鐵芯沖片設(shè)計(jì)

1、曲力人考/多HUNAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY課程設(shè)計(jì)說明書鐵芯沖片學(xué)院（部）:機(jī)械工程學(xué)院業(yè)：材料成型及控制工程學(xué)生姓名：牟星星級(jí)：1101學(xué)號(hào) 657821，導(dǎo)教師姓名：Xxxx職稱 副教授卜終評(píng)定成績(jī)2014年12月25日目錄 TOC o 1-5 h z 第一章沖壓件工藝設(shè)計(jì) 31.1沖裁工藝方案的確定 5.g2模具結(jié)構(gòu)形式的確定 6.第二章沖壓工藝計(jì)算 9排樣設(shè)計(jì) 7排樣方法的確定 8.確定搭邊值7.確定條料步距 8.條料利用率8.沖裁力的計(jì)算 9沖壓設(shè)備的初步選擇 9沖裁壓力中心的確定 10計(jì)算凸、凹模的刃口尺寸 10第三章 主要零部件的設(shè)計(jì)及裝配 12工作

2、零部件的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 12落料凹模1.2沖孔凸模1.2彈簧的設(shè)計(jì)與計(jì)算 12凸凹模1.3定位零件的設(shè)計(jì)及裝配 13卸料板的設(shè)計(jì)13螺釘、銷釘?shù)倪x用 1.3模架等零部件的設(shè)計(jì)及裝配13第四章 校核模具閉合高度及壓力機(jī) 1.4感想20.參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書簽。致謝 20第一章沖壓件工藝設(shè)計(jì)沖裁工藝設(shè)計(jì)包括沖裁件的工藝性分析和沖裁工藝方案確定。良好的工藝性和合理的工藝方案，可以用最少的材料，最少的工序數(shù)和工時(shí)，使得模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單且壽命長(zhǎng)，能穩(wěn)定地獲得合格沖件，因而可以減小勞動(dòng)量和沖件成本。 最合理 的工藝設(shè)計(jì)可以顯著提高生產(chǎn)效率。勞動(dòng)量和沖裁件成本也是衡量沖裁工藝設(shè)計(jì) 合理性的主要指標(biāo)。如下圖所示，本

3、課題以大批量生產(chǎn)，材料為硅鋼片，t=0.5mm的沖壓模具設(shè) 計(jì)，通過零件圖設(shè)計(jì)并編制模具主要零件的加工工藝規(guī)程。廣 +0.136-S.1口巴 3+0roK44%5己塌此工件既有沖孔，又有落料兩個(gè)工序。材料為硅鋼片、 t=0.5mm,具有良 好的沖壓性能，適合沖裁，工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有 4 4mm的圓孔，此工件滿足 沖裁的加工要求，孔與孔、孔與工件邊緣之間的最小壁厚為 2mm滿足最小 孔邊距l(xiāng) minm.5t=0.75要求，符合沖裁要求。沖裁工藝方案的確定方案種類該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以有一下三種方案。方案一：先沖孔，后落料、采用單工序模生產(chǎn)。方案二：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生

4、產(chǎn)。方案三：采用落料-沖孔同時(shí)進(jìn)行的復(fù)合模生產(chǎn)。方案的比較各個(gè)方案的特點(diǎn)及比較如下。方案一：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但需要兩道工序，兩副模具，成本相對(duì)較高，生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序完成后， 進(jìn)入第二道工序必然 會(huì)增大誤差，使工件精度、質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需要求，且只能通過手工送 料生產(chǎn)率低難以滿足生產(chǎn)需要。故而不選此方案。方案二： 級(jí)進(jìn)模是一種多工位、效率高的加工方法。但是級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸 較大，制造復(fù)雜，成本較高，制造周期較長(zhǎng)一般適用大批量，小型沖壓件。而本 工件尺寸輪廓較大且工序簡(jiǎn)單，采用此方案，勢(shì)必會(huì)增大模具尺寸，使加工難度 提高成本也將增大，因而也排除此方案。方案三： 只需

