導向板沖孔落料彎曲復合模模具設計
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導向板沖壓成形工藝及模具設計
緒 論
目前,我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還比較落后,主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距,導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。
大學三年的學習即將結(jié)束,畢業(yè)設計是在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習其中最后一個實踐環(huán)節(jié),是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。在學校的近三年學習中,已完成了模具專業(yè)教學計劃中所要求的理論課程。在畢業(yè)前夕,通過畢業(yè)設計的實踐環(huán)節(jié),進行已學知識的全面總結(jié)和應用,提高綜合能力的培訓及擴大模具領(lǐng)域的新知識。
畢業(yè)設計其目的在于鞏固所學知識,熟悉有關(guān)資料,樹立正確的設計思想,掌握設計方法,培養(yǎng)實際工作能力。通過設計,使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計算、零件結(jié)構(gòu)設計、編寫技術(shù)文件和閱讀技術(shù)文獻等方面受到一次綜合訓練。
畢業(yè)設計要達到的具體要求是:
1.系統(tǒng)總結(jié),鞏固過去所學的基礎(chǔ)知識和專業(yè)課知識。
2.運用所學知識解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實際工程問題,以此進行綜合知識的訓練。
3.通過某項具體工程設計和實驗研究,達到多種綜合能力的培養(yǎng),掌握設計和科研的基本過程和基本方法。
改革開放以來,隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,市場對模具的需求量不斷增長。近年來,模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展,模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大的變化,除了國有專業(yè)模具廠外,集體、合資、獨資和私營也得到了快速的發(fā)展。廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中
31
導向板沖壓成型及模具設計
心。
隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應用。近年來,隨著我國經(jīng)濟的騰飛和產(chǎn)品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展,模具制造業(yè)也相應進入了高速發(fā)展的時期。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,1995年我國模具工業(yè)總產(chǎn)值約為145億,而2003年已達450億左右,年均增長14%,到2013年已達1.8萬億元。另據(jù)統(tǒng)計,我國(不含臺灣、香港、澳門地區(qū))現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點已超過20000家,從業(yè)人員有60萬人,模具年產(chǎn)值在一億以上的企業(yè)已達十多家??梢灶A見,我國經(jīng)濟的高速發(fā)展將對模具提出更為大量、更為迫切的需求,特別需要發(fā)展大型、精密、復雜、長壽命的模具。同時要求模具設計、制造和生產(chǎn)周期達到全新的水平。我國模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機遇,無疑也面臨著更大的挑戰(zhàn)。
我做的是冷沖壓模具設計,冷沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得需要零件(俗稱沖壓件或沖件)的一種壓力加工方法。因為它通常是在室溫下進行加工,所以稱為冷沖壓。
冷沖壓與其他加工方法相比,具有獨到的特點,所以在工業(yè)生產(chǎn)中,尤其在大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門越來越多地采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件,如汽車、拖拉機、電器、儀表、電子、國防以及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中,沖壓件所占的比重相當大。不少過去有鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件,現(xiàn)在已經(jīng)被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工制造,大大提高了生產(chǎn)效率,降低了成本??梢哉f如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝,許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生產(chǎn)率,提高質(zhì)量,降低成本,進行產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。
