過橋片的沖壓模具設計落料沖孔復合模含15張CAD圖.zip

過橋片的沖壓模具設計落料沖孔復合模含15張CAD圖.zip,過橋,沖壓,模具設計,沖孔,復合,15,CAD 過橋片的沖壓模具設計-落料沖孔復合模 目 錄 前 言 - 3 - 第一章、零件工藝分析 - 4 - 1.1.設計題目設計一過橋片模具設計 - 4 - 1.2.沖壓件工藝分析， - 4 - 第二章、方案及模具結構類型 - 5 - 第三章、排樣設計與材料利用率計算 - 6 - 第四章、壓力與壓力中心計算 - 8 - 4.1.沖壓力 - 8 - 4.2.卸料力 - 8 - 4.3.推件力 - 8 - 4.4.模具總沖壓力 - 8 - 第五章、壓力中心 - 9 - 第六章、工作零件刃口尺寸計算 - 10 - 6.1.刃口尺寸計算 - 10 - 6.2.落料凹模板尺寸 - 11 - 6.3.凸凹模尺寸 - 12 - 6.4.沖孔凸模尺寸 - 13 - 第七章、卸料裝置中彈性元件的設計 - 14 - 第八章、沖床的選用 - 15 - 8.1.沖壓設備的選擇依據 - 15 - 8.2.壓力機的選擇 - 15 - 第九章、其它模具零件結構尺寸 - 16 - 第十章、模具總體設計 - 17 - 10.1.模具類型的選擇 - 17 - 10.2.定位方式的選擇 - 17 - 10.3.卸料方式的選擇 - 17 - 10.4.出件方式 - 17 - 10.5.確定送料方式 - 17 - 10.6.導向方式的選擇 - 18 - 總 結 - 19 - 參考文獻 - 20 - 前 言 沖壓加工技術應用范圍十分廣泛，在國民經濟各工業(yè)部門中，幾乎都有沖壓加工或沖壓產品的生產。沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一。沖裁是利用模具使板料的一部分沿一定的輪廓形狀與另一部分產生分離以獲得制件的工序。 如沖裁的目的在于獲得一定形狀和尺寸的內孔，封閉曲線以外部分為制件稱為沖孔；沖裁的目的在于獲得具有一定外形輪廓和尺寸的制件，封閉曲線以內的部分為制件稱為落料。顯著提高了勞動生產率和設備利用率。 如拉伸模是將板彎成一定形狀和角度的零件的成形方法，是板料沖壓中加工工序之一。 沖壓生產主要是利用沖壓設備和模具實現(xiàn)對金屬材料（板料）的加工過程。所以沖壓加工具有如下特點： 1）生產效率高、操作簡單、內容實現(xiàn)機械化和自動化，特別適合于成批大量生產； 2）沖壓零件表面光滑、尺寸精度穩(wěn)定，互換性好，成本低廉； 3）在材料消耗不多的情況下，可以獲得強度高、剛度大、而重量小的零件； 4）可得到其他加工方法難以加工或無法加工的復雜形狀零件。 由于沖壓加工具有節(jié)材、節(jié)能和生產效率高等突出特點，決定了沖壓產品成本低廉，效益較好，因而沖壓生產在制造行業(yè)中占重要地位。 課程設計目的是通過課題的設計研究，培養(yǎng)綜合運用各門課程知識的能力，培養(yǎng)獨立分析問題和解決問題的能力。 在指導教師周密安排和精心指導下，這次課程設計從確定設計課題、擬定設計方案、設計過程到答辯都按照課程設計工作計劃進行。 選好課程設計題目是實現(xiàn)課程設計目標、保證課程設計質量的前提，我們的課程設計的課題取自企業(yè)生產實際。這個課題能較全面地應用學生所學專業(yè)知識或者將來工作所需的專業(yè)技術，達到綜合運用的目的，既能夠解決企業(yè)急需解決的生產技術問題，又能夠培養(yǎng)學生的職業(yè)崗位能力，難度不是很大，符合我們高職?？粕膶I(yè)理論知識水平和實際設計能力，工作量恰當，能夠在規(guī)定時間內完成。 但是該課題是真題真做，雖然難度不是很大，但要使設計圖紙能真接用于生產，去造出零件，裝配成機器，并能滿足使用要求，也是不容易的。 第一章、零件工藝分析 1.1.設計題目設計一過橋片模具設計 零件圖如下: 圖1所示沖裁件，材料為Q235鋼,厚度為3mm，大批量生產。試制定工件沖壓工藝規(guī)程、設計其模具。 零件名稱:過橋片 生產批量:大批 材料:Q235，t=3mm 1.2.沖壓件工藝分析， ①材料:該沖裁件的材料Q235，是普通碳素鋼，具有較好的可沖壓性能. ②零件結構:該沖裁件結構簡單，兩邊對稱，產品厚度3mm，適合沖壓，形狀無明顯尖角或直角，所以比較適合沖裁。 ③尺寸精度:零件圖上所有未注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按工IT12-14級確定工件尺寸的公差?？走吘?0-5=15無公差。 結論:適合沖裁。 