擋片 沖壓模具課程設(shè)計

一、沖裁工藝設(shè)計1.1沖裁件的工藝性分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性。沖裁件的工藝性是否合理，對沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大影響，在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。硅鋼的強度硬度高，彈性好，塑性韌性較低，但零件尺寸要求不高，厚度小，具有一定的沖壓性能?？走吘噙h大于凸、凹模所允許的最小壁厚，如零件圖所示，故可以考慮采用復(fù)合沖壓工序；零件上的尺寸都是自由公差，按IT14級，一般沖裁均能滿足1.2沖壓工藝方案的確定該工件包括沖孔、落料兩個基本工序，可以有以下三種方案：方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)；方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)；方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序，兩副模具，生產(chǎn)率較低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二只需一套模具，沖壓件的形位精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但零件的沖壓精度較差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。二、沖裁排樣設(shè)計2.1排樣方案的確定排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下，得到符合設(shè)計技術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)重要的技術(shù)指標之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產(chǎn)中，沖壓件的年產(chǎn)量達數(shù)十萬件，甚至數(shù)百萬件，材料合理利用的經(jīng)濟效益更為突出。保證在最低的材料消耗和最高的勞動生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同時要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡單、壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等情況，以選擇較為合理的排樣方案。2.2搭邊的選取排樣時，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費材料；搭邊太窄會引起搭邊斷裂或翹曲，可能“啃刃”現(xiàn)象或沖裁時會被拉斷，有時還會拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。搭邊值的大小與下列因素有關(guān)：=1\*GB3①材料的力學(xué)性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。=2\*GB3②工件的形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復(fù)雜的形狀時，搭邊要取得大值。=3\*GB3③材料厚度。薄材料的搭邊值應(yīng)取的大一些。=4\*GB3④送料方式及擋料方式。用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些由表2.1確定搭邊值根據(jù)零件形狀兩式件間按矩形取搭邊值=2.5，側(cè)邊取搭邊值=2.2。2.3送料步距、條料寬度及板料間距計算2.3.1送料步距送料步距是指兩次沖裁間板料在送料方向移動的距離，用S表示，其值等于沖裁件相應(yīng)部分寬度加上工件間搭邊值，即=45.5+2.5=482.3.2條料寬度及板料間距的計算條料寬度按下式：（2-1）其中為沖裁件寬度方向的最大尺寸；為導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙查表取。2.4排樣圖2.5沖裁力和壓力中心的計算2.5.1沖裁力沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進入材料的深度而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一。