標(biāo)識(shí)片B倒裝復(fù)合模設(shè)計(jì)
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畢 業(yè) 論 文
題 目 標(biāo)識(shí)片B倒裝復(fù)合模
系 別
年級(jí)專業(yè)
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
專業(yè)負(fù)責(zé)人
答辯日期
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
(學(xué)生任務(wù)書(shū)-----由指導(dǎo)教師填寫(xiě))
機(jī)電工程系 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè) 09模具2 班 羅兆謙
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)課題:標(biāo)識(shí)片B倒裝復(fù)合模
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求:
1 分析零件的沖壓工藝
2 確定模具總體結(jié)構(gòu),進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算
3 完成模具二維裝配圖及全套非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖
4 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
三、參考資料
1.吳裕農(nóng)主編.《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)制造》. 北京:科學(xué)出版社,2009
2.王考培主編.《沖壓手冊(cè)》. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000
3.郝濱海主編.《沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004
4.王戟主編.《金屬材料及熱處理》.北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2004
5.馬正元主編.《幾何量精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005
6.黃勁枝、程時(shí)甘主編.《現(xiàn)代機(jī)械制圖》(第二版).北京:電子工業(yè)出版社,2008
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)課題時(shí)間:
2012 年 2 月 13 日至 2012 年 3 月 9 日
五、進(jìn)度安排:
周 次
工作內(nèi)容
預(yù)定目標(biāo)及檢查方式
1~4周
校內(nèi)設(shè)計(jì)
完成裝配圖、零件圖、校內(nèi)檢查
5~16周
下廠實(shí)習(xí)
結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容,完成下廠實(shí)踐
六、備注:
1、本任務(wù)書(shū)一式三份,系、指導(dǎo)教師和學(xué)生各執(zhí)一份;
2、學(xué)生須將此任務(wù)書(shū)按裝訂要求進(jìn)行裝訂。
指導(dǎo)教師: 系主任:
目 錄
摘 要………………………………………………………………………………5
第一章 模具設(shè)計(jì)步驟 ………………………………………………………………6
1.1設(shè)計(jì)步驟…………………………………………………………………………6
第二章沖裁模具設(shè)計(jì) ………………………………………………………………7
2.1 制件………………………………………………………………………………7
2.2 制件工藝性分析…………………………………………………………………7
2.3 制定工藝方案……………………………………………………………………8
2.4復(fù)合模沖壓工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………………………8
2.5確定沖壓模具結(jié)構(gòu)形式 ………………………………………………………11
