L型工件沖壓模具設(shè)計(含全套CAD圖紙)

可編輯修改可編輯修改歡迎下載歡迎下載說明書設(shè)計題目： L型工件沖壓模具設(shè)專業(yè)年級：機械設(shè)計制造及其自動化2011級學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)教師、職稱：2015年05月27日目錄摘要 IAbstract II1引言........................................................................................................................................................-31.11-1.2...................................................................................-1-1.3222-2.13-2.23-2.34-2.44-3...................................................................................................-5-3.1.......................................................................................-6-3.27-3.38-3.49-3.5.........................................................................-10-4.12-4.113-4.214-4.316-4.417-4.518-4.618-4.719-4.8卸料裝置 .-19-4.919-......................................................................................................................................................-19-..................................................................................................................................................-20-..........................................................................................................................................................-22-摘要卸料板、擋料銷。模架采用標(biāo)準(zhǔn)模架，選用了合適的沖壓設(shè)備。設(shè)計中對工作零件和壓關(guān)鍵詞：沖孔 落料模具 復(fù)合模 沖壓AbstractThedesignofthepunchingandblankingmultiplemodulusdesign.ThispaperbrieflyoutlinedtheStampingDiecurrentdevelopmentstatusandtrends.Theproductofadetailedanalysisandtheidentificationprocess.Stampingdiedesigninaccordancewiththegeneralstepstocalculateanddesignthesetsonthemainmoldparts,suchas:punchanddie,Punchplate,plate,DieanddumpplatesI.feetbehindthesalesandmarketingis.Die-standardmodelplanes,tochooseasuitablestampingequipment.Sothestructureisdesignedtoensurereliableoperationofdiestampingproductsandmassproductionrequirements.Keywords:Punching Drawing Blanking Mould&Die ProgressiveStamping1引言本設(shè)計的目的與意義隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，將我國由“制造業(yè)大國”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸圃鞓I(yè)強國”的呼聲越來越高。要實現(xiàn)這個大的轉(zhuǎn)變，一定離不開沖壓技術(shù)的改進提升。因為在發(fā)達國家，沖壓產(chǎn)品的數(shù)量遠遠高于傳統(tǒng)機床生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量，甚至可以用沖壓產(chǎn)品在機器中所占的比例來衡量一個國家制造業(yè)的發(fā)展水平。沖壓獲得的產(chǎn)品一般無需進行切削加工，所以是一種節(jié)約能源的無（少）切削加工方法。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓加工零部件，如航空航天、機械制造、醫(yī)療、儀器儀表等行業(yè)?？梢哉f，如果不采用沖壓工藝，，許多部門要提高生產(chǎn)率、提高質(zhì)量、降低成本簡直是難以實現(xiàn)的。沖壓生產(chǎn)便于實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)率高，將來定會越來越受到重視！08L（20mm,17.5mm主要制造工藝過程是落料、沖孔、切邊四大工序，最終生產(chǎn)出需要的工件。通過本次設(shè)沖壓模具在國內(nèi)外發(fā)展概況及存在問題由于我國的模具行業(yè)起步較晚，，與國外相比，仍然有很大的差距，如產(chǎn)需矛盾、企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)品水平低下等。此外模具行業(yè)的整體裝備水平也存在相對落后、利用率低下的現(xiàn)象。隨著近年來我國模具行業(yè)的快速發(fā)展已經(jīng)取得一些突破如模具的加工方法迅速現(xiàn)代化、代表沖壓生產(chǎn)新趨勢的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)在我國也已開始使用、一些國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)普及二位 CAD、并陸續(xù)開始使用 UG、Pro/Engineer、Euclid-IS等國際通用軟件。當(dāng)前模具結(jié)構(gòu)與精度朝著兩個方面發(fā)展。一方面為了實現(xiàn)大批量自動化生產(chǎn)的需要，沖模正向多工位、多用途、高效方向發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)市場的需求跟上代潮流現(xiàn)在產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快各種快速成型方法和經(jīng)濟模具的設(shè)計和加工制造得 以 快 速 發(fā) 展 。CAD/CAE/CAM總之，為了更好的與國際接軌，我們應(yīng)該著力發(fā)展以下幾個方面(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)（2高速銑削加工(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)（4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度(5)模具自動加工系統(tǒng)整個生產(chǎn)制造全過程發(fā)展(6)重視復(fù)合化成形技術(shù)的發(fā)展課題應(yīng)解決的主要問題、指導(dǎo)思想和應(yīng)達到的技術(shù)要求080根據(jù)工藝分析選定模具種類，確定模具結(jié)構(gòu)型式；確定模具的壓力中心；確定模具閉合高度；凸、凹模和墊板等零件的強度計算。解決問題：選擇合適的模具結(jié)構(gòu)類型，解決各工序刃口的設(shè)計。2產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)成產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)品外觀圖如下2-1所示

