彎曲墊片沖壓工藝及模具設計【L形件】【含11張CAD圖紙、文檔終稿打包】

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塑料成型 工藝及模具結(jié)構(gòu) 設計中不存在創(chuàng)新 3 該同學設計說明書內(nèi)容基本完整 計算存在一定的錯誤 格式基本規(guī)范 圖紙質(zhì)量一般 整體無原則性的錯誤 4 該同學裝配圖 零件圖設計基本合理 視圖表達存在較多的問題 5 建議該同學成績評定 及格 6 可以提交答辯 指導者 簽字 年 月 日 畢 業(yè) 設 計 評 語 評閱者評語 評閱者 簽字 年 月 日 答辯委員會 小組 評語 答辯委員會 小組 負責人 簽字 年 月 日 目錄 1 緒論 1 2 沖壓件工藝分析 2 2 1 材料分析 2 2 2 零件結(jié)構(gòu) 3 2 3 尺寸精度 3 2 4 毛坯尺寸展開 5 3 沖裁方案的確定 6 3 1 沖裁工藝方案的確定 6 3 2 沖裁工藝方法的選擇 6 4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定 8 4 1 模具類型的選擇 8 4 2 送料方式的選擇 8 4 3 定位方式的選擇 8 4 4 卸料 出件方式的選擇 8 4 5 導向方式的選擇 8 5 工藝參數(shù)計算 10 5 1 排樣方式的選擇 10 5 1 1 排樣及搭邊值的計算 10 5 1 2 步距的計算 10 5 1 3 條料寬度的確定 11 5 1 4 材料利用率的計算 11 5 2 沖壓力的計算 12 5 2 1 沖裁力的計算 12 5 2 2 彎曲力的計算 13 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 5 2 3 卸料力與推件力的計算 14 5 2 4 總沖壓力的計算 15 5 3 壓力機噸位選擇 15 5 3 1 沖壓設備類型的選擇 15 5 3 2 確定壓力機設備的規(guī)格 16 6 刃口尺寸計算 19 6 1 沖裁間隙的確定 19 6 2 刃口尺寸的計算及依據(jù)與法則 21 6 3 彎曲刃口尺寸計算 23 7 主要零部件設計 24 7 1 凹模設計 24 7 1 1 凹模外形的確定 24 7 1 2 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇 26 7 1 3 凹模精度與材料的確定 26 7 2 凸模的設計 26 7 2 1 凸模結(jié)構(gòu)的確定 26 7 2 2 凸模高度的確定 26 7 2 3 凸模材料的確定 27 7 2 4 凸模精度的確定 27 7 3 卸料板的設計 27 7 3 1 卸料板外型設計 27 7 3 2 卸料板材料的選擇 27 7 3 3 卸料板整體精度的確定 27 7 4 固定板的設計 28 7 5 墊板的設計 28 7 6 上下模座 模柄的選用 28 7 6 1 上下模座的選用 28 7 7 模柄的選用 29 7 8 螺釘 銷釘?shù)倪x用 30 8 沖壓設備的校核與選定 31 8 1 沖壓設備的校核 31 8 2 沖壓設備的選用 31 結(jié)論 32 參考文獻 33 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 1 1 緒論 近年來 沖壓成形工藝有很多新的進展 特別是精密沖裁 精密成形 精密剪切 復合材料成形 超塑性成形 軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異 沖壓件的精 度日趨精確 生產(chǎn)率也有極大提高 正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的 新的發(fā)展水平 前幾年的精密沖壓主要市是指對平板零件進行精密沖裁 而現(xiàn)在 除了精密沖裁外還 可兼有精密彎曲 壓延 壓印等 可以進行復雜零件的立體精密成形 過去的精密沖 裁只能對厚度為 5 8mm 以下的中板或薄板進行加工 而現(xiàn)在可以對厚度達 25mm 的 厚板實現(xiàn)精密沖裁 并可對 b 900MPa 的高強度合金材料進行精沖 由于引入了 CAE 沖壓成形已從原來的對應力應變進行有限元等分析而逐步發(fā)展 到采用計算機進行工藝過程的模擬與分析 以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設計 在沖壓毛坯 設計方面也開展了計算機輔助設計 可以對排樣或壓延毛坯進行優(yōu)化設計 此外 對沖壓成形性能和成形極限的研究 沖壓件成形難度的判定以及成形預報 等技術(shù)的發(fā)展 均標志著沖壓成形以從原來的經(jīng)驗 實驗分析階段開始走上由沖壓理 論指導的科學階段 使沖壓成形走向計算機輔助工程化和智能化的發(fā)展道路 為了滿足制件更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批量小的發(fā)展趨勢 發(fā)展了一些新的成形工藝 如 高能成形和旋壓等 簡易模具 如軟模和低熔點合金模等 通用組合模具和數(shù)控沖 壓設備等 這樣 就使沖壓生產(chǎn)既適合大量生產(chǎn) 也同樣適用于小批生產(chǎn) 不斷改進 板料性能 以提高其成形能力和使用效果 例如研制高強度鋼板 用來生產(chǎn)汽車覆蓋 件 以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強度 客車上車門墊板零件是沖壓生產(chǎn)的一個典型零件 在客車生產(chǎn)中有很強的作用 其模具設計有一定的實用價值 對于該制件我們利用先進的模具生產(chǎn)提高生產(chǎn)效益 保證產(chǎn)品質(zhì)量 節(jié)約成本 從而取得很高的經(jīng)濟效益 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 2 2 沖壓件工藝分析 圖 2 1 零件圖 生產(chǎn)批量 大批量 材料 08 材料厚度 1mm 