落料-沖孔沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)說明書.doc
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落料-沖孔沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 目錄 第一章 零件設(shè)計(jì)任務(wù) 第二章 沖裁件的工藝分析 2.1工件材料 2.2工件結(jié)構(gòu)形狀 2.3工件尺寸精度 第三章 沖裁工藝方案 第四章 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 4.1模具的類型的選擇 4.2卸料裝置 4.2.1.條料的卸除 4.2.2卸料方式 4.3定位裝置 4.3.1.送料形式 4.3.2.定位零件: 4.4.模架類型及精度 4.4.1.模架 4.4.2.精度 第五章 沖壓工藝計(jì)算: 5.1.排樣 5.1.1.排樣方案分析 5.1.2.計(jì)算條料寬度 5.1.3.確定布距: 5.1.4.計(jì)算材料利用率 5.2.沖壓力計(jì)算 5.2.1.沖裁力計(jì)算 5.2.2.卸料力、頂件力的計(jì)算 5.3.壓力中心的計(jì)算 5.4.模具工作部分尺寸及公差 5.4.1.落料凸凹模尺寸 5.4.2.沖孔凸凹模尺寸 第六章 主要零部件設(shè)計(jì) 6.1.凹模的設(shè)計(jì) 6.2.凸模的設(shè)計(jì) 6.2.1.沖孔凸模: 6.2.2.落料凸模 6.2.3.凸模的校核: 6.3.固定板的設(shè)計(jì) 6.3.1.凸模固定板: 6.4.模架以及其他零部件的選用 第7章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) 7.1 校核模具閉合高度 7.2 沖壓設(shè)備的選定 第8章 設(shè)計(jì)并繪制模具總裝圖及選取標(biāo)準(zhǔn)件 第9章 結(jié)論 第10章 參考資料…………………………………………………………………………… 第1章 零件設(shè)計(jì)任務(wù) 材料為ST12,材料厚度為2mm,大批生產(chǎn)。 根據(jù)拉深-翻邊件毛坯展開計(jì)算公式,得到落料-沖孔的工件平面圖。 材料:ST12 材料厚度:2mm 未標(biāo)注尺寸按照IT14級處理. 第二章 沖裁件的工藝分析 2.1工件材料 ST12是普通冷軋鋼,與q195、SPCC、DC01牌號材質(zhì)基本相同。 ST12力學(xué)性能:屈服強(qiáng)度a MPa≤280;抗拉強(qiáng)度 MPa≤270~410;斷后伸長率(L0=80mm,b=20mm)%≥28;表面質(zhì)量:FC-高級的精整表面,F(xiàn)B-較高級的精整表面。 適合沖裁加工。 2.2工件結(jié)構(gòu)形狀 工件結(jié)構(gòu)相對簡單且對稱,外形為直徑為Ф128.20mm的圓,有一個(gè)直徑為Ф38.32mm中心大孔。滿足沖裁的加工要求??着c孔、孔與工件邊緣之間的最小壁厚大于7mm,普通沖裁即可滿足要求。 2.3工件尺寸精度 零件內(nèi)、外形尺寸均未標(biāo)注公差,屬自由尺寸,可按IT14級確定工件尺寸的公差,經(jīng)查表得,各尺寸公差分別為: 零件外形: 128.20; 零件內(nèi)形:36.32; 利用普通沖裁方式可以達(dá)到零件圖樣要求。 第3章 沖裁工藝方案 3.工藝方案 沖裁工藝方案的確定 零件為一落料沖孔件,可提出的加工方案如下: 方案一:先落料,后沖孔。采用兩套單工序模生產(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—落料連續(xù)沖壓,采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單,但需兩道工序、兩副模具,生產(chǎn)效率低,零件精度較差,在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。方案二只需一副模具,沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證,且生產(chǎn)效率高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜,但由于零件的幾何形狀較簡單,模具制造并不困難。方案三也只需一副模具,生產(chǎn)效率也很高,但與方案二比生產(chǎn)的零件精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度,需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正,模具制造、裝配較復(fù)合模略復(fù)雜。 所以,比較三個(gè)方案采用方案二生產(chǎn)。 第四章 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 4.1模具的類型的選擇 由沖壓工藝分析可知,采用復(fù)合模方式?jīng)_壓。 