0027-端蓋落料拉深、翻邊、沖孔級進模設計【全套12張cad圖紙+文檔全套】

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工件邊緣搭邊：a=2.0mm； 步距為：291.6mm; 條料寬度：B=303.4mm 沖裁件面積：A=/4×D+/4×290.1=66064mm 查板材標準，宜選1250mm×3000mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為4張條料(303.4mm×3000mm)，每張鋼板可沖40個工件，則η為： η= ×100% =×100% =70.5%. 表（1）—排樣及材料利用率計算 項 目 公 式 結 果 備 注 沖裁件的面積A 如上式所求 66064 mm 查表2.5.2得最小搭邊值a=1.5mm a1=2.0mm采用側壓裝置 條料寬度B B=291.4+2×2+8 303.4mm 步距S 291.6mm 一個步距材料利用率η η=A/BS×100% 74.7% 材料的利用率η總 η=×100% 70.5% 2.3成形次數(shù)的確定 該工件成形外圈拉深，求出拉深系數(shù)，根據(jù)抷料的相對厚度，查表4.4.1發(fā)現(xiàn)大于表中數(shù)值,能一次拉深成形。拉深時帶有料圈。 該工件內圈翻邊得到，由破裂條件： ， 由表5.3.1可查得極限翻邊系數(shù)，極限翻邊系數(shù)小于值，將代入公式： 極限翻邊高度大于工件所需的翻邊高度，所以可以一次翻出。 2.4沖壓工序壓力的計算 該模具采用級進模，擬選擇彈性卸料。沖壓力的相關計算如下： 由《沖壓模具設計與制造》中沖裁力公式--2.6.1得： F=KLt 公式中F——沖裁力 L——沖裁周邊長度 對于φ128.1的孔：L=3.14×128.1=402.2mm 對于φ290.2的孔：L=3.14×290.2=911.2mm T——材料厚度 t=1.2mm ——材料抗拉強度 取410MPa K——安全系數(shù) 安全系數(shù)K是考慮到實際生產(chǎn)，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損，板料力學性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取K=1.3 對于φ128.1孔:F1=1.3×3.14×128.1mm×1.2mm×410MPa=257.3KN 對于φ290.2孔:F2=1.3×3.14×290.2mm×1.2mm×410MPa=582.8KN 沖床的沖裁力為F。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算可得： F==840.1KN 下面對卸料力進行計算： 由P70 2.6.3公式得:卸料力Fx=KxF 由P70 2.6.4公式得 推件力Ft=KtF 由P70 2.6.5得 頂件力 公式中: F——沖裁力為840.1N Kx——卸料力系數(shù) 由《沖?！稰70表2.6.1查得Kx=0.05 將凹模內的廢料推出 N——同時在凹模內的廢料 n=h/t 式中 h——凹模洞口的直刃高度 T——板料厚度 Kt——為推件力系數(shù) 由表2.6.1查得Kt=0.05 根據(jù)凹模的修模余量的一般要求，取h=6mm，則n=6/1.2=5 故據(jù)由公式得： 252KN 將拉深凹模中的制件推出 ——為頂件力系數(shù) 由表2.6.1查得Kd=0.05 拉深力的計算： K1——修正系數(shù)，K1 =0.37 翻邊力的計算: 該為彈性卸料,壓料力的計算: 其中A——抷料的投影面積 P——單位面積上的壓力 故 =1784.3KN 2.5壓力中心的確定及相關計算 計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如下圖所示。在圖中將xOy標建立在圖示的對稱中心線上，將總裁輪廓線按幾何圖形分解成-共3組基本線段，用解析法求得該模具的壓力中心C點的坐標(0,0)。有關計算如下表1所示。 圖3— 凹模型口圖 表（2）—壓力中心數(shù)據(jù)表 基本要素長度 L/mm 各基本要素壓力中心的坐標值 x Y =911.2mm 0 291.6 =471mm 0 O =402.2mm 0 291.6 合計1784.4mm 0 O.24 由以上計算結果可以看出，該工件總裁力不大，壓力中心偏移坐標原點(0,0)較小，為了便于模具的加工和裝配，模具中心仍選在坐標原點O。若選用J23-25沖床，(0,0)點仍在壓力機模柄投影面積范圍內，滿足要求。 2.6工作零件刃口尺寸計算 在確定工作零件刃口尺寸之前，首先要考慮到工作零件的加工方法和模具的裝配方法，結合該模具的特點，工作零件的形狀相對比較簡單，適宜采用線切割機床分別加工凸模、凹模、凹模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各孔的同軸度，使裝配工作簡化，因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算。 2.6.1沖壓加工工序 對于形狀復雜或料薄的沖裁件，為了保證凸、凹模之間一定的間隙值，必須采用配合加工。尺寸未注公差根據(jù)設計的規(guī)則取自由公差、為IT14級精度，其他標準公差值由《公差配合與技術測量》表查得。由材料的厚度，20鋼，查表2.3.3得： 而所需沖裁的孔由落料獲得，應以凹模為基準件，凹模的磨損情況可分為三類： 凹模磨損后變大的尺寸 凹模磨損后變小的尺寸 凹模磨損后不變的尺寸. 