3017 課程設(shè)計-沖孔落料復(fù)合模設(shè)計

3017 課程設(shè)計-沖孔落料復(fù)合模設(shè)計,課程設(shè)計,沖孔,復(fù)合,設(shè)計 1沖孔落料復(fù)合模設(shè)計學(xué)院名稱 ： 專 業(yè) ： 數(shù)控技術(shù) 班 級 ： 姓 名 ： 指導(dǎo)教師姓名： 2目 錄第一章 設(shè)計任務(wù)————————————————31.1 零件設(shè)計任務(wù)———————————————31.2 分析比較和確定工藝方案——————————3第二章 計算沖裁壓力、壓力中心和選用壓力機(jī)———52.1 排樣方式的確定及材料利用率計算——————52.2 計算沖裁力、卸料力————————————52.3 確定模具壓力中心—————————————6第三章 模具工作部分尺寸及公差—————————73.1 沖孔部分—————————————————73.2 落料部分—————————————————7第四章 確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸—————————94.1 凹模外形尺寸確定—————————————94.2 其他尺寸的確定——————————————94.3 合模高度計算———————————————9第五章 模具零件的加工—————————————9第六章 模具的裝配———————————————10第七章 壓力機(jī)的安全技術(shù)措施——————————12參考文獻(xiàn)————————————————————143第一章設(shè)計任務(wù)1.1、零件設(shè)計任務(wù)零件簡圖：如圖 1 所示生產(chǎn)批量：小批量材料：Q235材料厚度：0.5mm未標(biāo)注尺寸按照 IT10 級處理, 未注圓角 R2.（圖 1）1.2、分析比較和確定工藝方案(一)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工序。形狀較為規(guī)則，尺寸較小，精度要求 IT10。材料低硬度，強(qiáng)度極限為 40MPa.根據(jù)鑲片（如圖 1）包括沖孔、落料兩道沖壓工序。模具形狀較為規(guī)則即可以在一個工位完成所有工序。可采用以下兩種方案可采用以下幾個方案：（1）方案一（級進(jìn)模）夾頭鑲片包括沖孔、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IT10?？刹捎眉夁M(jìn)模。（2）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） 。模具結(jié)構(gòu)參看所附裝配圖。（3）方案三（正裝復(fù)合模）正裝復(fù)合模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：采用級進(jìn)模，安全性好， ，但是考慮到級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工件精度加工精度不高,對稱度和位移誤差較大,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，需要及時清理。安全性相對較低。但工件精度較高,同軸度,對稱度及位置度誤差較小 ,生產(chǎn)效率較高,對材料要求不嚴(yán),可用邊角料.4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。綜合以上兩個方案分析比較結(jié)果說明，本零件采用第二方案最為合適。 （二）模具結(jié)構(gòu)型式的選擇確定沖壓工藝方案后，應(yīng)通過分析比較，選擇合理的模具結(jié)構(gòu)型式，使其盡量滿足以下要求：（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)合模的蟲孔廢料可以通過凸凹模從壓力機(jī)工作臺孔中漏出。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)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，如果萬一來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有準(zhǔn)確的位置,保證沖出合格的制件,同時考慮到零件生產(chǎn)批量不多,且要求模具結(jié)構(gòu)盡量簡單,所以采用定位銷定位。