支架沖壓模具設(shè)計【沖孔落料+彎曲】
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設(shè)計課題: 支架沖壓模具設(shè)計
系 別 機電工程系
專 業(yè) 模具設(shè)計與制造
班 級 模具081
姓 名 周勇
學(xué) 號 0802013117
指導(dǎo)老師 甘輝
完成時間 2010年3月24
目錄
1 支架沖壓模具課程設(shè)計任務(wù)書……………………………3
2 沖裁模設(shè)計任務(wù)及沖裁間工藝分析………………………4
3 排樣及壓力中心計算………………………………………5
4 刃口尺寸公差計算…………………………………………7
5 裝配圖…………………………………………………… 10
6. 彎曲力計算………………………………………… 14
7 凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………… 17
8 裝配圖……………………………………………… 18
9設(shè)計總結(jié)…………………………………………… 19
10謝詞……………………………………… 19
12參考文獻……………………………………………… 20
冷沖壓模具課程設(shè)計任務(wù)書
姓名 周勇 學(xué)號 17 班級 模具081
一、 設(shè)計課題 支架沖壓模具設(shè)計
二、 工件圖及技術(shù)要求
1. 零件名稱:支架
2. 材 料:不銹鋼
3. 材料厚度:1mm
4. 未注公差按14級
5. 批量生產(chǎn)
三、 任務(wù)要求
1. 完成制件工藝性分析,確定制件成形工藝方案。
2. 完成模具裝配圖設(shè)計,繪制模具總裝圖。
3. 完成模具零件圖設(shè)計,繪制模具零件圖。
4. 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。
指導(dǎo)教師: 甘輝
江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
機電工程系模具教研室
2010 年 3 月
二、 沖裁件工藝分析
1. 材料:不銹鋼板是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,屈服極限低,塑性較好,具有良好的可沖壓性能,較好的彎曲性能,。
2. 工件結(jié)構(gòu)形狀:沖裁件內(nèi)、外形應(yīng)盡量避免有尖銳清角,為提高模具壽命,建議將所有90°清角改為R1的圓角,彎曲件的圓角半徑
=0.1t=0.1×1=0.1mm 而=1.5mm﹥0.1mm
所以符合彎曲的條件
3. 尺寸精度:零件圖上所有尺寸均未標(biāo)注公差,屬自由尺寸,可按IT14級確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表,各尺寸公差為:
Ф8 R6 R4 18 80.05 10
結(jié)論:可以沖裁
4. 彎曲件的直邊高度
H=21-1-1=19mm﹥2t=2mm
也符合彎曲的條件。
5. 彎曲線位置
彎曲線不在形狀突變的位置,因此避免撕裂,彎曲線垂直于輾壓紋向。
6. 該零件形狀簡單。
三、沖裁、彎曲方案制定
該零件進行沖壓加工的基本工序為沖孔,落料和彎曲。其中,沖孔和落料屬于簡單的分離工序,彎曲成形的方式可以有圖1-2示的三種。
圖2方案
完成該零件的成形,可能的工藝方案有以下幾種:
方案一:落料中5孔與凹模上的定位銷復(fù)合,同時壓彎內(nèi)外兩角成。
方案二:固定板壓住一邊,然后壓彎另一邊使內(nèi)角成,成L形,在壓彎固定的一邊,成Z形。
方案三;固定一邊,用V形凸模壓彎一邊成的V形件和V形件一邊成,的直邊,在壓彎V形件的另一邊使成。
分析沖壓工藝方案:
方案一:1,模具結(jié)構(gòu)簡單,模具壽命長,制造周期短,投產(chǎn)快;2,工件回彈容易控制,尺寸和形狀精確,表面質(zhì)量高;3,定位基準(zhǔn)一致與設(shè)計基準(zhǔn)重合,操作也比較簡單方便。
方案二:1,模具結(jié)構(gòu)簡單,投產(chǎn)快壽命長,但工序分散,占用設(shè)備多。
方案三,模具的回彈量難以控制,工序分散,占用設(shè)備多。
綜上所述,由于工件形狀簡單,工件產(chǎn)量較大,Z形兩直邊的彎曲方向相反,為了防止單邊翹曲采取利用定位銷進行定位,選用方案一。
所以綜上所述,應(yīng)該先沖孔落料,再做彎曲件!