未注公差 IT14 2 1 材料分析 表 2 1 部分碳素鋼抗剪性能 材 料名稱 牌號 抗剪 強度 抗拉 強度 屈服 點 伸 長率 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 3 Mpa Mpa Mpa 碳 素鋼 08 260 360 215 410 200 27 由上表 2 1 可知 08 鋼是常用的碳素結(jié)構(gòu)鋼 具有較好的沖裁成形性性能 適合 要求較高的零件 綜合評比均適合沖裁加工 2 2 零件結(jié)構(gòu) 零件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單 有沖裁和彎曲工序加工而成 零件中有一個槽形缺口和 一個圓孔 孔的邊長最小尺寸為 1 55mm 孔離工件邊緣的距離最小約為 2 255mm 根 據(jù)該零件形狀來分析 該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁要求 2 3 尺寸精度 該零件上尺寸都未注尺寸公差 所以尺寸公差由公差等級表查得 對于未注公差 尺寸 屬于自由尺寸 按 IT14 查表 2 1 得到 落料尺寸 0 527 0 5219 0 3R 沖孔尺寸 0 3R 通過查公差等級表 我們發(fā)現(xiàn)普通沖裁能夠滿足零件精度要求 表 2 2 常見零件公差等級表 公差等 級 I T4 I T5 I T6 I T7 I T8 I T9 I T10 I T11 I T12 I T13 I T14 基本尺 寸 mm m mm 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 4 3 3 6 6 10 10 1 8 18 3 0 30 5 0 50 8 0 80 1 20 120 180 180 250 250 315 315 400 400 500 3 4 4 5 6 7 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 4 5 6 8 9 1 1 1 3 1 5 1 8 2 0 2 3 2 5 2 7 6 8 9 9 1 3 1 6 1 9 2 2 2 5 2 9 3 2 3 6 4 0 1 0 1 2 1 5 1 8 2 1 2 5 3 0 3 5 4 0 4 6 5 2 5 7 6 3 1 4 1 8 2 2 2 7 3 3 3 9 4 6 5 4 6 3 7 2 8 1 8 9 9 7 2 5 3 0 3 6 4 3 5 2 6 2 7 4 8 7 1 00 1 15 1 30 1 40 1 55 4 0 4 8 5 8 7 0 8 4 1 00 1 20 1 40 1 60 1 85 2 10 2 30 2 50 6 0 7 5 9 0 1 10 1 30 1 60 1 90 2 20 2 50 2 90 3 20 3 60 4 00 0 10 0 12 0 15 0 18 0 21 0 25 0 30 0 35 0 40 0 46 0 52 0 57 0 63 0 14 0 18 0 22 0 27 0 33 0 39 0 46 0 54 0 63 0 72 0 81 0 89 0 97 0 25 0 30 0 36 0 43 0 52 0 62 0 74 0 87 1 00 1 15 1 30 1 40 1 55 2 4 毛坯尺寸展開 彎曲部分有一處 屬于 V 形彎曲 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 5 圖 2 2 v 形彎曲分析圖 最終毛坯圖如 2 3 所示 圖 2 3 毛坯展開圖 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 6 3 沖裁方案的確定 3 1 沖裁工藝方案的確定 在沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟分析的基礎上 根據(jù)沖裁件的特點確定工藝方案 工 藝方案分為沖裁工序的組合和沖裁順序的安排 3 2 沖裁工藝方法的選擇 沖裁工序分為單工序沖裁 復合沖裁和級進沖裁三種 單工序沖裁是在壓力機一次行程內(nèi)只完成一個沖壓工序的沖裁模 復合沖裁是在壓力機一次行程內(nèi) 在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上的 沖壓工序 級進沖裁是把沖裁件的若干個沖壓工序 排列成一定的順序 在壓力機的一次行 程中條料在沖模的不同位置上 分別完成工件所要求的工序 其三種工序的性能見表 3 1 表 3 1 單工序沖裁 級進沖裁和復合沖裁性能 比較項目 單工序模 復合模 級進模 生產(chǎn)批量 小批量 中批量和大 批量 中批量和大批 量 沖壓精度 較低 較高 較高 沖壓生產(chǎn) 率 低 壓力機一 次行程內(nèi)只能完成 一個工序 較高 壓力 機一次行程內(nèi)可 完成二個以上工 序 高 壓力機在 一次行程內(nèi)能完成 多個工序 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 7 實現(xiàn)操作 機械化自動化 的可能性 較易 尤其適 合于多工位壓力機 上實現(xiàn)自動化 制件和廢料 排除較復雜 只 能在單機上實現(xiàn) 部分機械操作 容易 尤其適 應于單機上實現(xiàn)自 動化 生產(chǎn)通用 性 通用性好 適 合于中小批量生產(chǎn) 及大型零件的大量 生產(chǎn) 通用性較差 僅適合于大批量 生產(chǎn) 通用性較差 僅適合于中小型零 件的大批量生產(chǎn) 沖模制造 的復雜性和價 格 結(jié)構(gòu)簡單 制 造周期短 價格低 沖裁較復雜 零件時 比級進 模低 沖裁較簡單零 件時低于復合模 復合模的特點是生產(chǎn)效率高 沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高 板料的定 位精度要求比級進模低 沖模的輪廓尺寸較小 由于零件的生產(chǎn)要求的是大批量生產(chǎn) 而且工件有 1 處彎曲 相對復雜 所以不適合采用復合模 使用級進?？