凹模刃口尺寸計算如下: 凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 而所需沖裁的孔由沖孔獲得，應以凸模為基準件： 凹模實際刃口尺寸與沖孔凸模配制，保證最小雙面合理間隙值， 2.6.2拉深加工工序 制件的外形通過拉深得到，且尺寸標注在外形，以凹模為基準，制造公差為級，尺寸計算如下： = ＝ = ＝ 在此拉深模中帶由壓料圈，拉深模雙邊間隙Z由表4.8.2確定 同理翻邊尺寸計算如下: = = = 拉深、翻邊凸、凹模圓角半徑的確定： ——材料力學性能系數(shù)，取＝1 ——拉深凹模圓角半徑系數(shù)，由表4.8.1查得=7 凸模圓角半徑: = =6.7 2.7卸料橡膠的設計 卸料橡膠的設計計算見下。要求選用的4塊橡膠板的厚度務必一致，不然會造成受力不均勻，運動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。其結構見圖4所示： 圖4—卸料橡膠 模具工作行程： ==1+1.2+26.8=29mm. 為凸模凹進卸料板的高度1mm. t為料厚. 為拉深凸模沖裁后進入凹模的深度26.8mm. 橡膠工作行程： =29 mm 選取M12的卸料螺釘，選卸料橡膠的內徑為16.5，由《模具設計大典3》表22.5.12 D=60,H=85,d=16.5 3 模具總體設計 3.1模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級進沖壓，所以模具類型為級進模。 3.2定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，帶有側壓裝置?？刂茥l料的送進步距，沖的孔與翻邊，都采用始用擋料銷初定距，后工位拉深由翻邊定位。 3.3卸料、出件方式的選擇 因為工件料厚為1.2mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可以采用彈性卸料。又因為是級進模生產(chǎn)，沖孔用下出料方式，拉深結束后由頂件塊頂出，比較便于操作和生產(chǎn)效率也較高。 3.4導向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質量，方便安裝調整等因素該級進模采用中間導柱的導向方式。 4 主要零部件設計 4.1工作零件的結構設計 4.1.1沖孔凸模 結合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成臺階式，采用線切割機床加工，裝在凸模固定板上，與凸模固定板的配合按。其其總長L可按《沖壓模具設計與制造》公式2.9.2計算： =32+18+50+1.2+ =110(mm) 式中:L——凸模長度(mm); ——凸模固定板厚度(mm); ——卸料板厚度(mm); ——橡膠高度（mm） ——材料厚度(mm); ——增加長度。它包括凸模的修磨量、凸模進入凹模的深度（0.5-1mm）、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10-20mm. 沖孔凸模具體結構可參見圖5所示: 圖5—沖孔凸模 4.1.2翻邊凸模 結合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成臺階式，采用線切割機床加工，裝在凸模固定板上，與凸模固定板的配合按。其其總長L可按《沖壓模具設計與制造》公式2.9.2計算： =32+18+50+1.2+15+ =125(mm) 式中:L——凸模長度(mm); ——凸模固定板厚度(mm); ——卸料板厚度(mm); ——橡膠高度（mm） ——翻邊的高度（mm） ——材料厚度(mm); ——增加長度。它包括凸模的修磨量、凸模進入凹模的深度（0.5-1mm）、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10-20mm. 沖孔凸模具體結構可參見圖6所示: 圖6—翻邊凸模 同理沖壓拉深凸凹模如圖7所示： =32+18+50+1.2+25+ =135(mm) 圖7—沖壓拉深凸凹模 圖8—沖壓拉深凸模 凸模固定板具體結構可參見圖9所示: 圖9—凸模固定板 4.1.3凹模 凹模采用整體凹模，各總裁的凹模孔均采用線切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按《沖壓模具設計與制造》公式2.9.3、2.9.4計算： 凹模厚度　0.15×290.1=43.5mm.(查表2.9.5得＝0.15) 凹模壁度　65mm. 取凹模厚度44mm，凹模壁度65mm. 凹模寬度　(290.1+2×65)=420.1mm.考慮到模具模具強度及整體外觀取 B=430mm. 凹模長度L取1000mm(送料方向) 凹模輪廓尺寸為　1000mm×430mm×44mm，結構如圖10所示： 圖10—凹模 4.2定位零件的設計 控制條料的送進步距，沖的孔與翻邊，都采用始用擋料銷初定距，后工位拉深由翻邊定位。 圖11—始用擋料塊 4.3導料板的設計 導料板的內側與條料接觸，外側與凹模齊平，導料板與條料之間的間隙取0.5mm，這樣就可確定了導料板的寬度，導料板的厚度按《沖壓模具設計與制造》表2.9.7選擇。導料板采用45鋼制作，熱處理硬度為43-48HRC,用螺釘和銷釘固定在凹模上。導料板的進料端安裝有承料板。 導料板的結構可參見圖12所示： 圖12—導料板 承料板的結構可參見圖13所示： 　　　　　　　　 圖13—承料 4.4卸料部件的設計 4.4.1卸料板的設計 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為18mm。 卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為43-48HRC。