因?yàn)榘辶虾穸?t=0.5mm,屬于較小厚度的板材,且制件尺寸不大,固采用側(cè)面兩個固定擋料銷定位導(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彈簧擋料裝置的活動擋料銷.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，剛性推件裝置對工件不起壓平作用，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)。為兼顧工件的平整度和尺寸精度，可在剛性推件裝置和凸模固定板之間鑲嵌橡膠。4、卸料裝置復(fù)合模沖裁時，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)向裝置采用二導(dǎo)柱式模架。5第二章 計算沖裁壓力、壓力中心和選用壓力機(jī)2.1、排樣方式的確定及材料利用率計算（1）排樣方式的確定查《沖壓手冊》表 2-17，兩工件之間按矩形取搭邊值 b=2.5mm，側(cè)邊取 a=2.5mm。進(jìn)料步距為 h=10+2.5=12.5mm；條料寬度為 B=（D+2×a） 0-Δ ，查《沖壓手冊》表 2-19 得，條料寬度偏差Δ=0.4mm，沖裁件垂直于送料方向的尺寸為 D=35mm，則B=（D+2×a） 0-Δ =（35+2×2.5） 0-0.4=400-0.4mm（2）材料利用率計算板料規(guī)格選用 0.5×1000×2000mm； 采用縱裁時:每板的條數(shù) n 1=1000/40=25 條余零每條的工件數(shù) n 2=2000/12.5=160 件余零每板的工件數(shù) n=n 1×n2=25×160=4000 個利用率為： η=4000×10×35/(1000×2000) ×100%=70%采用橫裁時:每板的條數(shù)： n 1=2000/40=50 條余零每條的工件數(shù)： n 2=1000/12.5=80 件余零每板的工件數(shù)： n=n 1×n2=50×80=4000 個利用率： η=4000×10×35/(1000×2000) ×100%=70%經(jīng)計算橫裁.縱裁時板料利用率相同都為 70%,故采用橫裁或縱裁都可以.排樣方式（如圖 2）所示：（圖 2）2.2、計算沖裁力、卸料力：查表得材料 Q235 的抗張強(qiáng)度為 δ b=400MPa;落料尺寸：L 1=90；沖圓形孔尺寸：L 2=9.42，沖方形孔尺寸：L 3＝326(1)落料力F 落 =L1tδ b＝90×0.5×400=18×10 3 N(2)沖孔力F2=L2tδ b=9.42×0.5×400=1884 NF3=L3tδ b=32×0.5×400=6400 NF 沖 =F2+F3=8284 N(3)沖孔推件力 F 推 =nK 推 F 沖 (查表計算 n=16 k=0.045 F 沖 =8284N)F 推 =16×0.04×8284=5964.5 N(4)落料時的卸料力F 卸 ＝k 卸 ×F 落 ＝0.03×18×10 3＝540 N 沖床總壓力F 總 ＝F 沖 +F 推 +F 落 +F 卸 =32.789×103 N2.3、 確定模具壓力中心計算出各個凸模的沖裁周邊長度：L1=3.14×3=9.42mmL2=2×5+2×3=16mmL3=L2=16mmX1=45-6=39mmX2=5+3+8+10-2.5=23.5mmX3=8+10-2.5=15.5mmY1=Y2=Y3=15mm對整個工件選定 x、y 坐標(biāo)軸，代入公式：X0=(L1X1+L2X2+L3X3)/(L1+L2+L3)=23.93mmY0=(L1Y1+L2Y2+L3Y3)/(L1+L2+L3)=15mm壓力中心在工件中的位置是距右邊為 23.93-10=13.93mm，距中間 15-10=5mm。7第三章 模具工作部分尺寸及公差3.1、沖孔部分：1、小凸模：查表《沖壓手冊》第 57 頁，沖裁凸模、凹模的極限偏差為：δ p=0.02mm，δ d=0.02mm查表《沖壓手冊》第 54 頁，沖裁模初始雙面間隙為：Zmax=0.04mm，Z min=0.03mm由于 δ p+δ d=Zmax-Zmin=0.01mm，故采用凸模與凹模配合加工。