0072-油泵調(diào)節(jié)墊片沖壓工藝及沖孔落料級進模具設計【全套15張CAD圖】+設計說明書

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工件邊緣搭邊：a=2.5mm； 步 距為：125mm; 條 料 寬 度：B=100mm 沖面積：A=4463mm 條料寬裁件度的計算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由 材料利用率的計算： 材料利用率通用計算公式： = nA/Bs×100% 式中 A—一個沖裁件的面積，mm2; 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 ==71% ： 表（1）----排樣及材料利用率計算 項目 公式 結果 備注 沖裁件的面積A 如上式所求 4463 mm 查表2.5.2得最小搭邊值a=1mm a1=2.5mm采用側(cè)壓裝置 條料寬度B B=95+2.5×2 100mm 步距S 125mm 一個步距材料利用率η η=nA/BS×100% 71% 3.2沖壓力的計算 該模具采用級進模，擬選擇彈性卸料、下出件。沖壓力的相關計算如下： 由《沖壓模具設計與制造》中沖裁力公式--2.6.1得： F=KLtTb 公式中 F 沖裁力 L 沖裁周邊長度 對于φ9的孔：L=3.14×9=28.26mm 對于φ46的異型孔:L=153.7mm t 材料厚度 t=0.2mm Tb 材料抗剪強度 取300MPa K 安全系數(shù) 安全系數(shù)K是考慮到實際生產(chǎn)，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損，板料力學性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取K=1.3 對于φ9的孔: F1=1.3×3.14×3×9mm×0.2mm×300MPa=6612.8N 對于φ46的異型孔: F2=1.3×153.7mm×0.2mm×300MPa=11988.6N 因為F2＞F1所以選擇沖床時的沖裁力為F2。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算可得： F=11988.6N 下面對卸料力進行計算： 由P70 2.6.3公式得 :卸料力Fx=KxF 由P70 2.6.4公式得 推件力Ft=KtF 公式中: F 沖裁力為11988.6N Kx 卸料力系數(shù) 由《沖?！稰70表2.6.1查得Kx=0.05 n 同時在凹模內(nèi)的廢料 n=h/t 式中 h 凹模洞口的直刃高度 t 板料厚度 Kt 為推件力系數(shù) 由表2.6.1查得Kt=0.55 由于采用彈性卸料裝置，下出件，故據(jù)P71 2.6.6公式得： F總=F+Fx+Ft =F+0.05F+0.55nF 根據(jù)凹模的修模余量的一般要求，取h=5mm，則n=5/0.2=10 故 F總=78520N 3.3壓力中心的確定及相關計算 計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如下圖所示。在圖中將xOy坐標建立在圖示的對稱中心線上，將總裁輪廓線按幾何圖形分解成-L5共5組基本線段，有關計算如下表1所示。 圖3- 壓力中心計算 表（2）--壓力中心數(shù)據(jù)表 基本要素長度 L/mm 各基本要素壓力中心的坐標值 x Y =264mm -59.2 61.5 =28.26mm 31 -31.25 =153.7mm -1.6 -31.25 =28.26mm -34 -11.25 =28.26mm -34 -51.25 合計502.48mm -31.55 17.48 由以上計算結果可以看出，該工件總裁力不大，壓力中心偏移坐標原點(-31.5,17.5)較小，為了便于模具的加工和裝配，模具中心仍選在坐標原點O。若選用J23-10沖床，（-31.55，17.48）點仍在壓力機模柄投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。 3.4工作零件刃口尺寸計算 　在確定工作零件刃口尺寸之前，首先要考慮到工作零件的加工方法和模具的裝配方法，結合該模具的特點，工作零件的形狀相對比較簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸模、凹模、凹模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各孔的同軸度，使裝配工作簡化，因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算。 3.4.1 落料加工工序 對于形狀復雜或料薄的沖裁件，為了保證凸、凹模之間一定的間隙值，必須采用配合加工。在落料加工工序中要完成的是對一個長為90mm寬為60mm的矩形進行落料，并帶有兩個R=10mm的圓角，尺寸未注公差根據(jù)設計的規(guī)則取自由公差、為IT14級精度，其他標準公差值由《公差配合與技術測量》表查得 而所需沖裁的制件外輪廓需要落料來進行，應以凹模為基準件，凹模的磨損情況可分為三類： a、凹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、凹模磨損后會減小的尺寸-------第二類尺寸B 第二類尺寸：Bj=(Bmax+x△)0-0.25△ c、凹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△)60.125△ 凹模刃口尺寸計算如下: φ9凹=(9-0.5×0.1) 0+0.024=8.950+0.024 φ46凹=(46-0.5×0.6) 0+0.024=45.70+0.024 8凹=(8-0.5×0.36) 0+0.024=7.820+0.024 R10凹=(10-0.5×0.36) 0+0.024=9.820+0.024 R13凹=(13+0.5×0.43) -0.0160=13.215-0.030 44凹=(44+0.5×0.62) ±0.078=44.31±0.078 40凹=(40+0.5×0.62) ±0.078=40.31±0.078 29凹=(29+0.5×0.52) ±0.065=29.26±0.065 31凹=(31+0.5×0.62) ±0.078=31.31±0.078 由于沖裁時凹模承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用.