四孔長方形墊片沖壓模具設(shè)計【含6張圖紙】

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課 程 設(shè) 計 班級：1006091 學(xué)號：100609134 姓名：徐露絲 工件名稱：沖孔件 工作簡圖：如圖所示 生產(chǎn)批量：大批量 材料：Q235 材料厚度：1.2mm 1. 沖壓件工藝性分析 此工件只有落料和沖孔兩個工序。材料為Q235鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對簡單，有四個φ10的孔和四個φ20的圓角；孔與孔，孔與邊緣之間的距離也滿足要求。工件尺寸全部為極限偏差，尺寸精度比較低，普通沖裁完全能滿足要求。 2．沖裁工藝方案確定 該工件包括落料，沖孔兩個基本工序 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)。 方案三：沖孔——落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)摸生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率比較高，模具強度較差，制造難度大操作不方便。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。通過對上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。 3．主要設(shè)計計算 （1）排樣方式的確定及其計算 設(shè)計級進(jìn)模，首先要設(shè)計條料排樣圖。方形的形狀用于直排時材料利用率低，應(yīng)采用直排，如圖所示，可顯著地減少廢料。 搭邊值確定 查表2.5.2，搭邊值 a= 1.5mm a1=1.2mm 取 a=1.8mm a1=1.5mm 條料寬度確定 條料寬度 B=Dmax+2a 式中 D=110mm a=1.8mm …….. 代入上式得 B=113.6mm 步距S=50+1.5=51.5mm, 沖裁件面積A=(110×50-5^2π)=5425,一個步距的材料利用率為A/BS=94%. （2）沖壓力的計算 該模具采用級進(jìn)模，擬選擇彈性卸料，下出件。 沖裁力F=KLtτb=1.3×(120+60π)×1.2×300=144331 卸料力Fx=KxF=0.05×144331=7216 推件力Ft=nKtF=6×0.55×144331=476292 , (n=710/B=6) 沖壓工藝總力Fz=F+Fx+Ft=627839 (3)壓力中心的確定及相關(guān)計算 計算壓力中心時，先畫出凸模型圖，如圖所示，在圖中將xOy坐標(biāo)系建立在圖示的對稱中心線上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成L1~L10共10組基本線段，用解析法求得該模具的壓力中心： 基本要素長度 各基本要素壓力中心的坐標(biāo)值 X Y L1=15.7 -50 20 L2=90 0 25 L3=15.7 50 20 L4=30 55 0 L5=15.7 50 -20 L6=90 0 -25 L7=15.7 -50 -20 L8=30 -55 0 L9=31.4 45 -51.5 L10=31.4 -45 -51.5 L11=31.4 45 -81.5 L12=31.4 -45 -81.5 合計=805 0 -226 由上述計算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力不大，壓力中心偏移坐標(biāo)原點O較小，為了便于模具的加工和裝配，模具中心仍選在坐標(biāo)原點O。 (4)工件零件刃口尺寸計算 在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前,首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法.結(jié)合該模具的特點,工作零件的形狀相對較簡單,適合采用線切割機床分別加工落料凸模,凹模,凸模固定板以及卸料們板,這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度,使裝配工作簡化.因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算,具體見表8.2.3所示. 尺寸及分類 尺寸轉(zhuǎn)換 計算公式 結(jié)果 備注 落料 R10 R10 R=(Rmax-X△) R =(RA-Zmin/2) R=9.82 R=9.76 查表2.3.3得,沖裁雙面間隙Zmax=0.180,Zmin=0.126.模具按IT8級制造.校核滿足＆+＆<=(Z-Z) 磨損系數(shù)X=0.5 50 50 D=(Dmax-X△) D=(DA-Zmin) D=49.82 D=49.69 110 110 D=109.74 D=109.61 沖孔 φ10 φ10 d=(d+X△) d=(d+Z) d=10.18 d=10.24 孔心距 90 900.07 L=L△/8 L=900.018 φ30 φ300.05 L=300.013 （5）卸料橡膠的設(shè)計 卸料橡膠的設(shè)計計算見表8.2.4.選用的4塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會造成受力不均勻，產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。 項目 公式 結(jié)果 備注 卸料板工作行程h h= h+t+ h 4.2mm h為凸模凹進(jìn)卸料板的高度mm h為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度mm 橡膠工作行程H H= h+ h 9.2mm h為凸模修磨量，取mm 橡膠自由高度H H=4 H 36.8mm 取H為 H的25% 橡膠的預(yù)壓縮量H H=15% H 5.52mm 一般H=(10%~15%) H 每個橡膠承受的載荷F F=F/4 1111.5N 選用4 個圓筒形橡膠 橡膠的外徑D D=(d+1.27( F/p)) 68mm D為圓筒形橡膠的內(nèi)徑，取d=13mm;p=0.5Mpa 校核橡膠自由高度H 0.5≤H/D=0.54≤1.5 滿足要求 橡膠的安裝高度H H= H_ H 31mm 4.