第三章 模具結(jié)構(gòu)總設(shè)計(jì)……………………………………………………………19
結(jié) 論………………………………………………………………………………20
致 謝……………………………………………………………………………21
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………22
零件圖………………………………………………………………………………23
摘要:本說(shuō)明書(shū)主要是針對(duì)標(biāo)識(shí)片B冷沖壓模具進(jìn)行工藝分析與設(shè)計(jì),本模具采用了倒裝復(fù)合模,并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)零件和非標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行一定的分析。其中,在第一、二章主要講述了沖壓件的設(shè)計(jì)步驟、沖裁模具設(shè)計(jì);第三章主要講述了模具結(jié)構(gòu)總設(shè)計(jì)
關(guān)鍵詞:沖壓模;零件;沖壓件
Abstract: This paper is mainly aimed at the identification patch B cold stamping die for process analysis and design, the mold using a compound die, and the standard parts and non-standard parts were analyzed. Among them, in the first, the two chapter describes the design procedure of stamping, blanking die design; the third chapter describes the die structure design
Key words: stamping die; parts; stamping parts
第一章 模具設(shè)計(jì)步驟
一個(gè)模具工程師接受任務(wù)到完成任務(wù)進(jìn)入模具加工階段,需要有以下5個(gè)步驟:
1、 分析制件工藝性:
1) 審查制件是否具備沖壓工藝性。
2) 審核制件沖壓經(jīng)濟(jì)性。
2、 制定工藝方案:
1) 確定沖壓方案。
2) 確定沖壓類型和結(jié)構(gòu)形式。
3、 相關(guān)工藝計(jì)算:
1) 排樣、確定帶料寬度,計(jì)算材料利用率。
2) 計(jì)算沖壓力,選擇壓力機(jī)。
3) 計(jì)算壓力中心。
4) 確定凸、凹模間隙,計(jì)算刃口尺寸。
4、 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
1) 確定主要部件(如墊板、固定板、凹模、凸模)的外形尺寸。
2) 確定彈性元件。
3) 選擇模柄、模架等標(biāo)準(zhǔn)件。
5、 繪制裝配圖和零件圖。
第二章 沖裁模具設(shè)計(jì)
2.1、如圖2-1所示零件,其生產(chǎn)要求如下:
生產(chǎn)批量: 大批生產(chǎn)
材 料: Q235
材料厚度: 2.0mm
圖2-1 制件零件圖
2.2、制件工藝性分析:
1、零件的尺寸精度分析
零件外形尺寸未標(biāo)注公差,按照企業(yè)要求,制件基本偏差定位JS,公差等級(jí)選用IT14級(jí),用一般精度的模具即可滿足制件的精度要求。
2、零件結(jié)構(gòu)工藝性分析
零件形狀對(duì)稱,外形均為圓弧連接,壁厚為2.0mm,滿足沖壓要求,所以可以沖裁成形。
3、制件材料分析
制件材料為Q235,抗剪強(qiáng)度=200~210Mpa,抗拉強(qiáng)度=375~500Mpa,伸長(zhǎng)率=δ5/%,適于沖壓成形。
綜合以上分析,得到最終結(jié)論:該制件可以用沖壓生產(chǎn)的方式進(jìn)行生產(chǎn)。
2.3 制定工藝方案
通過(guò)制件零件圖可以知道,要加工該制件,需要外形落料、內(nèi)形沖孔二個(gè)工序。
確定模具工藝方案的關(guān)鍵在于如何確定工序。具體方案有以下四種:
1、二套單工序模
分別完成外形落料、內(nèi)形沖孔二個(gè)工序。
2、一套模具
其中一套復(fù)合模,同時(shí)完成外形落料,中心沖孔兩道工序