用普通平刃口模具沖裁時，其沖裁力F一般按下式計算：F=KLtτb（2-2）=1.3×371.56×0.35×600=101435.9N式中F-------沖裁力L-------沖裁周邊長度t-----材料厚度τb----材料抗剪強度（τb=600MPa）K-----系數(shù)（一般取K=1.3）卸料力Fx=KxF（2-3）推件力Ft=nKtF（2-4）頂件力Fd=KdF（2-5）式中Kx、Kt、Kd-----卸料力、推件力、頂件力,如表2.3所示n-----同時卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)量式中h-----凹模內(nèi)的直刃壁高度t-----板料厚度查表2.3總沖壓力Fz總沖壓力是各種沖壓工藝的總和，根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)計算，由于本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模，則：Fz=F+Fx+Ft=101435.9+0.05×101435.9+4×0.06×101435.9=130852.3N2.5.2壓力中心的計算模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點，為了保證壓力機和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心線相重合。對于級進模以及輪廓形狀復(fù)雜或多凸模的沖裁模，必須求出沖壓力合力的作用點即壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)與模柄的軸線重合，否則會影響模具及壓力機的精度和壽命。壓力中心的計算其計算方法為各個邊的長度與其中點對應(yīng)X、Y的坐標值積相加再除以各邊長度之和：X=L1×x1+L2×x2+L3×x3+…+L14×x14/L1+L2+L3+…Ll14=43.Y=L1×y1+L2×y2+L3×y3+…+L14×y14/L1+L2+L3+…+L14=28.5所以壓力中心坐標為（33.5，18.5）三、凸、凹模刃口尺寸計算因沖模加工方法不同，刃口尺寸的計算方法也不同，基本上可分為兩類：（1）按凸模與凹模圖樣分別加工法：它主要用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工作,因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對簡單，精度容易保證，所以采用分別加工。（2）按凸模與凹模配作法加工：常用于沖制復(fù)雜形狀的沖模。這種加工方法的特點是模具的間隙有配置保證，工藝比較簡單，不必校核的條件，并且還可以放大基準件的制造公差，使制造容易。表3.1初始雙面間隙、由表3.1確定初始雙面間隙、的值：3.1沖孔刃口尺寸計算對于沖小孔轉(zhuǎn)換為利用公式（3-1）（3-2）其中——磨損系數(shù)的選取查下表3.2△——是工件的公差值表3.2磨損系數(shù)表因孔的公差等級為IT13級，所以查上表得=0.5則

===校核間隙：查表得=0.020=0.020+=0.020+0.020=0.040＜0.114所以滿足+≤的條件，制造公差合適。3.2落料刃口尺寸計算對外輪廓的落料，由于形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法當以凹模為基準件時，。只需要計算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸按間隙要求配作圖3.1查表得=0.02 =0.03,對應(yīng)各尺寸公差確定x=0.5一磨損后增大的尺寸(凹模)屬于A類尺寸，它的基本尺寸及制造公差的確定方法按公式其中——模具基準尺寸()——工件極限尺寸()△——工件公差()其落料精度為IT14級，查公差表將尺寸、、12、19分別轉(zhuǎn)化為、、、,查表3.3取x=0.5則a=b=c=f=二磨損后減小的尺寸(凹模)屬于B類尺寸，它的基本尺寸及制造公差的確定方法按公式其中B——模具基準尺寸()——工件極限尺寸()△——工件公差()e=三磨損后基本不變的尺寸(凹模)屬于C類尺寸，它的基本尺寸及制造公差的確定方法按公式其中C——模具基準尺寸()——工件極限尺寸()△——工件公差()d=落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是66.63，45.19，11.79，18.74，11.79，33.19不必標注公差，但要在技術(shù)條件中說明：凸模刃口尺寸與落料凹模實際尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值`3.3孔心距尺寸計算孔心距55查公差表將尺寸轉(zhuǎn)化為，磨損后尺寸基本不變，不必考慮磨損的影響，可直接按公式計算：（3-4）其中——工件孔心距；——凹?？仔木嗟墓Q尺寸；△——工件制造公差。