鐵心片沖孔落料復合模設計【鐵芯片沖壓模具設計】【E型墊片】【山型墊片】

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n—一個進距內(nèi)的沖裁件數(shù)量； B—條料寬度mm; s—進距mm 得 ==47.1% 4 工藝方案的確定 鐵心片零件所需的基本沖壓工序為落料和沖孔，可擬訂出以下三種工藝方案。 方案一：用簡單模分三次加工，即落料—沖孔 方案二：沖孔落料復合模。 方案三：沖孔落料級進模。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和三更具有優(yōu)越性。 級進模模具制造難度大，并且凸凹模的壁厚大于最小壁厚，因此選用復合模更為合理。 5 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，采用正裝結(jié)構(gòu)，即凸凹模安排在上模。 2）送料方式：采用手動送料方式。 3）定位裝置：條料送進由導料尺進行導向，由固定擋料銷定位。 4）導向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用滑動導柱、導套導向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導向均勻性，采用中間導柱模架。 5）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，工件留在凹模板孔洞中，由頂件塊頂出；包在落料凸模上的廢料由彈性卸料板刮下。 6 壓力中心的計算初選壓力機 6.1沖裁工序總力的計算 由工件結(jié)構(gòu)和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。 沖孔的力P1，落外型料的力P2；卸廢料的力FX和頂件的力FD；考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學性能及材料厚度偏差等因素的影響，實際計算沖裁力時按下面公式： P=KLtτ﹝1﹞ 式中 P—沖裁力（kN） L—沖裁件剪切周邊長度（mm） t—沖裁件材料厚度（mm） τ—被沖材料的抗剪強度(MPa) K—系數(shù)，一般取1.3。 上式中抗剪強度τ與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關，可在手冊中查詢。為方便計算，可取材料的τ=0.8σb,故沖裁力表達式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσb 式中 σb—被沖材料抗拉強度(MPa)。查得硅鋼的σb=375—460Mpa，取450 Mpa。 沖裁力 F=P1+P2=（75+60+151+25+60+25+60+15+75+105+2×7×3.14）×0.35×450=101.4kN 推件力 FX=KXF KX—卸件力系數(shù),由手冊查得Kt=0.055 F—沖裁力 得 FX=5.58KN FD=KDF 得 FD =8.1KN 工序總力P總=F+FX+FD=115.1KN。 壓力機公稱壓力必須大于等于P總。 6.2初選壓力機 查文獻[3]開式可傾壓力機參數(shù)初選壓力機型號為J23-16和Ｊ23-25，見表一。 表一 所選擇壓力機的相關參數(shù) 型號 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm 最大封閉高度/mm 工作臺尺寸/mm 滑塊底面尺寸/mm 可傾斜角/· 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm J23-25 250 65 270 560×370 130×260 30 55 J23-16 160 55 220 450×300 220×110 25 45 6.3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，應使模具的壓力中心與壓力機的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌與模具的導向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。 沖孔凸模的壓力中心，為復雜凸模模具壓力中心，因此壓力中心的計算步驟如下 ①、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖 ②、在任意距離處作x-x軸y-y軸 ③、分別計算出各線段和圓弧的重心到x-x軸的距離y1, y2, y3,….. y12和到y(tǒng)-y軸的距離x1, x2, x3, ……….x12, ④、大凸模的壓力中心到坐標軸的距離下式確定： 到y(tǒng)-y軸的距離 x0= =52.5mm 到x-x軸的距離 y0==35.5mm ⑤、由于其余二個凸模為規(guī)則的凸模 ，則總的壓力中心為 圖3 計算壓力中心 到y(tǒng)-y軸的距離x0===52.5mm 到x-x軸的距離 y0===33.6mm 7 模具主要零件的設計與標準化 7.1工作零部件的計算 由于制件孔為圓形孔結(jié)構(gòu)簡單精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作沖孔凸凹模。這時需要分別計算和標注凸模和凹模的尺寸和公差。 