如果采用方案1,不僅需要設(shè)計(jì)二套單工序模,還要考慮后一個(gè)模具的制件定位問(wèn)題。如果僅要保證內(nèi)外形的精度,這種設(shè)計(jì)也是可行的。但是制件外形是不規(guī)則的圓形,在第二套模具中一定是采用外形來(lái)定位,進(jìn)行中間孔的沖壓,這樣第二套模具的制造難度就提高了。綜合以上,我們選用方案2,一套復(fù)合模。
2.4 復(fù)合模沖壓工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算
1、排樣
1)復(fù)合模排樣圖法 復(fù)合沖裁模的排樣圖畫(huà)法與一般排樣圖畫(huà)法的區(qū)別就是排樣圖表達(dá)的不是凸模刃口的截面形狀,而是凸凹模的截面形狀。
2)復(fù)合模材料利用率計(jì)算方法 在計(jì)算材料利用率時(shí),也要明確沖裁件面積的計(jì)算方法。
在沖裁件的加工時(shí),有工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料兩種廢料。工藝廢料是由制件之間的搭邊,料頭、料尾和邊余料產(chǎn)生的;而結(jié)構(gòu)廢料是制件本身形狀所致,零件中有一個(gè)Φ25的孔,這個(gè)就是結(jié)構(gòu)廢料。有些人在計(jì)算面積時(shí)就把這個(gè)孔的面積(490.6mm)從整個(gè)零件的總面積(A=3033.3mm)中減去,再計(jì)算材料利用率,這種方法是不合理的。因?yàn)橐a(chǎn)出這個(gè)制件,就必須浪費(fèi)掉該部分面積,所以我們計(jì)算材料利用率時(shí),也可以說(shuō)計(jì)算的其實(shí)就是一個(gè)步距的工藝廢料的面積占整個(gè)板材面積的比值,當(dāng)然這個(gè)比值越小越好。在實(shí)際生產(chǎn)計(jì)算中,也可以計(jì)算該面積占一個(gè)步距面積的比例,而且利用Auto CAD軟件,計(jì)算工藝廢料的面積更方便,排樣時(shí)也是要將這個(gè)區(qū)域的面積降低到最小值。
3) 標(biāo)識(shí)片B排樣圖
制件厚度為2 .0mm,由表2-8查得工件間搭邊值a=2.0mm,沿邊搭邊最小值a=2.2mm,經(jīng)圓整,搭邊值均取3.0mm,則送料步距h=40mm;條料寬度B=116mm,排樣圖如圖2-3所示。已知制件面積S=3033.3 mm。一個(gè)步距的材料利用率為:
=3033.3/(11640)100%65%
圖2-2 排樣圖
2、計(jì)算沖壓力及確定壓力機(jī)
沖壓力的計(jì)算見(jiàn)表2-3
表2-1 復(fù)合模具沖壓力的計(jì)算
類別
計(jì)算過(guò)程
結(jié)論
沖裁力
落料
F=KLt=1.3286.22352174868(N)
174.87KN
沖孔
F=KLt=1.378.5235247964(N)
47.96KN
采用上模剛性卸料和彈性逆出卸料等方式,K=0.06;K=0.05
卸料力
F= K F=0.06174.87=10.49(KN)
10.49 KN
推料力
F= nK F=10.0547.96=15.15(KN)
2.40 KN
選擇沖床總壓力:174.87+47.96+10.49+2.40=235.72(KN)
236 KN
根據(jù)工廠實(shí)際生產(chǎn)條件,確定采用Js23-40型號(hào)的壓力機(jī)。
其主要參數(shù)如下:
公稱壓力:400KN(40tf)
滑塊固定行程:100mm
最大封閉高度:400mm
最大封閉高度調(diào)節(jié)量:80mm
工作臺(tái)尺寸:420300mm
模柄孔尺寸:Φ5070mm
3、計(jì)算凸、凹模及凸凹模刃口尺寸
1)凸凹模結(jié)構(gòu)
凸凹模是復(fù)合模中的重要工作零件,其內(nèi)外緣都是刃口,內(nèi)外緣之間的壁厚是由沖件孔邊距決定的。正裝復(fù)合模模具的落料凹模、沖孔凸模和凸凹模的工作.
正裝式復(fù)合模的凸凹模安裝在上模,型孔內(nèi)不積存沖孔廢料,廢料由打料裝置打出,所以其最小壁厚值可以比倒裝復(fù)合模小些。一般值為:對(duì)黑色金屬等材料,=(1.2~1.5)t;對(duì)有色金屬等材料,=t,但是0.5mm;因此,如果制件孔邊距過(guò)小,凸凹模最小壁厚小于表2-2所列數(shù)值,則不能選擇倒裝復(fù)合模結(jié)構(gòu),要選用正裝復(fù)合模。
2)標(biāo)識(shí)片B刃口尺寸
計(jì)算刃口尺寸需要遵循以下原則:
①、 落料件光亮帶處于大端尺寸,其光亮帶是因凹模刃口擠材料產(chǎn)生的,且落料件的大端(光面)尺寸等于凹模尺寸;所以落料外形尺寸主要決定與凹模孔口尺寸,即落料模需要先計(jì)算凹模尺寸。
②、 沖孔件光亮帶處于小端尺寸,其光亮帶是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的,且沖孔件的小端(光面)尺寸等于凸模尺寸;所以沖孔孔徑尺寸主要決定于凸模尺寸,即沖孔模需要先計(jì)算凸模尺寸。
③、 凸、凹模刃制件應(yīng)有合理間隙值。不管落料還是沖孔,沖裁間隙一般選用最小合理間隙值(Z)。
④、 凸、凹模刃口計(jì)算公式由于落料與沖孔的基準(zhǔn)尺寸不同而不同。落料時(shí),首先確定凹模刃口尺寸,凸模刃口的基本尺寸等于凹模刃口的基本尺寸減去最小間隙值得到;沖孔時(shí),首先確定凸模刃口尺寸,凹?;救锌诔叽绲扔谕鼓H锌诘幕境叽缂由献钚¢g隙值得到。具體公式見(jiàn)表2-16所示。
⑤、 凸、凹模的制造公差應(yīng)與制件尺寸精度相適應(yīng),偏差值按照入體原則標(biāo)注。
綜上所述,計(jì)算刃口尺寸的基本步驟如表2-16所示。
表2-16 分開(kāi)加工法刃口尺寸計(jì)算基本步驟
序號(hào)
步驟
公差
依據(jù)
1
確定間隙值Z/mm
(雙邊值)
Z=D- d
D——凹模尺寸(D)
d——凸模尺寸(d)
查表確定或經(jīng)驗(yàn)值確定
2
確定凸、凹模基準(zhǔn)刃口尺寸/mm
落料時(shí),首先確定凹模刃口尺寸D
D=(D- )(+)
沖孔時(shí),首先確定凸模刃口尺寸d
d=(d+ )(0/-)
—磨損系數(shù);—制件公差
區(qū)分落料和沖孔工序:
落料尺寸=凹模尺寸
沖孔尺寸=凸模尺寸
3
計(jì)算凸、凹模刃口尺寸/mm
落料時(shí),凸模刃口的基本尺寸d= D- Z
沖孔時(shí),凹?;救锌诔叽鏒= d+ Z
4
刃口偏差/mm
凹模刃口偏差(+)
凸模刃口偏差(0/-)
入體原則
5
刃口精度/mm
凹模刃口公差+凸模刃口公差 Z- Z
與制件尺寸精度相適應(yīng)
在現(xiàn)在的模具零件加工中,當(dāng)產(chǎn)品形狀為非圓形時(shí),工作部分零件基本采用電加工方式進(jìn)行。在實(shí)際生產(chǎn)中,要繪制一個(gè)基準(zhǔn)圖作為電加工的基準(zhǔn)。落料時(shí)凹模尺寸按照基準(zhǔn)圖加工,凸模尺寸等于凹模尺寸減去一個(gè)間隙值。
模具主要工作零件的刃口尺寸計(jì)算見(jiàn)表2-3
沖壓工件
零件尺寸
計(jì)算公式
凹模尺寸
凸模尺寸
落料
(外形為異形)
——
——
按基準(zhǔn)圖加工
按基準(zhǔn)圖單邊-0.025加工
沖孔
(圓形)
25.02
=25.02+0.14=25.16
25.12
制件公差等級(jí)為IT14,摩損系數(shù)=0.5
落料時(shí),凹模公差+0.035/0;凸模公差0/-0.025
沖孔時(shí),凹模公差+0.025/0;凸模公差0/-0.020
2.5、確定沖壓模具結(jié)構(gòu)形式
1、確定凹模尺寸
在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),需要首先確定凹模結(jié)構(gòu)尺寸。凹模設(shè)計(jì)時(shí)的主要內(nèi)容包括:
①、 確定凹模材料;
②、 確定凹模型孔側(cè)壁形狀;
③、 確定外形形狀與裝配結(jié)構(gòu);
④、 確定凹模周界尺寸;
⑤、 確定凹模板上型孔、螺釘孔、銷釘孔的位置及尺寸等;
⑥、 確定凹模板的厚度尺寸。
1、 凹模型孔側(cè)壁形狀的確定
①、凹模刃孔口結(jié)構(gòu)
凹模刃口結(jié)構(gòu)有直壁式、斜壁式兩類。從刃口強(qiáng)度方面,直壁式刃口比斜壁式高;從加工角度,斜壁式刃口更容易加工。一般情況下,全直壁式型孔和斜壁式只適用于逆出式模具,順出式模具常用階梯形直壁型孔;漏料口可以采用鉆孔或銑削制成。但是無(wú)論采取哪種結(jié)構(gòu),都要注意凹模刃口高度h的取值。
②、廢料堆積
在選擇刃口形式時(shí),還要考慮防止廢料堆積的問(wèn)題。以下是常見(jiàn)的容易產(chǎn)生廢料堆積的因素:
⑴、 凹模刃口有效高度(直線部位)過(guò)長(zhǎng);
⑵、 骨表面讓位形狀不適合;
⑶、 凹模內(nèi)部的表面較粗糙;
⑷、 凹模、模具墊板、模座的孔中心偏移造成臺(tái)階;
