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廣西大學(xué)
《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)
說(shuō) 明 書(shū)
設(shè)計(jì)題目 止動(dòng)片落料沖孔復(fù)合模具設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)械工程系
專(zhuān)業(yè)班級(jí) 機(jī)制082班
學(xué)生姓名 王 猛
2、 學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師 鐘得分
日 期 2011年12月20日
目 錄
第1章 設(shè)計(jì)任務(wù) 3
第2章 工藝分析和方案選擇 4
第3章 計(jì)算沖裁壓力、壓力中心和選用壓力機(jī) 6
第4章 模具工作部分尺寸及公差
3、 9
第5章 零件圖 11
第6章 裝配圖 21
感想 23
參考文獻(xiàn) 24
專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)
第一章
4、 設(shè)計(jì)任務(wù)
1.零件設(shè)計(jì)任務(wù)
零件簡(jiǎn)圖:如圖1 所示
生產(chǎn)批量:大批量
材料:H62
材料厚度:0.7mm
工件精度:IT9級(jí)
圖1
設(shè)計(jì)該零件的落料沖孔復(fù)合模
5、
第二章
工藝分析和方案選擇
1.沖壓件工藝分析
?材料:該沖裁件的材料是普通黃銅,有良好的力學(xué)性能,切削性好,可沖壓。
?零件結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,2×Φ9孔和圓弧R20,適合沖裁。
?尺寸精度:該沖裁件精度為IT9級(jí)。
結(jié)論:適合沖裁.
6、
2.分析比較和確定工藝方案
2.1加工方案的分析.
由零件圖可知,該零件包含沖孔和落料兩個(gè)工序。形狀較為規(guī)則,尺寸較小,精度要求IT9。材料低硬度.
根據(jù)止動(dòng)片(如圖1)包括沖孔、落料兩道沖壓工序。模具形狀較為規(guī)則即可以在一個(gè)工位完成所有工序。可采用以下兩種方案可采用以下幾個(gè)方案:
?方案一(級(jí)進(jìn)模)
止動(dòng)片包括沖孔、落料兩道沖壓工序在內(nèi)。形狀較為規(guī)則,尺寸較小,精度要求IT9??刹捎眉?jí)進(jìn)模。
?方案二(倒裝復(fù)合模)
將沖孔、落料兩道沖壓工序用一副模具直接完成沖孔、落料兩道工序。采用沖孔、落料倒裝復(fù)合模(彈性卸料)。
?方案三(正裝復(fù)合模)
正裝復(fù)合模
7、方案完成工序和倒裝復(fù)合模完成的工序一樣。凸凹模在上模。彈性卸料板卸料。
方案比較:
方案一:采用級(jí)進(jìn)模,安全性好,,但是考慮到級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工件精度加工精度不高,對(duì)稱(chēng)度和位移誤差較大,以及加工難度較大,裝配位置精度要求高,按照實(shí)際生產(chǎn),級(jí)進(jìn)模成本也高。
方案二:倒裝復(fù)合模,沖孔廢料由下模漏出,工件落在下模表面,需要及時(shí)清理。安全性相對(duì)較低。但工件精度較高,同軸度,對(duì)稱(chēng)度及位置度誤差較小,生產(chǎn)效率較高,對(duì)材料要求不嚴(yán),可用邊角料.
方案三:正裝復(fù)合模,沖孔廢料和工件都落在下模表面,安全性更差。
結(jié)論:綜合以上兩個(gè)方案分析比較結(jié)果說(shuō)明,本零件采用第二方案最為合適。
2.2
8、模具結(jié)構(gòu)型式的選擇
確定沖壓工藝方案后,應(yīng)通過(guò)分析比較,選擇合理的模具結(jié)構(gòu)型式,使其盡量滿(mǎn)足以下要求:
(1)能沖出符合技術(shù)要求的工件;
(2)能提高生產(chǎn)率;
(3)模具制造和維修方便;
(4)模具有足夠的壽命;
(5)模具易于安裝調(diào)整,且操作方便、安全。
1、模具結(jié)構(gòu)型式
在確定采用復(fù)合模后,便要考慮采用正裝式還是倒裝式復(fù)合模。大多數(shù)情況優(yōu)先采用倒裝式復(fù)合模,這是因?yàn)榈寡b式復(fù)合模的蟲(chóng)孔廢料可以通過(guò)凸凹模從壓力機(jī)工作臺(tái)孔中漏出。工件由上面的凹模帶上后,由推薦裝置推出,再由壓力機(jī)附上的接件裝置接走。條料由下模的卸料裝置脫出。這樣操作方便而且安全,能保證較高的生產(chǎn)率。而正裝式復(fù)
9、合模,沖孔廢料由上模帶上,再由推料裝置推出,工件則由下模的推件裝置向上推出,條料由上模卸料裝置脫出,三者混雜在一起,如果萬(wàn)一來(lái)不及排出廢料或工件而進(jìn)行下一次沖壓,就容易崩裂模具刃口。
故本零件采用倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)。
2、定位裝置
為了使條料送料時(shí)有準(zhǔn)確的位置,保證沖出合格的制件,所以采用定位銷(xiāo)定位。
因?yàn)榘辶虾穸萾=0.7mm,屬于較小厚度的板材,且制件尺寸不大,固采用側(cè)面兩個(gè)固定擋料銷(xiāo)定位導(dǎo)向,在送料方向由于受凸模和凹模的影響,為了不至于削弱模具的強(qiáng)度,在送給方向采用一個(gè)彈簧擋料裝置的活動(dòng)擋料銷(xiāo).
