E字形鐵芯沖片模具設(shè)計(jì)【鐵心沖片的沖壓模具設(shè)計(jì)】
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計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明目 錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) (2) 二、 零件的工藝分析及工藝方案 (4)三、 排樣方案 (6)四、 沖壓力計(jì)算及設(shè)備選擇 (10)五、 壓力中心計(jì)算 (12)六、 模具結(jié)構(gòu)草圖 (15)七、 工作零件設(shè)計(jì) (16)八、 卸料裝置的設(shè)計(jì) (28)九、 標(biāo)準(zhǔn)件的選用 (30)十、 設(shè)備校核(35)十一、設(shè)計(jì)總結(jié) (37)十二、凸凹模加工工藝規(guī)程編制 (38)十三、參考資料 (40) 第1頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)內(nèi)容及要求:一、 原始數(shù)據(jù): 1. 產(chǎn)品零件圖:如下圖2. 材料:DR510;厚:1.03. 生產(chǎn)批量:大批量二、 設(shè)計(jì)要求:1. 在滿足生產(chǎn)率保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),要求成本低,模具壽命長(zhǎng);2. 模具的制造工藝性良好,裝配方便;3. 操作安全、方便;4. 便于搬運(yùn)、安裝;5. 外形美觀。三、 設(shè)計(jì)圖紙:1. 模具總裝圖一張2. 全部模具零件圖紙(其中至少有一張A2以上電腦繪圖)四、 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1. 資料數(shù)據(jù)充分,并標(biāo)明數(shù)據(jù)出處。2. 計(jì)算過(guò)程詳細(xì)、完全。3. 公式的字母含義應(yīng)標(biāo)明,有時(shí)還應(yīng)標(biāo)注公式的出處。 第2頁(yè) 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明4. 內(nèi)容條理清楚,按步驟書(shū)寫(xiě)。5. 說(shuō)明書(shū)要求用計(jì)算機(jī)打印出來(lái)。五、 自選一個(gè)重要模具零件編制加工工藝規(guī)程六、 參考資料 指導(dǎo)老師:賀 金 華 2007年5月3日 第3頁(yè) 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明第二章 零件的工藝分析及工藝方案零件圖如下所示: 零件圖1. 形狀: 鐵心沖片形狀如“山”字形,其長(zhǎng)為48mm,寬為24.6mm, 兩邊距底邊21mm和5mm處各有一個(gè)直徑為3mm的孔,并與中心線對(duì)稱(chēng)。因此其形狀較簡(jiǎn)單。 第4頁(yè) 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明2. 尺寸: 該零件尺寸最大為48mm,而其孔直徑較小,孔中心距邊緣距離也小,因此,對(duì)沖孔的精度要求高。所以按要求取其精度等級(jí)為IT9級(jí)。3. 沖孔時(shí)工藝:零件圖上四個(gè)小孔的直徑為3mm,考慮到凸模強(qiáng)度限制,孔的尺寸不宜過(guò)小,其數(shù)值與孔的形狀、材料的機(jī)械性能、材料的厚度等有關(guān)。4. 表面質(zhì)量:做為鐵心沖片,其平面度、直線度以及對(duì)稱(chēng)度要求較高,則其表面質(zhì)量要求較高。5. 材料性能:本零件所給的材料為DR510,即為熱軋硅鋼。硅鋼的硬度非常高,其抗拉強(qiáng)度在400MPa600MPa之間。6. 制定沖壓工藝方案: 由零件圖及零件圖中的工藝要求,制定沖壓工藝方案如下:本零件設(shè)計(jì)為一套復(fù)合模,即落料沖孔復(fù)合模。 同時(shí)根據(jù)其精度分析如下: 第5頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明1) 本零件采用有較高精度的滑動(dòng)導(dǎo)向進(jìn)行沖裁,模架為中間導(dǎo)柱模架; 2) 本零件采用條料送進(jìn);3) 模具中采用導(dǎo)尺和擋料銷(xiāo)定位。 第三章 排樣方案 1、毛坯尺寸的計(jì)算:1)、 排樣圖如下:參考冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P56 第6頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明從工件的形狀尺寸來(lái)看,為使模具制造更簡(jiǎn)單、方便,我們優(yōu)先選用直排。