⑸、 沖裁廢料相互連接,呈棍狀下落時(shí),堆積住讓位孔;
⑹、 廢料帶磁性;
⑺、 薄板或小孔沖裁,因沖裁廢料重量輕,即使一個(gè)小障礙也會(huì)導(dǎo)致廢料堆積。
例如,凹模刃口有效高度h過(guò)大,在沖裁過(guò)程中積存在凹模型孔內(nèi)的落料件或沖孔廢料的片數(shù)將增加,結(jié)果一方面是凸模受到的反頂力增大,會(huì)使凸模,尤其是細(xì)長(zhǎng)凸模在沖壓時(shí)容易損壞。另一方面孔口內(nèi)堆積材料過(guò)多,會(huì)直接導(dǎo)致凹模刃口崩裂,導(dǎo)致模具報(bào)廢等嚴(yán)重后果。所以在設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮刃口形狀。
又如在沖裁0.5mm以下的薄板時(shí),臺(tái)階式直壁凹模孔口容易塞料,材料從孔口被推出后,材料會(huì)在凹模內(nèi)翻轉(zhuǎn),所以,凹模底部擴(kuò)孔尺寸不宜過(guò)大(一般比型孔尺寸大0.5~1mm),否則容易因?yàn)椴牧系姆D(zhuǎn)導(dǎo)致堵塞孔口,導(dǎo)致廢料堆積;而斜壁式則可防止廢料轉(zhuǎn)落,減少由于廢料堆積帶來(lái)的故障,但是孔口是傾斜的,刃口強(qiáng)度不如直壁式高。
③、廢料回跳
沖裁時(shí),廢料回跳會(huì)引起制件質(zhì)量缺陷、模具損傷等,特別是薄板小徑?jīng)_裁,凹模之間的約束力較少的切邊容易引起廢料回跳。廢料產(chǎn)生回跳的主要原因有真空產(chǎn)生的吸附、吸附到凸模刃口處、油液產(chǎn)生的吸附、凸模的磁力和凹模壓縮空氣引起的負(fù)壓等。一般的沖裁間隙中,排出廢料的尺寸小于凹??讖匠叽纾踩菀装l(fā)生回跳。
解決廢料回跳的方法有以下幾種:
⑴、 選用特種凸模 斜刃口凸模、頂料凸模、帶氣孔凸模等。
⑵、 凹模結(jié)構(gòu)改變 以真空產(chǎn)生吸引,增加刃口內(nèi)面的粗糙度,切刃采用微小側(cè)角等。
⑶、 其他措施 改變輪廓形狀,減小沖裁間隙,加大凸模進(jìn)入凹模的深度。
⑷、 專用防廢料回跳型凹模 一些提供模具標(biāo)準(zhǔn)件的廠家,有一種防廢料回跳型凹模。在這種凹模內(nèi)表面加工了兩條以上的斜槽,這樣在沖裁時(shí),沖裁廢料被壓入凹模型孔,廢料對(duì)應(yīng)于凹模斜槽的小突起部位,再經(jīng)過(guò)凸模往下壓,突起部位會(huì)被凹模側(cè)面壓縮,因而達(dá)到防止廢料回跳的作用。但是由于是通過(guò)在廢料上形成小突起部位而防止回跳的,所以這種結(jié)構(gòu)不適合精密孔沖裁、下料等情況。
2、 凹模外形與裝配結(jié)構(gòu)
確定凹模尺寸前,要先考慮凹模的外形及裝配結(jié)構(gòu)。
凹模的外形有圓形和矩形,裝配結(jié)構(gòu)有整體式和鑲拼式,刃口也有平刃和斜刃。實(shí)際生產(chǎn)中,在凹模上開(kāi)設(shè)所需要的凹模型孔,用螺釘、銷釘將凹模板直接固定在下模座上。
由于該制件外形近似于矩形,且尺寸不大,所以該套模具凹模外形為矩形,并采用整體式凹模結(jié)構(gòu)。
3、 凹模外形的確定
1)、確定原則
凹模外形尺寸指的是凹模板的整體尺寸。凹模的外形有矩形和圓形兩種,需要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)確定。下面以矩形凹模為例說(shuō)明如何確定凹模板的尺寸。
凹模板的尺寸包括長(zhǎng)(L)寬(B)高(H),從凹模刃口(bl)至凹模板外邊緣的最短距離稱為凹模壁厚C。
凹模壁厚C值的選取直接影響凹模板登外形尺寸,即長(zhǎng)度L與寬度B的值。其最小值可以參考
凹模外形尺寸并不能簡(jiǎn)單地從凹模型孔向四周擴(kuò)大一個(gè)壁厚C來(lái)決定,因?yàn)榘寄0迳线€會(huì)有定位零件,如導(dǎo)料板等結(jié)構(gòu)、還要考慮凹模板的安裝尺寸等。在確定凹模外形尺寸時(shí),還需要注意如下身體上內(nèi)容:
①、 相關(guān)螺紋孔、銷釘孔與刃口邊的最小距離;
②、 螺紋孔與銷釘孔與刃口之間的最小距離;
③、 彈性元件的外形尺寸;
④、 進(jìn)料方式;
⑤、 定位、定距方式。
在實(shí)際生產(chǎn)計(jì)算中,螺孔中心到刃口邊緣或者銷釘孔邊緣的距離,一般可以按照1.5~2d取最小值。
沖模中的定位銷常選用圓柱銷,選用直徑與螺釘直徑相等或小一個(gè)規(guī)格,一組定位采用兩個(gè)銷釘,在模具內(nèi)部的長(zhǎng)度一般是其直徑的2~2.5倍。