梢詽M足生產(chǎn) 的需要 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 8 4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定 4 1 模具類型的選擇 由以上沖壓工藝分析可知 采用級進模沖壓 4 2 送料方式的選擇 由于零件的生產(chǎn)批量是大批量及模具類型的確定 合理安排生產(chǎn)可采用左右自動 送料方式 4 3 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 無側(cè)壓裝置 控制 條料的送進布距采用側(cè)刃定距 并使用導正銷完成精確的定位 4 4 卸料 出件方式的選擇 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu) 常用于較硬 較厚且精度要求不高的工件沖裁 后卸料 彈性卸料具有卸料與壓料的雙重作用 主要用在沖料厚在 2mm 及以下厚度的板料 由于有壓料作用 沖裁件比較平整 彈壓卸料板與彈性元件 卸料螺釘組成彈壓裝置 因為工件料厚為 1mm 材料很薄 卸料力較小 而且由于需要彎曲工序 所以使 用彈性卸料板 卸料的同時還可以起到壓料的作用 4 5 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) 常用于橫向送料級進?；蚩v向送料的落料模 復合模 方案二 采用后側(cè)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(cè) 操作者可以看見條料在模具中的送進動作 但是不能使用浮動 模柄 方案三 采用四導柱模架 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及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 9 方案四 采用中間導柱模架 導柱安裝在模具的對稱線上 導向平穩(wěn) 準確 只 能一個方向送料 a b c d 圖 4 1 導柱模架 a 中間導柱 b 后側(cè)導柱 c 對角導柱 d 四角導柱 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式 為提高模具壽命和工件質(zhì)量 采用后側(cè)導柱模架 操作者可以看見條料在模具中的送進動作 由于前面和左 右不 受限制 能滿足工件成型的要求 即方案二最佳 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 10 5 工藝參數(shù)計算 5 1 排樣方式的選擇 沖裁件在板料 帶料或條料上的布置方法稱為排樣 排樣的意義在于減小材料消 耗 提高生產(chǎn)率和延長模具壽命 排樣是否合理將影響到材料的合理利用 沖件質(zhì)量 生產(chǎn)率 模具結(jié)構(gòu)與壽命 排樣的方法有 直排 斜排 對直排 混合排 根據(jù)設計模具制件的形狀 厚度 材料等方面全面考慮 因此有下列三種方案 方案一 有廢料排樣 沿沖件外形沖裁 在沖件周邊都留有搭邊 沖件尺寸完全 由沖模來保證 因此沖件精度高 模具壽命高 但材料利用率低 方案二 少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響 沖件質(zhì)量差 模具壽命 較方案一低 但材料利用率稍高 沖模結(jié)構(gòu)簡單 方案三 無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些 但材料利用率最高 采用少 無廢料排樣法 材料利用率高 不但有利于一次沖程獲得多個制件 而 且可以簡化模具結(jié)構(gòu) 降低沖裁力 但受條料寬度誤差及條料導向誤差的影響 沖裁 件的尺寸精度不易保證 故應采用方案一 分析零件形狀 應采用單直排的排樣方式 5 1 1 排樣及搭邊值的計算 在條料上沖裁時 工件之間以及工件和條料側(cè)邊之間的余料稱為搭邊 搭邊的作 用是 補償送料誤差 以保證沖出合格產(chǎn)品 保持條料剛度利于送料 避免廢料絲進 入模具間隙損壞模具 搭邊值要合理確定 從節(jié)省材料出發(fā) 搭邊值越小越好 但搭 邊值小于一定數(shù)值后 對模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利 綜合考慮工件質(zhì)量及成本 根據(jù)零件形狀尺寸 材料厚度 材料的力學性能以及送料及擋料方式 我們來選擇合 理的搭邊值 此次設計采用的是彈性卸料裝置 根據(jù)查表確定工件的側(cè)搭邊值為 1 2mm 1 5mm 5 1 2 步距的計算 步距是指沖壓過程中壓力機每沖壓一次條料向前送進的距離 其值為排樣沿送進 方向兩相鄰毛坯之間的最小距離值 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 11 步距可定義為 S L b 5 1 式中 S 沖裁步距 L 沿條料送進方向 毛坯外形輪廓的最大寬度值 b 沿送進方向的搭邊值 本設計沿條料送進方向 毛坯外形輪廓的最大寬度約為 L 25mm 沿送進方向的搭 邊值 b 1 2mm 所以步距 S L b 25 1 2 26 2mm 5 1 3 條料寬度的確定 條料寬度指根據(jù)排樣結(jié)果確定的毛坯所需條料寬度方向的最小尺寸 理論上條料 寬度可按下式計算 5 5 2 0 2 aDB 式中 B 條料寬度的基本尺寸 D 工件在寬度方向的尺寸 a 側(cè)搭邊最小值 條料寬度偏差 查表得本設計 0 5 由于模具加工誤差 條料的裁剪誤差及送料時的誤差 實際的條料寬度應有一定 的裕度 具體尺寸可根據(jù)不同的送料側(cè)定位方式計算 本設計條料寬度可用下式計算 0 5 2 71 B mm0 5 5 1 4 材料利用率的計算 材料利用率定義為 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 