2)、 材料搭邊值: 查表2-10,工件最小搭邊值a=1.2mm,a1=1.5mm,考慮支撐面剛度問(wèn)題,在設(shè)計(jì)中取其搭邊值為 a=3mm,a1=2mm。3)、 計(jì)算步距:S0 =b+a = 24.6+3 =27.6mm4)、 定位方式: 從工件的形狀以及尺寸上看,為使工件能準(zhǔn)確定位,本設(shè)計(jì)中采用導(dǎo)尺和擋料銷(xiāo)來(lái)定位。2. 條料寬度計(jì)算:本設(shè)計(jì)為無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)的條料寬度計(jì)算,計(jì)算結(jié)果如下: B =(D+2a1+)0- =(48+2*2+0.1)0-0.1 =52.10-0.1 mm參考冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P136 參考冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P62 第7頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 導(dǎo)料板之間的尺寸,即導(dǎo)料尺寸為:B1=B+C1 =52.1+0.1 =52.2mm式中 B 條料寬度(mm); B1 導(dǎo)料板的導(dǎo)料尺寸(mm); D 工件橫向最大尺寸(mm); a1 橫搭邊; 條料寬度公差,見(jiàn)表2-11表2-12;C1 條料入端間隙,見(jiàn)表2-13;3. 材料利用率計(jì)算:一段條料能沖出的工件的重量與這段條料重量之比的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為材料利用率。由于板料沖裁時(shí)板厚是一定的,所以材料利用率可用面積之比,即一段條料的有效面積與這段條料的面積之比,來(lái)代替重量之比。同一工件,排樣不同時(shí),材料利用率也會(huì)不同,材料利用率越高者越省料。因此,材料利用率是判斷排樣是否經(jīng)濟(jì)的重要參數(shù)。 第8頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 但材料利用率并不是選擇排樣的唯一標(biāo)準(zhǔn)。一般按下述原則選擇:對(duì)于銅板等較貴重材料,特別是在生產(chǎn)量較大時(shí),應(yīng)盡量選擇材料利用率較高的排樣。如果某種排樣不其它排樣的材料利用率提高不到5%,且使模具復(fù)雜化時(shí),那么這種排樣是不可取的。而在生產(chǎn)量小時(shí),應(yīng)盡可能選擇比較簡(jiǎn)單的排樣,以便模具容易制造。按條料計(jì)算材料利用率來(lái)計(jì)算: =(n*A/L*B)*100% A=48*24.6-*3*4-10.6*14*2 =846.3mm2 即:=3*846.3/(84.5*52.5) =57.2%式中: n 一根條料能沖出的工件數(shù)目; L 條料的長(zhǎng)度(mm); A 一個(gè)工件的實(shí)際面積(mm2)。參考冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P64 第9頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明第四章 沖壓力計(jì)算及設(shè)備選擇1. 沖壓力的計(jì)算:沖裁的基本工序?yàn)槁淞稀_孔,沖裁方式為彈壓卸料逆出件方式,所以沖裁力計(jì)算結(jié)果如下:電工硅鋼的抗剪強(qiáng)度為450(退火);落料:F1 = KA =(48*2+24.6*2+10.6*4)*1*450*1.3 =109746 N沖孔:F2 = KA = 1.3*4*3*1*450 = 22053.98 NF= F1+F2 =109846+22053.98=131899.98 N卸料力:FQ1 =K1F=0.04*131899.98=5276 N頂件力:FQ3=K3F=0.06*131899.98=7914 N 因此總沖壓力:F0=F+ FQ1 + FQ3 =131899.98+5276+7914 =145089.98 N參考冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P23P25 第10頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 式中 A 剪切斷面面積(mm2); 板料的抗剪強(qiáng)度(MPa); K 安全系數(shù),取1.3; FQ1 、FQ3 分別為卸料力、頂件力; K1 、 K3 分別為卸料力系數(shù)、頂件力系數(shù),其值見(jiàn)表1-7。 