異形墊片的沖壓模具設(shè)計(jì)含6張CAD圖
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異形墊片的沖壓模設(shè)計(jì)
摘 要
我的這篇沖壓模具的設(shè)計(jì)，就是一些機(jī)器上的一個(gè)零件。我的設(shè)計(jì)主要就是按照沖壓件的一般設(shè)計(jì)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，我分析了零件的材料，再分析零件的特征。然后我根據(jù)分析出來的數(shù)據(jù)對(duì)零件進(jìn)行排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算，凹模和凸模的設(shè)計(jì)，然后最后再進(jìn)行裝配。
關(guān)鍵詞：排樣；沖壓；凹凸模設(shè)計(jì)
Ⅰ
目 錄
前 言 1
1零件的工藝分析 2
1.1結(jié)構(gòu) 2
1.2沖裁件的精度與粗糙度 3
1.3沖裁件的材料 3
1.4排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 3
2模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
2.1卸料板 6
2.2選擇模架 7
2.3倒料板 8
2.4凸模版 9
2.5墊板 10
3凸凹模的外形尺寸 10
3.1凸模設(shè)計(jì) 10
3.2凹模設(shè)計(jì) 12
4計(jì)算凸凹模刃口尺寸及公差 12
5裝配圖 13
總 結(jié) 15
致 謝 17
附 錄 18
參考文獻(xiàn) 19
前 言
沖壓模具，是在冷沖壓加工中，把金屬或非金屬材料加工成零件或半成品的一種特殊的工藝裝備，稱為冷沖壓模具。又叫冷沖模。冷沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造以塑性變形理論為基礎(chǔ)，綜合了塑性力學(xué)和材料力學(xué)，在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展很快的今天，沖壓行業(yè)還是很重要的行業(yè)。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。
沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和其生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有緊密的關(guān)系。
模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。
本次的設(shè)計(jì)是在我們學(xué)習(xí)了兩年的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)的。用書上學(xué)到的知識(shí)和參考的書籍所做出來的設(shè)計(jì)。這一次的沖壓設(shè)計(jì)是做機(jī)器上的一個(gè)沖壓件。用到了CAD,UG等畫圖軟件。
學(xué)習(xí)沖壓成形及模具的核心在于對(duì)工藝原理的領(lǐng)悟和在工程實(shí)踐中把握。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)當(dāng)然的發(fā)展方向。對(duì)于我們這些初學(xué)者來說，沖壓的學(xué)習(xí)應(yīng)該在于把工藝原理知識(shí)應(yīng)用到真實(shí)的生活實(shí)踐中。如今社會(huì)一直在飛快的發(fā)展。而模具的制造方面，一些傳統(tǒng)的小的生產(chǎn)模式正在慢慢的淘汰。越來越多的專業(yè)的模具制造廠家遍布在世界的各個(gè)角落。當(dāng)今社會(huì)，自動(dòng)化的沖壓設(shè)備對(duì)于提高生產(chǎn)效率起著非常重要的作用，同時(shí)也使沖壓模具的效能得到充分發(fā)揮，目前沖壓設(shè)備正朝著多工位，多功能，高速和數(shù)控發(fā)展。另一方面，電氣控制技術(shù)和光電控制技術(shù)的應(yīng)用以及自動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)也大大提高了沖壓生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，使沖壓生產(chǎn)的效率大大提高，并確保了勞動(dòng)安全。
沖壓比機(jī)械加工多了兩個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)。沖壓的材料利用率和生產(chǎn)效率比較高，沖壓的廢料一般可以再用來沖制其他的零件。這個(gè)方法不光使材料的利用率大大的提高了，而且還成功的降低了沖壓材料成本。生產(chǎn)效率變得非常的高，可以在高速的沖壓設(shè)備下每分鐘沖壓多個(gè)零件。除此之外，沖壓的加工非常的簡(jiǎn)單便捷，這有利于減少輔助的生產(chǎn)時(shí)間。
這次的說明書是自己多年來的學(xué)習(xí)和同學(xué)間的探討以及老師的指導(dǎo)下完成的，因?yàn)樽约旱膶I(yè)知識(shí)有限所以難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。對(duì)于這次的設(shè)計(jì)我出現(xiàn)的錯(cuò)誤和不足希望大家能給我指出并諒解。我一定會(huì)聽取建議并積極改正。