12 A BS 100 5 3 式中 材料利用率 A 產(chǎn)品毛坯外形所包容的面積 CAD 測量得 476 4mm2 B 條料寬度 S 沖裁步距 A BS 100 476 4 26 2 25 7 100 70 7 越大 廢料多占面積越小 因此 一般將 作為衡量毛坯排樣方案友優(yōu)劣的指標 材料利用率的計算有時也可以整個條料為基礎計算 即 在沖壓生產(chǎn)中 材料利用率為 70 7 圖 5 2 零件排樣圖 5 2 沖壓力的計算 5 2 1 沖裁力的計算 沖裁力可以參考文獻 4 第 50 頁式 2 1 2 2 或 5 3 FKLt bt 式中 沖裁件周邊長度 mm L 材料厚度 mm t 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 13 材料抗減強度 MPa 系數(shù) 考慮到模具刃口的磨損 模具間隙的波動 材料力學性能的變K 化及材料厚度偏差等因素 一般取 1 3 K 材料的抗拉強度 一般情況下 材料的 取b a1 3b 450bMPa 計算結(jié)果如下 第 1 工位 側(cè)刃成形 沖裁周長為 78mm 178450310FmMPaN 第 3 工位 沖孔 周長 28 28mm 2 1276 第 5 工位 切斷 周長 29 2mm 39 4501340FmMPaN 5 2 2 彎曲力的計算 彎曲力是設計彎曲模和選擇壓力機的重要依據(jù)之一 特別是在彎曲坯料教厚 彎 曲線較長 相對彎曲半徑較小 材料強度較大的彎曲件時 必須對彎曲力進行計算 影響彎曲力的因素很多 若要進行精確計算是很復雜的 這里只進行大略計算 不考 慮較平 由于零件的彎曲部位比較多 所以將它們分別計算 再因為彎曲力的方向相 同 將求得各彎曲分力代數(shù)相加后便得到總的彎曲力 根據(jù) V 型件的彎曲力計算 得出 5 4 2b0 6Bt FrK 彎 20 6139 540 4N 自由彎曲力在沖壓行程結(jié)束時的彎曲力 N自F B 彎曲件的寬度 K 安全系數(shù) 一般取 K 1 3 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 14 材料的抗拉強度 MPab r 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 mm t 彎曲件材料厚度 5 2 3 卸料力與推件力的計算 由于沖裁中材料的彈性變形及摩擦的存在 沖裁后帶孔部分的材料會緊箍在凸模 上 而落下部分的材料會緊卡在凹模洞口中 從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力稱 為卸料力 把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力稱為推件力 逆著沖裁方向 頂出變的力稱力頂件力 影響卸料力 推件力和頂出力的因素很多 如材料的種類 材料厚度 沖裁間隙 零件形狀尺寸以及潤滑情況等 這些力通常采用經(jīng)驗公式進行計算 參考文獻 4 第 52 頁公式 5 5 FK 卸 卸 5 6 推 推 5 7 頂 頂 式中 沖裁力 FN 分別為卸料力 推件力 頂件力系數(shù) 其值可參考文獻 4 第K卸 推 頂 52 頁表 2 2 實際生產(chǎn)中 凹?？卓谥袝瑫r卡有好幾個工件 因而在計算推件力時應考慮工 件數(shù)目 本模具擬設在沖裁時凹模孔會卡住 6 個工件 沖裁時所需的沖壓力為沖裁力 卸料力 推件力之和 應根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū) 別對待 本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式 其總沖壓力的公式可參考文獻 4 第 52 頁公式 5 8 F 總 沖 卸 推 通過查表得 0 45K卸推 則第一工位到第五工位中所需的卸料力和推件力分別為 第一工位 0 4531579 6083FN 卸推 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 15 第三工位 0 4512765 4196FN 卸推 第五工位 3 36052卸推 5 2 4 總沖壓力的計算 各個工位的總沖壓力如下 第一工位 351079 5183426 5FNN 沖 第三工位 26 79 沖 第四工位 453FN 彎 第五工位 109 436 21807 5N 沖 通過以上計算 得到各工步的沖壓力分別為 模具總沖壓力為模具各個工步的沖壓力總和 4826 517498 3561807 5392FNNN 總 5 3 壓力機噸位選擇 5 3 1 沖壓設備類型的選擇 根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì) 生產(chǎn)批量的大小 沖壓件的幾何尺寸和精度要 求等來選擇設備的類型 對于中小型的沖裁件 彎曲件或拉深件的生產(chǎn) 主要應采用開式機械壓力機 雖 然開式?jīng)_床的剛度差 在沖壓力的作用下床身的變形能夠破壞沖裁模的間隙分布 降 低模具的壽命或沖裁件的表面質(zhì)量 可是 由于它提供了極為方便的操作條件和非常 容易安裝機械化附屬裝置的特點 使它成為目前中 小型沖壓設備的主要形式 對于大中型沖壓件的生產(chǎn) 多采用閉式結(jié)構(gòu)形式的機械壓力機 其中有一般用途 的通用壓力機 也有臺面較小而剛度大的專用擠壓壓力機 精壓機等 在大型拉深件 的生產(chǎn)中 應盡量選用雙動拉深壓力機 因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡單 調(diào)整方便 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 16 在小批量生產(chǎn)當中 尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)多采用液壓機 液壓機 沒有固定的行程 不會因為板料厚度變化而超載 