67-墊片沖壓級(jí)進(jìn)模模具設(shè)計(jì)
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前言
冷沖壓模課程設(shè)計(jì)與制造是一個(gè)重要的專業(yè)實(shí)訓(xùn)的環(huán)節(jié),圍繞著冷沖模設(shè)計(jì),前面有沖壓工藝,后面有制造工藝,在是數(shù)字技術(shù)化快速發(fā)展的今天,冷沖模開發(fā)的三個(gè)方面融合在一起,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)每個(gè)層次的沖壓人才需求持續(xù)增長(zhǎng),所以對(duì)與冷沖模的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)是相當(dāng)重要的。
掌握冷沖模設(shè)計(jì)的基本程序與方法并按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行沖壓模具設(shè)計(jì)的基本練習(xí),為以后的實(shí)際工程設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。
I
摘要
本課題主要是應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)對(duì)冷沖壓模具設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,從中培養(yǎng)并提高我們的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力,鞏固對(duì)理論學(xué)習(xí)的方法和掌握模具設(shè)計(jì)的基本步驟。此設(shè)計(jì)采用級(jí)進(jìn)模,設(shè)計(jì)制造相當(dāng)簡(jiǎn)單。此論文對(duì)沖壓模具及產(chǎn)品的工藝分析,方案的確定,模具的設(shè)計(jì),工藝尺寸的計(jì)算,模具裝配圖的繪制和零件圖。
關(guān)鍵詞:冷沖壓 級(jí)進(jìn)模 繪圖
I
目錄
前言 I
摘要 II
1.沖壓件分析 1
1.1條料 1
1.2結(jié)構(gòu)分析 1
2.成型工藝分析 2
2.1模具的選擇 2
2.2排樣方式 2
3. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4
3.1 確定搭邊,計(jì)算條料寬度 4
3.2步距計(jì)算 4
3.3利用率的計(jì)算 5
4. 模具類型及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
4.1凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
4.2模具導(dǎo)向 6
4.3定位方式 6
4.4壓料方式 6
4.5卸料方式及落料方式 7
5. 模具尺寸計(jì)算 8
5.1模具外形尺寸 8
5.2刃口尺寸計(jì)算 9
6.沖壓設(shè)備選擇 10
總結(jié) 11
致 謝 12
附錄 13
參考文獻(xiàn) 14
1.沖壓件分析
1.1條料
a.材料:Q235
b.材料厚度:1.2mm
c.生產(chǎn)批量:大批量
d.未注公差:IT12級(jí)
e.表面質(zhì)量:要求不高
圖1-1零件圖
1.2結(jié)構(gòu)分析
工件零件圖見圖1-1
該工件形狀簡(jiǎn)單,但是中間的長(zhǎng)圓孔和圓孔的要求度高,所以采用的方法是雙側(cè)刃定距,一保證尺寸達(dá)到要求,其尺寸精度相對(duì)低,從沖裁件尺寸精度看為IT12-IT14級(jí),屬于普通沖裁的精度,普通沖裁可以滿足要求。
13
2.成型工藝分析
2.1模具的選擇
由于該零件是窄長(zhǎng)件采用單直排。
根據(jù)工件的工藝結(jié)構(gòu)來看可以用沖裁模做,共有兩個(gè)步驟:沖孔,落料。
1)單工序模:雖然沖壓工序只有沖孔和落料但是使用單工序模卻需要兩套模具,生產(chǎn)率低,不適合使用單工序模。(見圖2-1)
2)復(fù)合模:根據(jù)排樣圖要得到一個(gè)制件需要四個(gè)工序,雖然可以大批量生產(chǎn),但是出件及清除廢料都比較復(fù)雜,生產(chǎn)起來效率相對(duì)也降低了很多。(見圖2-2)
3)級(jí)進(jìn)模:工件沖裁精度IT12級(jí)符合要求;生產(chǎn)效率高;廢料可以直接從下模直接漏下;可以大批量的生產(chǎn);操作起來也比較安全。(見圖2-3)
圖2-1單工序模 圖2-2復(fù)合模 圖2-3級(jí)進(jìn)模
由此確定的工藝方案得出,模具采用的雙側(cè)刃定距的沖孔落料級(jí)進(jìn)模。
2.2排樣方式
我想到的排樣方式(見圖2-4 圖2-5)
圖2-4豎排圖
圖2-5橫排圖
