連接處蓋板的沖壓模具設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）

連接處蓋板的沖壓模具設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）,連接,蓋板,沖壓,模具設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙 摘要隨著時(shí)代的發(fā)展，新型材料的出現(xiàn)。機(jī)械行業(yè)不斷地發(fā)展，模具的需求及精度要求也不斷的提高。復(fù)合的金屬材料也讓冷沖壓的模具需求不斷地增強(qiáng)，連接處的蓋板的需求也不斷地提高，像航空航天、汽車配件、電器等日常跟我們相關(guān)的產(chǎn)業(yè)。連接處蓋板的沖壓模具設(shè)計(jì)可以更好的讓我們清楚設(shè)計(jì)沖壓模具的時(shí)候才能更好地知道它的每個(gè)步驟，每個(gè)流程。只有理解了加工的每個(gè)步驟，才能更好地設(shè)計(jì)每個(gè)工位應(yīng)該做什么，把握每個(gè)工位的精度的要求。同時(shí)設(shè)計(jì)沖壓模具的時(shí)候還需要考慮到凸凹模刃口的和模具的壽命。關(guān)鍵詞：發(fā)展、新材料、需求、產(chǎn)業(yè)I目 錄前言11 任務(wù)分析21.1 任務(wù)名稱及任務(wù)圖紙21.2 任務(wù)要求22 沖裁方案的制定與選擇32.1 沖裁的工藝分析32.2 方案的制定32.3 方案的優(yōu)缺點(diǎn)33 排樣圖的選擇與確定43.1 排樣圖的方案的制定43.2 排樣圖的搭邊值計(jì)算與材料的利用率43.2.1 查找搭邊值并求出步距43.2.2 材料的利用率54 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)64.1 模具樣式的確定64.2 操作與定位方式64.3 卸料與出件方式64.3.1 卸料的形式64.3.2 出料的方式64.4 導(dǎo)向的方式64.5 選擇模架和其精度64.6 凸模的設(shè)計(jì)與加工65 沖壓力與壓力中心的計(jì)算75.1 沖裁力的定義及計(jì)算75.2 卸料力、推件力、頂件力定義與計(jì)算75.3 壓力機(jī)公稱壓力的確定85.4 計(jì)算各主要板料的厚度85.4.1 凹模的厚度85.4.2 凸模固定板的厚度95.4.3 卸料板的厚度96 凸凹模的刃口尺寸的計(jì)算106.1 確定初始沖裁間隙的范圍和刃口磨損系數(shù)106.2 計(jì)算刃口尺寸117 各個(gè)板的設(shè)計(jì)與加工137.1 凹模設(shè)計(jì)與加工137.1.1 裝配方式137.1.2 凹模的加工方式137.1.3 落料凹模圖137.2 凸模設(shè)計(jì)與加工137.2.1 裝配方式137.2.2 凸模長(zhǎng)度的計(jì)算138 模具的裝配圖15總結(jié)16致謝17參考的資料文獻(xiàn)18前言沖壓是利用安裝在沖壓機(jī)上的模具進(jìn)行對(duì)材料施加壓力，使其發(fā)生分離或者塑性形變，從而獲得所需要一定形狀零件的加工方法。它對(duì)環(huán)境的要求比較低，經(jīng)常在常溫下進(jìn)行所以我們有時(shí)又叫做冷沖壓。熱沖壓是相對(duì)于冷沖壓而言的，是將沖壓的材料加熱到一定的溫度，降低沖壓力或者有利于材料的塑性流動(dòng)性，提高材料的可變形程度。沖壓是一種先進(jìn)的加工切削方式，它沒(méi)有或者比較少切削碎料產(chǎn)生。跟其他機(jī)械加工方式相比較：具有生產(chǎn)效率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品的互換性好、制品尺寸精度穩(wěn)定、加工范圍廣的特點(diǎn)，易于達(dá)到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)輕量化、操作簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化等一些優(yōu)點(diǎn)。到今天沖壓模在汽車、航空航天、軍工以及日常用品等產(chǎn)品中得到廣泛的運(yùn)用。我們?nèi)粘Ｓ玫淖疃嗟木褪菃喂ば蚰?，?fù)合模，級(jí)進(jìn)模。它們優(yōu)缺點(diǎn)的比較。單工序模是沖壓模具中的一個(gè)類型，它就是在沖床的一次行程內(nèi)，只加工或者只完成一道工序。