接觸片連續(xù)沖裁模設(shè)計(jì),接觸,連續(xù),沖裁模,設(shè)計(jì)
Tianjin University of Technology and Education
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
專 業(yè)： 材料成型及控制工程
班級(jí)學(xué)號(hào)： 材料1501
學(xué)生姓名： 鄧平
指導(dǎo)教師： 房娃 講師
二〇一九年六月
接觸片連續(xù)沖裁模設(shè)計(jì)
Design of Continuous Blanking Die for Contact Plate
專業(yè)班級(jí)：材料1501
學(xué)生姓名：鄧平
指導(dǎo)教師：房娃 講師
學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院
2019年6月
摘 要
本畢業(yè)設(shè)計(jì)為材料為H62黃銅片的冷沖壓連續(xù)沖裁模的設(shè)計(jì)，，進(jìn)行工藝分析，的工藝方案，模具結(jié)構(gòu)的選擇，工藝設(shè)計(jì)的計(jì)算后，選擇設(shè)計(jì)排樣，并畫出排樣圖，力中心計(jì)算公差，，選擇模座、墊板等零部件，選擇合適的定位零件、尺寸合適的螺釘、銷釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)緊固件，，然后并通過總裝圖，最終計(jì)。
關(guān)鍵詞：
Abstract
This graduation design is the design of cold stamping continuous blanking die for H62 brass sheet. The part is analyzed by structure shape, material, production batch and size. The reasonable blanking process plan, die structure selection and process design calculation are selected. After the calculation of process design, the design layout is selected and the layout drawing is drawn. The calculation of pressure center and blanking force is carried out, and the preliminary selection is made. After calculating the size and tolerance of the edge of the punch and concave die, inquiring about the reasonable die base selected by the national standard, choosing the parts such as the die base and cushion plate, choosing the standard fasteners such as the suitable positioning parts, the suitable size screw and pin, designing the reasonable unloading and discharging device, then checking the press, drawing the general assembly drawing of the die through the CAD software, the most important thing is to design the reasonable unloading and discharging device. Finally, the design has been completed.
Key words: die; blanking parts; punch; die; parts
目錄
1緒論 1
1.1研究背景和目的 1