圖2-1零件圖該產(chǎn)品名為L型工件；其產(chǎn)品所用材料為08鋼；為大批量生產(chǎn)；所用材料?度為2mm工件尺寸如下圖所示:產(chǎn)品整體要求光滑，所以在加工過程中不產(chǎn)生裂痕或起皺。表面粗糙度Ra12.5。標(biāo)注尺寸公差去IT14級精度。沖裁件的工藝分析L型工件所用的材料為08剛，標(biāo)準(zhǔn):GB/T 699-1988材料特性及使用范圍：08剛為極軟的碳素鋼，強度、硬度很低，而塑性和任性極高，具有良好的深沖、拉延等加工性能、焊接性能。其力學(xué)性能：抗拉強度σb(MPa)：≥295屈服強度σs(MPa)：≥175伸長率δ5(％)：≥30斷面收縮率ψ(％)：≥60硬度：未熱處理<131HB符合沖裁要求。由于工件相對簡單，只有落料、沖孔兩個工序。將其外形視為落料需要沖的孔只有如圖的四個。未標(biāo)注尺寸公差為默認公差I(lǐng)T14，尺寸精度要求較低，普通沖裁即可滿足要求。確定工藝方案該工件的加工工程包括落料、沖孔兩個基本工序，可以運用如下三種工藝方案：方案二：采用級進模方案三：采用復(fù)合膜單工序模的分析：單工序模只有一個工位，在沖床的一次行程中，只能完成一種沖壓基本工序的沖模。工件為大批量生產(chǎn)若用單工序模效率低下，所以不宜用單工序模。另外單工序模精度不太高，也達不到生產(chǎn)要求，由此來看采用級進?；驈?fù)合膜。L經(jīng)過以上分析比較工件的沖壓選用正裝復(fù)合模。計算沖裁力、壓力中心和選用壓力機排樣方式的確定及材料利用率的計算1t=1.5mma=1.8，a=2.0一個步距內(nèi)的材料利用率為：1式中： A——一個步距內(nèi)沖件的面B——條料寬度S——一個步距內(nèi)條料的面一張條料的材料利用率為：式中： n——一張板料上沖件總數(shù)目A——沖裁件面積（mm）B——條料寬度（mm）L——板材長度（mm）設(shè)計沖壓模具時，先要設(shè)計條料排樣圖從工件形狀等因素綜合分析，采用直排比 較 好 ， 如 圖 所 示 :圖3-1排樣圖利用CAD計算出其沖裁件面積為：S36604236π18182745.361 下偏差=1.0mmB=(D2a1

=54.60一個步距的材料利用率為87.5%。計算沖裁力、卸料力由表查得=260~360MPa，取=310Mpa由表查得：脫卸系數(shù)K1=0.05沖裁總壓力的確定：沖孔周邊尺寸：L=78+60+36+24+42+π18=265.12F=1.3Lt=1.3×265.12×300×1.5=15509N式中t——沖裁?度—材料的抗剪強度落料:L1=78+60+36+24+42+π18=296.52mm落料力 F落料=1.3×296.52×300×1.5=173464NF=F沖孔+F落料=15509+173464=188973N由《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》表2.10，取故F=K F卸 卸沖

=0.0045×15509=69790N=69KNF nK F推 推沖

（3-6）K=0.055F=0.055×173464=9540.52NFQ=F+F+F=342.93KN壓力機的選用壓力機選用的標(biāo)準(zhǔn)為:壓力機的行程的多少，應(yīng)該能保證成行零件的取出與毛坯的放進。所選的壓力機的封閉高度應(yīng)與沖模的封閉高度相適用。H0HHmaxHmin。H0Hmax-5mm≥H0≥Hmin+10mmH0羅紋接觸面積過小而被壓壞。如果模具閉合高度實在太小，可以在壓床臺面上加墊板。表3-1 壓力機的參數(shù)表:型號 參數(shù)公稱力/kN450標(biāo)稱行程/mm3.2滑塊行程/mm120滑塊行程次數(shù)/次.min-180最大封閉高度/mm270封閉高度調(diào)節(jié)/mm60滑塊中心線至床身距離/mm225工作臺尺寸/（前后/mm×左右/mm）工作臺孔尺寸/mm模柄孔尺寸/（直徑/mm×深度/mm）電動機功率/kW