而且在需要很大的施力行程加工時 與機械壓力機相比具有明顯的優(yōu)點 但是 液壓機的速度小 生產(chǎn)效率低 而且零件 的尺寸精度有時因受到操作因素的影響而不十分穩(wěn)定 摩擦壓力機具有結(jié)構(gòu)簡單 造價低廉 不易發(fā)生超負荷損壞等特點 所以 在小批量生產(chǎn)中常用來完成彎曲 成形等沖壓工作 但是 摩擦壓力機的行程次數(shù)較 少 生產(chǎn)率低 而且操作也不太方便 在大批量生產(chǎn)或形狀復雜零件的大量生產(chǎn)中 應盡量選用高速壓力機或多工 位自動壓力機 綜合以上因素 選用開式壓力機比較合適 5 3 2 確定壓力機設備的規(guī)格 1 壓力機的行程太小 應能保證成型零件的取出和毛坯的放進 例如拉深所用 的壓力機行程 至少應大于成型零件的高度兩倍以上 2 壓力機工作臺面的尺寸應大于沖模平面尺寸 且還需留有安裝固定的余地 但 過大的工作臺面上安裝小尺寸的沖模 工作臺的受力條件也是不利的 3 所用壓力機的閉合高度應與沖模閉合高度相適應 模具閉合高度 是指上模在最低工作位置時 下模板的底面到上模板頂面的距0H 離 壓力機的閉合高度 是指滑塊在下死點時 工作臺面到滑塊的距離 大多數(shù)壓力機 其連桿長度能調(diào)節(jié) 也即壓力機的閉合高度可以調(diào)整 故壓力機有最大的閉合高度 最小閉合高度 maxHminH 設計模具時 模具的閉合高度 的數(shù)值應該滿足下式0H max0min51 如無特殊情況 應取上限值 即最好取在 這是為了避免連桿調(diào)節(jié)H0min13L 過長 螺紋接觸面積小而壓壞 如果模具閉合高度實在太小 可以在壓床下面加墊板 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 17 圖 5 3 壓力機 4 沖壓力與壓力機能的配合關(guān)系 當進行沖裁等沖壓加工時 由于其施力行程 較小 近于板料的厚度 所以可按沖壓過程中作用于壓力機滑塊上所有力的總和 選F總 取壓力機 通常取壓力機的名義噸位比 大 F總 20 3 本模具在沖裁過程中總的沖壓力 結(jié)合模具的閉合高度 為防止設89N 總 備過載 可按公稱壓力 選擇壓力機 參考文獻 6 第 49 頁初選壓力機型號為1 3F 壓 總 J23 16 壓力機 其主要技術(shù)參數(shù)如下 表 5 1 開式壓力機規(guī)格及參數(shù) 型號 J23 10 J23 16 J23 25 J23 35 J23 40 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 18 公稱壓力 KN 100 160 250 350 400 滑塊行程 mm 45 55 65 100 100 最大閉合高度 mm 180 220 270 290 330 閉合高度調(diào)節(jié) mm 35 45 55 60 65 滑塊中心線至床 身 距離 mm 130 160 200 200 250 前后 150 180 220 220 260滑塊底面 尺寸 mm 左右 170 200 250 250 300 工作臺板厚度 mm 35 40 50 290 65 模柄孔尺 寸 mm 直徑 30 40 40 40 50 深度 35 60 60 60 70 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 19 6 刃口尺寸計算 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口尺寸精度 模具的合理間隙值也要靠模 具刃口尺寸及制造精度來保證 正確確定模具刃口尺寸及其制造公差 是設計沖裁模 主要任務之一 6 1 沖裁間隙的確定 沖裁間隙是影響沖裁工序最重要的工藝參數(shù) 其定義為沖裁凸模與凹模之間的空 隙尺寸 如圖 6 1 所示 設計模具時一定要選擇合理的間隙 以保證沖裁件的斷面質(zhì) 量 尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求 所需沖裁力小 模具壽命高 沖裁過程中模具的失效 形式一般有磨損 變形 崩刀和凹模刃口脹裂四種 間隙大小主要對模具磨損及脹裂 產(chǎn)生影響 間隙增大可以使沖裁力 卸料力等減小 因而模具的磨損也減小 但當間隙 繼續(xù)增大時 卸料力增加 又影響模具壽命 一般間隙為 10 15 t 時的磨損最 小 模具壽命較高 圖 6 1 沖裁間隙圖 由于沖裁間隙對斷面質(zhì)量 工件尺寸精度 模具壽命 沖裁力等的影響規(guī)律并非 一致 所以 并不存在一個絕對合理的間隙數(shù)值 能同時滿足斷面質(zhì)量最佳 尺寸精 度最高 模具壽命最長 沖裁力最小等各方面的要求 所以在實際生產(chǎn)中 其總的原 則應該是在保證滿足沖裁件剪切斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下 使模具壽命達到最長 目前在生產(chǎn)中 廣泛采用經(jīng)驗法和查表法來確定合理的間隙植 本套模具采用查表法 予以確定其間隙植 根據(jù)實用間隙表 6 1 查得材料間隙為 0 10 0 14 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 20 表 6 1 沖裁模初始雙邊間隙值 mm 材 料 厚 度 08 10 20 3 5 09Mn Q2 35 16Mn 40 50 65Mn Z min Z max Z min Z max Z min Z max Z min Z max 小 于 0 5 極小間隙 或無間隙 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 1 2 1 5 1 7 5 2 0 2 1 2 5 2 7 0 040 0 048 0 064 0 072 0 092 0 100 0 126 0 132 0 060 0 072 0 092 0 104 0 126 0 140 0 180 0 240 0 040 0 048 0 064 0 072 0 090 0 