固定常采用內(nèi)六角螺釘,這類螺釘堅(jiān)固可靠,螺釘頭不外露,整個(gè)模具外形齊整。擰入鑄鐵件的螺釘深度一般是螺釘?shù)?~2.5倍;擰入一般鋼件的深度是螺釘直徑的1.5~2倍。螺釘直徑的選用與模板厚度有關(guān),如表2-23給出了凹模固定用螺釘直徑與凹模厚度的關(guān)系。
表2-23 固定螺釘直徑與凹模厚度的關(guān)系
凹模厚度/mm
13
>13~19
>19~25
>25~35
>35
螺釘規(guī)格
M4、M5
M5、M6
M6、M8
M8、M10
M10、M12
2)、標(biāo)識(shí)片B模具的凹模周界尺寸
確定凹模周界時(shí),首先將凹模刃口1:1繪制出來(lái),然后以此為界畫(huà)一個(gè)外框,由于本例中選擇M8螺釘和Φ8的銷釘,所以以該線框?yàn)榻缦蛲鈹U(kuò)展2倍直徑,即是螺釘、銷釘中心線位置;再由此位置往外擴(kuò)展2倍直徑尺寸,即是凹模周界尺寸。則推出凹模周界尺寸為14282,參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校核或取整,以便后續(xù)選擇標(biāo)準(zhǔn)模架,考慮到后續(xù)彈性元件的使用空間,所以將凹模周界尺寸擴(kuò)大一定尺寸,最終尺寸為160100
4、 確定凸模尺寸
凸模設(shè)計(jì)時(shí)的主要內(nèi)容包括:確定凸模材料、確定裝配結(jié)構(gòu)、確定凸模長(zhǎng)度尺寸。
1)、凸模安裝方法
凸模安裝時(shí)要保證其精確定位,要防止凸模在工作中撥出,如果截面形狀是非圓形,還要防止轉(zhuǎn)動(dòng)。
一般凸模需要固定在凸模固定板上,并在上面配置墊板,避免在工作中沖擊模座。凸模的固定方法,決定了凸模的結(jié)構(gòu)樣式。凸模的固定方式一般有臺(tái)階式、膠粘式、鉚接式等。在本套模具中,凸模采用臺(tái)階式固定方式,即在凸模側(cè)邊加工一個(gè)矩形凸起,起到固定作用。
凸模端部臺(tái)階尺寸,H=3~8mm,且要求H>臺(tái)階尺寸(1.5~2.5mm)。與固定板按H7/m6或H7/n6配合。常用于普通圓形凸模,能保證可靠的固定。
2)、凸模的長(zhǎng)度計(jì)算
凸模的長(zhǎng)度根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)來(lái)確定,一般要求在滿足沖壓條件下,凸模尺寸越短越好。
計(jì)算時(shí)有首先考慮凸模工作部分的長(zhǎng)度l(不引起屈服時(shí)的最大長(zhǎng)度,單位mm),再考慮凸??傞L(zhǎng)度的尺寸L。
式中 a——模具無(wú)導(dǎo)向a=1; 有導(dǎo)向時(shí)a=2;
E——凸模材料的縱彈性模量,模具鋼為2.210Mpa;
J——凸模最小斷面的慣性矩;圓形凸模J=()/64;
矩形凸模J=(bh)/12。
此外,還要考慮凸模全長(zhǎng)與凸模固定板、卸料板和導(dǎo)料板的關(guān)系。凸模的計(jì)算公式為:
L=
式中 ——凸模固定板厚度(一般為總長(zhǎng)度L的三分之一,且1.5d);
——卸料板和導(dǎo)料板的總厚度(若是彈壓卸料則只有卸料板厚度,但是需要考慮彈性元件高度);
——安全距離(凸模固定板和固定卸料板之間)一般可以取值10~20mm;或彈性元件的裝配高度;
05~1——凸模進(jìn)入凹模型孔的深度尺寸。
一般凸模不需要進(jìn)行強(qiáng)度校核,但是在小孔沖裁等情況下需要校核其強(qiáng)度。另外,小孔沖裁,要給凸模加強(qiáng)保護(hù),避免凸模折斷。
L==47mm
3)、標(biāo)識(shí)卡B模具凸模結(jié)構(gòu)
該套模具中凸模材料為Cr12,硬度61~64HRC;并要求非刃口銳角倒鈍。在凸模固定端設(shè)計(jì)一個(gè)凸臺(tái),作為裝配結(jié)構(gòu)。
5、 導(dǎo)向零件(模架組合)
隨著對(duì)制件精度要求的提高,現(xiàn)代模具的精度也向著高精度發(fā)展。在對(duì)生產(chǎn)批量大、零件公差要求高,壽命要求高的模具,都要采用導(dǎo)向零件。在實(shí)際應(yīng)用中,導(dǎo)向零件一般指的是模架組合。