模具總體設(shè)計 （1）模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級進(jìn)沖壓，所以模具類型為級進(jìn)模。 （2）定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。 (3)卸料、出件方式的選擇 因為工件料厚為1.2mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因為是級進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 （4）導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級進(jìn)模具采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 5.主要零部件設(shè)計 （1）工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ①落料凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計成直通式，采用線切割機床加工，2個M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。其凸?？傞LL可按公式2.9.2計算： 凸模固定板h=（0.6~0.8）H=12~16mm，取16mm。 卸料板h=10~12mm，取12mm 材料厚度t=1.2mm 增加厚度h=10~20mm，取15mm L=h+h+t+h=16+12+1.2+15=44mm 具體結(jié)構(gòu)可參見圖8.2.4a所示。 ②沖孔凸模 因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。其中沖φ10孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖所示： ③凹模 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎们懈顧C床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式2.9.3，2.9.4計算: 凹模厚度 H=kb=0.18×110=19.9mm，取20mm 凹模壁厚 c=（1.5~2）H=30~40mm 取40mm 取凹模厚度 H=20mm ， 凹模壁厚c=40mm 凹模寬度 B=50+2c=130mm 凹模長度 A=110+2C=110+80=190mm 凹模輪廓尺寸為190mm×130mm×20mm, 結(jié)構(gòu)如圖所示： （2）定位零件的設(shè)計 落料凸模下部設(shè)置四個導(dǎo)正銷，分別借用工件上φ10mm的四個孔。φ10mm導(dǎo)正孔的導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)如圖所示。導(dǎo)正銷在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正，考慮銷和裝配后卸料板下平面超出凸模前端1mm，所以導(dǎo)正銷直線部分的長度為1.8mm。導(dǎo)正銷采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用H7/r6配合。 固定擋料銷 標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的固定擋料銷如下圖， 導(dǎo)正銷： （3）導(dǎo)料板的設(shè)計 導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取1 mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度按表2.9.7選擇8mm。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為40~45HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上，導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板。 （4）卸料部件的設(shè)計 ①卸料板的設(shè)計 卸料板的周界尺寸與凹模尺寸相同，厚度為14mm。 卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40~45HRC。 ②卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M10×10mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面1mm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。 （5）模架及其他領(lǐng)部件設(shè)計 該模具采用中間導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具中間位置，沖壓時可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。導(dǎo)柱d/mm×L/mm分別為φ28×150，φ32×150；導(dǎo)套d/mm×L/mm×D/mm分別為φ28×100×38，φ32×100×38。 上模座厚度H取40mm，上模墊板厚度H取10mm，固定板厚度H 取16mm，下模座厚度H取45mm，，那么，該模具的閉合高度： H= H+ H+L+H+ H-h =40+10+44+20+45-2mm =157mm 式中：L——凸模長度，L=44mm H——凹模厚度，H=20mm h——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度， h=2mm。 可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23-25的最大裝模高度（220mm），可以使用。