復(fù)合模有兩種結(jié)構(gòu)形式:正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。 考慮到各種原因,所以本設(shè)計(jì)采用倒裝式復(fù)合模。 4.2卸料裝置 根據(jù)模具沖裁的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),該模具采用彈性卸料方式比較好,因而在此選用橡膠。采用推件塊,利用模具的開模力來推工件,既安全有可靠。即采用剛性裝置取出工件。 4.3定位裝置 4.3.1.送料形式 雖然零件的生產(chǎn)批量較大,但合理安排生產(chǎn),可用手工送料方式能夠達(dá)到批量要求,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式。采用縱向送料方式,即由前向后送料。 4.3.2.定位零件: 控制條料的卷進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷,控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷來定步距。 4.4.模架類型及精度 4.4.1.模架 方案1.若采用四導(dǎo)柱模架,則導(dǎo)柱對稱分布,受力平衡,滑動(dòng)平穩(wěn),能承受級進(jìn)模高速?zèng)_壓次數(shù)。但送料方向只允許一方向。 方案2. 若采用對角導(dǎo)柱模架,則受力平衡,滑動(dòng)平穩(wěn),可縱向或橫向送料; 方案3. 若采用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)柱模架,可三方送料,操作者視線不被阻擋,結(jié)構(gòu)比較緊湊。但穩(wěn)定性不強(qiáng)。 綜上,結(jié)合本沖孔、落料復(fù)合模的特點(diǎn),另外考慮到送料與操作的方便性以及尺寸的穩(wěn)定性。模架采用對角導(dǎo)柱模架,用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。選用方案2。 第五章 沖壓工藝計(jì)算: 5.1.排樣 5.1.1.排樣方案分析 方案一:有廢料排樣 沿沖件外形沖裁,在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證,因此沖件精度高,模具壽命高,但材料利用率低。 方案二:少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響,沖件質(zhì)量差,模具壽命較方案一低,但材料利用率稍高,沖模結(jié)構(gòu)簡單。 方案三:無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些,但材料利用率最高。 通過上述三種方案的分析比較,綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量,該沖件的排樣方式選擇方案一為佳??紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。 5.1.2.計(jì)算條料寬度 根據(jù)零件形狀,查<<模具結(jié)構(gòu)圖解>>表2-2得工件之間搭邊值a=1.5mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值a1=1.8mm,條料是有板料裁剪下料而得,為保證送料順利,規(guī)定其上偏差為零,下偏差為負(fù)值—△ 公式(5-1) 式中: Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸; a1---沖裁件之間的搭邊值;=1.8mm。 △—板料剪裁下的偏差;(其值查表5)可得△=1.00mm。 B0△=128.20+21.8+0.2 =132 故條料寬度為132,所以條料寬度在128.20~132mm。 5.1.3.確定布距: 條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距,每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān),是決定擋料銷位置的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。 進(jìn)距確定的原則是,最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值;最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料,并有一定的間隙。 送料步距S=128.20mm+1.5mm =129.70(mm) 排樣圖 5.1.4.