100 0 132 0 170 0 060 0 072 0 092 0 104 0 126 0 140 0 180 0 240 0 040 0 048 0 064 0 072 0 090 0 100 0 132 0 170 0 060 0 072 0 092 0 104 0 126 0 140 0 180 0 240 0 040 0 048 0 064 0 064 0 090 0 090 0 060 0 072 0 092 0 092 0 126 0 126 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 21 5 3 0 0 220 0 246 0 260 0 260 0 400 0 460 0 320 0 360 0 380 0 500 0 560 0 640 0 220 0 260 0 280 0 380 0 420 0 480 0 320 0 380 0 400 0 540 0 600 0 660 0 220 0 260 0 280 0 380 0 420 0 480 0 320 0 380 0 400 0 540 0 600 0 660 6 2 刃口尺寸的計算及依據(jù)與法則 凸模和凹模的刃口尺寸和公差 直接影響沖裁件的尺寸精度 模具的合理間隙值 也靠凸凹模刃口尺寸及其公差來保證 因此 正確確定凸凹模刃口尺寸和公差 是沖 裁模具設計中的一項重要工作 凸模 凹模工作部分尺寸即凸 凹模刃口尺寸的計算 有兩種計算方法 第一種 計算方式是凸模與凹模圖樣分別加工法計算 第二種計算方法是凸模與凹模配作法 該沖件尺寸較多 若采用分開加工法計算 計算繁瑣 且計算量較大 不宜采用 故采用第二種算法 凸模與凹模配作法 1 凸?；虬寄Ｄp后會增大的尺寸 第一類尺寸 A Aj Amax x 410 凸?；虬寄Ｄp后會減小的尺寸 第一類尺寸 B Bj Bmin x 041 3 凸?；虬寄Ｄp后基本不變的尺寸 第一類尺寸 C 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 22 Cj Cmin 21 8 其中 x 為磨損系數(shù) 查表得 工件精度 IT10 級以上 x 1 工件精度 IT1 IT13 x 0 75 工件精度 IT14 x 0 5 因為本工件尺寸均為基本尺寸 故按 IT14 級精度 x 0 5 在所有的尺寸中 落料尺寸 0 527 0 5219 0 3R 沖孔尺寸 0 3R 注 凸模或凹模磨損后將會增大的尺寸 第一類尺寸 A 凸?；虬寄Ｄp后將會減小的尺寸 第二類尺寸 B 凸?；虬寄Ｄp后會基本不變的尺寸 第三類尺寸 C 具體計算如表 5 3 表 6 2 工作零件刃口尺寸計算 尺寸 類型 公稱尺寸 公式 計算后尺寸0 527 0 1324 0 5219 0 139 落料 0 3 4 1 0max Aj 0 75 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 23 6 3 彎曲刃口尺寸計算 彎曲模的刃口尺寸計算 彎曲時 V 形件的彎曲 必須選擇適當?shù)拈g隙 間隙的大小對于工件質(zhì)量和彎曲 力的大小有很大的影響 間隙越小 彎曲力越大 間隙過小 會使工件壁變薄 并降 低凸模壽命 間隙過大 則回彈較大 還會降低工件的精度 彎曲時 間隙值利用公式計算 6 1 1 2ntZ 式中 彎曲凸 凹模的單面間隙 t 材料的公稱厚度 n 因數(shù) 與工件的彎曲高度和彎曲線長度有關(guān) 查表 取 0 05 代入公式可得 1 0512Ztn 彎曲件標注的為外形公差 應計算模具的凹模尺寸 凸模根據(jù)單面間隙配作 取彎曲凸 凹模的制造公差為 IT17 IT18 查表得 021 凸 03 凹 沖孔 0 3R 0 4 1 min xBj 0 7315R 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 24 7 主要零部件設計 雖然各類沖裁模的結(jié)構(gòu)形式和復雜程度不同 但組成模具的零件種類是基本相同 的 根據(jù)它們在模具中的功用和特點 可以分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩類 設計主要零部件時 首先要考慮主要零部件的定位 固定以及總體裝配方法 本 套模具主要采用螺釘固定模具零件 銷釘起零件的定位作用 采用擋料銷送進定距和 導料銷送進定位 無側(cè)壓裝置 下面就分別介紹各個零部件的設計方法 7 1 凹模設計 7 1 1 凹模外形的確定 凹模的外形一般有矩形和圓形兩種 凹模的外形尺寸應保證有足夠的強度 剛度 和修磨量 凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確 定的 如圖 7 1 所示 凹模各尺寸計算公式如下 凹模邊壁厚 H Kb1 7 1 凹模邊壁厚 c 1 5H 7 2 凹模板邊長 L b1 2c 7 3 凹模板邊寬 B b2 2c 7 4 式中 b1 沖裁件的橫向最大外形尺寸 b2 沖裁件的縱向最大外形尺寸 K 系數(shù) 考慮板料厚度的影響 查表 7 1 表 7 1 系數(shù) K 值 材料料寬 s mm 材料厚度 t mm 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 25 1 1 3 3 6 50 0 30 0 40 0 35 0 50 0 45 0 60 50 100 0 20 0 30 0 22 0 35 0 30 0 45 100 200 0 15 0 20 0 18 0 22 0 22 0 30 200 0 10 0 15 0 12 0 18 0 15 0 22 查表7 1得 K 0 3 根據(jù)公式 7 1 可計算落料凹模板的尺寸 凹模厚度 H Kb2 0 5 22 7 11 35 mm 根據(jù)公式 7 2 可計算凹模邊壁厚 c 1 5H 1 5 11 35 17 mm 取凹模邊壁厚為 25mm 根據(jù)凹模厚度和邊壁厚可確定凹模板的長 寬的尺寸 取整后取 L B H 160mm 105mm 30mm 7 1 2 