查取Zmax=0.05mm，Zmin=0.02mm 制件孔尺寸為φ70+0.36mm; 沖孔時，間隙取在凹模上，則： 凸模尺寸dT=（dmin+ x△）0-δT 凹模尺寸dA=(dT+Zmin) 0+δA δT =0.4（ZMAX- Zmin）=0.012 δA=0.6（ZMAX- Zmin）=0.018 式中 dA dT——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm x——磨損系數(shù)， IT14級時x=0.5。 Z——雙面間隙，mm △——工件公差 mm δ——凸模和凹模的制造公差，mm dT=7.180-0.012 dA=7.200+0.018 制件外形為復雜形狀，所以利用凸凹模配作法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設備的精度要求。 采用配作法，計算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種情況，然后分別按不同的計算公式計算。 a、凸模磨損后會增大的尺寸，第一類尺寸A 第一類尺寸：Aj=(Amax-x△)0+0.25△ b、凸模磨損后會減小的尺寸，第二類尺寸B 第二類尺寸：Bj=(B min+x△)0-0.25△ c、凸模磨損后會保持不變的尺寸，第三類尺寸C 第三類尺寸：Cj=(Cmin+0.5△)± 0.125△ 第一類尺寸有：750-0.74 67.50-0.74 150-0.43 250-0.52 1050-0.87 (75-0.5×0.74)0+0.25×0.74 =74.630+0.185 ; (67-0.5×0.74)0+0.25×0.74 =67.130+0.185 ; (15-0.5×0.43)0+0.25×0.43=14.7850+0.1075; (25-0.5×0.52)0+0.25×0.52=24.740+0.13; (105-0.5×0.87)0+0.25×0.87=104.5650+0.2175; 第二類尺寸有：250+0.52 (25+0.5×0.52)0-0.25×0.52=25.260-0.13; 第三類尺寸有：600-0.74 (60-0.74+0.5×0.74)±0.125×0.74=59.63±0.092 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是74.63mm，67.13mm，14.785mm，24.74mm,104.565mm,25.26mm,59.63mm不必標注公差，但要在技術條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.02mm。 7.1.1工作零部件的設計與標準化 沖孔凸模，采用階梯形結(jié)構(gòu)以增加剛度，其高度由固定板高度和凹模板高度決定。 凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計算： L=h1+h2 式中 L—凸模長度， mm h1—凸模固定板高度，mm h2—凹模板高度，mm 落料凹模板裝于下模座上，采用鑲拼結(jié)構(gòu)。由于凹模受力復雜，凹模板高度可按經(jīng)驗公式計算，即 凹模高度H=KB 凹模壁厚C=(1.5~2)H 式中B----凹?？椎淖畲髮挾龋琺m但B不小于15mm C-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離； K=系數(shù)，取0.25 凹模高度H=KB=27.9mm 取30mm 凹模壁厚C=（1.5—2）H 取 50mm 根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板，靠標準圓整為250×200×30（JB/T7643.1——1994） 沖孔凸模的設計：采用階梯形結(jié)構(gòu)以增加剛度，凸模長可按下式計算： L=h1+h2 凸模固定板高h1=(1—1.5)D 凹模板的高h2=(0.6—0.8)H0 其中： h1為固定板厚度取15 mm， h2凹模板厚度為30mm。 所以：L=30+15=45 mm　 凸模固定板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊查得250×200×15 （JB/T7643.2—1994） 外形及尺寸如圖示 圖4 凸凹模的尺寸確定 凸凹模在上模座，查得凸凹模最小壁厚要求1.4 mm，能滿足最小壁厚要求。 凸凹模高 h=h1+h2+ h3 h1——卸料板高 h2——固定板高 h3——彈性元件高 彈性卸料板裝在上模座取高度取12，凸臺高?。?—5）mm 250×200×12 與凸凹模間隙為（0.1—0.2）結(jié)構(gòu)如圖: 圖5 固定板高度查取28，靠標準為250×200×28 其結(jié)構(gòu)如圖 圖6 彈性元件的選擇 PX=KP 式中 K——系數(shù)取0.055 P——沖裁力 P X=5.58KN 單個橡膠的力P1 =5.58/n=2.79KN， n—橡膠個數(shù)取2 選擇的橡膠D×d×H=32×10.5×20（JB/T7650.9—1994） 凸臺及高出高度5mm 凸凹模高度設計為：h=h1+h2+h3=12+28+20+5=65mm 其結(jié)構(gòu)如圖 圖7 墊板高度查取10，靠標準為250×200×10其結(jié)構(gòu)如圖 圖8 7.2定位裝置的設計與標準化 7.2.1固定擋料銷的設計與標準化 固定擋料銷的設計根據(jù)標準件，選用此擋料銷如圖12 圖9 固定擋料銷的結(jié)構(gòu) 選用直徑φ8mm，h=4mm材料為:45鋼A型固定擋料銷。A8 JB/T7649.10 技術條件按（JB/T7653—1994）規(guī)定。 7.2.2導料尺的設計與標準化 圖10導料尺 7.3標準模架的選取 由凹模周界可以選取標準模架。