1.2本論文國內(nèi)外研究的歷史和現(xiàn)狀（文獻(xiàn)綜述） 2
1.3研究的內(nèi)容 3
2零件的綜合分析 5
2.1 零件的工藝分析 5
2.1.1結(jié)構(gòu)與尺寸 5
2.1.2精度 5
2.1.3材料 6
2.1.4工序分析 6
2.5工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 6
2.5.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 6
2.5.2 計(jì)算沖壓力與壓力中心，初選壓力機(jī) 8
2.5.3刃口尺寸計(jì)算與處理 10
3確定模具總體結(jié)構(gòu)方案 13
3.1模具類型 13
3.2操作與定位方式 13
3.3 卸料與出件方式 13
3.4 模架類型及精度 13
4設(shè)計(jì)選用零部件，繪制模具總裝圖 14
4.1凹模設(shè)計(jì) 14
4.2凸模設(shè)計(jì) 15
4.2.1凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法 15
4.2.2凸模長(zhǎng)度計(jì)算 16
4.2.3凸模的強(qiáng)度與剛度校核 16
4.3 定位零件 17
4.4 卸料與出件裝置 17
4.5.3墊板 19
4.5模架及其它零件的選用 20
4.5.1模柄 20
4.5.2模座 20
4.5.4緊固件的選用 21
4.6總裝圖 22
5壓力機(jī)的校核 23
5.1公稱壓力 23
5.2滑塊行程 23
5.3行程次數(shù) 23
5.4工作臺(tái)面的尺寸 23
5.5滑塊模柄孔尺寸 23
5.6閉合高度 23
總 結(jié) 25
參考文獻(xiàn) 26
致 謝 28
1緒論
1.1研究背景和目的
制造業(yè)離不開模具，代工常重要的制造業(yè)航空工程, 下至日常生活用具, 都與模具有著很深的聯(lián)系[1] 。
沖壓用或拉力，有時(shí)候是剪切力，之后得到一定形狀、件[2]。先對(duì)在與,然后獲得需要的標(biāo)準(zhǔn)零件[3]。實(shí)現(xiàn)沖壓工藝就需要沖壓模具 [4] ，沖壓模具屬于先進(jìn)的零件加工設(shè)備，對(duì)沖壓模具的科學(xué)的運(yùn)用能夠極大提升零件的精密度,還有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提升[5]。沖壓模具的加工工藝流程規(guī)程，一般先進(jìn)行分析圖紙, 之后根方法[6]。
在模具行業(yè)中，沖壓模具占有特殊地位,大部分的日常用品都是用沖壓模具加工[7]。作用 [8]。表的,在我國的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中有很大的地位[9]。本設(shè)計(jì)研究的是沖壓模具中的冷沖壓模具，冷沖模能將材料批量的加工 [10]。
沖壓行業(yè)有以下兩個(gè)重要發(fā)展方向，（1）可持續(xù)發(fā)展:實(shí)現(xiàn)沖壓模具的可持續(xù)發(fā)展，不僅可以提高生產(chǎn)的效率, 還能最大程度的降低成本[11]；（2）沖壓工藝的發(fā)展:經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展, 沖壓工藝呈現(xiàn)出智能、綜合、復(fù)合和集成化的態(tài)勢(shì) [12]。
1.2本論文在國內(nèi)外研究歷史和現(xiàn)狀（文獻(xiàn)綜述）
（1）國內(nèi)方面：
在我國，模具工業(yè)已成長(zhǎng)為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工業(yè)。、電子領(lǐng)域、船舶業(yè)等都很需要沖壓模具不斷發(fā)展，使其能達(dá)到制造要求，我國在模具的很多方面，比如模具性材料的制造，模具制造的精度等都有了顯著的進(jìn)步 [13]。隨著我國汽車制造領(lǐng)域以及航空制造業(yè)等主要的制造業(yè)領(lǐng)域迅速發(fā)展,我國沖壓模具每年近20%的高速度增長(zhǎng) [14]。在精密沖壓模方向，我國總體技術(shù)水平迅速提升,在模具的制造精度、使用時(shí)間和制造周期等重要指標(biāo)方面有很明顯的提升 [15]。