在大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習,我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識,對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解,達到了學習的目的于模具設計這個實踐性非常強的設計課題,我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習,我對于模具特別是沖壓模具的設計步驟有了一個全新的認識,豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程
方面的知識,而對于模具的制造工藝更是有了零的突破。在指導老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下,同時在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實體,明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍,設計中,充分利用和查閱各種資料,并與同學進行充分討論,盡了最大努力做畢業(yè)設計。
在設計的過程中,雖然有一定的困難,但在指導老師的細心指導、同學間的討論和自己的努力下,自信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于我的水平有限,而且缺乏經(jīng)驗,設計中難免會出現(xiàn)疏漏和不妥之處,敬請各位老師指正。
1導向板沖壓工藝的分析
原始資料:
工件名稱:導向板
工件簡圖:如(圖01)所示
生產(chǎn)批量:中批量
材料:45鋼
材料厚度:1mm
圖1
設計方案:復合模一次沖壓完成
1.1 制件成形工藝分析
該工件需要采用沖孔、落料和彎曲三道工序即可完成,材料為45鋼,強度高,塑性高。有良好的壓力加工性和焊接性能。用來制造載荷小的零件,墊鐵,鉚釘,地腳,螺栓,開口銷,拉桿。沖壓零件及焊接件。
工件結(jié)構(gòu)相對簡單,只有兩個Ф4.1mm的孔,孔與孔之間的距離也滿足一次沖裁的要求。落料時落的料設計有R1的圓倒角,由《沖壓工藝與模具設計》表2.14查得當落料時的夾角為90度是合金的最小圓角為0.35t,即本件的最小圓角為0.5mm,現(xiàn)在制件采用1的圓角可以滿足沖裁的要求,沖裁時對孔徑也是有要求的,由《沖壓工藝與模具設計》表1.3查得45鋼的抗剪強度為440~560Mpa,抗剪強度在440~560Mpa的范圍時d≥1.3可以滿足沖孔時的最小孔徑的要求,而材料45鋼本身具有良好的沖裁性能,適合沖壓,圖中的孔距遠大于最小孔距a>2t=2 mm的要求.由于工件尺寸均為未標注公差,可視為自由公差,取IT14等級精度,這樣普通沖裁即可滿足工件的要求。
1.2 沖壓工藝方案的確定
該工件僅包含落料、彎曲和沖孔三個基本工序,可以采用以下三種工藝方案:
第一:落料—彎曲—沖孔,采用單工序模生產(chǎn)。
第二:落料—彎曲—沖孔,采用復合模生產(chǎn)。
第三:沖孔—落料—彎曲,采用級進模生產(chǎn)。
方案一:模具結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,但需要三道工序三副模具,由于三次定位使得工件的形位誤差難以保證,尺寸較小,制件的質(zhì)量較差,成本高而生產(chǎn)效率低,難以滿足大批量生產(chǎn)要求,操作也不安全,故不宜采用。
方案二:只需一副模具,由于一次成形,減少了多次定位出現(xiàn)的定位誤差,并且在模具結(jié)構(gòu)中采用彈性壓料裝置,使其制件質(zhì)量較好,工件的精度及生產(chǎn)效率都較高。
方案三:也只需一副模具,生產(chǎn)效率高,操作較方便,工件精度也能滿足要求,但是成本較復合模高。
通過對上述三種方案分析比較,雖然方案三也能滿足要求,但對工人要求較高并且經(jīng)濟效率沒有復合模高,
故:綜合考慮采用第二種沖壓工藝方案進行為好。
2模具成形參數(shù)計算
2.1排樣方案的確定及計算
設計復合模,首先要設計的就是排樣方式,該零件形狀比較規(guī)則,直排可以顯著地減少廢料,所以采用直排的方式排樣,根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點需要沖孔和落料兩個工序就可以完成零件的制造。工序方案如圖所示。
排樣圖 2
下面對工件的搭邊值進行確定,各部分尺寸的確定由《沖壓工藝與模具設計》P 37表2.9查得最小搭邊值a=1.8mm,a1=1.5mm可取a1=1.5,a=1.8,由零件圖和排樣圖可以計算條料的寬度b=76.6mm,一個步距的長度s=31.5mm可以計算出一個步距的材料利用率為92.52%,查板料的標準可得適宜選用如下:板料的寬度為500mm,長度為1000mm,每張鋼板可裁下1000mm×77.1mm規(guī)格條料6條,每條可沖出32個零件。故:可得下表:
項目
公式
結(jié)果
備注
沖裁件的面積A
A=73×29.5-2×π×2.052
2127.183m2
查表 2.9得最小搭邊值a=1.8mm
a1=1.5mm 采用倒料銷倒料
條料寬度B
B=73+1.8×2
76.6mm
步距S
S=29.5+1.5
31mm
一個步距材料利用率η
η=nA/BS×100%
71.25%
材料的利用率η總
η=(1×2127.183)/(77.1×31)×100%
88.9%
2.2、沖壓力的計算
該模具采用的復合模,擬選擇彈性卸料,上出件,沖壓力的計《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