模架主要有兩大類:一類是導(dǎo)柱導(dǎo)套類模架,包括中間導(dǎo)柱模架、對(duì)角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架和四角導(dǎo)柱模架;另一類是導(dǎo)板模模架,包括對(duì)角導(dǎo)柱彈壓模架和中間導(dǎo)柱彈壓模架兩種。模架的組成已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,在設(shè)計(jì)模具時(shí)可以選擇標(biāo)準(zhǔn)模架,也可以自行設(shè)計(jì)模架尺寸。
1)、導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向
導(dǎo)柱導(dǎo)套與模座的裝配要按照國(guó)標(biāo)規(guī)定。高度H為模具閉合高度,導(dǎo)套在上模座中裝配時(shí),要保留至少3mm的空隙;模具閉合時(shí),導(dǎo)柱距離導(dǎo)套上端面也要有10~15mm的安全距離;導(dǎo)柱在下模座的安裝也不能與底面平齊,要有2~3mm的間隙。同時(shí)上模座開(kāi)橫槽,便于排氣。
2)、滾珠導(dǎo)向
滾珠導(dǎo)向是一種無(wú)間隙、精度高、壽命長(zhǎng)的導(dǎo)向裝置。常用于高精密沖模中。
該導(dǎo)向裝置由滾珠、滾珠保持器、導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成,各組成零件都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。滾珠在導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間應(yīng)保證導(dǎo)套內(nèi)徑與導(dǎo)柱在工作時(shí)有0.01~0.02mm的過(guò)盈量。所以:
式中 ——導(dǎo)套內(nèi)徑;
d——導(dǎo)柱直徑;
——滾珠中心距。
3)、模座
上、下模架的作用是直接或者間接地安裝沖模的全部零件,上模座與壓力機(jī)滑塊連接,下模座與工作臺(tái)連接,支承、傳遞全部模具的工作壓力。因此,上、下模座的強(qiáng)度不足會(huì)引起模具的破損,輕度不足會(huì)導(dǎo)致工作時(shí)產(chǎn)生大量的彈性變形,導(dǎo)致模具工作零件和導(dǎo)向零件的迅速磨損。
在設(shè)計(jì)時(shí),模座的選取需要注意發(fā)下幾點(diǎn):
①、 盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)模架,也可以自行設(shè)計(jì)。模座大小要根據(jù)凹模尺寸來(lái)確定,尤其是長(zhǎng)度尺寸,要留出安裝尺寸,一般長(zhǎng)度方向尺寸比凹模板大30~50mm,寬度方向可以略大于或等于凹模板尺寸;厚度約為凹模板的1~1.5倍,以保證工作時(shí)有足夠的強(qiáng)度和剛度。
②、 模座必須與所選定的壓力機(jī)工作臺(tái)和滑塊尺寸匹配。例如,下模座尺寸應(yīng)比工作臺(tái)尺寸小40~70mm,以便進(jìn)行安裝固定。
③、 中、大型模具需要在模座上設(shè)計(jì)吊裝結(jié)構(gòu),以便安裝、修配時(shí)的搬運(yùn)、移動(dòng)。在安全生產(chǎn)條例中,如果一件產(chǎn)品的質(zhì)量超過(guò)20Kg,或者需要工人彎腰進(jìn)行搬運(yùn),則要選擇用工具(如電磁鐵)進(jìn)行搬運(yùn),而不能用手工搬運(yùn)。所以,如果模具重量比較大,或者體積比較大,則要在上、下模座側(cè)面打螺紋孔,安裝吊環(huán)。
4)、模柄
中、小型模具一般都是通過(guò)模柄將上模與壓力機(jī)固定連接。對(duì)其基本要求有兩點(diǎn):一是要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合,安裝可靠;二是要與上模正確可靠連接。模柄盡量選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)件。
一體式模柄常用于比較厚而且不是復(fù)合模的情況,但通用性差;壓入式模柄主要用于上模座比較而且不是復(fù)合模的情況,采用H6/h7配合,常配用止轉(zhuǎn)銷進(jìn)行定位;旋入式模柄通過(guò)螺紋與上模座連接,并加止轉(zhuǎn)螺釘放松、止轉(zhuǎn),主要用于導(dǎo)柱導(dǎo)套模架中;凸緣式模柄由3~4個(gè)螺釘將模柄與上模座連接并固定,一般中間有孔,常用于復(fù)合模中,打桿從模柄中通孔中通過(guò),進(jìn)行打料;浮動(dòng)模柄的特點(diǎn)是可以削除壓力機(jī)導(dǎo)向誤差對(duì)模具導(dǎo)向精度的影響。
