楊作良模具設計

1、專業(yè)課程設計說明書設計題目：五邊形落料沖孔復合模班 級 成型1201 姓 名 楊作良 學 號 201205225 指導教師 徐立新 完成日期 2015.12.30 專業(yè)課程設計任務書1、 任務與要求 1.給定零件圖一張。完成模具裝配圖1張，用CAD繪制1#圖幅，按制圖標準。 2.完成零件圖2張：凸模、凹模。圖紙幅面3#或4#均可，用CAD繪圖，要求在零件圖上標明：該零件的材料、數(shù)量、序號、公差號、熱處理及其技術要求。 3.編寫設計說明書（不少于20頁），并將此任務書及任務圖放在首頁。 4.運用PRO/E三維設計軟件進行設計，在說明書中每個零件都要體現(xiàn)三維，說明書最后須有裝配三維和二維圖，并說明

2、工作原理。2、 主要參考資料. （1）教材有關章節(jié) （2）模具設計手冊 （3）機械設計基礎（教材） （4）機械設計手冊 （5）pro/E三維設計教程3、 設計時間3周 第一周：設計方案討論確定，完成相關計算，設備選擇。 第二周：完成模具三維裝配圖。 第三周：完成CAD二維圖繪制。（一）零件工藝性分析工件為圖1所示的落料沖孔件，材料為Q235鋼，材料厚度1mm，生產批量為大批量。工藝性分析內容如下：圖11.材料分析Q235為普通碳素結構鋼，擁有良好的塑性、韌性。以及較好的沖裁成形性能。2. 結構分析零件結構簡單對稱，對沖裁加工較為有利。零件中心有一正五邊形孔，孔的同心圓半徑R=34.03，滿足沖

3、裁最小孔徑1.0t=1mm的要求。另外，中心孔距零件外形之間的孔邊距為20mm，滿足沖裁件最小孔邊距1.5t=1.5mm的要求。所以，該零件的結構滿足沖裁的要求。3. 精度分析：設計任務書中沒有要求尺寸公差，我們以IT14精度等級為準。綜上所述，該工件沖裁工藝性良好，可以用普通沖裁的加工方法制得。（二）沖裁工藝方案的確定零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產。方案二：落料沖孔復合沖壓，采用復合模生產。方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產。方案一模具結構簡單，但需兩道工序、兩副模具，生產效率低，零件精度較差，在生產批量較大的情況下不適用。方案二

4、只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產效率高。盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀較簡單，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產效率也很高，但與方案二比生產的零件精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設置導正銷導正，模具制造、裝配較復合模略復雜。所以，比較三個方案欲采用方案二生產。（三）零件工藝計算1.刃口尺寸計算根據(jù)零件形狀特點及批量生產特點，凸凹模宜采用配作法加工。未注公差按照IT14級，查公差表得工件尺寸及公差為690-0.74mm、400+0.62mm;差模具設計指導書表3-22得Zmax=0.14mm 、Zmin=0.10mm;所有尺寸的磨損系數(shù)

5、均為x=0.5。（1）落料凹模的基本尺寸69.060-0.74mm 對應的凹模尺寸為Da=（69.06-0.5×0.74）0+（0.25*0.74）=68.6900.185落料凸模的基本尺寸和落料凹模的基本尺寸相同，同時在技術條件中注明：凸模刃口尺寸與凹模配作，保證間隙在0.100.14mm。（2）沖孔凸模的基本尺寸400+0.62mm 對應的凸模尺寸為 Dt=（40+0.5*0.62）0-(0.25*0.62)=40.310-0.155沖孔凹模的基本尺寸和沖孔凸模的基本尺寸相同，同時在技術條件中注明：凹模刃口尺寸與凸模配作，保證間隙在0.100.14mm。.2.排樣計算根據(jù)工件特點

6、，采用圖2所示的排樣方式，磨具設計指導書表3-21得到，搭邊值a1=1.5mm，a=1.8mm。一個步距內的材料利用率=A/BS*100%由上式求得=43.8%圖2步距S=113.24mm 條料寬B=109.87mm3.沖壓力計算本模具采用正裝復合模，選擇彈性卸料和上出件方式。沖壓力計算如下：已知知沖裁力基本計算公式為F=KLtb工件周長為69.06*5=345.3mm，材料厚度1mm，Q235的抗剪強度取350MPa，則所需的沖裁力為：F=1.3*345.5*1*350N=157111N157KN卸料力FX=KXF=0.05*157KN=7.85KN頂件力 FT=KdF=0.05*157KN

7、=7.85KN沖壓力 FZ=F+FX+FT=157+7.85+7.85=172.7KN根據(jù)計算結果，初選設備為開式壓力機J2325。4.壓力中心計算該工件為規(guī)則幾何體，壓力中心在幾何中心。四、沖壓設備的選用根據(jù)沖壓力的大小，選取開式雙柱可傾壓力機JH2325，其主要技術參數(shù)如下：公稱壓力：250kN滑塊行程：65mm最大閉合高度：270 mm閉合高度調節(jié)量：55 mm滑塊中心線到床身距離：200mm工作臺尺寸：370mm×560 mm工作臺孔尺寸：200 mm×290 mm模柄孔尺寸：40 mm×60 mm五、模具結構的設計 1.模具類型的選擇 由沖壓分析可知，本