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇 沖裁凹模刃口形式有直筒式和錐形兩種 選用時主要根據(jù)沖件的形狀 厚度 尺 寸精度以及模具結(jié)構(gòu)來確定 由于本模具沖的零件尺寸較大 所以采用刃口為直通式 該類型刃口強度高 修磨后刃口尺寸不變 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 26 7 1 3 凹模精度與材料的確定 根據(jù)凹模作為工作零件 其精度要求較高 外形精度為 IT11 級 內(nèi)型腔精度為 IT7 級 表面粗糙度為 Ra3 2um 上下平面的平行度為 0 02 材料選 Cr12 7 2 凸模的設計 7 2 1 凸模結(jié)構(gòu)的確定 凸模結(jié)構(gòu)通常分為兩大類 一類是鑲拼式 另一類為整體式 整體式中 根據(jù)加 工方法的不同 又分為直通式和臺階式 因為該制件形狀不復雜 所以將落料模設計 成臺階式凸模 臺階式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣 凸模與凸模固定板 的配合按 H7 m6 7 2 2 凸模高度的確定 因為該制件形狀不是很復雜 所以將沖孔模設計成臺階式凸模 凸模與凸模固定 板的配合按 H7 m6 凸模的高度是凸模固定板的厚度 落料凹模與附加長度的總和 如圖 7 3 所示 圖7 3 凸模高度尺寸 凸模高度為 L h1 h2 H 7 5 式中 h1 凸模固定板厚度 可得 h1 20mm h2 卸料板厚度 可得 h2 20mm H 附加長度 附加長度包括凸模的修磨量 橡膠的高度 凸模進入凸凹模 的深度 由公式 7 5 得 L 20 30 17 67mm 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 27 7 2 3 凸模材料的確定 該模具要求有較高的壽命和較高的耐磨性 并能承受沖裁時的沖擊力 所以凸模的 材料應選 T10A 熱處理 58 62HRC 7 2 4 凸模精度的確定 根據(jù)凸模作為工作零件 其精度要求較高 所以選用 IT7 級 表面粗糙度為 Ra1 6um 7 3 卸料板的設計 7 3 1 卸料板外型設計 在沖壓工藝分析中已經(jīng)選擇了彈性卸料裝置 采用卸料板進行卸料 卸料板不僅 有卸料作用 還具有用凸凹模導向 對凸凹模起保護作用 卸料板的邊界尺寸與凹模 的邊界尺寸相等 卸料板與凹模的外形尺寸相同 厚度為 20mm 根據(jù)凹模的尺寸 從而可以確定 卸料板的尺寸 160mm 105mm 15mm 7 3 2 卸料板材料的選擇 卸料板主要是起卸料的作用 對它的強度和硬度要求較高 所以材料選擇是 45 鋼 45 鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 它的質(zhì)量較好 含碳量 0 45 波動小 性能較穩(wěn)定 經(jīng) 過熱處理 調(diào)質(zhì) 后具有良好的綜合力學性能 即具有較高的強度 硬度 又具有較 好的塑性 韌性 7 3 3 卸料板整體精度的確定 卸料板外輪廓的精度要求不高 所以選取 IT14 級 粗糙度為 Ra3 2 而內(nèi)輪廓的 精度要求比外輪廓的要求稍高 所以選取 IT11 級 粗糙度為 Ra1 6 兩個螺紋孔和擋 料銷 導料銷有定位的作用 所以精度要求要高一些為 IT7 級 粗糙度為 Ra3 2 7 4 固定板的設計 凸模固定板主要是固定凸模 保證凸模有足夠的強度 使凸模與落料凹模 上模 座 墊板更好的定位 凸模與凸模固定板的配合按 H7 m6 凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的 0 6 0 8 倍 則凸模固定板的厚度 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 28 H 凸固 0 6 0 8 H 凹 7 6 式中 H 凸固 凸模固定板厚度 H 凹 凹模厚度 根據(jù)公式 7 7 得凸模固定板厚度為 H 凸固 0 6 0 8 H 凹 0 6 0 8 H 凹 0 6 0 8 30 18 24 mm 凸模固定板厚度取 20mm 7 5 墊板的設計 它的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力 如果凸模的端部對材料的壓力超過 材料的許用壓力 需在凸模端部與上模座之間加上墊板防止模具損壞 墊板外形尺寸可與凸模固定板相同 其厚度一般取 3 10mm 查參考文獻中沖壓 模具設計與制造 22 5 17JB T7643 3 1994 可得墊板尺寸為 160mm 105mm 10mm 7 6 上下模座 模柄的選用 7 6 1 上下模座的選用 本模具采用后側(cè)導柱 導套來保證模具上 下模的精確導向 后側(cè)導柱 導套都 是圓柱形的 其加工方便 裝配容易 導柱的長度應保證上模座最底位置時 閉合狀 態(tài) 導柱上端面與上模座頂面的距離 11mm 而下模座底面與導柱底面的距離為 14mm 導柱的下部與下模座導柱孔采用 H7 r6 的過盈配合 導套的外徑與上模座導套孔 采用 H7 r6 的過盈配合 導套的長度 需要保證沖壓時導柱一定要進入導套 10mm 以 上 導柱與導套之間采用 H7 r6 的間隙配合 導柱與導套均采用 20 鋼 熱處理硬度滲 碳深度 0 8 1 2mm 淬硬 58 62HRC 表 7 2 模架組合 名 稱 數(shù) 量 材 料 規(guī) 格 標 準 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 29 上模 座 1 20HT16254m 2856 1GBT 下模 架 1 0 導 柱 1 1 20 2517m 2861 3GBT 導 套 1 1 20 251038 2861 BT 7 7 模柄的選用 模柄的作用是將上模座固定在沖床的滑塊上 常用的模柄形式有 1 整體式模柄 模柄與上模座做成整體 用于小型模具 2 帶臺階的壓入式模柄 它與模座安裝孔用 H7 n6 