卸料板的結構可參見圖14所示： 圖14—卸料板 4.4.2卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設置8個卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M12×12mm。卸料螺釘尾部應留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應使卸料板超出凸模端面1mm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調整。故卸料螺釘查《五金簡明手冊》知M10×137mm。 4.5模架及其它零部件設計 該模具采用中間導柱模架，這種模架的導柱在模具中間位置，沖壓時可防止由于偏心矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。查《中國模具設計大典》知： 導柱分別為50mm×260mm.和55mm×260mm. 導套d/mm×L/mm×D/mm分別為50mm×130mm×53mm和55mm×130mm×53mm 上模座厚度取55mm；上模墊板厚度取8mm；凹模厚度取44mm；下模座厚度取65mm；那么，該模具的閉合高度： =(55+8+135+44+65-27)mm =280mm 式中：——凸模長度，=135mm; ——凹模厚度，=44mm; ——凸模沖裁后進入凹模的深度，=27mm。 可見該模具閉合高度小于所選壓力機JA23-200的最大裝模高度（310mm），可以使用。 5 模具總裝圖 通過以上設計，可得到如圖15所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模座、墊板、凸模、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導料板等組成。沖孔廢料由漏料孔落下，成品件均由頂件塊頂出。 條料送進時采用始用擋料銷定距。操作時完成第一步?jīng)_壓后，把條料向前送進，第二步翻邊仍采用始用擋料銷定距，最后沖裁拉深上步翻邊定位。 圖15—引線片級進模裝配圖 1.M20×58內六角螺釘2.下模座 3.導柱 4.凹模 5.卸料板 6.導套 7.凸模固定板 8.上模座 9.墊板 10.×85銷釘11.凸凹模 12.頂件塊 13.翻邊凸模 14.模柄 15.M6×17螺釘 16.沖孔凸模 17. M12×150卸料螺釘 18.橡膠塊 19.導套 20.導柱 21.導板 22.始用擋料銷 23.M20×60起吊螺釘 24.承料板 25.推件板 26.推桿 27.拉深凸模 28.推件板 6 沖壓設備的選定 通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機JA21-200能滿足使用要求。其主要技術參數(shù)如下： 公稱壓力：2000KN 滑塊行程：65mm 最大閉合高度：360mm 最大裝模高度：310mm 連桿調節(jié)長度：55mm 工作臺尺寸(前后×左右)：1600mm×710mm 模柄孔尺寸：mm×100mm 最大傾斜角度： 7 模具零件加工工藝 本副沖裁模，模具零件加工的關鍵在工作零件、固定板以及卸料板，若采用線切割加工技術，這些零件的加工就變得相對簡單。 圖7所示落料拉深凸凹模的加工工藝過程如下表（3）所示： 表（3）—落料拉深凸凹模的加工工藝過程 工序號 工序名稱 工 序 內 容 工序簡圖(示意圖) 1 備 料 備毛坯尺寸： Ф98×115mm 2 熱 處 理 退 火 3 車 留單邊余量0.5 4 熱 處 理 調 質 5 磨 平 面 磨外圓，上下平面 6 鉗工劃線 劃出各孔位置線 7 加工螺釘孔、 安裝孔及穿絲孔 按位置加工螺紋孔、銷釘孔及穿絲孔等 8 熱 處 理 按熱處理工藝，淬火回火達到58-62HRC 9 磨 精磨外圓 10 線 切 割 按圖線切割，輪廓達到尺寸要求 11 鉗工精修 全面達到設計要求 12 檢 驗 按產(chǎn)品零件圖檢驗 拉深的凸模與沖壓拉深的凸凹模配做。 圖5所示沖孔凸模的加工工藝過程如下表（4）所示： 表（4）—沖孔凸模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工 序 內 容 工序簡圖(示意圖) 1 備 料 備毛坯尺寸98×115mm 2 熱處理 退 火 3 車 削 車削毛坯輪廓，留0.3mm單邊余量 4 熱處理 按熱處理工藝，淬火回火達到58-62HRC 5 磨 精磨外圓 6 表面拋光 表面拋光達到 輪廓達到尺寸要求 7 檢 驗 按產(chǎn)品零件圖檢驗 用同樣的工藝加工翻邊凸模。 圖10所示凹模的加工工藝過程如下表（5）所示： 表（5）—凹模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工 序 內 容 工序簡圖(示意圖) 1 備 料 將毛坯鍛成長方體1010×440×54mm 2 熱 處 理 退 火 3 粗 刨 刨六面達到1005×435×50mm，互為直角 4 熱 處 理 調 質 5 磨 平 面 磨六面，互為直角 6 鉗工劃線 劃出各孔位置線 7 銑漏料孔 達到設計要求 8 加工螺釘孔、銷釘孔及穿絲孔 按位置加工螺釘孔、銷釘孔及穿絲孔 9 熱 處 理 按熱處理工藝，淬火回火達到60-62HRC 10 磨 平 面 精磨上、下平面 11 線 切 割 按圖切割型孔達到尺寸要求 12 鉗工精修 全面達到設計要求 13 檢 驗 按產(chǎn)品零件圖檢驗 8 模具的裝配 根據(jù)級進模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調整間隙、試沖、返修。