2. 設(shè)備的選擇: 根據(jù)零件形狀大小以及生產(chǎn)批量要求,同時(shí)根據(jù)計(jì)算所得選定壓力機(jī)為開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)。 因?yàn)镕0=145089.98 N,所以選定壓力機(jī)為J23-16,其壓力機(jī)主要規(guī)格如下: 型號(hào) J23-16 公稱(chēng)壓力/KN 160 滑塊行程/mm 70 滑塊行程次數(shù)/(次/min) 115 最大閉合高度/mm 220 第11頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm 60 模柄孔尺寸/mm 40x65 傾斜角 30立柱間距離/mm 220 工作臺(tái)板厚度/mm 50 工作臺(tái)尺寸/mm(左右) 450 工作臺(tái)尺寸/mm(前后) 300 滑塊底面尺寸/mm(左右) 200 滑塊底面尺寸/mm(前后) 180 電機(jī)功率/KW 1.5第五章 壓力中心計(jì)算沖裁力合力的作用點(diǎn)稱(chēng)為沖裁的壓力中心。為了保證壓力機(jī)和模具平穩(wěn)的工作,必須使沖模的壓力中心一壓力機(jī)滑塊中心線相重合,對(duì)于使用模柄的中小型模具就是要使其壓力中心與模柄軸線相重合, 第12頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明否則將使沖模和壓力機(jī)滑塊承受側(cè)向力,引起凸、凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損,甚至還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌的磨損、影響壓力機(jī)精度。對(duì)與工件外行尺寸大、形狀復(fù)雜、多凸模的沖裁模和級(jí)進(jìn)模,正確確定其壓力中心就顯得更為重要。根據(jù)零件圖建立坐標(biāo)系xoy,如下圖:坐標(biāo)圖 各線段及圓的長(zhǎng)度和重心坐標(biāo)如下: 第13頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 L1=48mm x1=24mm y1=0 L2=3mm x2=11mm y2=5mmL3=3mm x3=37mm y3=5mmL4=24.6mm x4=48mm y4=12.3mmL5=7mm x5=44.5mm y5=24.6mmL6=3mm x6=44.5mm y6=21mmL7=10.6mm x7=41mm y7=19.3mmL8=14mm x8=34mm y8=14mmL9=10.6mm x9=27mm y9=19.3mmL10=6mm x10=24mm y10=24.6mmL11=10.6mm x11=21mm y11=19.3mmL12=14mm x12=14mm y12=14mmL13=10.6mm x13=7mm y13=19.3mmL14=7mm x14=3.5mm y14=24.6mmL15=3mm x15=3.5mm y15=21mmL16=24.6mm x16=0 y16=12.3mm 第14頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明x0=(x1*L1+x2*L2+x16*L16)/(L1+L2+L16) =(24*48+11*3+0*24.6)/(48+3+24.6) =24mm;y0=(y1*L1+y2*L2+y16*L16)/(L1+L2+L16) =(0*48+5*3+12.3*24.6)/(48+3+24.6) =12.417mm經(jīng)計(jì)算得壓力中心的坐標(biāo)為:X0=24 Y0=12.417??扇?X0=24 Y0=12,作為設(shè)計(jì)模具的參數(shù)。第六章 模具結(jié)構(gòu)草圖 結(jié)構(gòu)草圖如下: 第15頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明第七章 工作零件設(shè)計(jì)1. 工作零件設(shè)計(jì): 凸模設(shè)計(jì)的三原則: 為了保證凸模能夠正常工作,設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿足如下三原則: (1)、精確定位 凸模安裝到固定板上以后,在工作過(guò)程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的位移,否則將造成沖裁間隙不均勻,降低模具壽命,嚴(yán)重時(shí)可造成啃模。 