沖孔情況，磨損后凸模減小查表得因數(shù)：x=1小凸模尺寸：d p=(A+x△) -0.06250 =(2.95+1×0.25)－0.0625 0=3.2－0.0625 0mm凹模配作，最小間隙 Zmin=0.030mm;凹模尺寸：d d=( dd +Zmin)0+0.0625=3.2300+0.0625 mm，大凸模尺寸：（1） 長度方向尺寸 5.020-0.04mm，（2）寬度方向尺寸為：3.02 0-0.04mm，3.2、落料部分：查表《沖壓手冊》第 57 頁，沖裁凸模、凹模的極限偏差為：δ 凸 =0.02，δ 凹 =0.02查表《沖壓手冊》第 54 頁，沖裁模初始雙面間隙為：Zmax=0.04，Z min=0.03由于 δ 凸 +δ 凹 =Zmax-Zmin=0.01，故采用凸模與凹模配合加工。零件圖如下圖：落料件應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，然后配作凸模。（1）凹模磨損后尺寸增大：計算這類尺寸，先把工件圖尺寸化為A0-Δ ,再按落料凹模公式進(jìn)行計算：①寬度方向尺寸為：10.02 0-0.04mm，即 Δ=0.04mm查表《沖壓手冊》表 2-30，磨損系數(shù) X=1；凹模制造偏差 δ 凹 =Δ/4=0.04/4=0.01mm，故凹模尺寸：8A0-Δ =（A max-XΔ） 0+0.01=（10.02-1×0.04） 0+0.01=9.98+0.010mm凸模寬度方向尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙 Zmin～Z max，即 0.03～0.04mm 。②長度方向尺寸為：35.02 0-0.04mm，即 Δ=0.04mm查表《沖壓手冊》表 2-30，磨損系數(shù) X=1；凹模制造偏差：δ 凹 =Δ/4=0.04/4=0.01mm，故凹模尺寸：A0-Δ =（A max-XΔ） 0+0.01=（35.02-1×0.04） 0+0.01=34.98+0.010mm凸模長度方向尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙 Zmin～Z max，即 0.03～0.04mm。 ③圓角部分尺寸為：R2 0-0.08mm，即 Δ=0.08mm查表《沖壓手冊》表 2-30，磨損系數(shù) X=1；凹模制造偏差 δ 凹 =Δ/4=0.08/4=0.02mm，故凹模尺寸：A0-Δ =（A max-XΔ） 0+0.02=（2-1×0.08） 0+0.02=1.92+0.020mm凸模圓角部分尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙 Zmin～Z max，即 0.03～0.04mm。 9第四章 確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸4.1、凹模外形尺寸確定查《沖壓手冊》表 2-39b=35mm,a=10mm,t=0.5mm、按零件圖和工藝要求檢驗(yàn)全部零件、底座劃漏料孔線，加工漏料孔、上模座劃線，加工模柄孔、凸模壓入固定板并磨平（1）將凸凹模裝入下固定板并正反面磨平（2）將圓凸模裝入上固定板并磨平注意：安裝圓凸模時必須以凸凹模的沖孔凹模為基準(zhǔn)，看凸模壓入固定板與沖孔凹模的間隙是否均勻。、組裝下模：（1）打卸料板上的螺紋孔。1）將凸凹模插入卸料板，調(diào)整好方向墊好墊鐵。112）由固定板向凹模引孔。A：用?6.7 的鉆頭引螺釘過孔。B：用?6.7 的鉆頭引卸料螺釘過孔。3）用?6.7 后鉆頭打孔。4）攻絲 4-?6.8。（2)打下模座上的孔1）將凸凹模和固定板上在下模座上（注下模座的漏料孔與凸凹模的漏料孔應(yīng)對正） 。2）用平行夾夾緊固定板和下模。3）由固定板向下模座引孔。A：用?6.8 的鉆頭引螺釘過孔。B：用?9 的頭引卸料螺釘頭過孔。4）做好記后分開。5）用?9 的鉆頭打 4 個螺釘過孔。6）用?13.5 的鉆頭打 4 個卸料螺釘頭過孔。7）反面將 4－?9 的孔沉孔 13.5×10。8）用?13.5 的锪孔鉆锪孔保證深 12。9）正反面孔倒角。（3）組裝下模1）將墊板、凸凹模包括（固定板）按方向放在下模座上。2）用螺釘拉緊并輔以平行夾夾緊。3）用?7.8 的鉆頭打?8 銷釘孔的預(yù)孔。4）鉸孔。5）選配并打入銷釘（卸料板暫時不裝） 。、組裝上模（1）將沖孔凸模和固定板固定在上模上。1）將沖孔凸模插入凸凹模的沖孔凹?？字校瑑蛇呌闷叫袎|鐵墊在上下固定板之間,使沖孔凸模插入沖孔凹模深約 5mm。2）將上墊板對準(zhǔn)上固定板的孔位放置好。3）合上上模座。4）用平 行夾將上模座、上墊板及上固定板夾緊。5）調(diào)整沖孔間隙。6）用撬桿將上下模分開。7）用?9 的鉆頭由上凹模板向上模座引 4－?9 的螺釘過孔（兩銷釘孔不引孔） 。8）用?7.8 的鉆頭打?8 銷孔預(yù)孔。9）用 8 的鉸刀鉸孔。