具體裝配見下表（6）所示： 表（6）—端蓋沖壓拉深級進模的裝配 序號 工 序 工 藝 說 明 1 凸、凹模預配 1) 裝配前仔細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的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應重新修磨或更換。 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，按中心預裝凹模、導料板； 2) 在下模座、導料板上，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、導料板、凹模、固定擋料銷裝在一起，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0.12的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模； 2) 預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔； 3) 用螺釘將固定板組合、墊板9、上模座連在一起，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，并調節(jié)橡膠的預壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm； 5) 復查凸、凹模間隙并調整合適后，緊固螺釘； 6) 安裝導正銷、承料板； 7) 切紙檢查，合適后打入銷釘。 結束語 本畢業(yè)設計是我進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們三年來所學課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。它可以說又是一次對專業(yè)知識的學習的深入和系統(tǒng)掌握。 通過這次畢業(yè)設計使我從新系統(tǒng)的復習了所學專業(yè)知識，同時也鞏固了先前學到的知識，同時感觸最深刻的是：所學知識只有在應用中才能更深刻理解和長時間記憶。對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料，保證工件的經(jīng)濟性、加工工藝的合理性。 在設計的過程中通過沖壓模具設計手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等對所要設計的問題進行查詢，通過更多的途徑去了解我要做的設計，使設計更具合理性。也使我學會了設計過程中對資料的查詢和運用。通過這次設計，我更加深入地學習了冷沖壓技術工作設計的內容。冷沖壓技術工作設計的內容包括冷沖壓工藝設計、模具設計及沖模制造三方面內容，盡管三者的工作內容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補充、相互依存的關系。 冷沖壓工藝設計是針對給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術水平等具體生產(chǎn)條件，從對產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計算、設計過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內容。 沖壓模具設計則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設計計算并構思出與沖壓設備想適應的模具總體結構，然后繪制出模具總裝圖和所有非標準零件圖的整個設計繪圖過程。 歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設計即將結束，在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教指導老師有關模具方面的問題，并且和同學的探討模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質的飛躍。 從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人認識事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來走上工作崗位奠定堅實的基礎。 參 考 文 獻 [1] 劉建超，張寶忠主編.沖壓模具設計與制造.北京：高等出版社，2004.6 [2] 王秀鳳、萬良輝主編.冷沖壓模具設計與制造.北京：北京航空航天出版社，2005.4 [3] 中國機械工程學會，中國模具設計大典編委員會.中國模具設計大典3.南昌：江西科學出版社，2003.1 [4] 任嘉卉主編.公差與配合手冊. 北京：機械出版社，2000.4 [5] 馮炳光主編.模具設計與制造簡明手冊.上海：上?？茖W技術出版社，1998.5 [6] 中國標準出版社，全國彈簧標準化技術委員會編.中國機械工業(yè)標準匯編彈簧卷.北京：中國標準出版社，1999.6 [7] 薛啟翔編著. 沖壓模具與制造北京:化學工業(yè)出版社,2004.3 [8] 冷沖模設計及制造/中國機械教育工業(yè)協(xié)會組編.—北京:機械工業(yè)出版社,2001.9 [9] 翟德梅.模具制造技術.新鄉(xiāng):河南機電高等?？茖W校,2001.7 [10] 楊占堯.塑料注塑模結構與設計.北京:清華大學出版社,2004.9 [11] 薛嚴成.公差配合與測量技術.北京:機械工業(yè)出版社,1992.10 [12] Thomaspeters.Tolerancefitting and technology of measuring.Publishing house of the mechanical industry 1999.10 30