第16頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 (2)、防止拔出 回程時(shí),卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中拔出來(lái)。(3)、防止轉(zhuǎn)動(dòng) 對(duì)于工作段截面為圓形的凸模,當(dāng)然不存在防轉(zhuǎn)問(wèn)題。可是對(duì)于一些截面比較簡(jiǎn)單的凸模,為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易,常常將凸模固定段簡(jiǎn)化為圓形。這時(shí)就必須保證凸模在工作過(guò)程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),否則將啃模。凸模的設(shè)計(jì)包括落料凸模(凸凹模)、沖孔凸模。2. 凹模的外形尺寸確定:(1)、在排樣圖上沿送料方向與垂直料料方向從凹??字g最大距離處畫(huà)一矩形l*b為凹模有效面積。凹模有效面積矩形的對(duì)稱(chēng)中心應(yīng)與壓力中心重合,以便使模柄的中心線通過(guò)壓力中心。經(jīng)計(jì)算,我們所取壓力中心與矩形l*b的中心重合。因此,凹模 有效面積即為凹模形孔。所以,只要確定凹模壁厚c,就能確定凹模外形尺寸L*B。 凹模壁厚c主要考慮布置連接螺釘和銷(xiāo)釘孔的需要,同時(shí)也能保證凹模的強(qiáng)度和剛度,設(shè)計(jì)時(shí)可參照2-17選取。 參考沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P74表2-17 第17頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 因此,估算凹模外形尺寸時(shí),我們從凹模有效面積向外擴(kuò)大3040mm,即:L=48+(3040)=7888mm;B=24.6+(3040)=54.664.6mm選用標(biāo)準(zhǔn)件: 查表得L*B=80*63凹模板厚度: 按經(jīng)驗(yàn)公式H=K1K2(0.1F)1/3算得 H=23.62mm式中 K1為凹模材料修正系數(shù),在這取1, K2為凹模刃口周邊長(zhǎng)度修正系數(shù),見(jiàn)表2-18。設(shè)計(jì)中根據(jù)要求我們?nèi)=25mm。為方便凹模的制作加工,凹模采用鑲拼式結(jié)構(gòu)。因此在設(shè)計(jì)模具時(shí),還要考慮拼塊的固定。所以,凹模的固定可用具有一定過(guò)盈量的外套箍緊。為使凹??蛴凶銐驈?qiáng)度,其厚度我們定為45*37mm。所以,凹模周界為L(zhǎng)*B=125*100。分別參考沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)與中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典第三卷沖壓模具設(shè)計(jì) 第18頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明3. 刃口尺寸計(jì)算:刃口尺寸計(jì)算的一般原則:1) 刃口尺寸應(yīng)保證沖出合格工件2)刃口磨損一些仍能沖出合格工件 3)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取最小合理沖裁間隙。本設(shè)計(jì)采用配作法制模計(jì)算刃口尺寸。落料:其工件圖和凹模磨損圖如下,未注公差為IT14級(jí)。工件圖與凹模磨損圖 第19頁(yè)湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 首先查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表確定每個(gè)未注公差尺寸的偏差值勤如下: 軸類(lèi)尺寸:480-0.62;60-0.3;70-0.36; 孔類(lèi)尺寸:140+043;10.60+0.43; 自由長(zhǎng)度尺寸:24.60.52。 畫(huà)出凹模刃口的磨損圖,如上圖所示。刃口磨損后,增大的尺寸有Ad1、Ad2、Ad3、Ad4;減小的尺寸有Bd ;不變的尺寸有Cd。按分類(lèi)后的刃口尺寸再將工件相應(yīng)尺寸分類(lèi):a1=480-0.62、a2=(24.60.52)、a3=60-0.3、a4=70-0.36、b=140+043、c=10.60+0.43。