10）做上記號后折開。11）打 4－?9 的螺釘過孔。12）將 4－?9 的孔沉孔?13.5 深 10。13）用?13.5 的锪孔鉆锪孔深 12。14）上模座正反面的孔倒角。15）裝模柄。16）打止轉(zhuǎn)螺釘預(yù)孔?5.1×12。17）攻絲Ｍ6。18）上轉(zhuǎn)螺釘。（2）裝落料凹模并組裝上模1）將落料凹套在凸凹模上，加墊鐵同樣使凸凹模進(jìn)入凹模約 5mm (注意擋料釘讓位孔的方向與卸料板擋料釘?shù)奈恢孟喾?。2）將推塊套入沖孔凸模。3）將沖孔凸模插入沖孔凹模，推板插入落料凹模。4）放入頂桿。5）放上上頂桿。126）將打板和打桿裝配一體并鉚接后插入模柄孔中。7）合攏上模，打入上模座和上 固定板的銷釘。8）微調(diào)落料凹模方向后拉上上模的螺釘。9）輔以平行夾。10）調(diào)整廢料間隙。11）用?8 的鉆頭將兩銷孔引在上模座上。12）用?7.8 的鉆頭打兩銷釘預(yù)孔。13）用?8 的鉸刀鉸孔。14）選配并打入銷釘。、安裝下模座的卸料板（1）安裝伸縮擋料銷彈簧及螺釘。（2）安裝固定檔料釘。（3）在下固定板和卸料板之間墊上橡皮。（4）安裝卸料板。整個裝模結(jié)束。產(chǎn)品模具裝配圖和主要零件圖參見附件。第七章 壓力機(jī)的安全技術(shù)措施根據(jù)壓力機(jī)的種類和作業(yè)方法的不同，應(yīng)采取與其相適應(yīng)的安全裝置。安全裝置應(yīng)安裝調(diào)整方便，維護(hù)管理簡單，工作可靠，不受外界環(huán)境（光、噪聲、震動等）干擾，不影響操作者視線，不防礙作業(yè)效率。本套模具采用：光電保護(hù)裝置。在操作者與危險區(qū)（上下模具的空間）之間用光屏截住，一旦操作者的手或肢軀進(jìn)入危險區(qū)遮住光屏?xí)r，則光信號轉(zhuǎn)換為電信號，電信號放大或，使繼電器動作，控制壓力機(jī)的啟動控制線路，壓力機(jī)便立即停車或不能動。該裝置適用范圍較廣，具有摩擦離合器的大、中、小型壓力機(jī)均可應(yīng)用。除了在壓力機(jī)上合理采用上述安全裝置，從模具上解決好安全問題亦是很必要的。因此，在模具設(shè)計時，應(yīng)周密地從各個不同角度考慮必要的安全措施。模具外部不能有突出部分或尖角部分，凡與機(jī)能無關(guān)的一切銳角都要倒棱，以免割傷皮膚；將模具上模座的正面做成斜面，以增加安全操作空間；在復(fù)合模中，減少可能的危險面積在卸料板與凹模之，做成凹槽或斜面，并減少卸料板前后13的寬度；為了避免壓手，導(dǎo)板或剛性卸料板與凸模固定板之間應(yīng)保持足夠的間隙，一般不小于 15—20 毫米；在需要用鑷子將工件放入定位板時，應(yīng)在凹模和彈性卸料板上各切去一凹槽，以便裝卸工作。采用彈性刮料板和自動接件裝置，以代替用手去卸工件。彈性刮料板一般適用于工件料厚>1.5 毫米的情況；為防止沖壓時，操作者的手指誤入沖模危險區(qū)，可以在模具周圍安裝防護(hù)罩或安全柵欄。設(shè)置防護(hù)罩或安全柵欄時，應(yīng)保證操作者有足夠的可見度；單面沖裁時，盡量將凸模的突起部分和平衡擋塊安排在模具的后面；在拉伸模與彎曲模中，壓料板與下模座的空間必需用導(dǎo)板或角鋼封閉起來；使用各種專用的送料裝置外，為了送進(jìn)單個毛坯也可以采用溜槽，滑板等多種形式代替手工操作；在帶剛性卸料板的連續(xù)模中，臨時擋料銷的操作端應(yīng)加長，并引到模座的外廓尺寸之處，以免手接近危險區(qū)；一般在壓力機(jī)上使用的模具，從下模座上平面至上模座下平面或壓力機(jī)滑塊平面的最小間距不得小于 50 毫米；在可動部分等危險處所，操作者容易因不慎而觸手、或夾住某部分、或因彈簧一類飛散出來的危險部分，都應(yīng)保護(hù)起來，加上防護(hù)罩；容易產(chǎn)生夾手的危險的可能部分應(yīng)留出空刀槽，或加上防護(hù)罩；笨重的模具必須重裝起重螺釘，以利搬運(yùn)和安裝；為了防止頂件器因損壞而下落，應(yīng)制成階梯式結(jié)構(gòu)，當(dāng)由螺釘、鉚接等方法制成時，應(yīng)采用防松螺母等防落措施。14參考資料：1、 《金屬塑性成型原理》 ；2、 《沖壓工藝及模具設(shè)計》 ；3、 《模具數(shù)控加工技術(shù)》 ；4、 《模具成型工藝及模具設(shè)計》 ；5、 《模具制造工藝》 ；6、 《模具 CAD/CAM》 ；7、 《MasterCAM 數(shù)控加工》 ；8、 《機(jī)械設(shè)計/基礎(chǔ) 課程設(shè)計》 ；9、 《沖壓手冊》 ；