它有模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，加工成本低；模具通用性能好，不受沖壓件的尺寸的限制適合中小型的生產(chǎn)：也適合小批量零件或者試制件。它的缺點(diǎn)是產(chǎn)品的精度不高，生產(chǎn)效率低1。復(fù)合模也是沖壓模具中的一種形式，它就是在沖床的一次行程中，完成兩種或者兩種以上的不同的沖壓成型工藝的模具。使生產(chǎn)的效率得到極大地提高，沖壓件的質(zhì)量得到提高以及生產(chǎn)時(shí)的成本得到相應(yīng)的降低，所以在生產(chǎn)的過(guò)程中得到廣泛的運(yùn)用。但是由于多工序的復(fù)合模的設(shè)計(jì)和制造比單工序模的設(shè)計(jì)與制造來(lái)的復(fù)雜，成本也就相對(duì)而言來(lái)的高。所以我們只有在需要大批量的零件生產(chǎn)或者對(duì)零件生產(chǎn)加工的安全性、可操作性有特別要求的時(shí)候才會(huì)考慮到使用。級(jí)進(jìn)模是沖壓模具中一種先進(jìn)的、高效的沖壓模具。如果在零件生產(chǎn)中碰到較為復(fù)雜的，具有沖裁、彎曲、成形、拉深等多工序的零件，運(yùn)用單工序模會(huì)很麻煩，既不高效又不能保證精度尺寸，但是運(yùn)用級(jí)進(jìn)模就可以運(yùn)用一套模具進(jìn)行沖壓完成。級(jí)進(jìn)模是自動(dòng)化、半自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備，是確保沖壓加工的質(zhì)量穩(wěn)定的一種結(jié)構(gòu)形式。合理的結(jié)構(gòu)形式既要保證生產(chǎn)產(chǎn)品的所有要求，又要縮短模具設(shè)計(jì)與制造的周期時(shí)間，還要降低加工模具的生產(chǎn)成本，以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對(duì)模具的高質(zhì)量，高效率，低成本的要求。131 任務(wù)分析 1.1 任務(wù)名稱及任務(wù)圖紙任務(wù)名稱：連接處蓋板的沖壓模具設(shè)計(jì)圖紙：如圖1-1所示圖1-11.2 任務(wù)要求加工時(shí)注意尺寸與精度，表面粗糙度。還需要考慮所加工材料的性能。2 沖裁方案的制定與選擇2.1 沖裁的工藝分析材料：08鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，硬度較低（交貨狀態(tài)的硬度為131HBS）具有良好的沖壓成形性能。2.2 方案的制定從圖紙中可以看出來(lái)，這個(gè)零件中出現(xiàn)了沖孔、落料這兩種工序，所以我們也會(huì)有以下三種方案：方案一：先沖半徑為5的孔，再?zèng)_不規(guī)則的的孔，最后再整體落料的單工序模。方案二：沖半徑為5和不規(guī)則的孔整體落料的復(fù)合模。方案三：第一步先沖定位半徑為2.5的孔，第二步是沖半徑為5的孔，第三步是沖不規(guī)則的孔，最后是整體落料的四個(gè)工位級(jí)進(jìn)模。2.3 方案的優(yōu)缺點(diǎn)方案一是分別的兩種不同的工序，就需要兩套模具進(jìn)行加工，成本過(guò)于高昂并且加工的精度得不到保障。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易。方案二是將沖孔與落料的復(fù)合模。只需要一套模具。它的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)成本也不高，加工起來(lái)也方便。方案三是采用的多工位級(jí)進(jìn)模。其加工效率高，尺寸的精度容易保證，它是自動(dòng)化或半自動(dòng)化的生產(chǎn)方式，其質(zhì)量穩(wěn)定，簡(jiǎn)而言之就是“一模一件”。但是加工復(fù)雜，輪廓的尺寸比較大，縱然成本也相對(duì)比較高。2.4方案的選擇綜上三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，以及根據(jù)零件的加工的尺寸要求和批量，綜合決定選擇方案三：沖孔落料的多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。3 排樣圖的選擇與確定3.1 排樣圖的方案的制定由于零件是對(duì)稱的我們可以有兩種排樣的方式：排樣方案一是橫著排方案二是豎著排都只能一次性的加工一個(gè)。