全部工件尺寸為IT14級(jí),磨損補(bǔ)償系數(shù)x=0.5, 因此,凹模刃口尺寸為: Ad1=(48-0.5*0.62)+0.62/40 =47.69+0.1550 Ad2 =(25.12-0.5*1.04)+1.04/40 =24.6+0.260 Ad3 =(6-0.5*0.3)+0.3/40 =5.85+0.0750Ad4 =(7-0.5*0.36)+0.36/40=6.82+0.090 Bd =(14-0.5*0.43)0-0.43/4 =13.7850-0.108Cd =(10.6+0.43/2)0.43/8=10.8150.054查沖裁間隙表1-3得該件沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=(6%*1)mm=0.06mm 第20頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 在凸模零件工作圖上,注與凹模刃口尺寸對(duì)應(yīng)的基本尺寸,不注公差。并在技術(shù)要求中注寫(xiě)“刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配作,保證單邊間隙為0.03mm”。沖孔:其工件圖和凸模磨損圖如下工件圖與凸模磨損圖 第21頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明由凸模刃口磨損圖可確定凸模刃口尺寸磨損后的性質(zhì),見(jiàn)上圖。刃口磨損后,凸模尺寸將減小。工件尺寸為IT12級(jí),磨損補(bǔ)償系數(shù)x=0.75。計(jì)算如下:Bd =(3+0.75*0.1)0-0.1/4 =3.0750-0.025 工件孔中心距尺寸: Ld1 =(40.9+0.2/2)0.2/8 =410.025 Ld2 =(25.9+0.2/2)0.2/8 =260.025 Ld3 =(15.9+0.2/2)0.2/8 =160.025查沖裁間隙表1-3得該件沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=(6%*1)mm=0.06mm 在凹模零件工作圖上,注與凸模刃口尺寸對(duì)應(yīng)的基本尺寸,不注公差。并在技術(shù)要求中注寫(xiě)“刃口尺寸按凸模實(shí)際尺寸配作,保證單邊間隙為0.03mm”。4. 工作零件的設(shè)計(jì):1)、 落料凸模(凸凹模)的設(shè)計(jì)及加工: 第22頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 根據(jù)沖裁時(shí)凸模所受的力,為滿足其需要,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)采用直通式,其結(jié)構(gòu)如下:落料凸模設(shè)計(jì)以凹模為基準(zhǔn),凸模為配制件,則凸模刃口尺寸為: Ad1= 47.69;Ad2 =24.6; Ad3 =5.85 ;Ad4 =6.82 Bd =13.785 ;Cd =10.8150.054凸模根據(jù)其強(qiáng)度要求,選用Cr12MoV,材料熱處理后的硬度為6062HRC。直通式凸模采用鉚裝式固定,凸模與固定板采用H7/m6的過(guò)渡配合。 第23頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 凸模的裝配方法為奪壓入法,其特點(diǎn)為連接牢固可靠,對(duì)配合孔的精度要求高。加工成本高,因以凹模為配作件,所以凹模以凸模為基準(zhǔn)配作,保證單面間隙為0.03mm。凸模的加工方法:沖壓模具的凸模都需進(jìn)行淬火等熱處理工藝,獲得高硬度和高耐磨性,則可采取以下加工方案:鍛造退火機(jī)加工淬火、回火精磨或電火花加工成品 第24頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明凸模長(zhǎng)度的確定:設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模具時(shí),當(dāng)選定了典型組合以后,凸模的長(zhǎng)度就確定了。設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)模具時(shí),凸模的長(zhǎng)度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要,并考慮磨損量和安全因素來(lái)確定。因本模具采用的是標(biāo)準(zhǔn)模具,因此凸模的長(zhǎng)度就可以通過(guò)公式來(lái)求,具體計(jì)算如下:彈性卸料方式的凸模長(zhǎng)度按下式計(jì)算:(2-7) L=h1+h2+h4+h5-0.2 =24+20+20-0.2 =63.8mm式中: h1凸模固定板厚度(mm) h4彈壓卸料板厚度(mm) h5預(yù)壓狀態(tài)下卸料橡皮厚度(mm),h5=(0.850.9)H,H為自由狀態(tài)下橡膠的厚度。