1零件的工藝分析
1.1 結(jié)構(gòu)
該零件材料為Q195結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形狀對(duì)稱,凹槽寬度B=4≥1.5t(t為材料厚度) ，沖孔時(shí),因受凸模強(qiáng)度的限制,孔的尺寸不應(yīng)太小。沖孔的最小尺寸取決于材料性能,凸模的強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)等。
圖1-1異形墊片
1.2 沖裁件的精度與粗糙度
沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT12級(jí),可用于一般精度的沖裁,普通沖裁可以達(dá)到要求。
由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求,我們不必考慮。
1.3沖裁件的材料
Q195,抗剪強(qiáng)度τ=314Mpa,斷后伸長(zhǎng)率33%,此材料具有良好的塑性級(jí)較高的彈性,沖裁性較好,可以沖裁加工。
1.4排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算
該沖裁件材料厚度薄，因此可采用直排比較合理，如圖1-2所示。
圖1-2異形墊片的排樣圖
a1=1.5×1=1.5mm,
條料的寬度為
B=（Dmax+2a）=(78＋2×2)=mm，
a=2×1=2mm,
進(jìn)距為:s=30+a1=30+1.5=31.5mm，
由零件圖在CAD用計(jì)算機(jī)算得一個(gè)零件的面積為2091.8627mm2
一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的坯料面積:
B×S=82×31.5=2583mm2,
因此材料利用率為:
η=(A/BS)×100%
=(2091.8627/2583)×100%
=81%
由利用率可知,圖1-2的排樣合理。
2模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1卸料板
卸料以固定板卸料,出件是以凸模往下沖即可,因此不用設(shè)計(jì)出件零件。固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的0.8～1倍,所以卸料板的L×B×H=160×144×22,卸料板在此僅起卸料作用,凸模與卸料板間的雙邊間隙一般取0.2～0.5mm,這里取0.5mm,材料為Q275，由以上根據(jù)凸模和凹?？稍O(shè)計(jì)出卸料板圖2-1所示。
圖2-1卸料板
2.2 選擇模架
根據(jù)GB/T 2851.5-90,由凹模周界160×144,及安裝要求,選取
凹模周界:L×B=250×200,閉合高度:H=220～265,上模座:250×200×35
下模座:250×200×35,導(dǎo)柱:18×185,18×185,
導(dǎo)套:18×57×30,18×57×30
由以上可得模架及其零件如圖2-2，圖2-3所示。
圖2-2模架圖
圖2-3上模座
2.3倒料板
根據(jù)凹模L×B=160×144,始用導(dǎo)料銷70×12查標(biāo)準(zhǔn)GB2865.5-81,選規(guī)格為:長(zhǎng)度L=180,寬度B=31,厚度H=10,材料為A3的導(dǎo)料板,即導(dǎo)料板:180×31×10 GB2865.5-81/A3,熱處理HRC28～30如圖2-4所示。
圖2-4倒料板
2.4凸模版
凸模板的外形尺寸與凹模的外形尺寸一致,根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為L(zhǎng)×B×H=160×144×22;凸模與凸模固定板的配合為H7/n6,裝配可通過2個(gè)銷釘定位,4個(gè)螺釘與上模座連接固定,各形孔的位置尺寸與凹模的保持一致,頂部與凸模鉚接,因此必須倒角,由以上可得凸模固定板的零件圖如圖2-5所示。
圖2-5凸模固定板
2.5墊板
墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸模傳遞的壓力,以防止模座被擠壓損傷,因此在與模座接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板。墊板的外形尺寸與凸模固定板相同,厚度可取3～10mm,這里設(shè)計(jì)時(shí),由于壓力較大,根據(jù)GB2865.2-81選取規(guī)格為L(zhǎng)×B×H=160×144×11，如圖2-6所示。
圖2-6墊板
3凸凹模的外形尺寸
3.1凸模設(shè)計(jì)
參照沖壓模具設(shè)計(jì)與制造選用CrWMn；如圖3-1和圖3-2所示。
L≤90d/=(90×5.313×5.313)/=16.96 mm，
L為凸模的允許最大工作尺寸，而設(shè)計(jì)中，凸模的工作尺寸為15<16.96,所以鋼度得以校核。
圖3-1凸模圖
圖3-2凸模圖
3.2凹模設(shè)計(jì)
照沖壓模具設(shè)計(jì)與制造選用CrWMn。如圖3-3所示。
圖3-3凹模圖
4計(jì)算凸凹模刃口尺寸及公差
由于材料厚度一般,模具間隙較小,模具的間隙由配作保證,工藝比較簡(jiǎn)單,使制造容易,因此采用配作加工為宜。
由落料尺寸得,凹模會(huì)變小,所以用凹模為基準(zhǔn),配作凸模。
由沖孔尺寸得,凸模尺寸變小,所以用凸模為基準(zhǔn),配作凹模。
圖4-1刃口尺寸
由材料厚度可得Zmin=0.126mm, Zmax=0.180mm，
由落料,凹模磨損后變大,有A1=30 ,A2=78 ，令磨損系數(shù)X=0.5所以：