排樣的樣式如圖下所示：圖3-1 方案一圖3-2 方案二3.2 排樣圖的搭邊值計(jì)算與材料的利用率3.2.1 查找搭邊值并求出步距經(jīng)過(guò)查資料可以知道最小的搭邊值是多少。因?yàn)椴牧系暮穸葹?mm,材料選用的是08鋼，所以可以知道搭邊值,圓(r2t)與側(cè)邊的值為 ：a=3,a1=2.5;矩形件（邊長(zhǎng)l50）與側(cè)邊的值為：a=4,a1=3。所以方案二的步距為S=50+3=53mm；方案一的步距為S=125+4=129mm。3.2.2 材料的利用率條料寬度公式計(jì)算：B -0=(Dmax+2a1+z)-0查表得：=1.1，所以條料的寬度為139上偏差為0，下偏差為-1.1這零件圖可以當(dāng)成一個(gè)近似的長(zhǎng)方形的面積來(lái)計(jì)算面積為5078.52，一個(gè)步距里的零件的面積BS=13950=69502。導(dǎo)板間距為：B0=B+Z= Dmax+2a+2z=139+8=147mm(Z-導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，其值可參考表2-21)所以材料的利用率為=(A/BS)X100%=(5078.5/6950)X100%=69.1%運(yùn)用同樣的方式進(jìn)行計(jì)算出方案二的材料利用率：=(A/BS)X100%=(5078.5/6890)X100%=73.08%所以通過(guò)材料的利用率的比較，我們選用方案二的排樣方式。4 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1 模具樣式的確定因?yàn)榇肆慵杏行┩鼓２槐阌诩庸?，所以我采用多工位的?jí)進(jìn)模。4.2 操作與定位方式因?yàn)榱慵谴笈康纳a(chǎn)，所以手動(dòng)送料是不太現(xiàn)實(shí)的。雖然也可以達(dá)到效果但是所需要的成本過(guò)于昂貴。因此我們的這套模具選用的是送料帶傳送。產(chǎn)品中有孔的需求，為了保證孔的精度以及很好的定位，在此模具中增加導(dǎo)料板導(dǎo)料，并且運(yùn)用定位銷定位，為了提高材料利用率采用始用擋料銷和固定擋料銷。4.3 卸料與出件方式4.3.1 卸料的形式采用彈性卸料的方式卸料，彈性卸料裝配依靠橡皮的彈力來(lái)卸料，卸料力不大，但沖壓時(shí)可兼起壓料作用，可以保證沖裁件表面的平面度。所以我才用的是彈性的卸料的方式。4.3.2 出料的方式為了方便操作，提高零件生產(chǎn)率，沖件和廢料采用由凸模直接從凹模喇叭口推出的出件方式。4.4 導(dǎo)向的方式因?yàn)槭撬膫€(gè)工位的沖壓級(jí)進(jìn)模為了確保每個(gè)步距都是53mm，所以我們采用導(dǎo)正銷進(jìn)行定位。在沖裁的過(guò)程中為了導(dǎo)正銷能準(zhǔn)確的定位，我還用厚度為1mm的導(dǎo)料板進(jìn)行導(dǎo)料。4.5 選擇模架和其精度由于零件材料較薄，尺寸不大，沖裁間隙較小，又是級(jí)進(jìn)模因此采用對(duì)角導(dǎo)柱導(dǎo)套的模架，考慮零件精度要求不是很高，沖裁間隙為IT14等級(jí)。所以選擇級(jí)精度模架。4.6 凸模的設(shè)計(jì)與加工為了方便加工與模具的安裝和后期的修理更換，直接采用臺(tái)階式的安裝在凸模固定板上以H7/m6的過(guò)渡配合。凸模直接做成搭肩式的，這樣有助于裝配與定位。5 沖壓力與壓力中心的計(jì)算5.1 沖裁力的定義及計(jì)算沖裁力是在沖裁的時(shí)候凸模沖穿板料所需的力，它是隨凸模進(jìn)入板料的深度而變化的。你需要經(jīng)歷過(guò)材料的彈性形變階段，塑性剪切階段。經(jīng)過(guò)了這兩個(gè)階段后，他的沖裁力達(dá)到了最大值，之后會(huì)出現(xiàn)剪裂紋，裂紋擴(kuò)展、重合的階段。最后還需要客服材料與凸模刃口的摩擦力。其沖裁力可按下式計(jì)算F=KLt F 沖裁力，N； L 沖裁周邊長(zhǎng)度，mm; t 材料厚度，mm； 材料抗剪強(qiáng)度，Mpa； K 安全系數(shù)，一般取K1.3，考慮到模具刃口的磨損，凸凹模間隙的波動(dòng)，材料機(jī)械性能的變化，材料厚度及偏差等因素,鋼08的抗剪強(qiáng)度為260360Mpa，取=260 Mpa4。所以F=260X328.5X1=85410N5.2 卸料力、推件力、頂件力定義與計(jì)算沖裁結(jié)束時(shí)，由于材料的彈性恢復(fù)及摩擦的存在，被分離的胚料會(huì)梗塞在凹?？