中國模具工業(yè)在改革開放以來特別是近十年取得了世界矚目的成就，但還有一些方面與西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家，尤其是美國，還有很大的差距[16]。
(2)國外方面：
全世界模具產(chǎn)業(yè)最近二十年發(fā)展迅猛，年產(chǎn)值甚至一度超過600億美元。模具工業(yè)的的發(fā)展速度可以與新興的互聯(lián)網(wǎng)相比較,和[17]。目前歐他們的生產(chǎn)技術(shù)的水平在國際的上一流。 模具行業(yè)的高新技術(shù)主要在前西方術(shù),提平 [18]。CAD/CAM的一體化是模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)里的一次偉大革命，發(fā)展非常迅猛，隨著計(jì)算機(jī)的技術(shù)的快速發(fā)展，模具CAD系統(tǒng)應(yīng)用將越來越普遍和重要 [19]。
1.3研究的內(nèi)容
(1)結(jié)合設(shè)計(jì)產(chǎn)品的特點(diǎn)，大批量，材料，精度等要求，進(jìn)行工藝分析；
(2)根據(jù)工藝性，提出幾種方案，按照設(shè)計(jì)要求，根據(jù)實(shí)際的需要，選擇合適的模具，進(jìn)行合理的加工；
(3)安排好合理的沖壓成型工序，結(jié)合級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)，合理的進(jìn)行排樣設(shè)計(jì)，確定排樣圖；
(4)在進(jìn)行工藝的計(jì)算與模具設(shè)計(jì)的所有計(jì)算，設(shè)計(jì)出了合理的模具。
圖1-1零件圖
2零件的綜合分析及
2.1 零件的工藝分析
2.1.1結(jié)構(gòu)與尺寸
零件圖如圖2-1所示
圖2-1零件圖
零件產(chǎn)。
此零件是上下對(duì)稱，形狀部位的尺寸是比較多，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，外形尺寸落料后，內(nèi)部有一長(zhǎng)條圓孔。
硬鋼該工件沖,其孔徑是:8>1.0t=1.0×0.5=0.5mm。由于材料為黃銅片，材料硬度較軟，長(zhǎng)條圓孔在沖壓后，毛刺較大，但要求不高，且后期不需要翻邊成型，故可以直接沖壓。
由于邊距應(yīng)大 (0.7)>t=0.5mm,均適宜于沖裁加工。
2.1.2精度
此零件無論由尺寸,工各尺寸的公差分別為：
零件外形:9， 2.8,
零件內(nèi)孔：6，
2.1.3材料
黃銅H62，是屬于碳素結(jié)構(gòu)的鋼,查閱了文獻(xiàn)20附表1，其抗剪的強(qiáng)度τ=140MPa,斷后的伸長(zhǎng)率=32％，所以此材料是具有良好的可塑性和比較高的彈力性的,。
2.1.4工序分析
可簡(jiǎn)單看出，本設(shè)計(jì)的零件中包括了沖孔、落料這兩個(gè)2個(gè)基本的工序，先是沖孔，后落料。
2.2模具選用方案
沖裁模中模。
按工序的組合程度分為以下三種：
（1）級(jí)進(jìn)模的生產(chǎn)：機(jī)床一次的行程中，同時(shí)的完。
（2）道的工序。
（3）單序。
三種模具的比較：
級(jí)進(jìn)模，綜合條件相對(duì)較好；
復(fù)合模，較差。
單工序模，沖壓的精度比較低，用在本設(shè)計(jì)的需要兩個(gè)模具，成本比較高。
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)接觸片連續(xù)沖裁模設(shè)計(jì)，且用級(jí)進(jìn)模能符合設(shè)計(jì)要求，所以選擇（1）方案。
2.5工藝設(shè)計(jì)計(jì)算
2.5.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算
零件外形近似圓錐形，采用單排排樣，浪費(fèi)材料，輪廓尺為9×29.5mm，考慮操作方便并加大板料利用率，采用雙排對(duì)方有廢料排樣。如圖2-2所示：