440×81015050×605.5即選取型號為J23-16的開式固定臺壓力機。確定模具壓力中心沖模對工件施加的沖壓力合力的中心稱為沖壓壓力中心。要使沖壓模具正常地工壓力中心的確定原則：心。以拍樣圖左下角為坐標(biāo)原點建立坐標(biāo)軸（xY）為了使壓力機和模具能夠平穩(wěn)、正常的工作作業(yè)，應(yīng)當(dāng)讓模具的壓力中心與壓力機 滑 塊 的 中 心 線 相 重 合 。本工件壓力中心與幾何中心不重合，所以要算出其壓力中心。LX LX1 1 2 2

LXn nX0=

L L1

LnY0=

LYLY1 1 2

LYn nL L1 2

Ln式中 X、X、····X——各圖形沖裁力的X軸坐標(biāo)；1 2 nY、Y、····Y——各圖形沖裁力的Y軸坐標(biāo)；1 2 nX0=

31.7417.5130.9517.5121.2784.53......12.56268.8231.7430.9521.27......12.56

=150.51mmY0=

31.7494.0930.958.9521.2780.15 129.5731.7430.9521.27......12.56

=51.87mm壓力中心的坐標(biāo)為：（150.51，51.87）沖裁模間隙與凸凹模刃口尺寸及公差的計算在復(fù)合模中，凸凹模的刃口尺寸和公差，直接關(guān)系到?jīng)_裁件的尺寸精度。另外，模具的合理間隙也需要靠凸凹模尺寸和公差來保證。所以設(shè)計合理的間隙值和凸凹模刃口尺寸關(guān)系到復(fù)合模設(shè)計的成敗。沖裁工件中含有圓角、毛刺、光面、毛面四個部分。經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)落料件的光亮帶處于大端尺寸，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸。落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。計算原則是：１．設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。增大凹模刃口尺寸來取得。等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計沖孔模時凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸模具磨損留 量 與 工 件 制 造 精 度 有 關(guān) x、表示，其中0.5~1.0IT10x=1IT11~IT13，x=0.75;工件精度IT14，x=0.5.３．沖裁（設(shè)計）間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。2~4IT6~IT71/41/8差。凸、凹模刃口尺寸的計算與加工方法有關(guān)，基本可以分為三類：1）A類 隨模具刃口的磨損，零件尺寸逐漸增大，如圖中尺寸A2）B類 隨模具刃口的磨損，零件尺寸逐漸減小，如圖中尺寸B3）C類 隨模具刃口的磨損對零件尺寸基本無影響，如圖中尺寸CIT14IT12Max凹模和凸模的最大間隙系數(shù)X=0.5Max

Z =0.240mm Mmin0.132 工件公差=0.62 磨損凸落料：凸

0.02 凹

0.032.5Zmin=0.246mmZmax=0.360mm查 的 標(biāo) 準(zhǔn) 公 差 值 p =0.016mm d =0.025mmD (D x)=(420.50.62)0.025=42.310.025d

(3-15)d max 0 0 0D (D Z )0p d minp

=

(42.310.2400.016

42.0640=(3-16)0.016=(3-16)p 校核：Zmax- Zmin=0.114mm +=0.041，滿足間隙公差條p D (D x)=25.260.021dd max 0 0D (D Z )0p d minp