算如下,由課本p29可得落料力《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
F=KLtb
式中:F——落料力
L——落料矩形的周長,這里為總長度
L=2×(73+29.5)=205mm
t——材料的厚度為1mm
tb——材料的抗剪強度由[2]可得=440~560pa這里取500MP
K——安全系數(shù)是考慮到實際生產(chǎn)中,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1.3。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)得計算可得F=162500N
該工件根據(jù)在生產(chǎn)中的實踐,采用經(jīng)驗公式計算。
U型件彎曲力 F自=(0.7KBt2σb)/(r+t)
式中:F自——自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時的彎曲力;
B——彎曲件的寬度;為5 mm
t——彎曲材料的厚度;為1mm
r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑;取0.5mm
σb——材料的抗拉強度由課本可得=440~560Mpa這里取500MP
K——安全系數(shù),一般取1.3;
根據(jù)所給的零件圖相關(guān)數(shù)據(jù)得:F自=1516.67N
下面對推件力進行計算:
推件力 Ft=nKtF
式中:F——沖裁力
Kt——推件力系數(shù) 由課本查表取0.05;
n——同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件或廢料的個數(shù),根據(jù)凹模的修《課本》P65表2.5.2
模余量的一般要求,取h=6mm 則n =h/t=6/1=6
Ft=48750N
因為采用的彈性卸料和上出料方式,可知沖壓的總工藝力為
F總= F自+Ft+F=212766.67N
根據(jù)F總的大小由[2]P256初選壓力機的型號為JB23-63式壓力機。
2.3壓力中心的確定及計算
計算壓力中心,首先根據(jù)前面的設計畫出凹模型口圖如下圖,為了盡可能保證模柄軸線、壓力機滑塊的中心和壓力中心重合,依次防止偏載對模具和壓力機帶來的損害。計算步驟如下:
1)建立坐標系XOY如圖所示
圖 3
2)由此圖形結(jié)構(gòu)規(guī)則,即壓力中心為幾何中心??梢缘玫綁毫χ行臑閳D坐標系中的位置坐標為(0,0)。這個壓力中心確定以后,在下面的設計中就要盡量保證這個中心和模柄的中心線重合,同時還要考慮到裝配和加工的方便的要求,還與壓力機的結(jié)構(gòu)相關(guān)。當把壓力中心定于原點時,由于壓力中心偏離很小,不致超出所選壓力機允許范圍。故在次把壓力中心定于原點位置
2.4初選壓力機
通過校核,選擇開式雙柱可傾壓力機J23-63能夠滿足使用要求。其主要參數(shù)如下:
公稱壓力:630KN
滑塊行程:100mm
公稱壓力行程:10.4mm
滑塊行程次數(shù):40次/min
最大閉合高度:400mm
封閉高度調(diào)節(jié)量:80mm
滑塊底面前后尺寸:360mm
工作臺墊板尺寸:570mm×860mm
主電機功率:30KW
氣墊個數(shù):1個
氣墊單個推出力:6.3/40
氣墊行程:150mm
外形尺寸:2262mm*2070mm
地面以上高度:5660mm
壓力機整機質(zhì)量:30.5T
2.5工作零件刃口尺寸的計算
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(jié)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凹模、凹模、凹模固定板以及卸料板等,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別加工的方法來計算。
1) 落料加工工序
在落料加工工序中要完成的是對一個長為73mm寬為29.5mm的矩形進行落料,并帶有4個R=0.5mm的圓角,其尺寸公差均未標注,根據(jù)設計的規(guī)則取自由公差I(lǐng)T14,查課本表2.4查得沖模設計時的最大、最小間隙分別Zmax=0.140mm Zmin=0.100mm則
Zmax- Zmin=(0.140-0.100)mm=0.040mm
由于制件的精度為IT14級,所以加工方法安分別加工,x取0.5設凸、凹模的加工精度分別為IT6級和IT7級,可以滿足落料時的精度要求:
長度方向: (mm)
(mm)
寬度方向: (mm)
(mm)
校核:|δA| +|δT|≤Zmax-Zmin
寬度方向上的 |δA| +|δT|=0.034mm
長度方向上的 |δA| +|δT|=0.041mm
0.034mm≤0.04mm而0.041≈0.04也基本可以滿足公差條件。
2) 沖孔加工工序
同樣也是采用自由公差為IT14級精度,要同時沖2個Φ4.1的孔,還要保證孔與孔的相互位置關(guān)系均為IT14級的制造精度,凸、凹模的加工精度同樣也取IT6級和IT7級進行加工制造。
當沖Φ4.1孔的時候,因為IT14級取x=0.5查表2.4可得最大、最小沖裁間隙分別為Zmax=0.140mm Zmin=0.100mm。計算如下:
(mm)
(mm)
校核:|δA| +|δT|≤Zmax-Zmin
0.009mm+0.009mm=0.018mm≤0.040mm,滿足間隙公差條件
3)孔心距
孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中,在工件上沖出孔距為L±?/2L兩個孔時,其凹模型孔中心距可按下式計算.