由于凹模結構形式及固定方法不同,受力情況又比較復雜,目前還不能用理論方法來確定凹模輪廓尺寸.在生產(chǎn)中,通常根據(jù)沖裁的板料厚度和沖裁件的輪廓尺寸,或凹?？卓谌斜陂g的距離,按經(jīng)驗公式來確定:由<<沖壓模具設計與制造>>中式2.9.3得: 凹模厚度 : H=kB(≥15mm) 凹模壁厚 : C=(1.5-2)H (≥30—40mm) 查表2.9.5可得 k取0.4而b為100mm 于是有H=100×0.4=40 綜合考慮取H=40 所以凹模壁厚C=(1.5-2)H=75 L=2c+b=250mm B=200mm 凹模外形尺寸的確定如下圖所示: 圖4--凹模外形尺寸的確定 3.4.2 沖孔加工工序 同樣的采用自由公差為IT14級精度，要同時沖出三個φ9mm和一個φ46mm的孔，還要保證孔與孔之間的相互位置關系均為IT14級精度，凸、凹模的加工同樣要采用IT6和IT7分別進行加工。 ①當沖直徑為9mm的孔時，因為為IT14取X=0.5 由<<沖壓模具設計與制造>>P58表2.4.1得 凸模制造偏差δT=0.010mm 凹模制造偏差δA=0.014mm 由《公差》P13表2-4查得 直徑為46mm的公差為0.62mm 由<<沖壓模具設計與制造>>P55表2.3.3得 Zmax=0.240mm Zmin=0.132mm 則Zmax- Zmin=0.240-0.132=0.108mm 則根據(jù)公式： dT=(dmin+ x△) -δT 0 dA=(dT+ Zmin) 0+δA 則 dT=(9+0.5×0.15) -0.0160 dA=(9.6125+0.132) 0+0.024 校核：∣δA∣+∣δT∣≤Zmax- Zmin 0.04＜0.108 故滿足間隙公差 表（3）--工件零件刃口尺寸的計算 分類 尺寸 尺寸轉(zhuǎn)換 計算公式 結果 沖孔 φ9 φ9 0+0.36 dT=(dmin+ x△) -δT 0 dA=(dT+ Zmin) 0+δA 9.18 -0.0160 9.185 0+0.024 沖孔 φ46 φ46 0+0.62 dT=(dmin+ x△) -δT 0 dA=(dT+ Zmin) 0+δA 46.31 -0.0160 46.165 0+0.024 3.5卸料橡膠的設計 卸料橡膠的設計計算見下。要求選用的4塊橡膠板的厚度務必一致，不然會造成受力不均勻，運動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。其結構見圖4所示： 模具工作行程： ==1+1+2=4mm. 為凸模凹進卸料板的高度1mm. t為料厚. 為凸模沖裁后進入凹模的深度2mm. 橡膠工作行程： =+=4+5=9mm. 為凸模的修磨量，取5mm. 橡膠自由高度： =4=4×9=36mm. 橡膠的預壓縮量： =15% =15%×36=5.4mm. 一般取(10%-15%). 圖5-- 橡膠形狀圖 每個橡膠承受的載荷： =/4=599.4/4=149.9N. 選用4個圓筒形橡膠. 橡膠的外徑D： = 30mm d為圓筒形橡膠的內(nèi)徑，取d=11mm.p=0.5Mpa. 校核橡膠自由高度： 0.5/D=0.951.5滿足要求. 橡膠的安裝高度： =- =36mm-5.4mm =31mm (取標準為=30mm) 4模具總體設計 4.1模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級進沖壓，所以模具類型為級進模。 4.2定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用擋料銷初定距，導正銷精定距。而第一件的沖壓位置因為調(diào)料長度有一定的余量，可以靠操作工來目測定。 4.3卸料、出件方式的選擇 因為工件料厚為0.2mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可以采用彈性卸料。又因為是級進模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作和提高生產(chǎn)效率。 4.4導向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整等因素該級進模采用中間導柱的導向方式。 5主要零部件設計 5.1工作零件的結構設計 5.1.1 落料凸模 結合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成直通式，采用線切割機床加工，2個M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按。其其總長L可按《沖壓模具設計與制造》公式2.9.2計算： =22+20+0.2+17.8 =60(mm) 式中:L——凸模長度(mm); ——凸模固定板厚度(mm); ——卸料板厚度(mm); ——材料厚度(mm); ——增加長度。它包括凸模的修磨量、凸模進入凹模的深度（0.5-1mm）、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10-20mm. 