== == 5.1.2沖Ф3.0mm的孔 == == 5.1.3 沖缺凸凹模尺寸 圖 11 尺寸12、10.5、7、6、1.5均為落料尺寸 查表3-8[2]得 =0.104;-0.072。 由公差表查得 、、、、 取x=0.5根據(jù)表2-13取Δ≥0.36。 查表3-9[2]凸凹模的制造公差都為=0.020，=0.025。 校核 =0.020+0.020=0.040＞c=0.032 凸凹模公差不滿足≤條件，但是公差不大可調(diào)整如下。 =0.4（）=0.4×0.032=0.0128。 =0.6（）=0.6×0.032=0.0192。 則===。 ==。 ==。 ==。 ==。 ==。 ==。 ==。 ==。 =。 5.1.4 切邊凸凹模設(shè)計 圖 12(a) （1）凸模磨損后刃口變小的尺寸有、、其中屬于半磨損尺寸。 （1） 凸模磨損后刃口變大的尺寸有 （2） 凸模磨損后刃口不變的尺寸有 已知；；。 ?。?；。由于制件屬于IT14，則x=0.5 所以凸模磨損后刃口變小的尺寸 = = = = = = 凸模磨損后刃口變大的尺寸 =10 =0.36 取x=0.5 則 == 凸模磨損后刃口不變的尺寸 =10 =0.36 則 Φ14mm屬于半邊磨損尺寸，因為是圓弧曲線，為使與尺寸A相接，故其值取 == 圖 12(b) 如圖11(b) 所示本凸模僅比上面一形狀多一減小尺寸2.07和一半磨損尺寸Φ2.07 則 = = = = == =10 =0.36 取x=0.5 則 == =10 =0.36 則 Φ14mm、Φ2.07mm屬于半邊磨損尺寸，因為是圓弧曲線，為使與尺寸A、相接，故其值取 == mm 5.2 凸模高度設(shè)計 以第六工位彎曲凸模高度60為基準。 沖中央孔的凸模高度為H-3=57mm。 沖導正孔的凸模高度為H-3=57mm。 第三工位彎曲凸模高度為H=60mm。 第四工位彎曲凸模高度為H=60mm。 第五工位彎曲凸模高度為H-2.5=57.5mm。 第八工位切邊凸模高度為H-3=57mm。 第九工位切邊凸模高度為H-3=57mm。 5.3 彈性元件 本模具彈性元件采用普通彈簧，用意提供卸料力和頂料銷的彈頂力。 5.3.1 根據(jù)模具安裝位置擬定彈簧的個數(shù)為n=4（個） 5.3.1.1 計算每個彈簧應(yīng)有的預(yù)壓力 5.3.1.2 由2Fy值估算彈簧的極限工作負荷 5.3.1.3 查有關(guān)彈簧的規(guī)格初選彈簧的規(guī)格 、、、、、、。 5.3.1.4 計算彈簧的預(yù)壓縮量hy 。 5.3.1.5 校核 mm＜20.9mm。 則所選用的彈簧符合要求 5.4 模具零件強度校核 級進模設(shè)計的主要校核的對象是凸模的抗壓強度，抗彎強度，凹模的抗彎強度等。 壓應(yīng)力的校核 圓形;非圓形 查有關(guān)標準08鋼的 =275-410 =196則對于圓形 凸模 =mm。 非圓形凸模 ==6.76。 圓形凸模的直徑分別為3.05mm和3.0mm都大于2.4mm合格。 非圓形凸模的最小截面面積為9大于極限尺寸合格。 抗彎強度校核 圓形 ==48.5mm。 非圓形 =135mm。 則抗彎強度符合要求。 第六章 模具的制造工藝設(shè)計 在完成設(shè)計后就應(yīng)該投入加工。模具的著早分裝配和零件的加工兩部分。 6.1 凸模加工工藝過程 6.1.1 圓形凸模加工 下料——車削粗加工——車削半精加工——熱處理——外圓磨 6.1.2 異型凸模加工 下料——粗銑平面——平面磨磨基準面——劃線——外形輪廓粗銑加工——鉆孔——攻絲——熱處理——成型磨精加工——仿行磨。 6.2凹模加工工藝過程 下料——模板外形粗加工——平面磨磨基準面——鉆孔——劃線——銑異型孔————鉆孔——攻絲——邊緣倒角——檢驗。 6.3 卸料板的加工工藝過程 模板外形精加工————劃線——銑異型孔——凸模導向部位精加工——鉆孔——攻絲——邊緣倒角——檢驗。 24