Ad1=(A1max-x△)=(30-0.5×0.25) =30.125，
Ad2=(A2max-x△)=(78-0.5×0.35) =78.175，
由于Ad1, Ad2為落料尺寸,故以凹模為基準(zhǔn),配作凸模，所以落料凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配作，保證雙面間隙值為0.126～0.180mm。
由沖孔尺寸凸模磨損后變小，有
b1=4, b2=4.89, b3=9, b4=6,
令磨損系數(shù)X=0.5,所以:
bp1=(b1min+X1△1)=(4+0.5×0.1)=4.05
bp2=(b2min+X2△2)=(4.89+0.5×0.24)=5.06
bp3=(b3min+X3△3)=(9+0.5×0.15)=9.08
bp4=(b4min+X4△4)=(6+0.5×0.1)=6.05
5裝配圖
如圖5-1所示。
圖5-1裝配圖
1. 下模座；2.出料板；3.凹模板；4.導(dǎo)料板；5.導(dǎo)向板；6.螺釘；7.凸模板；8.導(dǎo)套；9.導(dǎo)套；10.凸模墊板；11.上模座；12.螺釘；13-16.凸模；17.定位銷。
總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)快要結(jié)束了。給我留下很深的印象。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我很有感慨。我真的是認(rèn)識(shí)到了自身所面臨的種種問題。專業(yè)知識(shí)沒學(xué)好，畫圖軟件不熟練，參與同學(xué)間的討論不積極......還好在自身及時(shí)的反省下以及老師同學(xué)的幫助下我終于做完了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。我的這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不光是我的心血和努力，同時(shí)也包含了老師和同學(xué)的心血和努力。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，相對(duì)于同等專業(yè)的同學(xué)來講我的專業(yè)知識(shí)學(xué)的并不是很好。這個(gè)模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)我們學(xué)校有三個(gè)班級(jí)。當(dāng)時(shí)老師給的任務(wù)是自己設(shè)計(jì)一套注塑模具或者是沖壓模具。當(dāng)然要自己找個(gè)零件。起初我在找零件上浪費(fèi)了好多時(shí)間。第一次想的是做注塑模具。做的是筆帽。當(dāng)時(shí)看了看同學(xué)找的零件，有的是手機(jī)殼，有的是心形戒指盒......當(dāng)然也有和我做一樣的筆帽，所以我就放棄了。準(zhǔn)備重新選零件。老師說論文是要有查重率的。歷年來做碗的，肥皂盒的太多了，通知我們大家討論，互相看看避免重復(fù)?；谖覍I(yè)課學(xué)的不是很好，沖壓模具選的很少，所以我開始改做沖壓模具了。這次選的是工廠里普遍的機(jī)器上的一個(gè)小零件。眾所周知工業(yè)生產(chǎn)離不開機(jī)器。就這樣開始了制作。一邊畫圖一邊查閱資料。不會(huì)的就問老師和同學(xué)。
這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我知道了學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的重要性。讓我知道了沖壓件的設(shè)計(jì)也很難做。先是材料分析，然后設(shè)計(jì)排樣圖。排樣圖的設(shè)計(jì)不會(huì)就請(qǐng)教同學(xué)。然后是凸凹模的設(shè)計(jì)......每個(gè)環(huán)節(jié)都是對(duì)我們所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的考驗(yàn)。每次我遇到不會(huì)的就翻書或者百度。實(shí)在不會(huì)再去請(qǐng)教同學(xué)。就這樣，慢慢的解決了設(shè)計(jì)中遇到的種種問題。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，無(wú)論是在以后的工作還是生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。只有這樣，才能不斷地進(jìn)步。
致 謝
非常感謝幫住我的老師和同學(xué)。三年的學(xué)習(xí)快要結(jié)束了。在做這個(gè)零件之前無(wú)從下手，什么都不會(huì)。從找零件開始一路都是同學(xué)幫的忙。起先大家都很忙，所以更多的時(shí)間是自己想辦法。先按照老師給的模板先寫起，遇到不會(huì)的就翻書或者問室友。就這樣這份說明書終于寫完了。
不得不說的是自己的專業(yè)知識(shí)沒學(xué)好給自己帶來了很多麻煩。起初老師給我們學(xué)習(xí)差的一些機(jī)會(huì)是寫成本計(jì)算，當(dāng)初也在猶豫。但考慮大家都寫說明書于是自己也就決定寫說明書了。這樣不會(huì)的可以有人問。所以很感謝給予過我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)。
附 錄
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