Ld=L+1/8?
即: Ld=64+1/8×0.09=64.011(mm)
式中 DA DT——落料凹模和凸模的刃口尺寸,mm
dA dT—沖孔凹模和凸模的刃口尺寸,mm
Dmax——落料件最大極限尺寸;
dmin——沖孔件孔的最小極限尺寸;
x——磨損系數(shù),IT14級時,取x=0.5。
Zmin——雙面間隙,mm
△——工件公差,mm
δ——凸模和凹模的制造公差,mm
4) U彎曲件凸凹模尺寸與公差
(1)彎曲加工工序
彎曲模工藝計算:
凸凹模間隙:
Z/2=Tmax+CT=1.23mm
凸模尺寸:
LT=(Lmin+0.45Δ)0-δt
=19.97+0.45×0.2
=20.160-0.015mm
凹模尺寸:
LA=LT+Z=20.16+1.23*2
=22.62+0.0250mm
(2) 彎曲加工工序
由于凸凹模制造相對簡單,精度易保證所以采用分別加工法,查表2.3(沖壓課本)得
Zmin=0.36 Zmax=0.5 磨損系數(shù)為X=0.5
沖模工藝計算:
Zmax-Zmin=0.5-0.36=0.14mm
δt=0.056
dT=(dmin+XΔ)0-δt
=(12+0.5*0.43)0-0.056
=12.2150-0.056
da=(dT+Zmin)
=12.575
校核: |δt|+|δa |≤Zmax-Zmin
0.056+0.084=0.14≤0.14 mm (滿足間隙公差要求)
式中:LT、LA——凸凹模橫向尺寸;
Lmin——彎曲件橫向的最小極限尺寸;
△——彎曲件橫向尺寸公差,mm
δ——凸模和凹模的制造公差,mm
Z——彎曲凸凹模雙邊間隙;根據(jù)實踐經(jīng)驗取0.004;
2.6彈簧的設計
由以上計算可知落料時卸料力和工件卸料力分別為F1=1567N,F2=3116.2N,這個力相對較小,采用彈簧卸料裝置較為合適。
(1)彈簧的設計計算:
1)根據(jù)分析此復合模沖壓力比較不大,采用彈性卸料力可以,所以采用彈簧是合適。
2)根據(jù)總卸料力F卸 以及模具結(jié)構(gòu)估計擬用彈簧個數(shù)n ,計算每個所承受的負荷F預
即 F預= F卸/n
3) 根據(jù)F預的大小,從表中初選彈簧規(guī)格,使所選彈簧的工作極限負荷Fj大于F預.