5、要一套模具，工件的精度及生產(chǎn)效率要求都能滿足， 模具輪 廓尺寸較小、模具的制造成本不高。故本方案采用小沖孔后落料的方法。模具特點(diǎn)模具比較項(xiàng)目單工序模復(fù)合模級(jí)進(jìn)模沖裁精度較低高生產(chǎn)效率較低較局高生產(chǎn)批量適合大中小批量適合大批量適合大批量模具復(fù)雜程度簡(jiǎn)單較復(fù)雜復(fù)雜模具成本較低較局高模具制造周期較快較長(zhǎng)長(zhǎng)方案的確定綜合上面的比較，本套模具采用沖孔-落料復(fù)合模最為合理。模具結(jié)構(gòu)形式的確定復(fù)合模具氛圍倒裝復(fù)合模和正裝復(fù)合模，其特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)如下：1）倒裝式復(fù)合模。凸凹模裝在下模部分時(shí)，叫倒裝復(fù)合模。其應(yīng)用最廣泛。 其出料方式是頂桿自上模內(nèi)推出，下落到模具工作面上，落料凸模內(nèi)積聚到一定 程度后便從下模漏料孔或

6、排出槽排除方便卸料。凸凹模承受的漲力太大，凸凹模的最小壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，否則會(huì)漲力會(huì)變大，適用于沖裁件平整度要求不高，凸凹模強(qiáng)度足夠時(shí)采用2)正裝式復(fù)合模。凹凸模裝在上模部分時(shí)，叫正裝復(fù)合模。其出件方式， 采用彈頂器自下模(凹模)內(nèi)頂出到模具工作面上，廢料不在凸凹模積聚，壓力 機(jī)回程時(shí)從凸凹模內(nèi)推出。受力情況比倒裝復(fù)合模好，但凸凹模的內(nèi)形尺寸易磨 損，壁厚可以比倒裝的薄，適用于薄料生產(chǎn)，平整度要求高以及壁厚較小，強(qiáng)度 差的凸凹模綜上所述，經(jīng)分析該工件成形后脫模方便性，正裝式復(fù)合模成形后工件留在下模， 需向上推出工件，取件不方便。倒裝式復(fù)合模成形后工件留在工件留在上模，只 需在上模裝裝一副推出件裝

7、置，綜合分析可得采用倒裝式復(fù)合模。第二章沖壓工藝計(jì)算排樣設(shè)計(jì)排樣方法的確定排樣方法的選擇原則：(1)沖裁小工件或某中工件需要窄條(帶)料時(shí)，應(yīng)沿板料順長(zhǎng)方向進(jìn)行排 樣，符合材料規(guī)格及工藝要求。(2)沖裁彎曲毛坯時(shí)，應(yīng)考慮板料扎制方向。(3)沖件在條(帶)料上的排樣，應(yīng)考慮沖壓生產(chǎn)率、沖模耐用度、沖模結(jié) 構(gòu)是否簡(jiǎn)單和操作方便與安全等。(4)條料寬度選擇與在板料上的排樣應(yīng)優(yōu)先選用條料寬度較大而步距較小 的方案，以便經(jīng)濟(jì)地裁切板料，并減少?zèng)_壓時(shí)間。按沖裁工藝方法和材料的合理利用，條料排樣方法可分為有廢料排樣、少廢 料排樣和無廢料排樣。根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置形式分類， 有直排、斜排、 直對(duì)排、斜

8、對(duì)排、混合排、沖裁搭邊等。由于受沖裁件外型的限制，該工件的排樣只能采用有廢料的排樣形式，為了使模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單并且能達(dá)到最大的材料利用率，采用直排的形式即可初畫排樣圖如下圖所示：確定搭邊值排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的主要作用有：(1)補(bǔ)償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪 斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。(2)還應(yīng)保持條料有一定的強(qiáng)度和剛度，保證送料的順利進(jìn)行，從而提高制 件質(zhì)量，沿整個(gè)封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進(jìn) 凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命

9、，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。一般 來說，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。搭邊的設(shè)計(jì)主要考慮幾方面的因素：材料的力學(xué)性能。塑性好的材料，搭邊值要大一些，硬度高與強(qiáng)度大的材 料，搭邊值小一些。材料的厚度。材料越厚，搭邊值也越大。工件的形狀和尺寸。工件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值也越大排樣的形式。對(duì)排的搭邊值大于直排的搭邊。如下圖所示：根據(jù)上面原則查表3-12可得，最小搭邊值：工件問a1=1.5側(cè)面a=22.12.1.3確定條料步距步距：h = 19 + 2 = 21mm,寬度：52mm.4條料利用率若用可沖裁20件零件的條料411.5 56沖裁時(shí)材料利用率為：A0746=n 100% = 2010