四、模具設(shè)計計算
1、毛坯展開尺寸計算,見圖7
由于圓角半徑r=1.5≥0.5t,
L=+++2A
=+++﹙r+kt﹚/
=30.5+16+24.5+3.05×2=77.1mm
2、排樣設(shè)計
首先查有關(guān)表確定搭邊值。根據(jù)零件形狀,兩工件間按矩形取搭邊值b=2,側(cè)邊按矩形取搭邊值a=2。
級進模進料步距為20mm。
條料寬度按相應(yīng)的公式計算:
B=(D+2a)-⊿ 查表 ⊿=0.5
B=(77.1+2×2)-0.5
=81.1-0.5
畫出排樣圖,圖1-3
3.沖裁力計算
由于沖模采用剛性卸裝置和自然漏料方式,總的沖壓力為:
P0=P+Pt
P=P1+P2
而式中 P1--------落料時的沖裁力
P2--------沖孔時的沖裁力
按沖裁力計算公式計算落料時的沖裁力:
P1=KLtτ 查τ=300MPa
=1.3[2×77.1+2×18] ×1×300/1000 ( kN)
≈74.18(kN)
按沖裁力計算公式計算沖孔時的沖裁力:
P2=1.3[8×3.14+2×5×3.14]×1×300/1000 ( kN)
≈22.04( kN)
計算推料力Pt:
Pt=nKtP 1,查表 Kt=0.006
Pt=6×0.06×(74.18+22.04)
≈34.64 ( kN)
計算總沖壓力P0:
P0=P1+P2+Pt
=74.18+22.04+34.64
=130.86 kN)
4、壓力中心的計算
如圖1-4
圖4壓力中心
5. 沖模刃口尺寸的計算
(1)確定基本工序:
內(nèi)形:沖孔,外形:落料
(2)畫磨損曲線:
a.沖孔時凸模刃口的磨損曲線如圖1-5
b.落料時凹模刃口的磨損曲線如圖1-5
如圖5
(3)找出各類尺寸:
各類尺寸如下表所示:
磨后變小
磨后變大
磨后不變
沖孔
Ф8
10
落料
R6R4 18 80.05
6沖裁模凹模外形及尺寸及計算:
a.查表確定初始間隙:
=t=0.161=0.16mm,
=t=0.221=0.22mm
=-=0.22-0.16=0.06mm
b.計算凸凹模制造公差
=0.4=0.40.06=0.024mm
=0.6=0.60.06=0.036mm
即符合間隙條件+=-
c.代入公式計算各尺寸
尺寸I:2為沖孔磨后變小,IT=14=0.5,
=(+ =(5+0.50.030
=
=(+=(5.015+0.16
=5.175
尺寸II: Ф8為沖孔磨后變小,IT=14=0.5,
=(+=(8+0.0360.5)
=8.018
=(+=(8.018+0.16)
=8.178
尺寸III:R6為落料磨后變大,
尺寸IV: R4為落料磨后變大,
尺寸V:18為落料磨后變大,
尺寸VI:80.05為落料磨后變大,
尺寸VII:10為磨后不變尺寸,
7、 沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計
7.1 典型組合的確定
(1)凹模外形尺寸的確定
根據(jù)設(shè)計資料確定凹模長度L和寬度B
凹模長度L的確定:L=2(L1+L2) =2(37.45+36)=146.9mm
凹模寬度B的確定:L=2(L1+L2) =2(19.35+36)=110.7mm
凹模板尺寸為L×B×H=149.9×110.7
套用典型組合,為170×140。
7.2裝配圖
按已確定的模具形式及參數(shù),從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)模架。
根據(jù)凹模周界選?。≦/320201AQ002103)最大閉合高度為210mm,最小閉合高度為180mm系列模架。
繪制模具總裝圖。如圖1-6沖孔落料級進模。
如圖6
8、彎曲力計算
由于該零件為自由彎曲所以:
自由彎曲時彎曲力的經(jīng)驗計算
經(jīng)查書表材料的抗拉強度極限為500MPa
=2B/1000﹙r+t﹚
=2×18×1×500/1000×﹙1.5+1﹚
=7.2kN
9、彎曲模回彈補償量確定
由于r/t=1.5/1=1.5﹤5~8,所以由表3-9查得:
單邊回彈值為~,取值為=,由△=△,則活動凸模角為=-△=-=,活動凸模半徑=r=1.2mm
活動凸模尺寸的標(biāo)注如圖1-8。
10、沖壓設(shè)備的選擇
由于該零件為自由彎曲所以:
自由彎曲 ≤﹙0.7~0.8﹚=7.2×0.8=5.76KN
自由彎曲:零件彎曲成形,則壓力機滑塊停止下降;
11、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計
11. 1 凸模工作尺寸
由于材料彎曲件的相對圓半徑r/t=1.5﹤5顯r/t﹥
所以一般?。絩,=+△或=-△
=1.5mm,=90°-1°=89°
11.2 凹模工作尺寸
由于材料厚度t=1mm,經(jīng)查表得
凹??诓繄A角半徑=1.5m
凹模深度H=30mm,凹模斜度長度b=35mm
11.3 彎曲凸模和凹模的間隙
彎曲Z形件時,凸凹模間隙對制件質(zhì)量和模具壽命有重要影響。凸凹模間隙減小,彎時的摩擦力和彎曲力將增加。間隙過小時,制件直邊料厚變薄,表面容易劃痕,同時還會降低凹模壽命。間隙過大時,制件回彈量增大,誤差增加,從而降低制件精度。
經(jīng)查表得:
彎曲時,Z/2=+nt
=1+0.05=1.05
Z=2.1mm
12 彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計
12.1裝配圖
按已確定的模具形式及參數(shù),從支架沖壓模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)模架。
繪圖模具總裝圖,如圖10一次性彎曲模。
12.2零件圖
六、設(shè)計總結(jié)
通過本次的課程設(shè)計,我學(xué)到了很多的東西,讓我對彎曲模近一步的了解,在設(shè)計的過程中我也遇到了很多的問題,選取的法案啊,材料問題等等,都需要考慮的。經(jīng)過老師和同學(xué)的幫助,讓我了解很多。
七、謝辭
課程設(shè)計在選取方法及進行過程中得到甘老師的悉心指導(dǎo)。設(shè)計過程中,甘老師多次幫助我們分析,開拓視角,一次又又一次的講解,一次又一次的分析修改,才使得本次課程設(shè)計有很大成功,在我遇到困難想放棄的時候給予我最大的支持和鼓勵。甘老師嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度,踏實堅韌的工作精神,將使我終生受益。再多華麗的言語也顯的蒼白,在此,謹(jǐn)向甘老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。其次,我感謝幫助過的同學(xué),他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計上的問題。同時也感謝學(xué)院為我提供良好的畢業(yè)設(shè)計的環(huán)境。
最后再一次感謝所有在設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)。
八、
參考文獻
[1]韓森和主編.冷沖壓工藝及模具設(shè)計制造.[M] 高等教育出版社.2006.2
[2]馮炳堯等.模具設(shè)計與制造簡明手冊.[M]上??茖W(xué)技術(shù)出版社.2008.6
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