公式中的0.2mm是凸模端面縮進(jìn)卸料板的距離。 第25頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 2)、沖孔凸模的設(shè)計(jì): 沖孔凸模的設(shè)計(jì)以凸模為基準(zhǔn),凹模為配制件,則凹模的刃口尺寸為: Bd =3.075凸模根據(jù)其強(qiáng)度要求,選用Cr4W2MoV,材料熱處理后的硬度為6062HRC。凸模的安裝與固定方法如下:因所設(shè)計(jì)的凸模為圓凸模,所以其固定方式為凸模固定板上加工出臺(tái)階來(lái)固定。(示圖如下:)凸模與固定板的配合為H7/m6過(guò)渡配合。凸模的裝配方法為壓入法,其特點(diǎn)為連接牢固可靠,對(duì)配合孔的精度要求高。加工成本高,因以凹模為配作件,所以凹模以凸模為基準(zhǔn)配作,保證單面間隙為0.03mm。參考中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 第26頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 凸模的加工方法:沖壓模具的凸模都需進(jìn)行淬火等熱處理工藝,獲得高硬度和高耐磨性,則可采取以下加工方案:鍛造退火機(jī)加工淬火、回火精磨或電火花加工成品。凸模長(zhǎng)度的確定:設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模具時(shí),當(dāng)選定了典型組合以后,凸模的長(zhǎng)度就確定了。設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)模具時(shí),凸模的長(zhǎng)度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要,并考慮磨損量和安全因素來(lái)確定。因本模具采用的是標(biāo)準(zhǔn)模具,因此凸模的長(zhǎng)度就可以通過(guò)公式來(lái)求,具體計(jì)算如下:L=h1+h2-t =20+25-1 =44mm式中: h1凸模固定板厚度(mm); h2凹模板厚度(mm); t板料厚度(mm)。 第27頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明第八章 卸料裝置的設(shè)計(jì)卸料裝置的功用是在一次沖裁結(jié)束之后,將條料或工序件與落料凸?;驔_孔凸模脫離,以便進(jìn)行下一次沖裁。因本模具零件精度要求較高,同時(shí)為防止零件的變形,能夠沖出平整的工件。因此采用彈性卸料,而因零件精度高,在采用彈性卸料的同時(shí)要采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。橡膠塊作為彈性元件,具有承受負(fù)荷比彈簧大、安全及安裝調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。沖裁模的工作行程較小,選用橡膠塊作為彈壓卸料裝置的彈性元件更為多見(jiàn)。 本設(shè)計(jì)中材料厚度t為1mm,經(jīng)計(jì)算卸料力Fx為5276N,選用卸料橡膠,其計(jì)算過(guò)程如下:1)、假設(shè)考慮了模具結(jié)構(gòu),決定用8個(gè)厚壁筒形的聚氨脂彈性體。2)、計(jì)算每個(gè)彈性體的預(yù)壓力Fy: Fy=5276N/8=659.5N 3)、考慮橡膠塊的工作壓縮量較小,取預(yù)壓縮率y=10%,并由表227查得單位壓力Fq=1.1Mpa。 第28頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 4)、按式(249)計(jì)算彈性體的截面面積A: A=Fy/Fq=659.5/1.1599.5mm2 5)、如果選用直徑為8mm的卸料螺釘,選取彈性體穿卸料螺釘孔的直徑d=8.5mm。則彈性體的外徑D可按下式求得: (D-d)/4=A 則 D =(4A/+d)1/2 =(4*599.5/+8.52)1/2 29mm因此 D取30mm。6)、橡膠高度的確定:H=hg/(j-y) =2/(0.2-0.1)=20mm 式中:hg橡膠塊工作壓縮量(mm); j橡膠塊極限壓縮率,取20%; y橡膠塊預(yù)壓縮率,對(duì)于聚氨酯,取10%。 對(duì)于卸料橡膠塊,hg即為彈壓卸料板的工作行程,一般取hg=t+1,t為板料厚度。 第29頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 7)、橡膠塊高度的校核: 0.5H/D1.5而本設(shè)計(jì)中H/D=20/30=0.67mm,所以所選橡膠合格。