凹模周界Ｌ＝250mm,B=200mm, 材料為HT200,0I級精度的中間導柱模架GB/T2851.1 導柱標記：GB/T2861.1 32×190 導套標記：GB/T2861.6 32×100×38 上模座標記：250×200×45 GB/T2855.5 下模座標記：250×200×50 GB/T2855.6 模柄標記：A403100 JB/T 7646.1 模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結(jié)構(gòu)如圖17所示。模柄孔40mm 圖11壓入式的模柄 聯(lián)接件的選用與標準化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。 內(nèi)六角螺釘標記：35鋼M8365 GB70—85 圓柱銷釘標記：35鋼6365 GB 119—86 螺釘標記：35鋼M8330 GB68—76（JB/T7650.6—1994） 8 沖孔落料復合?？傃b圖 前面各節(jié)已經(jīng)設計好了鐵心片沖孔落料復合模各零件，根據(jù)前面的設計，總裝圖如圖。 圖12 沖孔落料復合模總裝圖 模具按圖紙技術要求加工與裝配后，必須在符合實際生產(chǎn)條件的環(huán)境中進行試沖壓生產(chǎn)，通過試沖發(fā)現(xiàn)模具設計與制造上的缺陷，找出生產(chǎn)原因，對模具進行適當?shù)恼{(diào)整和修理后再進行試沖，直到模具能正常工作，才能將模具正式交付生產(chǎn)使用。 模具應與沖壓設備配合好，保證模具應有的閉和高度和開啟高度。導柱、導套要有好的配合精度，保證模具運動平穩(wěn)、可靠。刃口鋒利，間隙要均勻。定位要準確、可靠。卸料及出件要暢通，不能出現(xiàn)卡住現(xiàn)象。 總結(jié)語 通過這次畢業(yè)設計使我從新系統(tǒng)的復習了所學的專業(yè)知識同時也鞏固了先前學到的知識，同時感觸最深的是，所學知識只有在應用中才能在更深刻理解和長時間記憶。對一些原來一知半解的理論也有了清楚的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、塑料模具設計與制造等有了更深刻的理解，使制造的模具既能滿足使用要求有不浪費材料，保證了工件的經(jīng)濟性，設計的合理性。通過塑料模手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等了解到許多原來未知的知識。 這次畢業(yè)設計是對我三年來學習的一次測驗，也是我踏入社會前的一次總演習。在設計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設計的經(jīng)驗及老師的不時指導和同學的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設計日趨完善。畢業(yè)設計雖然很辛苦，但是在設計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對我以后的工作一定大有益處 此次設計為較為簡單的復合模具，復合模具生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，板料的定位精度要求比級進模低，沖模的輪廓尺寸較小。但復合模結(jié)構(gòu)復雜，制造精度要求高，成本高。復合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。 致謝 畢業(yè)設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，從一拿到設計課題后我就開始積極籌備設計資料了。我在圖書館中翻閱了大量與課題有關的資料文獻同時也在網(wǎng)上進行了廣泛的搜索與獵攝?？梢哉f，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復雜的工作。 在設計過程當中曾得到翟德梅、楊占堯、原紅玲、于智宏等老師的大力支持，并提出了許多寶貴的修改意見，在此表示衷心的感謝。 由于目前本人水平有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設計的經(jīng)驗及老師的不時指導和同學的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設計日趨完善。畢業(yè)設計雖然很辛苦，但是在設計中不斷思考問題，研究問題，深探問題，一步步提高了自己，也一步步完善了自己。同時汲取了更完整的專業(yè)系統(tǒng)知識，鍛煉了自己獨立設計的能力，磨練了我的意志，這都使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對我以后的工作一定會大有益處的,總的來說我還是要感謝這次畢業(yè)設計的，它讓我懂得了很多很多。 最后，再一次感謝各位老師在這一段時間曾給予過我的無私幫助和指導，并向你們表達深深的敬意，以后我進入社會后一定努力工作，絕不辜負你們給予我的教誨和對我寄予的殷切厚望！ 參考文獻 [1]楊玉英主編.實用沖壓工藝及模具設計手冊[M].機械工業(yè)出版社，2005,1 [2]郝濱海編著.沖壓模具簡明設計手冊[M].化學工業(yè)出版社，2005 [3]中國機床總公司編著.全國機床產(chǎn)品供貨目錄.機械工業(yè)出版社，2002,6 [4]肖祥芷、王孝培. 中國模具設計大典第3卷[M].江西科學教育出版社 [5]王孝培 .實用沖壓技術手冊［J］.機械工業(yè)出版社 2001 [6]陳錫棟、周小玉. 實用模具技術.機械工業(yè)出版社 2002,1 [7]許發(fā)越 .沖模標準件［J］.機械工業(yè)出版社 1997 20