圖2-2排樣圖
查文獻(xiàn)20表3-13，
兩工件之間的搭邊為：a=1.2mm；
工件邊緣的搭邊為：b=1.2mm；
級(jí)進(jìn)模送料步距為:
S=Dmax+a （2-1）
S=Dmax+a=9+1.2=10.2 mm
條料寬度的計(jì)算：
本設(shè)計(jì)為有定距側(cè)刃的沖壓，所以條料寬度計(jì)算公式為
B=D+2a+nb-Δ0 （2-2）
式中：
所以，
B=9+2×12+2×15=36mm;
在單位步距的材料利用率的計(jì)算是：
公式編號(hào)
（2-3）
式中：
公式中的A=117.73mm2, B=41.4 mm2根據(jù)UG中的測(cè)量工具進(jìn)行的直接測(cè)量的工的表面面積所得到的結(jié)果。
故根據(jù)公式一可得出一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為：
η=117.73×241.4×10.2=56.9﹪
2.5.2 計(jì)算的沖壓力與壓力的中心，初選了壓力機(jī)
先計(jì)算噸位是。
根據(jù)公式（2-4）公式可計(jì)算出沖裁力
F=KLtτ （2-4）
式中：
落料力：
F=KLtτ （2-5）
=1.3×66.42×0.5×140×2
=24.2KN
沖孔力：
F1=KL1tτ （2-6） =1.3×28.26×0.5×140×2
=5.14KN
卸料力：
F卸=K卸F （2-7）
K卸為卸料力系數(shù)，查表得，K卸=0.05
F卸=0.05×(24.2+5.14)
=1.467KN
推件力：
總沖壓力：FE=F+F1+F卸 （2-9）
則FE=24.2+5.14+1.467
=30.807KN
沖壓的生產(chǎn)的設(shè)備有素：
1） 看設(shè)備的類型以及工作方式能否合理的完成工序，是不是環(huán)保達(dá)標(biāo)、能安全生產(chǎn)；
2） 對(duì)于要完成的工序，設(shè)備的功率和壓力能不能滿足；
3） 對(duì)于程、裝模高；
4） 生產(chǎn)率的要求，設(shè)備能不能達(dá)到。
應(yīng)選取的壓力機(jī)公稱壓力：63t。
因此可初選壓力機(jī)型號(hào)為J21-63。
當(dāng)模具具的安格。
表2-1 開式可傾的壓力機(jī)的J21-63 主要技術(shù)參數(shù)
技術(shù)類別
參數(shù)
型號(hào)
公稱壓力/KN
滑塊行程/mm
J21-63
630
100
滑塊行程次數(shù)/n˙min-1---
最大閉合高度/mm
閉合高度調(diào)節(jié)量/mm
工作臺(tái)尺寸（長(zhǎng)×寬）/mm
工作臺(tái)孔尺寸（左右）/mm
工作臺(tái)孔尺寸(前后) /mm
滑塊行程（固定）/mm
56
235
63
650×430
50
80
70
確定壓力的中心：求壓力中心的主要有者兩種：一種是計(jì)算的方法，另一種是作圖的方法。
其壓力的中心在幾何圖形的重心處。故凡是對(duì)稱圖形，其壓力的中心就在對(duì)稱中心。
通過繪圖軟件可以計(jì)算出該沖壓模具的壓力中心，如圖2-2所示:
圖2-2壓力中心圖
2.5.3刃口尺寸計(jì)算與處理
計(jì)算的本的尺寸。。所以，計(jì)算刃口的尺寸與處理刃口的尺寸是沖裁的工藝計(jì)算中的非常重要的內(nèi)容
(一)刃口尺寸計(jì)算的一般原則:
(1)刃口尺寸應(yīng)保證沖壓合格工作
因?yàn)橛?jì)的落料獲得值。但對(duì)于沖孔，其中實(shí)際的尺體相同，所寸中獲得。
(2)刃口有一些磨損但是還是可以沖出合格工件
沖裁件就該會(huì)不。但是如果磨損的量不超過一定的范圍，模具是還是能夠沖出合格的件兒。比如，圓形件在其落料時(shí)，產(chǎn)生了磨損，其中凹模尺寸將增大，故在設(shè)計(jì)模具凹模刃口尺寸的時(shí)候，應(yīng)使其基本尺寸往工件允許的最小尺寸靠攏；而且沖孔時(shí)，產(chǎn)生的磨損，凸模的尺寸即將會(huì)減小，故此在設(shè)計(jì)凸模的刃口時(shí)，應(yīng)該使其基本尺寸的向工件允許的最大尺寸去靠攏。
(3)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取最小合理沖裁間隙