25.0140=0.013=校核：Zmax- Zmin=0.114mmp+d=0.034，滿足間隙公差條件設(shè)計需要的模具確定模具的結(jié)構(gòu)模具的連接與固定零件有模柄、固定板、墊板、銷釘、螺釘?shù)取＿@些模具的連接與固定零件有模柄、固定板、墊板、銷釘、螺釘?shù)冗@些零件大多有國家準(zhǔn)，設(shè)計時可按國家標(biāo)準(zhǔn)選用。模具的零部件，根據(jù)在模具中的功能和特點，可以分成兩類：⑴工藝零件：這類零件直接參與完成工藝過程并和毛坯直接發(fā)生作用。⑵結(jié)構(gòu)零件：這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和毛坯直接發(fā)生作用。根據(jù)以上分析出的工藝方案，模具結(jié)構(gòu)應(yīng)采用前后送料、擋料銷定距、彈性卸料裝卸料力也較小，可采用彈性卸料裝置，復(fù)合模生產(chǎn)。由于本次加工制作的工件尺寸較小，所以這次我們選用中小型的模具即可滿足要求。零件名稱選用材料牌號熱處理HRC上、下模座HT200模柄Q275導(dǎo)柱1558~62導(dǎo)套1558~62凸、凹模固定板Q275打料桿Q235卸料板Q235導(dǎo)尺45淬火擋料銷T8A淬火52~56導(dǎo)正銷、定位T8A淬火52~56銷銷墊板T8A淬火54~58螺釘45頭部淬火43~48銷釘45淬火43~48推桿45淬火43~48頂桿45淬火43~48推板45淬火43~48頂件塊45淬火43~48凸模T8A淬硬58~62凹模T8A淬硬60~64對于凸模和凹模材料的選用主要滿足以下幾點：凸模和凹模材料要有一定的硬度，而且材料的耐磨性要高，進行沖裁時才能達到要求。橡膠的選用橡膠在模具中多應(yīng)用于彈頂機構(gòu)和卸料裝置中。常用橡膠的力學(xué)性能如表3-3牌號 伸長率（）/% 永久變（1120 250 351130 300 351140 350 351250 400 303001 250 25表3-3P=Fq式中 F——橡膠的橫截面積q——與橡膠壓縮量有關(guān)的單位壓力，一般情況下我們?nèi)?5%~45%，也就是h1=(0.35~0.45)Hhh=（0.1~0.15）H其工作的量程h工=h1-h預(yù)=（0.25-0.3）H截面尺寸的計算P、q，D=dd1.27(P/】根據(jù)以上分析，對于卸料裝置選擇用牌號為1140的橡膠較為可靠，而對于推薦裝置則選用牌號為1250的橡膠較為可行。模柄的尺寸選用類型及應(yīng)用場合：旋入式：圖這種模柄裝拆方便，但模柄軸線與上模座的垂直度較差，多用于有導(dǎo)柱的小型沖模。10b）H7/m6，可較好保證軸線與上模座的垂直度。適用于各種中、小型沖模，生產(chǎn)中最常用。10c）3~4H7/n6槽型模柄和通用模柄：圖10d）、e）所示，均用于直接固定凸模，也稱為帶模座的模柄，它更換凸模方便，主要用于簡單模。歡迎下載歡迎下載可編輯修改模柄的選用：首先應(yīng)根據(jù)模具的大小及零件精度等方面的要求，確定模柄的類型，然后根據(jù)所選壓力機的模柄孔尺寸確定模柄的規(guī)格。選擇模柄時模柄安裝直徑d和長度L，應(yīng)與滑塊模柄孔尺寸相適應(yīng)。模柄直徑取與模柄孔相等，采用間隙配合H7/n6，模柄長度不得大于壓力機滑塊里模柄孔的深度一般小5mm~10mm。根據(jù)選擇的壓力機型號尺寸，模柄選擇壓入式模柄5055可編輯修改總長總長105mm50mm長55mm54mm長37mm52mm長3mm64mm長10mm其他連接零件的選取墊板?度取：12mm 材料：45鋼凸模固定板?度?。?4mm 材料：45卸料板?度?。?0mm 材料：HT200凸模的外形尺寸和在模具閉合狀態(tài)下固定板與卸料板間的安全距離等因素需要增加的長度h19m（一h15～20mm）其中初定：凸模固定板凸模固定板卸料板?導(dǎo)尺?度可編輯修改可編輯修改歡迎下載歡迎下載24mm20mm3mm則L＝24＋20＋3＋19=66mm總長 9mm圓柱66mm 42mm1320mm15mm4mm刃口偏差00.02凸模強度校核1）凸模壓應(yīng)力校核對圓形有導(dǎo)向凸模承壓強度校核公式：4td (4-2) 壓式中---沖壓材料的抗剪強度（MPa） ---凸模材料的許用壓應(yīng)力（MPa）壓材料為Cr12MoV，許用壓應(yīng)力為1.2×103Mpa，抗剪強度為1N/mm24t

=4 1200

=0.005d=4mm壓因此凸模承壓能力滿足要求。落料凹模尺寸的計算凹模高度 H=Kb (15mm)凹模壁? c=(1.5~2)H (30~40mm)對于多孔凸模，刃與刃之間的距離，應(yīng)足強度要求，可按復(fù)合模的凸凹模最小壁?進行設(shè)計。查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2.27t=2b---沖壓件最大外形尺寸K---系數(shù)凹 模 高 度 H 取 30mm凸凹模的材料選用：根據(jù)沖裁零件加工強度，變形抗力大，模具承受載荷增加，刃口部位磨損加快，且生產(chǎn)批量為大批量，則考慮選用合金含量高，耐磨性好的材料。凸模為Cr12MoV，凹模為