卓趦?nèi)或緊箍在凸模上。從凸模上卸載下緊箍的材料所需要的力稱為卸料力，將卡在凹模內(nèi)的材料順沖裁方向推出所需要的力稱為推件力，逆沖裁方向?qū)⒉牧蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱為頂件力。影響這三個(gè)力的因素比較多，想要精確計(jì)算出是困難的，所以我們都是按照經(jīng)驗(yàn)值來(lái)計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)公式為：F（x）=K(x)FF(t)=nK(t)FF(d)=K(d)FK(x)、K(t)、K(d)分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)和頂件力系數(shù)，其值查表F沖裁力（N）n同時(shí)卡在凹?？變?nèi)的沖件（或廢料）數(shù)，n=h/t(h為凹?？卓诘闹比斜诟叨龋瑃為材料的厚度)。凹模刃口深度取10mm則卡在凹模洞口的零件有n=10/1=10(個(gè))。所以F（x）=0.05X85410=4270.5N F(t)=10X0.055X85410=469755N5.3 壓力機(jī)公稱壓力的確定經(jīng)過(guò)分析與選擇，我們采用的是的是彈性卸料的裝置和凸模直接將零件從凹模洞口推下的下出件方式所以沖裁時(shí)的總沖壓力等于沖裁力、卸料力和推件力三者的總和。又因?yàn)樵跊_裁工序的時(shí)候，壓力機(jī)的公稱壓力P應(yīng)大于或等于沖裁時(shí)總沖壓力的1.1到1.3倍，所以我們的壓力機(jī)選用65噸的。5.4壓力中心的確定因?yàn)槭菍?duì)稱圖形，上下關(guān)于X軸對(duì)稱，左右關(guān)于Y軸對(duì)稱。壓力中心（0,0）。如圖所示：圖5-15.4 計(jì)算各主要板料的厚度5.4.1 凹模的厚度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式H=Kb，H凹模的厚度K考慮板厚的影響而取的系數(shù)，其值見(jiàn)表2-1b沖裁件的最大外形尺寸所以H=125X0.3=37.5。根據(jù)H和完整工位的步距可以估算出凹模的外形尺寸：200X200X38。從而可以清楚的知道凹模固定板的外形尺寸為200X200X38。5.4.2 凸模固定板的厚度凸模固定板的的厚度一般公式為h=(0.60.8)H選取，我們?cè)跁簳r(shí)選取0.6，所以h=38x0.8=30.4。我們湊個(gè)整數(shù)取30mm，及外形尺寸為200X200X30。5.4.3 卸料板的厚度卸料一般分為可以分為固定卸料，彈性卸料和廢料切刀。我采用的是卸料板卸料的方式。所以固定卸料板的外形尺寸因與凹模板的尺寸相同，當(dāng)然也可以略小一點(diǎn)。它的厚度一般是凹模的0.8-1倍。所以我們?nèi)?0mm。6 凸凹模的刃口尺寸的計(jì)算6.1 確定初始沖裁間隙的范圍和刃口磨損系數(shù)根據(jù)相關(guān)條件和要求，參照表6-1、表6-2選取或計(jì)算沖裁間隙的最小值和最大值。根據(jù)沖裁件各尺寸精度等級(jí)或表2-6確定刃口磨損系數(shù)x表6-1公稱尺寸凸模偏差凹模偏差18-0.020+0.0201830-0.020+0.0253080-0.020+0.03080120-0.025+0.035120180-0.030+0.040180260-0.030+0.045260360-0.035+0.050360500-0.040+0.060500-0.050+0.070表6-2材料厚度t非圓形圓形10.750.50.750.5工件公差/mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.5040.300.310.590.600.300.306.2 計(jì)算刃口尺寸 圖6-3入體原則：落料的時(shí)候以凹模的尺寸為基礎(chǔ)；沖孔的時(shí)候以凸模的尺寸為基礎(chǔ)。根據(jù)入體原則來(lái)確定刃口沖裁件尺寸及偏差。以落料凹模刃口尺寸。