同樣的條料通過零件縮放以及 η=nA/BL×100%的計(jì)算,圖2-4的排樣方式較于圖2-5的排樣方式更節(jié)約成本,所以選擇圖Ⅰ的排樣方式。
該工件形狀簡(jiǎn)單,但是中間的長(zhǎng)圓孔和圓孔的要求度高,又因?yàn)閮砷L(zhǎng)圓孔與中間圓孔的孔邊距4<5mm,故采用沖長(zhǎng)圓孔與沖圓孔分步?jīng)_裁的方法。
3. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
排樣圖尺寸如下3-1排樣圖:
3-1排樣圖
3.1 確定搭邊,計(jì)算條料寬度
由《冷沖模設(shè)計(jì)與制造》P73表2-19查得a=1.2 a1=1.5 又由側(cè)刃切料寬度1~2.5mm 取b1=2
B=(Dmax+2a1+nb1)
式中:B-料寬基本尺寸(mm)
Dmax-條料寬度方向制件輪廓最大尺寸(mm)
n—側(cè)刃個(gè)數(shù)
b1—側(cè)刃切料寬度;一般b1>t,對(duì)于金屬材料取1~2.5mm,對(duì) 非金屬材料取 1.5~4mm(薄料取小值)。
B=(Dmax+2a1+nb1)
=48+2x1.5+2x2
=55
3.2步距計(jì)算
S=14+1.2=15.2
3.3利用率的計(jì)算
查鋼板規(guī)格標(biāo)準(zhǔn),選用900mmx55mm的鋼板,每個(gè)條料可生產(chǎn) 900/12.5=59.2~59
η=nA/BL×100%
式中 n-條料(或帶料)上實(shí)際沖裁的制件的數(shù)量
L-條料(或帶料)長(zhǎng)度(mm)
單個(gè)零件的實(shí)際耗材面積為:
A=48x14-2x5x4-2x4x3.14-9x3.14=578.59
n=L/A=900/15.2=59
η=nA/BL×100%
=59x578/55x900x100%
=68.8%
4. 模具類型及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為在保證沖件質(zhì)量要求和較高生產(chǎn)率的前提下,盡量簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu),降低級(jí)進(jìn)模的總體結(jié)構(gòu)。
上模由主要零件有上模座,墊板,固定板,凸模和下料板,下模主要零件有下模座,凹模,導(dǎo)料板和擋料板,側(cè)刃。模具的幾何中心基本上和模柄中心線(壓力中心)重合,偏離不大,增加了模具的安裝可靠性。
4.1凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
把凸模和上模座采用臺(tái)肩式固定在凸模上,并用螺釘聯(lián)接,銷釘定位把凹模和下模座連接起來,最后采用了導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向作用。
4.2模具導(dǎo)向
采用導(dǎo)柱導(dǎo)向,對(duì)稱分布,避免異常磨損;板料導(dǎo)向由導(dǎo)料板導(dǎo)向。
4.3定位方式
為了方便送料操作,提高生產(chǎn)率,采用雙側(cè)刃定位和導(dǎo)料板,增加尺寸的準(zhǔn)切性。見圖4-1
圖4-1雙側(cè)刃定位圖
4.4壓料方式
采用剛性壓料板方式控制板料。
4.5卸料方式及落料方式
產(chǎn)品材料為Q235,料厚1.2mm,廢料直接從廢料孔落下。
4.6模具草圖:
見圖4-2
圖4-2草圖
5. 模具尺寸計(jì)算
模具閉合高度的確定,根據(jù)板式凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,考慮導(dǎo)料板的安裝、螺釘、銷釘?shù)牟贾?,初步設(shè)計(jì)凹模輪廓尺寸為100mm*100mm*15mm,高度為15mm。凹模外形尺寸見圖5-1圖5-2
圖5-1長(zhǎng)*寬 圖5-2厚度
5.1模具外形尺寸
如下圖5-3圖5-4:
圖5-3長(zhǎng)*高 圖5-4寬度
5.2刃口尺寸計(jì)算
根據(jù)查《冷沖模設(shè)計(jì)與制造》P53表2-3(如下圖5-5)得初始沖裁間隙為Zmin=0.132,Zmax=0.240,則Zmax-Zmin=0.108mm,零件的各尺寸的精度在IT13-IT14之間,刃口磨損系數(shù)統(tǒng)一取x=0.5。確定刃口尺寸公差,根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)尺寸、凸、凹模刃口均可采用線切割加工。
圖5-5沖裁模初始雙面間隙
6.沖壓設(shè)備選擇
根據(jù)零件圖可算得一個(gè)零件的落料輪廓線長(zhǎng)L=126mm,那么落料力為:F1=LxtxTxK=126x1.2x300x1.3=58968N
沖孔力:?jiǎn)蝹€(gè)零件內(nèi)孔周長(zhǎng)L2=63.96mm,那么沖孔力為:
F2=LxtxTxK=1.3x63.96x1.2x300=29933N
Kx=0.05mm, Kt=0.063mm Kd=0.08mm
卸料力:Fx=KxxF=58968x0.05=2948.4(N)
推件力:Ft=n Kt F=8/1.2x0.063x29933=12571.86(N)
總沖壓力:F=F1+F2+Fx+Ft=104421.26(N)=104.42(KN)
根據(jù)公式得,壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于沖裁時(shí)總壓力的1.1-1.3倍
《取壓力機(jī)公稱壓力Po》(1.1-1.3)F=(1.1-1.3)x104.42=(114-135)根據(jù)項(xiàng)目提供的可用設(shè)備,參考《冷沖模設(shè)計(jì)與制造》P308附錄3的壓力機(jī)其他參數(shù),選擇J23-16的壓力機(jī)最合適。在此基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)各模具的零件尺寸。
總結(jié)
經(jīng)過半個(gè)月的努力,模具設(shè)計(jì)終于完成了。通過這次設(shè)計(jì),進(jìn)一步加深了對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)與制造有了一定的了解。但是我也認(rèn)識(shí)到自己在很多方面有不足之處。比如在畫裝配圖的時(shí)候剖圖時(shí),遇到很多問題,思路總是理不順,三維圖與二維圖對(duì)不上。經(jīng)過重新修圖,老師的正確指導(dǎo),終于解決了些問題。在設(shè)計(jì)過程中,我學(xué)會(huì)了,畫圖要細(xì)心有耐心,不能百密一疏,不能及早,在畫圖時(shí)過程中,目的很明確。在工藝分析時(shí)要思路清晰,細(xì)節(jié)做到位。由于對(duì)很多細(xì)節(jié)的不熟悉,我花費(fèi)了很多的時(shí)間和精力,做了很多的無用功,想想還是自己沒有做好準(zhǔn)備,所以在今后的學(xué)習(xí)和工作中,要做好準(zhǔn)備,理清思路少走彎路。
通過畢業(yè)設(shè)計(jì),我深刻體會(huì)到,要做好一件事情,要有系統(tǒng)的思維方式和方法,對(duì)待要解決的問題要一步一步之后再作下一步,才能事半功倍。
致 謝
在本次沖壓模具設(shè)計(jì)過程中,任課老師對(duì)設(shè)計(jì)零件的尺寸到模具的設(shè)計(jì)及構(gòu)思到工藝分析的各個(gè)環(huán)節(jié)都給予細(xì)心指引與耐心的教導(dǎo),使我得以最終完成沖壓模具設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的學(xué)術(shù)思維、淵博的知識(shí)、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我學(xué)習(xí)的楷模,激勵(lì)著我。這當(dāng)中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。
最后,我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱,評(píng)議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。
附錄
圖紙
參考文獻(xiàn)
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【2】王孝培《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典沖壓模具設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社 2011年
【3】涂光祺《沖模設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社 2011年
【4】丁松聚《冷沖模設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社 2012年
【5】周天瑞《汽車覆蓋件沖壓成型技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社 2010年
【6】翁其金《冷沖壓技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社 2012年
【7】徐政坤《沖壓模具及設(shè)備》 機(jī)械工業(yè)出版社 2012年
【8】甄瑞麟《模具制造技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社 2014年
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