落料凸模具體結構可參見圖5所示: 圖6--落料凸模 凸模固定板具體結構可參見圖6所示: 圖7--凸模固定板 5.1.2沖孔凸模 因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。沖φ1.85mm孔和沖φ6.5mm的凸模具體結構可參見圖7所示： 凸模-1 凸模-2 圖8--沖孔凸模 5.1.3凹模 凹模采用整體凹模，各總裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按《沖壓模具設計與制造》公式2.9.3、2.9.4計算： 凹模厚度　0.22×100=22mm.(查表2.9.5得＝0.22) 凹模壁度　50mm. 取凹模厚度22mm，凹模壁度50mm. 凹模寬度　(100+2×50)=200mm.考慮到模具模具強度及整體外觀取B=200mm. 凹模長度　L取250mm(送料方向) 凹模輪廓尺寸為　200mm×250mm×22mm，結構如圖8所示： 圖9--凹模板 5.2定位零件的設計 落料凸模下部設置三個導正銷，分別借用工件上三個mm的孔作導正孔。導正孔的導正銷的結構如下圖所示。導正應在卸料板壓緊板料之前完成導正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模端面1mm，所以導正銷直線部分的長度為2mm。導正銷采用安裝在落料凸模端面，導正銷導正部分與導正孔采用配合。 　 圖10-導正銷 5.3導料板的設計 導料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導料板與條料之間的間隙取0.5mm，這樣就可確定了導料板的寬度，導料板的厚度按《沖壓模具設計與制造》表2.9.7選擇。導料板采用45鋼制作，熱處理硬度為43-48HRC,用螺釘和銷釘固定在凹模上。導料板的進料端安裝有承料板。 導料板的結構可參見圖10所示： 圖11-導料板 承料板的結構可參見圖11所示： 　　　　　　　　　　 圖12-承料板 5.4卸料部件的設計 5.4.1卸料板的設計 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為20mm. 卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為43-48HRC.卸料板的結構可參見圖12所示： 圖13-卸料板 5.4.2卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M12×25mm。卸料螺釘尾部應留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應使卸料板超出凸模端面1mm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。故卸料螺釘查《五金簡明手冊》知M12×25mm， 5.5模架及其它零部件設計 該模具采用中間導柱模架，這種模架的導柱在模具中間位置，沖壓時可防止由于偏心矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。查《中國模具設計大典》知： 導柱分別為40mm×170mm. 導套分別為40mm×120mm×55mm. 上模座厚度取35mm；上模墊板厚度取8mm；凹模厚度取22mm；下模座厚度取45mm；那么，該模具的閉合高度： =(35+8+65+22+45-2)mm =173mm 式中：——凸模長度，=65mm; ——凹模厚度,=22mm; ——凸模沖裁后進入凹模的深度，=2mm。 可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23-25的最大裝模同度（220mm），可以使用。 6模具總裝圖 通過以上設計，可得到如圖12所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模座、墊板、凸模(4個)、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。 條料送進時采用固定擋料銷作為粗定距，在落料凸模上安裝兩個導正銷，得用條料上兩邊兩個孔作為導正銷孔進行導正，以此作為條料送進的精確定距。操作時完成第一步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動，用落料孔套在固定擋料銷上，并向前推緊，沖壓時凸模上的導正銷再作精確定距。 圖14---油泵調(diào)節(jié)墊片級進模裝配圖 1.下模座 2. 螺釘3.凹模板 4.導料板 5.導柱 6.卸料板7.彈性橡膠體 8.導套9.上模座 10. 凸模固定板11.螺釘 12.墊板 13.圓柱銷 14. 落料凸模15.螺釘 16.模柄 17. 沖孔凸模18.沖孔凸模 19.螺釘20.螺釘21. 承料板22.導正銷 23.檔料銷 7沖壓設備的選定 通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23-25能滿足使用要求。其主要技術參數(shù)如下： 公 稱 壓 力：250KN 滑 塊 行 程：65mm 最大閉合高度：270mm 最大裝模高度：220mm 連桿調(diào)節(jié)長度：55mm 工作臺尺寸(前后×左右)：370mm×560mm 墊板尺寸（厚度×孔徑）：50mm×200mm 模柄孔尺寸：mm×60mm 最大傾斜角度： 8模具的裝配 根據(jù)級進模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修。