所以經(jīng)計(jì)算選取卸料橡膠塊為: 橡膠塊的高度為 H=20mm 總計(jì)塊數(shù)為 n=8 橡膠塊的材料為 邵氏7080A的聚氨酯橡膠第九章 標(biāo)準(zhǔn)件的選用1. 各用途的螺釘、銷(xiāo)釘?shù)倪x用:根據(jù)模具的實(shí)際選用圓柱頭內(nèi)六角螺釘、銷(xiāo)釘,其結(jié)構(gòu)圖如下: 第30頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 第31頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 螺釘?shù)倪x用例表如下:螺紋規(guī)格d M8 M10螺距p 1.25 1.25b參考 22 26 min 0.15 0.15c max 0.6 0.6da max 9.2 11.2ds max 8 min 7.78 max10 min 9.78e min 14.20 17.59k 6.86 7.89s 12.57 15.57 銷(xiāo)釘?shù)倪x用例表如下:(圓柱銷(xiāo)) 銷(xiāo) GB 11986 d(公稱(chēng)) 6 8 10a 0.80 1.0 1.2c 1.2 1.6 2.0L(公稱(chēng)) 1260 1480 2095參考中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 第32頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明2. 模柄的選用:結(jié)構(gòu)圖如下 根據(jù)壓力機(jī)選擇模柄: 查表,選用壓入式模柄(mm)dd1d2LL1L2L34042501003564 第33頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明3. 模架的選用:各模架名稱(chēng) 尺寸凹模周界 125*100上模座 125*100*35下模座 125*100*45導(dǎo)柱 25*130導(dǎo)套 25*80*28螺釘 M6*164. 各模板的尺寸:凹模板 80*63*25導(dǎo)料板 100*36*6卸料板 100*100*20上固定板 100*100*24下固定板 125*100*15卸料橡膠 H=20所以依據(jù)上面所選的各標(biāo)準(zhǔn)的模架,則整個(gè)模架的尺寸都以選擇了。因此其它的尺寸根據(jù)各模架的尺寸來(lái)確定。參考中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 第34頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 第十章 設(shè)備校核模具結(jié)構(gòu)和各零件都設(shè)計(jì)好后必須對(duì)模具進(jìn)行必要的校核。其中的校核包括凸模強(qiáng)度校核、壓力機(jī)的校核等。 因各尺寸都是計(jì)算出來(lái)的,所以壓力機(jī)的校核以及其它一些的校核都不要校核。因?yàn)樗呀?jīng)有足夠的強(qiáng)度等,而必要校核的是凸模強(qiáng)度的校核。一般凸模的強(qiáng)度是足夠的,沒(méi)有必要進(jìn)行強(qiáng)度校核。只有當(dāng)凸模特別細(xì)長(zhǎng),或凸模的截面尺寸相對(duì)于板厚很小時(shí),才進(jìn)行強(qiáng)度校核。凸模強(qiáng)度校核包括抗壓能力和抗縱向彎曲能力兩個(gè)方面的內(nèi)容。(1)、凸??箟耗芰π:耍?凸模能正常工作,其最小截面承受的壓應(yīng)力必須小于凸模材料允許的壓應(yīng)力: =F/A 落料凸模:=F1/A=109746/187.6=585MPa 沖孔凸模:對(duì)于圓形凸模,F(xiàn)=dt代入上式可得: d4t/ =4*1*450/1000 =1.8mm 第35頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 式中:凸模最小截面的壓應(yīng)力(Mpa) F沖裁力(N) A凸模最小截面積(mm) d凸模最小直徑(mm) t板料厚度(mm) 板料抗剪強(qiáng)度(Mpa) 凸模材料許用壓應(yīng)力(Mpa)如果凸模材料用一般工具鋼,淬火硬度為5862HRC,可取為10001600Mpa,沖裁低碳鋼板時(shí),取300Mpa。核對(duì)各凸模: 落料凸模:; 沖孔凸模:d=3.075mm1.8mm。所以各凸模的強(qiáng)度經(jīng)核算后其各凸模強(qiáng)度足夠。(2)、凸??v向抗彎曲能力校核: 沖裁時(shí)凸模縱向抗彎曲能力可利用桿件受軸向壓力的歐拉公式進(jìn)行校核。