則計算結(jié)果如下：四沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)與設(shè)計4.1模具類型的選擇該沖件屬于普通沖裁，精度要求不高又屬于大批量生產(chǎn)，采用倒裝比正裝操作方便簡單，生產(chǎn)效率較高，因此選用倒裝復(fù)合模。4.2定位方式的選擇定位零件是用來保證條料的正確送進及在模具中的正確位置，以保證沖制出合格的零件。條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位：一是在與條料方向垂直方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進成為送進導(dǎo)向；二是在送料方向的限位，控制條料一次送進的距離（步距）。4.2.1導(dǎo)料裝置的選擇屬于送料導(dǎo)向的定位零件又導(dǎo)料銷，導(dǎo)料板、側(cè)壓板等。導(dǎo)料板及側(cè)壓板多用于級進模和單工序模中。導(dǎo)料銷則多用于復(fù)合模和單工序模中。但考慮到零件厚度為0.35，為了加工設(shè)計的方便的方便且不影響其工藝要求，采用導(dǎo)料板導(dǎo)料且與卸料板制成整體式。4.3卸料裝置和推件裝置的選擇4.3.1卸料裝置的選擇常見的卸料零件又固定卸料板和彈壓卸料板。前者式剛性結(jié)構(gòu)主要起卸料作用，卸料力大，適用于沖材料厚度大于0.8的模具，后者是柔性結(jié)構(gòu)，兼有壓料和卸料兩個作用。其卸料力的大小決定與所選用的彈性元件。主要用于沖制薄料和要求制件平整的充模中，長用在倒裝復(fù)合模中，因此選取彈壓卸料板。彈壓卸料板與凸模配合間隙值查表的=0.15在自由狀態(tài)下的彈壓卸料板應(yīng)高出凸模刃口0.1～0.3。卸料板的厚度查表4.4。查上表得卸料板厚度4.3.2推件裝置的選擇推件裝置主要有剛性推件裝置和彈性推件裝置兩種，一般剛性用的較多，它由打桿、推板、連接桿和推件塊組成。其工作原理是在沖壓結(jié)束后上模回程時，利用壓力機滑塊上的打料桿，撞擊上模內(nèi)的打桿與推件板，將凹模內(nèi)的工件推出，其推件力大，工作可靠。4.4工作零件的設(shè)計4.4.1凹模的設(shè)計凹模厚度的確定：——為系數(shù)——為凹模刃口的最大尺寸()查表4.6選取系數(shù)=0.30。凹模壁厚;C≥（1.5～2）H=30～40凹模外形尺寸為，將凹模板作成薄壁形式并加空心墊板后實際凹模尺寸為。凹模的刃口形式選用直筒式刃口。該凹模的厚度的全部為有效刃口高度，刃壁無斜度，刃磨后刃口尺寸不變，適用于制件或廢料逆沖壓方向推出的沖裁模如復(fù)合模、薄料落料模。4.2凸凹模的設(shè)計凸凹模是復(fù)合模中同時具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。凸、凹模的結(jié)構(gòu)大到分為整體式和鑲拼式的兩種，鑲拼式結(jié)構(gòu)適合于大，中型和形狀復(fù)雜，局部容易損壞的整體凸模式或凹模，而此處所需的凸凹模形狀較簡單，所以選用整體式來加工凸凹模。它的內(nèi)外圓均為刃口，凸凹模的最小壁厚與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)：當模具為倒裝結(jié)構(gòu)時，內(nèi)孔為直筒形刃口形式，且采用下出料方式，則內(nèi)孔積存廢料，脹力大，故最小壁厚應(yīng)大些。查表選取。該凸凹模的長度。4.4.3凸模的設(shè)計凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、與上模板直接固定和采用低溶點合金或環(huán)氧樹脂澆注固定三種，各自的特點的比較如下表。由于本工件是大批量的生產(chǎn)，且內(nèi)孔有一定的精度要求，模具采用的是復(fù)合模，則從上表的比較中可選用凸模固定板固定的形式固定凸模，并以H7/p6過渡配合。沖孔凸模為圓形，采取臺階式凸模，它的強度剛性較好，裝配修磨方便，與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6或H7/n7）制造，最大直徑的作用是形式臺肩，以便固定，保證工作時凸模不配拉出，材料選取,熱處理硬度為58～62。其凸模長度計算公式：其中1—凸模固定板厚度—材料厚度0.35—推件塊厚度17—增加長度，一般選取0～104.4.4模架及組成零件的設(shè)計該模架選用中間導(dǎo)柱模架，導(dǎo)向裝置安裝在模具的對稱線上，滑動平穩(wěn)，導(dǎo)向準確可靠。由標準（GB/T2851.5-1990）中選取,從而確定以下材和尺寸：模架材料選取鑄鐵200模架上模板的長度為250、寬度190、厚度35。下模板的長度為250、寬度190、厚度40；最大高度為190、最小高度為160。模柄選取壓入式模柄，壓入模柄部位應(yīng)與安裝孔成7/6配合；材料選取45鋼，尺寸。