4)根據(jù)所選彈簧的工作極限負荷Fj和hj 工作極限負荷下的總變形量 ,作出該序號彈簧的特性曲線。
5)檢查彈簧最大允許壓縮量,如滿足下列條件,則彈簧選得合適。
hj≥h預+h工+h修磨
式中 h預 ——— 彈簧預壓縮量;
h工 ——— 卸料板工作行程,一般取料厚加1
h修磨 ——— 凸,凹模修模量,取6mm
如果hj <h預+h工+h修 .則必須重新選擇彈簧。
分別把F1和F2代入上公式中,計算并查表得所用的彈簧分別為:3×15×75 GB2089-80 和 1×10×20GB2089-80 。
3模具的總體設計
3.1模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知,采用復合沖壓,所以模具類型為復合模,凸凹模和沖孔凸模在上,落料凹模和彎曲凸模在在下模為典型的倒裝沖孔落料復合模。
3.2模具定位方式的選擇
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,控制條料的送進步距采用擋料銷定距,簡單,可靠,定位方便。
3.3卸料、出件方式的選擇
因為工件料厚為1.0mm,相對較薄,卸料力也比較小,故可以采用彈性卸料。又因為是復合模生產(chǎn),所以采用上出件比較便于操作和提高生產(chǎn)效率。
3.4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)整等因素該復合模采用后側(cè)導柱的導向方式。
4主要零部件的結(jié)構(gòu)設計
根據(jù)模具設計的基本形式,可以確定模具的基本零件的結(jié)構(gòu)和尺寸。
4.1沖孔凸模的設計
根據(jù)制件的零件圖可以知道,沖孔凸模的結(jié)構(gòu)為圓形,具體結(jié)構(gòu)可以根據(jù)具體的設計需要而定。因為所用的沖孔凸模均為圓形,而且由 的數(shù)據(jù)可得,這里所用的圓形凸模都是不需要特殊保護的沖孔凸模,所以沖孔凸模均采用圓頭直桿圓凸模,其總長L可根據(jù)具體設計按如下方式計算:
圖 4
其中:
沖孔凸模長度查 選標準件為 材料為Cr12, L=40
由沖孔凸模刃口d=4.1mm查手冊﹝2﹞表2.54可知 h=3mm, D1=11mm, D=8mm, L=40
沖孔凸模強度校核 要使凸模正常工作,必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸模材料的許用壓應力,即
對于圓形凸模 dmin≥
式中 dmin—圓形凸模最小截面直徑,mm
t—沖裁材料厚度,mm
—沖裁材料的抗剪強度,MPa
—凸模材料許用強度,?。?.0~1.6)×103MPa
dmin≥==1.34mm 所以承壓能力足夠。
抗縱向彎曲力校核 對于圓形凸模(有導向裝置)
Lmax≤270d2/
式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度,mm
F ——沖模力,N
d——凸模最小截面的直徑,mm
Lmax≤270d2/=270×4.12/=55mm 所以長度適宜。
凸模固定端面的壓力
q =<
式中 q—凸模固定端面的壓力,MPa
F—落料或沖孔的沖裁力,N
—模座材料許用壓應力,MPa
q ==122MPa
凸模固定板端面壓力超過了80~90MPa,為此應在凸模頂端與模座之間加一個淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼,根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝2﹞表15.60,查得72×60×28
4.2 落料凹模的設計
結(jié)合工件外形并考慮加工,凹模采用組合式凹模,中心留有彎曲凸模的空間,所以中心為一定形狀的通孔。將落料凹模設計成直通式,各沖裁的凹??拙捎镁€切割機床加工,4個M8的螺釘固定在墊板上,與凹模固定板配合按H6/m5。安排凹模在模架的位置時,要根據(jù)壓力中心的數(shù)據(jù),將壓力中心和模柄中心重合,其落料凸模的長度根據(jù)沖孔凸模的長度進行設計,取L=40mm根據(jù)前面凸模的設計時的尺寸計算可以得出,下面對其輪廓尺寸進行計算:
凹模的厚度 H=KB
取K=0.4由[3]P104表2.9.5
則H=0.4×46=18.4mm
此為最小值圓整到18mm即H=20mm
取凹模厚度為18壁厚為20mm
凹模的寬度 L1 =80mm
凹模的長度 取L2=88
即凹模的輪廓尺寸為88mm×80mm×20mm
結(jié)構(gòu)詳圖如下所示:
圖 5
4.3 凸凹模的設計
結(jié)合工件外形并考慮加工,凸凹模采用整體凸凹模,將落料凸凸模設計成直通式,沖裁的凸凹模外形及孔均采用線切割機床加工,4個M8的螺釘固定在下墊板上,與凸模固定板配合按H6/m5,其材料為Cr12。
圖6
4.4 彎曲凸模的設計
根據(jù)彎曲件的結(jié)構(gòu),其設計為整體式,由于要卸小孔料,其中心加工為一個階梯孔,由于工件厚度為1 相對彎曲半徑不大,為了使工件成型后發(fā)生回彈采用背壓的作用來防止回彈。其工件設計形狀如下:
圖7
4.5 卸料板和導料銷及導料板的設計
條料采用兩個導料銷導料,送進方向上采用一個擋料銷進行定位,導料定位都較可靠,方便,將其固定在卸料板上,在凹模板上設置避讓孔,其深度稍大于銷頭部高度。
(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6mm。
卸料板采用45鋼制造,淬火硬度為45~45HRC,尺寸如下圖。
圖 8
(2)導料板的設計與標準化
經(jīng)查表分析得]導料板長度L=90mm,寬度B=12.7mm ,厚度h=6mm如圖15。
如圖: 9 導料板的設計
(3) 固定擋料銷的設計與標準化
固定擋料銷的設計根據(jù)標準件,選用此擋料銷如圖所示.