第二章、方案及模具結構類型 該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下三種工藝方案: ①先落料，再沖孔，采用單工序模生產. ②落料一沖孔復合沖壓，采用復合模生產. ③中孔一落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產. 方案①模具結構簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產效率 較低，難以滿足零件大批量生產的需求.由于零件結構簡單，為提高生產效率，主要應采用復合沖裁或級進沖裁方式。 方案②只需要一套模具，沖壓件的形位精度和尺寸易于保證，且生產效率也高。盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。 方案③也只需要一套模具，生產效率也很高，但零件的沖壓精度較復合模的低。 欲保證沖壓件的形位精度。 方案①模具結構簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產效率較低，難以滿足零件大批量生產的需求.由于零件結構簡單，為提高生產效率，主要應采用復合沖裁或級進沖裁方式。 通過以上三種方案的分析比較，對該見沖壓生產以采用放案②為佳。 第三章、排樣設計與材料利用率計算 查《沖壓模具設計與制造》表2. 5. 2,確定搭邊值: 兩工件間的搭邊:a=2.5mm; 工件邊緣搭邊:a1=2.8mm; 步距為:40+2.5=42.5m 條料寬度H=(D+2a1)-▽ (3-1) =(60+40+2×2.8)-▽ =105.6 確定后排樣圖如圖2所示，可以采用直排樣法，提高生產效率。 一個步距內的材料利用率η為. 裁單件材料的利用率按[2]式計算,即 =3656.64÷（42.5×105.6）×100%=81.48%　 (3-2) 式中 A—沖裁面積(包括內形結構廢料)； n— 一個沖距內沖沖裁件數目； b—條料寬度； h—進距。 查板材標準，宜選900mmX1000mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為9張條料，每張條料可沖21個工件，則η總為： η總=×100% (3-3) =×100% =756.789% 第四章、壓力與壓力中心計算 4.1.沖壓力 落料力F總= F1=1.3Lt (4-1) =1.3×245.66×3×380 =364.068(KN) 式中：F落—落料力（N）； L—工件外輪廓周長，L＝245.66mm； t—材料厚度；3mm —材料的抗剪強度（Mpa），查得[2]＝310-380Mpa。 沖孔力 F沖= F1=1.3nLt (4-2) =1.3×2×3.14×10×3×380 =93.07(KN) 其中:d為沖孔直徑， 3.14×10為孔圓周長 4.2.卸料力 F卸＝K卸F落 (4-3) 式中：K卸—卸料力因數，其值由[2]表2-15查得K卸＝0.05。 則卸料力： F卸=0.055×364.068=20.02(KN) 4.3.推件力 推件力計算按[2]式2-11： F推=nK推F沖 (4-4) 式中：K推—推件力因數，其值由[2]表2-15查得Ｋ推＝0.05； n—卡在凹內的工件數，n=h/t=5/3=1.666。 推件力則為： F推＝2×0.05×93.07=9.307(KN) 4.4.模具總沖壓力 　 F總＝ F落＋F卸＋F壓 (4-5) ＝364.068+93.07+20.02+9.307=486.465KN 第五章、壓力中心 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑快的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌間產生過大的磨損，模具導向零件加速磨損，減低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，的按下述原則確定： （1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 （2）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 （3）形狀復雜的零件，多孔沖模，級進模的壓力中心可用解析法求出沖模壓力中心。 本次所設計的課題為對稱件，所以每個邊的對應的力矩之和為0，所以壓力中心與模具中心吻合，為（0,0）。 