8、模具采用正裝復合模。 2.定位方式的選擇 本模具采用的是條料，控制條料的送進使用導料銷，無側壓裝置?？刂撇牧纤瓦M步距采用擋料銷。 3.卸料，出料方式的選擇 由于工件是料厚為1mm的薄板，材料相對較軟，卸料力也比較小，所以采用彈性卸料方式。因為采用正裝復合模，必須采用上出料方式。 4.導向方式的選擇 為了提高模具壽命以及工件質量，以便于安裝和調整，本模具采用中間導柱的導向方式。六，模具主要零件的設計 1.沖孔凸模 由于所沖的孔為正五邊形，不需要特別的保護，所以選用臺階式，便于安裝和更換，另外加工簡單，凸模結構如圖所示：圖3-1凸模二維圖： 圖3-2 凸模的長度尺寸主要根據(jù)模具的具體結構來確定，并

9、考慮到凸模的修磨，固定板與卸料板之間的安全距離，裝配等因素。 當采用彈性卸料裝置時，凸模計算公式：L=h1+h2+t+hh1為凸模固定板的厚度，取20mmh2為卸料板厚度，取10mmt為工件厚度1mmh為附加長度，包括的修磨，固定板與卸料板之間的安全距離等，取24mm該凸模總長L=55mm，凸模刃口尺寸為40.310-0.1552.落料凹模 落料凹模采用整體式凹模，安排凹模在模架上的位置時，將凹模中心與模柄中心重合。凹模厚度H式計算：H=Kb=0.22*69.06mm=15.1mm 取凹模厚度為20mm凹模壁厚C下式計算：C=(1.5-2)H=(1.5-2)*20=30-40mm 取凹模壁厚為

10、30mm凹模擬加工為圓形，取凹模輪廓為Ø250*20mm凹模結構如下圖所示：圖4-1圖4-23.卸料裝置中彈性元件的計算模具采用彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計算如下：（1）確定橡膠的自由高度:H工=H工+H修=t+1+(5-10)=7mm 由以上兩個公式，取H0=30mm（2）確定橡膠的橫截面積A=FX/P采用的是彈壓卸料裝置，選用合成橡膠作為彈性元件，已知Fx7.85kN，根據(jù)模具安裝空間，取圓筒合成橡膠橡膠4個，每個橡膠承受的預壓力F y為： FyFx /n7850/41962.5N取hy32%h,查表得p2MPa,則橡膠的橫截面積為： AFy /p1962.5/298

11、1.25設橡膠孔直徑為Dmm，橡膠上卸料螺釘孔直徑d為10mm，則有： A/4（D2-d2）=/4（D2-102）=981.25經(jīng)計算和保證足夠的卸料力,取D36mm (3) 橡膠的裝模高度為0.85*30=25.5mm 取整為26mm4.凸凹模凸凹模的外形按照凹模設計，內孔按照凸模設計。采用上出料方式，凸凹模應裝在上模座。其總長為：L=h1+h2+t+h3h1為凸凹模固定板厚度20mmh2為橡膠裝配高度26mmt為工件厚度1mmh3為卸料板厚度10mm該凸凹?？傞L為L=57mm其結構如下圖：圖5-1 圖5-25.卸料板卸料板的周界尺寸與凹模周界尺寸相同，厚度為10mm。卸料板用45鋼制造，淬

12、火后硬度為40-45HRC6.卸料螺釘卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑為10mm，卸料螺釘尾部應留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后應使卸料板超出凸模端面1mm，有誤差時通過在卸料螺釘與卸料板之間安裝墊片來調整。7.頂件塊正裝的復合模采用上出料方式，通常在凹模下加一墊塊，以增加頂件塊的行程，頂件塊與彈頂器用頂桿相連。8.模架和其他零件該模具采用中間導柱模架，這種模架的導柱在中間位置，沖壓時可以防止偏心力矩引起的磨具歪斜。但只能前后送料，適合于復合?！，F(xiàn)以凹模周界來選擇模架規(guī)格：上模座取45mm，下模座取55mm，上下模座墊板厚度取10和5mm，凸模固定板，凹模都取20mm，下墊塊取14mm，則該模具的閉合高度為：H=(45+55+15+57+55-1)mm=226mm上模座250*45mm 下模座250*55mm導柱40*180mm 35*180mm導套40*115*43mm 35*115*43mm可見，該模具的閉合高度小于所選壓力機J23-25的最大裝模閉合高度270mm，完全可以滿足使用要求。上模座:圖6下模座：圖7裝配總圖：圖8-1圖8-2