如圖 10固定擋料銷的結(jié)構(gòu)
選用直徑φ3mm,L=8mm材料為45鋼A型固定擋料銷(JB/T7649.10—94)
4.6 聯(lián)接件的選用與標準化
本模具采用螺釘固定,銷釘定位。具體講
內(nèi)六角螺釘標記:45鋼M6×60 GB70—85
卸料螺釘標記:45鋼M8×80 GB2867.5—81
螺釘標記:45鋼M6×50 GB68—76
圓柱銷釘標記:45鋼A6×60 GB 119—86
圓柱銷釘標記:45鋼4×35 GB119—86
4.7模架及其它零部件的設計
該模具采用中后側(cè)導柱模架,這種模架的導柱在模具后側(cè)位置,模具較敞開。以凹模周界尺寸為依據(jù),選擇模架規(guī)格。根據(jù)模具周界的具體尺寸,查《模具標準應用手冊》表3-6選后側(cè)導柱模架最合適的規(guī)格是:
上模座125×100×35 GB/T2855.5
下模座125×100×45 GB/T2855.6—81的標準模架,材料為HT200。
上模座厚度H上模取35mm,墊板的厚度H墊取28mm,凸凹模厚度為45mm,落料凹模厚度為20mm,下模座的厚度45mm,那么,該模具的閉合高度:
H閉= H上座+ H下座 + H墊 +H凸凹模+ H落料凹模- h2
=35+45+28+44.5+20-1=251.5mm
式中: H上座——上模座厚度
H下座——下模座厚度
H墊——墊板厚度
H凸凹?!拱寄5拈L度
H落料凹模——凹模厚度
h2——凸凹模沖裁后進入凹模的深度,此處取1mm.
可見該模具閉合高度較小,綜合考慮因選壓力機J23—63,最大裝模高度400,可以使用。
根據(jù)設計出來的最大閉合高度設計導柱和導套,有模座上的導柱和導套的尺寸確定選擇的尺寸查《模具標準應用手冊》得:
導柱A22h5×130 GB/T2861.1—81
導套A22H6×80×33 GB/T2861.6—81
模柄的設計
根據(jù)壓力的相關(guān)參數(shù),查《模具標準應用手冊》選擇模柄為壓入式模柄其參數(shù)為25×80 ,JB/T7646.1—81Q235。模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結(jié)構(gòu)如圖所示:
圖 11
5模具總裝配圖
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、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料,以彈簧為彈性元件。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頂桿和卸料螺釘推出。
條料送進時采用固定擋料銷作為粗定距,在落料凸模上安裝導料板,得用條料上兩邊兩個導料板進行導正,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 12
1—卸料板 2—上模板 3—彈簧 4—擋料銷—5凸凹模 6—墊板 7—銷釘 8—打料板 9—打桿 10—模柄 11—內(nèi)六角螺釘 12—卸料螺釘 1—3導套 14—活動銷 15—沖孔凸模 16—推料板 17—導柱 18—壓變?nèi)Γ?9—落料凹模 20—頂桿 21—卸料螺釘 22—彎曲凸模 23—螺釘 24—螺釘 25下—模板 26—彈簧 27—卸料板 28—螺母
6模具零件的加工工藝
本套模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件即落料凹模,彎曲凸模和凸凹模,若采用線切割加工技術(shù),這些零件的加工就變得相對簡單。
落料凹模的工藝過程卡
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
工序簡圖
1
備料
將毛坯鍛成長放體105mm×85mm×25mm
2
熱處理
退火
3
刨平面
刨各平面,厚度留磨削余量為0.6 mm 側(cè)面為0.4 mm
4
磨平面
磨上下平面留磨削余量0.3~0.4 mm,相鄰側(cè)面保持垂直
5
鉗工劃線
劃出對稱中心線,螺紋孔和銷孔線
6
型孔粗加工
在仿銑床上加工型孔,流單邊加工余量0.15 mm
7
加工螺紋孔和銷孔
按位置加工各孔
8
熱處理
淬火回火,保證58~62HRC
9
磨平面
精磨上,下平面
10
線切割
按圖要求切割型腔
11
鉗工精修
全面達到設計要求
12
檢驗
彎曲凸模的工藝過程卡
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
工序簡圖
1
下料
按尺寸75mm×35mm×30mm將毛坯鍛成矩形
2
熱處理
退火
3
粗加工毛坯
銑六平面,保證尺寸
4
磨平面
磨上下平面留磨削余量0.3~0.4 mm,相鄰側(cè)面保持垂直
5
鉗工劃線
劃刃口輪廓線,螺紋孔和固定孔
6
刨型面
按線刨刃口型面,留單邊余量0.3 mm
7
鉗工修正