3、推件裝置
在倒裝式復(fù)合模中,沖裁后工件嵌在上模部分的落料凹模內(nèi),需由剛
10、性或彈性推件裝置推出。剛性推件裝置推件可靠,可以將工件穩(wěn)當(dāng)?shù)赝瞥霭寄?。但在沖裁時(shí),剛性推件裝置對(duì)工件不起壓平作用,故工件平整度和尺寸精度比用彈性推件裝置時(shí)要低些。
由于剛性推件裝置已能保證工件所有尺寸精度,又考慮到剛性推件裝置結(jié)構(gòu)緊湊,維護(hù)方便,故這套模具采用剛性結(jié)構(gòu)。
4、卸料裝置
復(fù)合模沖裁時(shí),條料將卡在凸凹模外緣,因此需要在下模設(shè)置卸料裝置。
在下模的彈性卸料裝置一般有兩種形式:一種是將彈性零件(如橡膠),裝設(shè)在卸料板與凸凹模固定板之間;另一種是將彈性零件裝設(shè)在下模板下。由于該零件的條料卸料力不大,故采用前一種結(jié)構(gòu),并且使用橡膠作為彈性零件。
5、導(dǎo)向裝置
采
11、用二導(dǎo)柱式模架。
第三章
計(jì)算沖裁壓力、壓力中心和選用壓力機(jī)
1、 排樣方式的確定及材料利用率計(jì)算
1.1排樣方式的確定
查《沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)》表2.5.2,
兩工件之間按矩形取搭邊值a=2.5mm,側(cè)邊取a1=2.5mm。
進(jìn)料步距為A=20+2.5=22.5mm;
條料寬度為B=(D+2a1+δ)0-δ,
查《沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)》表2.5.3得,
條料下料剪切公差δ=0.5mm,沖裁件垂直于送料方向的尺寸為D=65mm,則
B=(D
12、+2a1+δ)0-δ=(65+2×2.5+0.5)0-0.5=70.50-0.5mm
1.2材料利用率計(jì)算
板料規(guī)格選用 0.7×1000×1800mm;
采用縱裁時(shí):
每板的條數(shù) n1=1000/70.5=14條余0.18
每條的工件數(shù) n2=1800/22.5=80件余0
每板的工件數(shù) n=n1×n2=14×80=1120個(gè)
一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為:
η=F/F0×100%=F/AB×100%=1025.06/(22.5×70.5)×100%=64.62%
板料利用率
ηB=nF
13、/1000×1800×100%=1120×1025.06/1000×1800×100%=63.78%
采用橫裁時(shí):
每板的條數(shù): n1=1800/70.5=25條余0.53
每條的工件數(shù): n2=1000/22.5=44件余0.44
每板的工件數(shù): n=n1×n2=25×44=1100個(gè)
板料利用率
ηB=nF/1000×1800×100%=1100×1025.06/1000×2500×100%=62.64%
經(jīng)計(jì)算橫裁.縱裁時(shí)板料利用率高于橫裁.故選擇縱裁排樣。
排樣方式(如圖2)所示:
14、
圖2
2.2計(jì)算沖裁力、卸料力
材料H62的抗拉強(qiáng)度為δb=500MPa;
沖裁周邊總長(zhǎng):L1=174.13;沖圓形孔尺寸:L2=56.55
(1)落料力
F落=KPL1tδb=1×174.13×0.7×500=60945.5N
(2)沖孔力
F沖=KPL2tδb=1×56.55×0.7×500=19792.5 N
(3)沖孔推件力F推=nK推F沖(查表計(jì)算n=10 k=0.06 F沖=19792.5N)
15、 F推 =10×0.06×19792.5=11875.5 N
(4)落料時(shí)的卸料力
F卸=K×F落=0.04×60945.5=2437.82 N
總沖壓力
F總=F沖+F推+F落+F卸= 60945.5+19792.5+11875.5+2437.82=95051.32N
2.3壓力機(jī)的選擇
需選擇的壓力機(jī)壓力:F機(jī)=1.2F總=95.05KN×1.2=114.06KN
選擇壓力機(jī)型號(hào)為 J21-16
規(guī)格型號(hào)
公稱(chēng)力(KN)