刃口的磨損量增大了，沖裁的間隙也將會(huì)增大，故此在設(shè)計(jì)的時(shí)候，沖裁的間隙要取允許的最小的值Zmin。
凸模與凹模刃口尺寸的制造公差會(huì)對(duì)沖裁間隙值的大小產(chǎn)生影響。所以，計(jì)算與處理刃口的尺寸時(shí)，格的工件
（二）刃口尺寸計(jì)算方法
刃口尺寸的計(jì)算，有兩種：一是公差法制模；二是配作發(fā)制模。
對(duì)此件分析，可知道此件采配的作法的制模是比較合適。而寸的尺寸，而以工件的相應(yīng)算了，凸模注了。配作，模刃口的尺寸，然后在其制造公差中取工件相應(yīng)尺寸公差的1/4就好了，凹模寸基本尺寸，圖上模的實(shí)際m（Zmin／2值）”。
在磨種情形作A類型尺寸；一種是磨損后的尺寸減小，稱為B類型尺寸；最后一種稱為C類尺寸，磨損后，其尺寸不變。
計(jì)算公式如下：
A類尺寸：A=amax-xΔ0+Δ4 （2-10）
B類尺寸：B=bmin+x?-Δ40 （2-11）
C類尺寸：C=cmin+x?±?/8 (2-12)
式中:
表2-2 補(bǔ)償刃口磨損量系數(shù)x
工件尺寸公差等級(jí)
x
IT10級(jí)以上
1
IT11～13級(jí)
0.75
IT14級(jí)以下
0.5
此件按公差I(lǐng)T14級(jí)，x取0.5。
通過查詢標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值表（GB/T1800-79），可以，其偏值如下：
軸類尺寸：9（0.36） 2.8（0.25）
孔類尺寸：6（0.3）
對(duì)于落料的外形，我們計(jì)算了凹模刃口的尺寸就行了，而對(duì)于沖孔，我們則需要計(jì)算凸模刃口的尺寸，至于孔間距，其為C類尺寸，用C類尺寸公式直接計(jì)算就行。具體如下：
Ad1=9-0.5×0.360+0.36/4=8.820+0.09mm
Bd=6+0.5×0.3-0.3/40=6.15-0.0750 mm
沖裁到
凸模刃可以，并m。
4設(shè)計(jì)選用的零部件，進(jìn)行壓力機(jī)校核
4.1凹模設(shè)計(jì)
凹模結(jié)構(gòu)的形式以及其中的固定方凹模，了下模座強(qiáng)度和0表3-23。
凹模的，考慮到模會(huì)有磨刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁大0.5mm
凹模的厚度H=Kb≥15mm (4-1)
式子中：
K—為系厚，查文獻(xiàn)20表4-25，得K=0.56；
b—沖裁件的最大外形尺寸由繪圖軟件測(cè)得最大值為48.6mm。
則
H=0.56×48.6=27.2（mm）
凹模壁厚：≥15mm~40mm (4-2)
=27.2×1.5~2
=（40.8～54.4）
實(shí)取 C=50
凹模板的最大邊長(zhǎng)為：L=90+50×2=190
查文獻(xiàn)20，得凹模板標(biāo)準(zhǔn)輪廓尺寸為:
L×B×H=190×160×2mm (4-3)
凹模的的淬硬至60～64HRC。倒鈍。
圖4-1凹模
4.2凸模設(shè)計(jì)
4.2.1凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法
沖孔的加工，將沖，如圖4-2所示。
出于既圓形的凸模做成端圓柱部分，而對(duì)于模與固定板的拉出來，它采用了。
圖4-2沖孔凸模
落料部分的凸模,設(shè)計(jì)成異形凸模，如圖4-3所示，是板上。
圖4-3落料凸模
4.2.2凸模長(zhǎng)度計(jì)算
凸模的長(zhǎng)度是依據(jù)模具結(jié)構(gòu)而定的。
采用彈性卸料時(shí)，凸模長(zhǎng)度按公式L=h1+h2+h3 （4-4）
計(jì)算，式中：
L=12+18+13
=43mm
4.2.3凸模的強(qiáng)度與剛度校核
一般的情寸較為其足夠的，所以只需要對(duì)剛度進(jìn)行校核。
對(duì)沖孔凸模進(jìn)行剛度校核：
凸模的最大自由長(zhǎng)度不超過下式：
有導(dǎo)向的凸模Lmax≤1200IminF2 （4-5）
其中對(duì)于圓形凸模Imin=πd464
Lmax≤1200π×1241.3×12π×2×260=45.0 mm （4-6）