第六章、工作零件刃口尺寸計算 落料部分以落料凹模為基準計算，落料凸模按間隙值配制；沖孔部分明中孔凸模為基準計算，沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準，凸凹模按間隙值配制。 凸、凹模間隙對沖載件質量、沖載工藝、模具壽命都有很大的影響。因此，設計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖載件的斷面質量、尺寸精度滿足產品的要求，所需沖載力小、模具壽命高，但分別從質量，沖載力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數值，只是彼此接近?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產中通常只選擇一個合適的范圍作為合理間隙，只要間隙在這個范圍內，就可以沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙，最大值稱為最大?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設計與制造新模具時要采用最小合理間隙值。 6.1.刃口尺寸計算 落料時，因外形輪廓較簡單，故模具按配合加工的方法制造，其凸、凹模刃口部分尺寸計算如下： 落料部分以落料凹模為基準計算，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此均屬于A類尺寸。零件圖中落料部分的尺寸偏差如下： 查表2.3.3可知： 凸模和凹模最小間隙為： 凸模和凹模最大間隙為： 查相關資料得因數x為： 當工件精度IT10以上 x=1 當工件精度IT11到IT13 x=0.75 當工件精度IT14 x=0.5 所以落料凹模基本尺寸為： 尺寸： 落料部分相應的凸模尺寸按凹模尺寸配制，保證其雙面間隙為：0.24mm到0.42mm，由于沖壓過程磨損，模具間隙會漸漸增大，所以建議選擇最小的模具間隙值0.24mm。 沖孔時，凸模外形為圓孔，故模具采用凸、凹模分開加工的方法制造，以沖孔凸模為基準計算，其凸、凹模刃口部分尺寸計算如下： 查表2.3.3可知： 凸模和凹模最小間隙為： 凸模和凹模最大間隙為： 查相關資料得因數x為： 當工件精度IT10以上 x=1 當工件精度IT11到IT13 x=0.75 當工件精度IT14 x=0.5 根據公式2.4.3和公式2.4.4得 孔： 校核： 滿足：條件 孔中心尺寸計算 6.2.落料凹模板尺寸 凹模厚度: H=Kb(≥15mm) H=O.28×100=28mm 凹棋邊壁厚c≥(1.5-2)H =(1.5-2)×28 =(42-56)mm 實取c=50mm 凹棋板邊長: L=b+2c =100+2×50 =200mm 查標準JB/T一6743.1-94:凹模板寬B=200mm 故確定凹棋板外形為:200×140×28(mm)，凹棋板作成薄型形式并加空心墊板后實取為:200×140×35(mm)，如下圖所示： 6.3.凸凹模尺寸 凸凹模長度:L=hl+h2+h3 =15+18+22 =55(mm) 其中:h1凸凹模固定板厚度 h2:一彈性卸料板厚度 h-增加長度(包括凸模進入凹棋深度，彈性元件安裝高度等) 凸凹模內外刃口間壁厚校核:根據沖裁件結構凸凹模內外刃口最小壁厚為6mm,據強度要求查《沖壓模具設計與制造》表2.9.6知，該壁厚為15mm即可，故該凸凹模側壁強度足夠。 具體圖形如下，中間采用螺釘與下模板鏈接： 6.4.沖孔凸模尺寸 凸模長度:L凸=h1+h2 =18+35 =53mm 其中:hl-凸模固定板厚 H2-凹模板厚 凸模強度校核:該凸模不屬于細長桿，強度足夠，如下圖所示： 第七章、卸料裝置中彈性元件的設計 卸料裝置一般是彈性的,其基本零件是卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成，彈性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的0.6～0.8倍。卸料板與凸模的雙邊間隙根據沖件料厚確定，一般取0.1～0.3mm。此外，為便于可靠卸料，在模具開啟狀態(tài)時，卸料板工作平面應高出凸模刃口端面0.3～0.6。卸料螺釘一般采用標準的階梯形螺釘，其數量按卸料板形狀與大小確定，卸料板為圓形時常用3～4個，為矩形時一般用4～6個。卸料螺釘的直徑大小可選 8～12mm，各卸料螺釘的長度應一致，以保證卸料板水平和均勻卸料。彈性卸料裝置依靠彈簧或橡皮的彈力來卸料，卸較力不太大，但沖壓時可兼起壓料的作用。 第八章、沖床的選用 8.1.沖壓設備的選擇依據 1所選壓力機的公稱壓力必須大于總沖壓力，即F壓＞F總 2壓力機的行程大小應適當。