公程力行程(mm)
滑塊行程(mm)
行程次數(shù)(次/分)
裝模高度(mm)
裝模高度調(diào)節(jié)量(m
16、m)
滑塊中心至機(jī)身距離(mm)
工作臺(tái)尺寸(mm)
模柄孔尺寸(mm)
工作臺(tái)厚度(mm)
工作臺(tái)板孔尺寸(mm)
電機(jī)功率(KW)
機(jī)身兩立柱間距離(mm)
外形尺寸長(zhǎng)×寬×高(mm)
整機(jī)重量約(Kg)
J21-16
160
2
60
140
170
40
500
前后320左右490
φ35
40
φ120
1.5
210
1120×560×1700
1400
2.4 確定模具壓力中心
用UG軟件計(jì)算壓力中心為(32.5 11.03)
第四章
17、
模具工作部分尺寸及公差
1.工作零件刃口尺寸計(jì)算
落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計(jì)算 ,落料凸模按間隙值配制;沖孔部分以沖孔凸模為基準(zhǔn)計(jì)算,沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn),凸凹模按間隙值配制。
刃口尺寸計(jì)算見(jiàn)表1。
基本尺寸
及分類(lèi)
沖裁間隙
磨損系數(shù)
計(jì)算公式
制造公差
計(jì)算結(jié)果
落料凹模
A65
=650-0.074
Zmax=0.36
Zmin=0.246
Zmax-Zmin
=0.36-0.246
=0.11mm
制件精度為:IT9級(jí),故x=0.75
Aj=(Amax-xΔ)0+0.25Δ
Δ/4
Aj
18、=64.940+0.019
相應(yīng)凸模按凹模尺寸配作,保證雙面間隙在0.246~0.36之間
A20
=200-0.052
Aj=19.960+0.013
A13
=130-0.045
Aj=12.970+0.011
AR20
=200-0.052
Aj=19.960+0.013
相應(yīng)凸模按凹模尺寸配作,保證單間隙在
0.123~0.18之間
沖孔凸模
B9
=90+0.036
Bj=(Bmin+xΔ)0-0.25Δ
Bj=9.0270-0.009
相應(yīng)凹模按凸模尺寸配作,保證雙面間隙在0.246~0.36之間
孔邊距
A10
=100-0.
19、039
Aj=(Amax-xΔ)0+0.25Δ
Aj=9.970+0.010
孔心距
C37
=37±0.031
Cj
=(Cmin+0.5Δ)±0.125Δ
Cj=10±0.002
表1
2. 工作零件結(jié)構(gòu)尺寸
2.1 凹模外形尺寸確定
凹模厚度 H1=Kb=0.22×65=14.3mm 14.3<15 H=20mm
凹模壁厚 c=(1.5~2)H=30~40mm
A=40×2+65=145mm
B=40×2+20=100mm
所以,凸模板外形尺寸
20、為:160×100×15
2.2 凸模的長(zhǎng)度
凸模的長(zhǎng)度為40mm,其中工作部分為20mm。
2.3凸凹模的長(zhǎng)度
凸凹模的長(zhǎng)度為42.6mm。
2.4其他主要零件結(jié)構(gòu)
上模墊板160×160×6mm;
凸模固定板160×160×15mm;
下模卸料板160×160×10mm;
凸凹模固定板160×160×20mm。
第五章
零件圖
凸模
凹模
凸凹模
21、
上模座板
下模座板
上墊板
凸模固定板
卸料板
凸凹模固定板
推件塊
第六章
裝配圖
感想
通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我學(xué)到了很多東西,把課堂上學(xué)到的知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合到一起,形成了對(duì)知識(shí)的升華,但其中有很多的不足之處,望老師給予指出,感想鐘得分老師的教育和指導(dǎo)。
王猛
2011.12.20
參考文獻(xiàn)
沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
簡(jiǎn)明沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)