由上可知：沖孔部分的凸模工作，其長(zhǎng)度不能超過45.00 mm，可按照沖孔標(biāo)準(zhǔn)中的凸模長(zhǎng)度系列，選取沖孔凸模的長(zhǎng)度：43.00 mm，從而選取落料凸模的長(zhǎng)度43.00 mm。
4.2.4凸模材料和技術(shù)條件
凸模的）淬硬為至58～62HRC，其尾端的淬火后，硬度是45～50HRC為適宜。
4.3 定位零件
定位零件與凸、凹模而。
使用導(dǎo)料板導(dǎo)料，其能保證步距和條料搭邊值，選鋼，硬度
選用導(dǎo)料板兩個(gè)。導(dǎo)料板的功能不僅能夠控制條料的步距，而且還能夠使條料沿著正確的方向去送進(jìn)，如圖4-4所示：
圖4-4導(dǎo)料板
4.4 卸料與出件裝置
出件方式是設(shè)計(jì)成凸模頂出，然后件兒從漏料孔掉出來的下出件方式。
卸料的方式選取了彈性卸料的方式，卸料螺釘、件。
卸料板：
凹模板厚度選用了文獻(xiàn)20表3-32選。
因?yàn)檫@樣時(shí)，卸料板的尺寸規(guī)格是：190mm×160mm×18mm，材料為:45#鋼。如圖4-4所示：
圖4-5 卸料板
卸料螺釘：
卸料卸料螺釘。
卸料裝置：
橡皮能以選用橡元件。
卸料橡皮的選擇原則：
要使卸料的作。
FXY=AP≥FXFXY=5.48KN （4-7）
式中：
預(yù)壓P=0.6MPa，求得格為20×30
根據(jù)沖于凸模1mm工的工作行程：h工件=6mm,
在使的35%～45%否則是是：
H=h0.3~0.4 （4-9）
=60.3~0.4
=18～24mm
模具組裝時(shí)的預(yù)壓縮量為：
H預(yù)=10%~15%H （4-10）
=3.0～4.5mm
取H預(yù)=4mm
由此可知：安裝橡皮高度尺寸為30mm,
式中的H為所需的工作行程。
由上式所得的高度，還在按下式進(jìn)行校核:
0.5≤H/B≤1.5 （4-11）
若H/D超間墊上鋼圈。
由文獻(xiàn)的20表3-33中的公式可求得橡皮尺寸規(guī)格是20mm×30mm。
4.5.3墊板
墊板的模座被擠壓受損傷。
是否要用板，可按下式校核：
P=FAP=F12/A （4-12）
式中：
由于計(jì)的許應(yīng)壓力，所以在板。
墊板材其尺寸規(guī)格是：190mm×160mm×10mm。其平行度要求高，所以上下面須磨平，從而使之平行。
模架：L×B×H =270mm×210mm×30mm
下模座是：L×B×H=270mm×210mm×35mm
導(dǎo)柱：D×L=￠18mm×130mm
導(dǎo)套：d×L×D=Φ30mm×60mm×Φ27mm
模架的閉合高度：130-200mm
上模座厚度：30mm
上墊板厚度：10mm；
凸模固定板厚度：12mm
卸料板厚度：18mm，
橡皮厚度：30mm
凹模厚度：27mm
下模座厚度：35mm
模具的閉合厚度：
Hd=30+10+12+18+27+13+35
=145mm
4.5模架及其它零件的選用
4.5.1模柄
模柄中心通過滑的尺寸規(guī)格柄。
4.5.2模座
標(biāo)準(zhǔn)模座根據(jù)兩個(gè)要素選用，一個(gè)模架類型，一個(gè)凹模同界尺寸。
級(jí)近模的模架選用標(biāo)準(zhǔn)，兩個(gè)要素，模架類型還有凹模同界尺寸，所以此設(shè)很是平安放在凹模。
上模座：280mm ×220mm×35mm； GB/T2855.1—2008
下模座：280mm×220mm×40mm； GB/T2855.2—2008
本設(shè)計(jì)中采用標(biāo)準(zhǔn)模架機(jī)加工后，減小模具尺寸與重量。
上模座：270mm ×210mm×30mm；
下模座：270mm×210mm×35mm；
4.5.4緊固件的選用
為M8×35準(zhǔn)件，能承受住一定的橫向力，上模2個(gè)，45鋼，尺寸為Φ8×45，下模4個(gè)，45鋼，尺寸為Φ8×45.
4.6壓力機(jī)的校核
4.6.1公稱壓力
依據(jù)公稱的壓力，選出的壓力機(jī)型號(hào)是J23-63,是
4.6.2滑塊行程
夠順t=0.5mm,卸料板的厚即5=20.5mm
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