10、0% = 64.7%A1411.5 56其中“一材料利用率A1 一工件的實(shí)際面積A0 一所用材料面積包括工件面積與廢料面積n條料上所沖工件數(shù)沖裁力的計(jì)算沖裁力是選擇和確定沖壓設(shè)備、及模具強(qiáng)度較核的重要依據(jù)，在沖裁模設(shè)計(jì) 中必須進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)，應(yīng)掌握影響沖裁力大小的因素及降低沖裁力的方法。 沖 裁力包括落料力、沖孔力、卸料力和頂件力。當(dāng)沖裁工作完成后，從板料上沖裁下來的工件（或廢料）由于徑向發(fā)生彈性變 形而擴(kuò)張。會(huì)卡在凹模模腔內(nèi)；同時(shí)，在板料上沖裁出的孔徑則沿著徑向發(fā)生彈 性收縮，會(huì)緊箍在凸模上。為了將緊箍在凸模上的板料卸下來所需要的力稱為卸 料力，以Ps表示；將卡在凹模中的板料推出或頂出所需的

11、力分別稱為推件力與頂 件力，以Pp與Pc表示。卸料力、推件力與頂件力是由壓機(jī)和模具的卸料、頂件裝置獲得的。在選擇壓機(jī)噸位和設(shè)計(jì)模具時(shí)，要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來考慮卸料力、推件力與頂件力的大小， 并作必要的計(jì)算。影響這些力的因素較多，主要有 ：材料的機(jī)械性能和厚度，工 件形狀和尺一寸大小，凸、凹模間隙，排樣的搭邊大小及潤(rùn)滑情況。生產(chǎn)中，常 用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力F一般按下式計(jì)算：F = KLt 下式中：F一沖裁力；L一沖裁周邊長(zhǎng)度；t一材料厚度；S材料抗剪強(qiáng)度；硅鋼片 S的值查表取T b=300MpaK一系數(shù)；一般取K =1.3。F=1.3X0.5 X240X 300=46.8KNa

12、.卸料力的計(jì)算：ps =KF=0.05 X 83.90=2.34KN（卸料力系數(shù) K在0.02-0.06 之間，取0.05）b .推料力的計(jì)算：Fc=nkFP=10 X 0.05 X 46.8=23.4KN(推料力系數(shù)在0.03-0.07之間，取0.05, n為在凹模內(nèi)的制件或廢料 數(shù)量,n=h/1, h為直刃口部分的高，mm t材料厚度，mm因?yàn)槟＞呤遣捎脧棄盒读涎b置和下出件的模具所以：F總 = F + ps+ 出=46.8+2.34+23.4=72.54KN沖壓設(shè)備的初步選擇由于復(fù)合模的特點(diǎn)，為防止設(shè)備超載，可按公稱壓力F二(1.6-1.8) F總選擇壓力機(jī)。查表課選擇壓力機(jī)的型號(hào)為：J2

13、316相關(guān)參數(shù)為：公稱壓力：160KN滑塊行程：70mm最大閉合高度：300mm閉合高度調(diào)節(jié)量：60mm工作臺(tái)孔徑：370mme 560mm模柄孔尺寸：40mm( 60mm沖裁壓力中心的確定沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。 為了保證沖裁和壓力機(jī)正常和平穩(wěn) 地工作，沖模的壓力中心必須通過模柄軸線而與壓力機(jī)滑塊的中心重合。如果壓力中心不在模柄軸線上，滑塊會(huì)承受偏心載荷，沖壓時(shí)會(huì)使沖模與壓力機(jī)滑塊產(chǎn) 生歪斜，從而至滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向裝置的不正常磨損。同時(shí)引起凸、凹模間隙不均勻，使刃口迅速變鈍，甚至造成刃口損壞，降低模具使用壽命。由于工件Y方向?qū)ΨQ，故壓力中心X0=0mm11y112y2In yn