計(jì)算材料利用率 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 η=A/BS100% 式中 A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積; B—條料寬度; S—步距; η=A/BS=π(64.1 -18.16)/(132*129.70)=69.35% 5.2.沖壓力計(jì)算 5.2.1.用平刃沖裁時(shí),其沖裁力F一般按下式計(jì)算: F=KLtτb ( 公式5-3) 式中 F—沖裁力; L—沖裁內(nèi)周邊長度之和; t—材料厚度; τb—材料抗剪強(qiáng)度; K—系數(shù),系數(shù)K是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中,模具間隙值的波動(dòng)和不均勻,刃口磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù),一般?。?1.3。查表取τb=250Mpa F=KLtτb =1.3*3.14*(36.32+128.20)*250*2=335.78KN 5.2.2卸料力、推料力的計(jì)算 n~梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量(n=h/t=3); h~直刃口部分的高(mm); t~ 材料厚度(mm) (KX、KT為卸料力、推件力系數(shù),其值查表可得) KX=0.05;KT=0.06 卸料力FX=KXF =0.05*335.78=16.79KN 推料力FT=nKTF =30.06335.78=60.44KN 所以總沖壓力FZ=F+FX+FT=335.78+16.79+60.44 =413.01KN 根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果擬選壓力機(jī)規(guī)格為: 根據(jù)沖壓力的大小,選取開式雙柱可傾壓力機(jī)JH23—35,其主要技術(shù)參數(shù)如下: 公稱壓力:350kN 滑塊行程:80mm 最大閉合高度:280 mm 閉合高度調(diào)節(jié)量:60 mm 滑塊中心線到床身距離:205mm 工作臺(tái)尺寸:380 mm610 mm 工作臺(tái)孔尺寸:200 mm290 mm 模柄孔尺寸:φ50 mm70 mm 墊板厚度:60 mm 5.3.壓力中心的計(jì)算 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作,應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合,否則,會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷,使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦,模具導(dǎo)向零件加速磨損,降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。該零件為中心對稱圖形,其幾何中心即為壓力中心。 5.4.模具工作部分尺寸及公差 5.4.1落料凸凹?;境叽缬?jì)算 1.刃口尺寸計(jì)算 根據(jù)零件形狀特點(diǎn),刃口尺寸計(jì)算采用分開制造法。 (1)落料件尺寸的基本計(jì)算公式為 尺寸128.20,可查得凸、凹模最小間隙Zmin=0.246mm,最大間隙Zmax=0.360mm,凸模制造公差,凹模制造公差。將以上各值代入≤校驗(yàn)是否成立,經(jīng)校驗(yàn),不等式成立,所以可按上式計(jì)算工作零件刃口尺寸。 即 (2)沖孔基本公式為 尺寸,查得其凸模制造公差,凹模制造公差。經(jīng)驗(yàn)算,滿足不等式≤,因該尺寸為單邊磨損尺寸,所以計(jì)算時(shí)沖裁間隙減半,得 尺寸36.32;,查得其凸模制造公差,凹模制造公差。經(jīng)驗(yàn)算,滿足不等式≤,因該尺寸為單邊磨損尺寸,所以計(jì)算時(shí)沖裁間隙減半,得 第六章 主要零部件設(shè)計(jì) 6.1工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1.1落料凹模 落料凹模采用整體凹模,采用線切割機(jī)床加工,安排凹模在模架上的位置時(shí),要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù),將壓力中心與模柄中心重合。其外形尺寸按相關(guān)公式計(jì)算: K=0.2零件外形: 凹模厚度: H=KB=0.2*128.20=25.64mm 取凹模厚度H=27mm 凹模壁厚 c=(1.5~2)H=(75~100)mm 取凹模壁厚c=46.152mm 凹模寬度 B=b+2c =128.20+46.1522=220.504(mm) 取凹模寬度B=250mm 凹模長度L=S1+2S2 =128.20+246.152=220.504(mm) 取凹模長度L=250mm 凹模整體輪廓尺寸LBH=250mm250mm27mm 6.2卸料部件的設(shè)計(jì) 6.2.1卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板采用45鋼制造,淬火硬度40~45HRC,卸料板輪廓尺寸與落料凹模輪廓尺寸相同,卸料板的厚度一般為10~20mm,查《沖壓簡明設(shè)計(jì)手冊》表15.31,取卸料板的厚度為18mm 6.1.2落料凸模與沖孔凸模 所沖孔為圓形孔,為方便裝配和滿足凸模強(qiáng)度將沖孔凸模設(shè)計(jì)成階梯式,采用數(shù)控銑床、線切割加工。