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖裁，彎曲等模具，其行程不于過大，以免發(fā)生凸模與導板分離或滾珠導向裝置脫開的不良后果。對于拉深模，壓力機的行程至少應大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進和成行零件的取出。 3所選壓力機的最大高度應與沖模的閉合高度相適應。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。 4壓力機工作臺面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但在過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受里條件也是不利的。 8.2.壓力機的選擇 根據總沖壓力F總=486.465N,模具閉合高度,沖床工作臺面尺寸等,并結合現(xiàn)有設備,用J23-63開式雙柱可傾沖床,并在工作臺面上備制墊塊。其主要工藝參數如下： 公稱壓力： 630KN 滑塊行程： 130mm 行程次數： 50 次∕分　根據總沖壓力 F總=486.465KN,模具閉合高度,沖床工作臺面尺寸等,并結合現(xiàn)有設備,選用J23-63開式雙分 最大閉合高度： 360mm 連桿調節(jié)長度： 80mm 工作臺尺寸（前后×左右）： 480mm × 710mm 第九章、其它模具零件結構尺寸 根據倒裝復合模形式特點: 凹模板尺寸并查標準JB/T-6743.1-94，確定其它模具模板尺寸列于 表2 序號 名稱 長×寬×厚（mm） 材料 數量 1 上墊板 200×140×10 45鋼 1 2 凸模固定板 200×140×18 45鋼 1 3 卸料板 200×140×18 45鋼 1 4 凸凹模固定板 200×140×15 45鋼 1 5 下墊板 200×140×8 45鋼 1 卸料螺釘結構形式 圖3-15卸料螺釘尺寸關系 1－卸料螺釘 2－凸模 采用標準卸料螺釘結構， 凸模刃磨后須在卸料螺釘頭下加墊圈調節(jié)。 卸料螺釘尺寸關系 為保持裝配后卸料板的平行度， 同一付模具中各卸料螺釘的長度L 及孔深Ｈ見如下圖3-15，據右圖各尺寸關系如下 H=(卸料板行程)+(模具刃磨量)+h1+(5～10mm) (3-19) 模具刃磨量＝5mm，h1=6 則H＝22+5+6+8＝39mm d1＝d+(0.3～0.5)mm ＝10＋0.4 ＝10.4mm e＝0.5～1.0mm取e＝1.0mm 第十章、模具總體設計 10.1.模具類型的選擇 根據零件的沖裁工藝方案，確定采用復合模。此模具的結構較為簡單，降低了模具的加工難度，減少生產成本，提高了生產效益。 10.2.定位方式的選擇 因為導料銷和固定擋料銷結構簡單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據模具具體結構兼顧經濟效益，控制條料的送進方向采用導料銷?？刂茥l料的送進步距采用擋料銷初定距。 10.3.卸料方式的選擇 剛性卸料與彈性卸料的比較： 剛性卸料是采用固定卸料板結構。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖載后卸料。當卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取。當固定卸料板還要起到對凸模的導向作用時，卸料板與凸模的配合間隙應該小于沖載間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大，材料厚度大于2mm且模具結構為倒裝的場合。 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料，由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇，若彈壓卸料板還要起對凸模導向作用時，二者的配合間隙應小于沖載間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復合模的卸料裝置。 本次設計的課題，工件平直度較高，料厚為3mm相對較厚，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，故下模采用彈性卸料，而上模只能采用剛性卸料裝置，方便剛性打料。 10.4.出件方式 因采用倒裝式復合模生產，故采用下出件為佳。 10.5.