14、V0 二|1 |2 In=(2X19 X9.5+36 X19+16X 7+Inyn) / 240=9.3則壓力中心坐標(biāo)點(diǎn)為(0 , 9.3 )2.5計(jì)算凸、凹模的刃口尺寸(配作法)因?yàn)榭讖降募庸ぞ纫鬄镮T9 ,采用配作法即可滿足精度要求。查表可得： Zmin=0.05 , Zmax=0.07mm;有公差表查得62+.25為IT9級(jí)取X=0.756 p=0.016mm 6 d=0.024mmdp = (dminXA)d m根據(jù)以上公式可以計(jì)算出凸模的刃口尺寸有：沖孔(小4)小4凸=4.2-.16(J) 4 凹=4.15+.24落料可采用配作法制模刃口尺寸計(jì)算該件外形只為落料，只需計(jì)算凹模刃口

15、尺寸，各類尺寸分別按照公式Ld= (Lmin+A/2) + A/8式中Ld 凹模型孔中心距(mm。Lmin 工件孔中心距最小尺寸(mmA 類尺寸： A=(ama- X A ) +A/4B 類尺寸： B=(bmin+XA) a”C類尺寸： C=(Cmin+A/2) +A/8式中amax與A類尺寸對(duì)應(yīng)的工件尺寸允許的最大值(mm；bmin與B類尺寸對(duì)應(yīng)的工件尺寸允許的最大值(mm；Cmin與C類尺寸對(duì)應(yīng)的工件尺寸允許的最大值(mm；50 凹=(50-0.75 C CU +0.016 49.950X .62 )+0.062/4 050 凸=(50+0.75X0.062)50.050-0.016-0.

16、062 /425 凹=(26-0.75 X 0.062)+0.01525.96 0+0.062/4 025 凸=(26+0.75X0.062)26.04?；?0.062 /46凹=(6-0.75 X 0.030)。包030 4+0.007 5.9806凸=(6+0.75 X0.030) -0.030 /4 6.02 0-0.00710 凹=(10-0.75 X 0.036)+0.009 9.97 0+0.036/4 010 凸=(10+0.75X0.036)- 10.03 0-0.0090-0.036 /412 凹=(12-0.75 X.43)+0.043/4 0- 1 1.97 0+0.01

17、112 凸=(12+0.75X0.043) -0.043 /412.032 10 凸=(10+0.75 X 0.036) 0.036/8=(10.027 +0.0045)第三章主要零部件的設(shè)計(jì)及裝配工作零部件的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)落料凹模凹模采用整體式凹模，依據(jù)壓力中心的數(shù)據(jù)，盡量保證壓力中心與模柄中心重合。凹模厚度：H=kb=0.20 X 52= 10mm凹模壁厚：由于落料凹模不是很規(guī)則的圖形所以不能用公式計(jì)算根據(jù)查表可得C=20mm凹模長(zhǎng)度：B=b+2c=50+30 X2=110mm凹模寬度：L=25+30 X2=85mm(送料方向)根據(jù)工件圖樣，在分析受力情況及保證壁厚強(qiáng)度的前提下，取凹模寬度取85

18、mm長(zhǎng)度為110mm所以輪廓尺寸為110mm 85mm40下模座：L XB XH = 200 X100X50導(dǎo)柱：d X L = 25 X150導(dǎo)套：d X L D = 25 溜0X38結(jié)合本套模具的的具體結(jié)構(gòu)，考慮工件的形狀，設(shè)置一個(gè)活動(dòng)擋料銷。防止料在定位時(shí)到達(dá)不了指定的位子。第四章校核模具閉合高度及壓力機(jī)沖壓設(shè)備的正確選擇及合理使用將決定沖壓生產(chǎn)能否順利進(jìn)行，并與產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品成本等密切相關(guān)。沖壓設(shè)備的選擇只要是根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形 狀、尺寸及精度要求等因素來確定的。 沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè)備種類很多， 選 用沖壓設(shè)備時(shí)主要應(yīng)考慮下述因素：(1)沖壓設(shè)備的類型和工作形式是否適用于應(yīng)完成的工序；是否符合安全生 產(chǎn)和環(huán)保的要求；(2)沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的要求；(3)沖壓設(shè)備的裝模高度、工作臺(tái)面尺寸、行程