配合 可以保證較高的同軸 度和垂直度 適用于各種中小型模具 3 帶螺紋的旋入式模柄 與上模連接后 擰入防轉(zhuǎn)螺釘緊固 垂直度較差 主 要用于小型模具 4 有凸緣的模柄 用螺釘 銷釘與上模座緊固在一起 使用與較大是模具 5 浮動式模柄 它由模柄 球面墊塊和連接板組成 這種結(jié)構(gòu)可以通過球面墊 塊消除沖床導軌位差對沖模導向精度的影響 適用于滾珠導柱 導套導向的緊密沖裁 根據(jù)本模具結(jié)構(gòu) 采用壓入式模柄 在設計模柄時模柄長度不得大于沖床滑塊內(nèi) 模柄孔的深度 模柄直徑應與模柄孔徑一致 綜合以上 本模具模柄選用 A40 JB T7646 3 1994 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 30 7 8 螺釘 銷釘?shù)倪x用 螺釘 銷釘都是標準件 螺釘用于固定模具零件 銷釘則起定位作用 根據(jù)上模 座 墊板 凸模固定板采用 6 個 M6 55mm 的螺釘固定 凹模和下模座采用 6 個 M6 60mm 的螺釘固定螺釘分布對稱 使緊固零件受力均勻 沖模上的螺釘常用圓柱頭 內(nèi)六角螺釘 GB T70 1985 銷釘起定位作用 防止零件之間發(fā)生錯移 其本身承受切應力 銷釘采用兩個 多用圓柱銷 GB T119 2000 與零件上的銷孔采用過渡配合 上模座 凸模固定板 墊板和凹模采用 6 60mm 的定位銷釘 凹模與下模座采用 6 60mm 的定位銷釘 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 31 8 沖壓設備的校核與選定 8 1 沖壓設備的校核 該模具的閉合高度由以下零件高度相加之和求的 該模具閉合高度 H 閉 H 上 H 下 H 墊 L H h 8 1 式中 L 沖孔凸模長度 H 凹模厚度 h 沖孔凸模沖裁后進入凹模的深度 h 1mm 根據(jù)公式 8 1 得模具的閉合高度為 H 閉 H 上 H 下 H 墊 L H h 201 mm 可見該模具的閉合高度在所選模具閉合高度之間 則該模架可以使用 該模具的 閉合高度小于所選壓力機型號為 J23 16 的最大裝模高度為 220mm 可以使用 8 2 沖壓設備的選用 根據(jù)模具閉合高度 沖裁力等 壓力機型號為 J23 16 能滿足各項要求 因此選 取 J23 16 號壓力機 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 32 結(jié)論 畢業(yè)設計是本科學習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會 通過這次比 較完整 全面的給模具進行設計 我擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài) 和實際設計的 結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎知識 解決機械問題的能力 同時也提高我 查閱文獻資料 設計手冊 設計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平 而且通過對 整體的掌控 對局部的取舍 以及對細節(jié)的斟酌處理 都使我的能力得到了鍛煉 經(jīng) 驗得到了豐富 并且意志品質(zhì)力 抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升 這是 我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設計的目的所在 雖然畢業(yè)設計內(nèi)容繁多 過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富 各種系統(tǒng)的適用條件 各種設備的選用標準 我都是隨著設計的不斷深入而不斷熟悉并學會應用的 和老師 的溝通交流更使我對設計有了新的認識也對自己提出了新的要求 彎曲墊片沖壓模畢業(yè)設計 33 參考文獻 1 任海東 蘇君 冷沖壓工藝與模具設計 鄭州 河南科學技術(shù)出版社 2007 2 王麗霞 愈佳芝 計算機繪圖 鄭州 河南科學技術(shù)出版社 2006 3 劉家平 機械制圖 鄭州 河南科學技術(shù)出版社 2006 4 Yoshida K Classification and Systematization of Sheet Metal Press Forming Process Sci Pap IPCR Vol42 No 1514 1959 142 159 5 Keeler S P Determination of Forming Limit in Automotive Stamping Sheet Metal Industries 1965 Vol 42 6 康寶來 于興芝 機械設計基礎 鄭州 河南科學技術(shù)出版社 2006 7 黃云清 公差配合與測量技術(shù) 北京 機械工業(yè)出版社 2007 1 8 李云程 模具制造工藝學 北京 機械工業(yè)出版社 2007 1 9 孫鳳勤 沖壓與塑壓設備 北京 機械工業(yè)出版社 2007 8 10 吳兆祥 模具材料及表面處理 北京 機械工業(yè)出版社 2008 2 11 許發(fā)越 模具標準應用手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1994 12 王芳 冷沖壓模具設計指導 北京 機械工業(yè)出版社 1998 10 13 李奇 江瑩 模具構(gòu)造與制造 北京 青華大學出版社 2004 8 14 王秀鳳 冷沖壓模具設計與制造 北京 航空航天大學出版社 2005 4 15 成虹 沖壓工藝與模具設計 北京 高等教育出版社 2006 7 16 楊玉英 崔令江 實用沖壓工藝及模具設計手冊 機械工業(yè)出版社 2005 1 17 彭建生 模具設計與加工速查手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2005 7