模柄尺寸則根據(jù)壓力機(jī)模柄孔尺寸來(lái)確定,模柄類型需要根據(jù)壓力機(jī)型號(hào)、上模座尺寸來(lái)確定。
模具結(jié)構(gòu)各部件尺寸確定后,需校核模具閉合高度和最大高度,是否與壓力機(jī)適應(yīng),最終確定結(jié)構(gòu)尺寸后,才可以進(jìn)行裝配圖和零件圖的繪制。
第三章 模具結(jié)構(gòu)總設(shè)計(jì)
根據(jù)沖壓工藝方案,已確定采用復(fù)合模結(jié)構(gòu),根據(jù)零件的特點(diǎn)可用倒裝復(fù)合模結(jié)構(gòu);采用彈壓卸料、剛性推件;條料在模具中的定位采用活動(dòng)擋料銷;采用縱向送料;為了操作方便,采用后側(cè)導(dǎo)柱滑塊模架。
裝配圖如下:
結(jié) 論
作為一個(gè)即將畢業(yè)的主攻模具專業(yè)方向的學(xué)生,三年的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐的學(xué)習(xí),為以后從事模具設(shè)計(jì)和制造打下了一定的基礎(chǔ)。在進(jìn)行導(dǎo)板導(dǎo)向落料模的設(shè)計(jì)與制造時(shí),我通過(guò)各種途徑了解到模具行業(yè)發(fā)展迅速,是一個(gè)非常有生命力有前途的行業(yè)。本人雖然學(xué)過(guò)一些專業(yè)知識(shí),也有一些實(shí)踐的經(jīng)歷,但仍然感覺(jué)得到對(duì)模具這一領(lǐng)域的陌生及知識(shí)的貧乏。自己的這份說(shuō)明書(shū),在老師及專業(yè)人士看來(lái)可能很幼稚,但它出自真實(shí),反映出了我的水平。通過(guò)設(shè)計(jì)和說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě),這使自己看清了本身的不足。次設(shè)計(jì)是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程,它幫我鞏固了以前所學(xué)的內(nèi)容,使自己又進(jìn)一步了解了模具整個(gè)設(shè)計(jì)及制造過(guò)程,它使我認(rèn)識(shí)到了模具這一領(lǐng)域的深懊,來(lái)不得半點(diǎn)虛假因素。在整個(gè)模具設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中我得到了樂(lè)趣,從中學(xué)到了知識(shí)。為以后下廠實(shí)習(xí)打下了很好的基礎(chǔ)。
致 謝
首先,我們應(yīng)感謝在設(shè)計(jì)過(guò)程中老師的精心指導(dǎo),在此要向老師們致以最崇敬的感謝!老師總是在百忙之中抽出時(shí)間來(lái)為我們解答設(shè)計(jì)過(guò)程中的疑問(wèn),在審方案階段,老師總是不厭其煩地給我們細(xì)心講解,以消除我們的盲點(diǎn)。在這里,我們要一并感謝模具教研室的其他老師,以及那些在無(wú)意間幫助過(guò)我們的老師和同學(xué),謝謝你們。
幾個(gè)月心血此時(shí)凝聚在這本厚厚的設(shè)計(jì)書(shū)中,我頗感激動(dòng)。它是我這幾個(gè)月在畢業(yè)設(shè)計(jì)中共同協(xié)作,努力克服困難的見(jiàn)證。它記錄了我這幾個(gè)月的生活,也見(jiàn)證了我大學(xué)的最后時(shí)光。這次設(shè)計(jì)是我第一次進(jìn)行全面和系統(tǒng)的設(shè)計(jì),難免會(huì)有疏漏和不足之處,可能存在計(jì)算不夠準(zhǔn)確,圖紙質(zhì)量不高等問(wèn)題,還有許多細(xì)節(jié)未做到及時(shí)處理,請(qǐng)各位老師指正,以幫助我不斷提高,不斷進(jìn)步。我們相信通過(guò)這次全面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及在這個(gè)過(guò)程中各位老師的不斷點(diǎn)撥,在今后的工作中我們一定會(huì)做到更好。
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