加工螺紋孔和鉆孔,保證平面平整,余量均勻
8
熱處理
淬火回火,保證58~62HRC
9
磨端面
精兩端面,保證與型面垂直
10
磨型面
成行,磨刃口型面達設計要求
11
檢驗
沖孔凸模的工藝過程卡
序 號
工 序 名 稱
工 序 內(nèi) 容
1
下 料
Φ18mm×50 mm
2
車
車軸為階梯即Φ11.6 mm×3.5 mm ,Φ8.6 mm×20.5 mm,Φ4.7 mm×14.5 mm
3
熱 處 理
退火至180-200HBS
4
磨
磨軸至尺寸Φ11.04 mm×3.03 mm ,Φ8.04 mm×20.03mm,Φ4.13 mm×14.03 mm
5
熱 處 理
淬火至要求
6
鉗工修正
研磨至尺寸要求
凸凹模的工藝過程卡
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
工序簡圖
1
備料
將毛坯鍛成長放體90mm×70mm×60mm
2
熱處理
退火
3
銑平面
銑各平面,厚度留磨削余量為0.6 mm 側(cè)面為0.4 mm
4
磨平面
磨刃口平面留磨削余量0.3~0.4 mm,相鄰側(cè)面保持垂直
5
鉗工劃線
劃出對稱中心線,螺紋孔和銷孔線,保證平面平整,余量均勻
6
型孔粗加工
在仿銑床上加工型孔,流單邊加工余量0.15 mm
7
加工螺紋孔和銷孔
按位置加工各孔,保證平面平整,余量均勻
8
熱處理
淬火回火,保證58~62HRC
9
磨平面
精磨刃口面和型腔面,
10
鉗工精修
全面達到設計要求
11
檢驗
本模具屬于帶有壓邊圈的彎曲沖壓模。在裝置模具時,應邊試驗,邊調(diào)整,直到合適為止。
總 結(jié)
本課程設計是我們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。它在我們的學習中占有重要的地位。
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了的知識,同時感觸最深刻的是:所學知識只有在應用中才能在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(chǔ)課:如機械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)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手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等隊要設計的問題進行查詢,我了解了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(shù)工作設計的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)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(guān)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(shù)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(gòu)思出與沖壓設備相適應的模具總體結(jié)構(gòu),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(jié)束,在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料,請教各位老師有關(guān)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,這是每個人學習事物所必經(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,為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。
致 謝
本設計在設計過程中得到了丁海等指導老師的大力支持和幫助,再次表示誠摯的感謝!
感謝各位老師在三年之中的教導和在做設計的過程中對我的幫助。使我在大學三年里不但學到了更多知識,而且學到了怎么做人、怎么做事。在此衷心對各位老師的辛勤教導表示感謝。雖然我就要走出校進入社會,但是老師對我的教導和幫助我想我一輩子也不會忘記!那講課的聲音在我耳邊久久回蕩,那寫字的身影在腦海里留下了深深的印記,如果還有下一次做學生我仍然選擇做您的學生!
畢業(yè)之后,我一定會努力工作的,不辜負各位老師對我們的深切期望,在這里也說一聲:老師你辛苦了。
祝各位老師,身體健康、萬事如意!
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導向板沖孔落料彎曲復合模模具設計
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