確定送料方式 因選用的沖壓設備為開式壓力機且垂直于送料方向的凹模寬度B大于送料方向的凹模長度L，故采用縱向送料方式，即由前向后送料。 10.6.導向方式的選擇 方案一：采用對角導柱模架。由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)，其對角導柱模架上、下模座工作平面的橫向尺寸L一般大于縱向尺寸B，常用于橫向送料級進?；蛘呖v向送料的單工序沖載模、復合模。 方案二：采用后側導柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便，因為導柱安裝在后側，工作時，偏心距會造成導套導柱單邊磨損，嚴重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。 方案三：四導柱模架。具有導向平穩(wěn)、導向準確可靠，剛性好等優(yōu)點。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產用的自動沖壓模架。 方案四：中間導柱模架。導柱安裝在模具的對稱線上，導向準確可靠、滑動平穩(wěn)。但只能縱向送料，一般用于單工序?；驈秃夏?。 根據以上方案比較并結合模具結構形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質量，該復合模采用后側導柱的導向方式，即方案二最佳。 總 結 到今天為止,兩個多月的課程設計終于可以畫上一個句號。在自己努力和指導老師的指導下，我比較好地完成了這次課程設計的任務，通過這次課程設計，我對機械設計過程有了一定了解，學到了很好有用的本領。課程設計不僅是對前面揚學知識檢驗，而且也是對自己能力提高。主要收獲和體會如下： 第一 .學到了產品設計的方法。產品設計過程是創(chuàng)造性勞動的過程，產品的設計應按科學程序進行，一般包括課題調研、擬定設計方案，總體設計，零部件設計、技術資料整理、產品試制、改進設計等過程，一個產品須經過多次改進，才能完善和成熟。 第二．提高了綜合應用各門知識的能力。以前課程設計接觸課程知識比較窄。這次課程設計是設計一臺完整的模具設計流程。 第三．鞏固了計算機繪圖能力。以前用CAD繪圖，僅僅是知道主要指令的操作，通過這次繪圖大量的圖樣，更加熟悉了機械制圖中常用指令的操作方法，用簡便快速方法畫出完整正確的零件圖樣。 第四．提高了收集資料和查閱手冊的能力。收集資料是做課程設計的前期準備工作，資料是否全面、可靠，關系到整個課程設計的進程。查閱手冊是設計過程中隨時要做的事情。只有廣泛收集有用的資料才能設計出比較好的產品。 第五．明確了設計必須與生產實際相結合，產品才有生命力。因此在設計過程中，一定下企業(yè)調查，要虛心聽取老師和工程技術售貨員的意見，不斷發(fā)行設計，完善設計。 第六．培養(yǎng)了嚴謹的科學作風?？茖W工作來不得半點虛假，在設計過程中每一個結構、零件、材料、尺寸、公差都反映在圖紙上，每一個錯誤都會造成經濟損失，因此，在設計過程中必須要有高度的責任心，要有嚴肅認真的工作態(tài)度。 總之，對我們學生來說，經歷了這次課程設計，為今后從事生產第一線的技術發(fā)行工作、技術管理工作將有非常大的幫助。 參考文獻 [1]《沖模設計手冊》編寫組.模具設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999 [2]模具實用技術叢書編委會.沖模設計應用實例[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999 [3]王芳.冷沖模具指導書[M].北京:機械工業(yè)出版社,1998 [4]王以真.實用揚器技術手冊[M].北京:國防工業(yè)出版社,2003 [5]王新華,袁聯(lián)富.沖模結構圖冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003 [6]廖念釘,古瑩奄等.互換性與技術測量[M].北京:中國計量出版社,2001 [7]陳錦昌,劉就女等.計算機工程制圖[M].廣州:華南理工大學出版社,1999 [8]劉鴻文.材料力學[M].北京:高等教育出版社,1999 [9]王煥庭,李茅華、徐善國.工機械工程材料[M].大連：大連理工大學出版社,2002 [10]黨根茂,駱志斌等.模具設計與制造[M].西安:西安電子科技大學出版社,2001 [11]黃毅宏,李明輝.模具制造工藝[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999 - 19 -