凹模磨損后增大的尺寸計(jì)算；取規(guī)則形狀（圓形、矩形）沖裁時(shí)凹凸模刃口的制造公差如圖6-3制件精度為IT14級(jí)，故X=0.5，所以外形尺寸計(jì)算公式為：落料：設(shè)工件尺寸為=（-）=（-）=（-）沖孔：設(shè)工件孔的尺寸為=（+）=（+）=（+）式中：，沖孔時(shí)凸凹模直徑 ，落料時(shí)凸凹模尺寸 工件最小的孔徑工件最大的外徑表6-3 凸凹模刃口尺寸制件尺寸制件公差刃口磨損凸模尺寸變化刃口磨損系數(shù)x刃口尺寸公差刃口尺寸計(jì)算1000.408變大0.5查看表格2-2凹模：= 凸模： =500.20.4變大凹模： =凸模： =1250.51變大凹模：=凸模：=R50.10.2變小凹模： =凸模: =R40.10.2變小凹模：=凸模： =200.250.5 變小凹模：凸模：500.30.6不變_C=500.1512.50.20.4不變_C=12.50.1 注：查表知道規(guī)則形狀沖裁時(shí)凸凹模刃口的制造公差7 各個(gè)板的設(shè)計(jì)與加工7.1 凹模設(shè)計(jì)與加工7.1.1 裝配方式凹模是采用可拆卸的凹模塊裝在凹模板上的，凹模板采用螺釘、銷釘固定的方式固定在凹模固定板上的。7.1.2 凹模的加工方式由于有一步是整體落料，所以會(huì)用到數(shù)控加工的方式，而其余加工難度不是很大，普通機(jī)床就可以完成。7.1.3 落料凹模圖圖7-17.2 凸模設(shè)計(jì)與加工7.2.1 裝配方式凸模采用的事臺(tái)階式安裝的方式，這樣方便于凸模和凸模固定板的加工方式。7.2.2 凸模長(zhǎng)度的計(jì)算凸模的長(zhǎng)度是根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來(lái)確定的，我們采用的是彈性卸料，凸模長(zhǎng)度按公式L=h1+h2+h3計(jì)算，式中 L-凸模長(zhǎng)度，mm； h1-凸模固定板厚度，mm; h2-卸料板厚度，mm ; h3-卸料彈性元件被預(yù)壓后的厚度所以L=668 模具的裝配圖1-上模座 2-螺釘 3-凸模 4銷釘 5-凸模 6-凸模固定板蓋板 7-導(dǎo)套 8-卸料螺釘 9-導(dǎo)柱10-凸模固定板 11-整體落料的凸模 12-彈性卸料板 13-卸料板 14-凹模固定板 15-凹模固定板墊板 16-下模座 17-凹模塊 18-定位銷 19-導(dǎo)料板 20-凸?？偨Y(jié)通過(guò)此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，自己從中明白了不少的道理，通時(shí)檢驗(yàn)了平時(shí)學(xué)習(xí)的質(zhì)量。并培養(yǎng)了我們查閱課外資料的能力和獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力。我這次設(shè)計(jì)的是沖孔落料的多工位級(jí)進(jìn)模。通過(guò)單工序模，復(fù)合模，級(jí)進(jìn)模的優(yōu)缺點(diǎn)的比較與選擇可以更加的清楚那種模具適合于那種類型的生產(chǎn)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)是很好的一次查漏補(bǔ)缺，從當(dāng)初的選題到數(shù)據(jù)的分析，草圖的繪制與修改，每一步都需要不斷地推敲與思考，在設(shè)計(jì)的當(dāng)中不僅要考慮到材料的選擇與需求考還要慮到凸凹模的加工?？傊＞咴O(shè)計(jì)是很好的培養(yǎng)了自己全面思考的統(tǒng)籌的能力，讓自己之前比較薄弱的環(huán)節(jié)得到了加強(qiáng)。致謝感謝指導(dǎo)老師的全力的指導(dǎo)，能讓我從當(dāng)初那一塌糊涂到如今的完整，老師付出了很多的努力，也很辛苦。我在此真心的感謝老師對(duì)我的耐心的指導(dǎo)。同時(shí)我也要感謝我的舍友們對(duì)我提供無(wú)私的幫助，不論我在什么時(shí)間，他們都是那么的無(wú)私。三年內(nèi)能和他們做舍友，我感到真的很開(kāi)心。參考的資料文獻(xiàn)1 丁友生、甘輝、吳治明等編著.冷沖模設(shè)計(jì)與制造.浙江大學(xué)出版社，第二版2 翁其金主編.沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，第二版3 鐘翔山等編著.沖壓模具設(shè)計(jì)技巧、經(jīng)驗(yàn)及實(shí)例.化學(xué)工業(yè)出版社4 王孝培主編.沖壓手冊(cè)（第三版）.機(jī)械工業(yè)出版社，20105 丁友生、鄒吉權(quán)、柳玉起主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐.浙江大學(xué)出版社6 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