因凸模有導(dǎo)向,則采用式(223)計(jì)算: Lmax(2EJ/nF)1/2 第36頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 落料凸模: Lmax(2EJ/nF)1/2 =(2*2.2*105*2*187.62/3*109746)1/2 =681.3mm 沖孔凸模: Lmax(2EJ/nF)1/2 =(2*2.2*105*2*7.52/3*22053.98)1/2 =60.75mm因各凸模尺寸為:落料凸模:L1=63.8mm681.3mm;沖孔凸模:L2=44.5mm60.75mm。經(jīng)驗(yàn)算各凸模的縱向彎曲能力校核以滿足凸模的要求。 第十一章 設(shè)計(jì)總結(jié)本模具的整體設(shè)計(jì)已經(jīng)完成,如今回顧自己的設(shè)計(jì)過(guò)程,總結(jié)如下:本模具設(shè)計(jì)的是鐵心沖片正裝復(fù)合模,是一副落料沖孔模。從零件尺寸及其質(zhì)量要求方面考慮,我們采用的沖壓方式為彈壓卸料逆出件方式,沖壓方案是先落料后沖孔。沖裁后,條料由卸料板卸料,工件由頂件板頂出凹模,而沖孔產(chǎn)生的廢料由斜堵銷(xiāo)頂出凸凹孔外。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是每位大學(xué)生畢業(yè)之前必經(jīng)之路,經(jīng)過(guò)了此次設(shè)計(jì),我初 第37頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 步了解設(shè)計(jì)模具的各道工序,清楚了模具的各個(gè)結(jié)構(gòu),了解了各個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié),具備了一定的設(shè)計(jì)能力,學(xué)到了真正的實(shí)踐知識(shí)。 第十二章 凸凹模加工工藝規(guī)程編制凸凹模加工工藝規(guī)程: 零件圖: 第38頁(yè)湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明 工序1、下料:3050(按等體積法計(jì)算后加上鍛造上燒損量); 工序2、鍛造:鍛成543070(除考慮鍛后的加工余量外還應(yīng)加上線切割時(shí)零件變形影響的料邊尺寸8-10mm); 工序3、熱處理:退火(消除鍛后殘余內(nèi)應(yīng)力,降低硬度); 工序4、刨(或銑):刨(或銑)六面尺寸達(dá)48.725.664.8,選其中長(zhǎng)寬為48.764.8的一面,刨(或銑)與圖樣相符的凹槽,使凹槽尺寸達(dá)13.21164.8; 工序5、平磨:磨凸凹模各平面,一對(duì)垂直側(cè)基面對(duì)角尺; 工序6、鉗工(坐標(biāo)鏜)畫(huà)穿絲孔位置線(4個(gè)),鉆穿絲孔3.1mm,斜堵銷(xiāo)安裝孔擴(kuò)孔至5.2mm,深35mm; 工序7、熱處理:淬火,回火達(dá)硬度58-62HRC; 工序8、平磨:磨各面,達(dá)4824.964.2,一對(duì)垂直側(cè)基面對(duì)角尺,凹槽各面尺寸達(dá)13.510.564.2; 工序9、退磁; 工序10、線切割:按程序切割,切割型面留研磨量0.015; 工序11、鉗工:研磨型面達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 第39頁(yè) 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容說(shuō) 明第十二章 參考資料1. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)鐘锍斌主編 華北航空工業(yè)學(xué)院2. 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典李志剛主編 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)3. 冷沖壓模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)大全高廣升主編 華南理工大學(xué)出版社4. 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組編著5. 沖壓工藝學(xué)李碩本主編 北京機(jī)械工業(yè)出版社
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鐵心沖片的沖壓模具設(shè)計(jì)
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