其總長按相關(guān)公式計(jì)算: L=h1+h2+h3 =18+35+27=80(mm) (h3為卸料板厚度,h1為凸模固定板厚度,h2為中間行程厚度。) 與之相對應(yīng)卸料凸模長度也為80mm。 6.2.2卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘,公稱直徑為8mm,螺紋部分為M620mm,卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間,以保證卸料的正常運(yùn)動(dòng)。卸料螺釘擰緊后,應(yīng)使卸料螺板超出凹模端面1mm,有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。 6.3模架及其他零部件的選用 以凹模輪廓尺寸為依據(jù),選擇模架規(guī)格。選兩組相同導(dǎo)套、導(dǎo)柱。導(dǎo)柱d/mmL/mm為Φ28mm125mm,導(dǎo)套d/mmL/mmD/mm為Φ28mm85mm 42mm。 上模座厚度H1取45mm,墊板厚度取15mm,固定板厚度取25mm,卸料板厚度取20mm,凹模厚60mm,下模坐厚度取50mm。 模具閉合高度H H=45+15+80+25+20+60+20 =265(mm) 6.3.1.凸模固定板: 1、凸模固定板的厚度:其厚度取25mm。 2、凸模固定板的外形尺寸根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為: 3、材料:選用45#鋼。 4、配合及連接件:凸模與凸模固定板的配合為H7/n6,裝配可通過2個(gè)銷釘定位,6個(gè)螺釘與上模座連接固定,各形孔的位置尺寸與凸模的保持一致,頂部與凸模鉚接,因此必須倒角。 6.3.2. 凹凸模固定板 凹凸模固定板的外形尺寸與凸模固定板一致,各空位置也保持一致。查表可得厚度H=30. 6.6模架以及其他零部件的選用 (1)模架:該模具為復(fù)合模,采用對角導(dǎo)柱模架,能使上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。以凹模輪廓尺寸為依據(jù),選擇模架規(guī)格。 上模座查表可知:厚度取50mm,外形尺寸為:250250墊板厚度取12mm,下模座厚度取60mm,外形尺寸與上模座一致為,250250。根據(jù)上下模座選取導(dǎo)柱為Φ40mm180-260mm,導(dǎo)套為Φ40mm11543。 (2)模柄采用凸緣式模柄 D5091 JB/T 7646.3 (3)凸模固定板 25025025 45鋼JB/T 7646.3 (4)卸料板 h=19 H=20 (5)墊板 25020015 45鋼JB/T 7643.3 (6)擋料銷 6 (7)圓柱銷 10 (8)卸料螺釘用M8,凸凹模固定用M12,凹模固定也用M12,模柄固定用M8 卸料裝置中彈性元件的計(jì)算 模具采用彈性卸料裝置,彈性元件選用橡膠,其尺寸計(jì)算如下: (1)確定橡膠的自由高度 由以上兩個(gè)公式,取。 (2)確定橡膠的橫截面積 查得矩形橡膠在預(yù)壓量為10%~15%時(shí)的單位壓力為0.6MPa,所以 (3)確定橡膠的平面尺寸 根據(jù)零件的形狀特點(diǎn),橡膠墊的外形應(yīng)為矩形,中間開有矩形孔以避讓凸模。結(jié)合零件的具體尺寸,橡膠墊中間的避讓孔尺寸為直徑130mm,外形暫定一邊長為205mm,則另一邊長b為 (4)校核橡膠的自由高度 為滿足橡膠墊的高徑比要求,將橡膠墊分割成四塊裝入模具中,其最大外形尺寸為102.5mm,所以 橡膠墊的高徑比在0.5~1.5之間,所以選用的橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的裝模高度約為0.8552 mm =44.2mm。取45mm。 第7章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) 7.1 校核模具閉合高度 經(jīng)計(jì)算該模具閉合高度H=265mm,而選450kN壓力機(jī)最大裝模高度為270mm, 公式(7-1) 式中 壓力機(jī)最大閉合高度 330mm 壓力機(jī)最小閉合高度 270mm 墊板厚度為45mm 將以上數(shù)據(jù)帶入公式7-1,得235- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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