螺釘選用標準件內(nèi)六角螺釘，規(guī)格為10；導(dǎo)柱的直徑為25，長度170；導(dǎo)套的直徑為38，長度85；應(yīng)按6/5配合；柱間的距離150；材料為20鋼。五壓力機的選取及校核5.1壓力機的選擇由以上的設(shè)計、計算，確定壓力機的規(guī)格尺寸如下：查表選取國產(chǎn)200開式壓力機 其最大裝模高度為200最小裝模高度為130模柄孔尺寸為直徑30，深度為50工作臺尺寸左右為315、前后200，厚度40工作臺孔尺寸：左右150、前后70、直徑110立柱間距離：150傾斜角3005.2裝模高度的校核為了保證模具和壓力機相適應(yīng)，沖模的閉合高度應(yīng)介于壓力機的最大裝模高度和最小裝模高度之間，其關(guān)系式為：（5-1）式中——沖模的閉模高度;——最大閉模高度;——最小閉模高度;——墊板高度；——最大裝模高度；——最小裝模高度。則=40+35+8+42+40-15=150有此可知,則所選則的壓力機符合要求。1.圓柱銷2.內(nèi)六角螺釘3.下模板4.下墊板5.凸凹模固定板6.橡膠7.卸料板8.導(dǎo)料銷9.凹模10.空心墊板11.凸模固定板12.上墊板13.上模板14.螺釘15.模柄16.騎縫銷17.圓柱銷18.凸模19.頂桿20.導(dǎo)套21.導(dǎo)柱22.推件塊23.凸凹模24.卸料螺釘25.緊固螺釘26.擋料銷工作原理：工作時，板料以導(dǎo)料銷8和擋料銷26定位，上模下壓，凸凹模23外形與推薦塊22配合，在凹模腔9內(nèi)落料，同時沖孔凸模18與凸凹模內(nèi)控進行沖孔，沖孔廢料直接落下；然后上模上行，當滑塊碰到上死點時，推桿開始工作，將工件從凹模內(nèi)推出落六總結(jié)這次的畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)三年中的最后一個環(huán)節(jié)，是對三年的學(xué)習(xí)生活中所學(xué)的知識一個匯總和概括，使我們每個人都能總合運用所學(xué)的知識進行設(shè)計。就我個人而言，通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我學(xué)習(xí)到了許多知識，對模具的設(shè)計與制造有了極為深刻的認識，是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍，讓我感慨頗深，主要體會有以下幾點：1、扎實的基礎(chǔ)課，專業(yè)課是模具設(shè)計的基礎(chǔ)。由于以前所學(xué)的課程難免有些理解不深，遺忘等，而本次設(shè)計又或多或少的用到了這些知識，從而迫使我再次回顧以前的課程，并加深了對這些課程的理解，如機械制圖中的各種線型的特點應(yīng)用，材料力學(xué)中的應(yīng)力校核，熱處理中各種材料與熱處理性能，公差配合與測量技術(shù)中公差的正確選用，模具的加工與制造技術(shù)。塑料模具的設(shè)計與制造步驟，模具材料的正確選用等。2理論與實踐相結(jié)合的重要性以前的學(xué)習(xí)中，基本上是純理論的學(xué)習(xí)，雖然有金工實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)等實踐的體味，但卻停留在表面上，沒有進行過真正的設(shè)計，從而使理論與實踐嚴重脫節(jié)，在作設(shè)計的過程中，我才真正感覺到眼高手低的含義，同時也“窺一斑而知全豹”，自己的學(xué)習(xí)中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無遺，但是在老師們的幫助下以及自己的努力下，我終于克服了重重困難，使設(shè)計得以順利的進行。通過向老師們請教，我了解到設(shè)計要面向企業(yè)，面向市場的原則，畢業(yè)設(shè)計正是對實踐能力的一次強有力的訓(xùn)練，是我們獨立工作的前湊，將對我們以后的工作產(chǎn)生深遠的影響。3、對模具設(shè)計中的安全性，經(jīng)濟性加深了認識在設(shè)計工作中，要不斷對安全性進行分析，從操作者的角度進行設(shè)計，在設(shè)計中，需要考慮到模具的成本問題，經(jīng)濟效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提，成本的高直接決定了產(chǎn)品的競爭力，故在設(shè)計中盡可能的選用標準件。4、電腦成為設(shè)計中重要的輔助工具。由于工件形狀復(fù)雜，在設(shè)計中計算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度，通過計算機輔助繪圖和計算才得以解決。另外在繪零件和裝配圖時采用電腦也更方便快捷。采用電腦處理，精度高，方便快捷，在本次設(shè)計時，要求計算機繪圖，從而對AUTOCAD的學(xué)習(xí)有了很大的進展，