具體裝配見下表所示： 表----油泵調(diào)節(jié)墊片片級進模的裝配 序號 工 序 工 藝 說 明 1 凸、凹模預配 1) 裝配前仔細檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。 2) 將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應重新修磨或更換。 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固。 3 裝配下模 1) 在下模座上劃中心線，按中心預裝凹模、導料板； 2) 在下模座、導料板上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲； 3) 將下模座、導料板、凹模、固定擋料銷裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘。 4 裝配上模 1) 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入0.12的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模； 2) 預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔； 3) 用螺釘將固定板組合、墊板15、上模座連在一起，但不要擰緊； 4) 將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm； 5) 復查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘； 6) 安裝導正銷、承料板； 7) 切紙檢查，合適后打入銷釘。 9總 結 本畢業(yè)設計是我進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們?nèi)陙硭鶎W課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。它可以說又是一次對專業(yè)知識的學習的深入和系統(tǒng)掌握。 通過這次畢業(yè)設計使我從新系統(tǒng)的復習了所學專業(yè)知識，同時也鞏固了先前學到的知識，同時感觸最深刻的是：所學知識只有在應用中才能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進一步的的認識。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、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料，保證工件的經(jīng)濟性、加工工藝的合理性。 在設計的過程中通過沖壓模具設計手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等對所要設計的問題進行查詢，通過更多的途徑去了解我要做的設計，使設計更具合理性。也使我學會了設計過程中對資料的查詢和運用。通過這次設計，我更加深入地學習了冷沖壓技術工作設計的內(nèi)容。冷沖壓技術工作設計的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設計、模具設計及沖模制造三方面內(nèi)容，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補充、相互依存的關系。 冷沖壓工藝設計是針對給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術水平等具體生產(chǎn)條件，從對產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計算、設計過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。 沖壓模具設計則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設計計算并構思出與沖壓設備想適應的模具總體結構，然后繪制出模具總裝圖和所有非標準零件圖的整個設計繪圖過程。 歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設計即將結束，在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教指導老師有關模具方面的問題，并且和同學的探討模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質(zhì)的飛躍。 從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人認識事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來走上工作崗位奠定堅實的基礎。 參 考 文 獻 [1] 劉建超，張寶忠主編.沖壓模具設計與制造.北京：高等出版社，2004.6 [2] 王秀鳳、萬良輝主編.冷沖壓模具設計與制造.北京：北京航空航天出版社，2005.4 [3] 中國機械工程學會，中國模具設計大典編委員會.中國模具設計大典3.南昌：江西科學出版社，2003.1 [4] 任嘉卉主編.公差與配合手冊. 北京：機械出版社，2000.4 [5] 馮炳光主編.模具設計與制造簡明手冊.上海：上海科學技術出版社，1998.5 [6] 中國標準出版社，全國彈簧標準化技術委員會編.中國機械工業(yè)標準匯編彈簧卷.北京：中國標準出版社，1999.6 [7] 薛啟翔編著. 沖壓模具與制造北京:化學工業(yè)出版社,2004.3 [8] 冷沖模設計及制造/中國機械教育工業(yè)協(xié)會組編.—北京:機械工業(yè)出版社,2001.9 32