墊片冷沖壓模具設(shè)計(jì)【落料沖孔倒裝復(fù)合?!俊菊f(shuō)明書(shū)+CAD+UG】
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)墊片冷沖壓模具設(shè)計(jì)學(xué) 姓 名 班 級(jí) 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 系 部 指導(dǎo)老師 完成時(shí)間 2016 年 10 月 22 日至 2016 年 12月 22 日摘 要 隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步,原有的商品已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的所需。然而在許多的物品中,在制造過(guò)程中不少都需要用到模具制造才能夠加工成為一個(gè)完整的商品。因此,模具的發(fā)展與人們的生活是密不可分的,我們利用模具生產(chǎn)加工各式各樣的零件,產(chǎn)品來(lái)滿足人們的生活需求,模具行業(yè)的發(fā)展讓我們的生活更加多姿多彩。此次我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出一套模具來(lái)完成對(duì)大學(xué)生學(xué)習(xí)的總結(jié)。由于材料,特性不同,生產(chǎn)所用的設(shè)備也不同,模具也多種多樣,但廣泛應(yīng)用的有冷沖壓模,塑料模,玻璃成型模,鍛造模等,其中冷沖壓模,塑料模的應(yīng)用最為廣泛,其要求也相對(duì)較高。 隨著社會(huì)的發(fā)展,工業(yè)品質(zhì)也不斷提高,所以沖壓產(chǎn)品要求也越來(lái)越多,多品種,小批量,精密,大型,更新快等特點(diǎn)越來(lái)越明顯?,F(xiàn)在,沖壓模效率越來(lái)越高,精密度越來(lái)越高,壽命也更加長(zhǎng)久。當(dāng)然,隨著計(jì)算機(jī)科技的發(fā)展進(jìn)步,模具行業(yè)也在不斷追求進(jìn)步,正由人工進(jìn)行設(shè)計(jì),用機(jī)械進(jìn)行加工向計(jì)算機(jī)用來(lái)繪制圖形進(jìn)行輔助設(shè)計(jì),數(shù)控控制加工而轉(zhuǎn)變。 在此次畢業(yè)課程設(shè)計(jì)中使用了CAD,u g等畫(huà)圖軟件進(jìn)行零件和裝配圖形的繪制,使用了數(shù)控機(jī)床加工,電火花線切割等加工方式進(jìn)行裝配零件的加工,本次設(shè)計(jì)是一次對(duì)大學(xué)之中所學(xué)內(nèi)容的集中整理和全方位運(yùn)用。 在此次模具設(shè)計(jì)中,由題目的名稱可知,先對(duì)設(shè)計(jì)的沖壓件進(jìn)行零件分析,得出的結(jié)論為普通模具的精度就可以滿足需求。再?gòu)牧慵男螤?,尺寸,?shù)量等情況選擇進(jìn)行加工的方案,得出使用沖孔落料倒裝復(fù)合模,設(shè)計(jì)主要介紹了工藝的計(jì)算,凹凸模的設(shè)計(jì)及其它各種裝置的設(shè)計(jì)等方面。 關(guān)鍵詞:冷沖模、CAD、u g、零件圖形、裝配圖目錄前言1第1章 沖裁工藝設(shè)計(jì)21.1 沖壓件的工藝分析21.2 沖壓方案的確定2第2章 沖裁件的排樣和工藝計(jì)算32.1 排樣方式32.2 確定搭邊值32.3 送料步距S和條料寬度B的計(jì)算32.4 計(jì)算材料利用率32.5 排樣圖32.6 沖壓力的相關(guān)計(jì)算32.7 壓力中心的計(jì)算4第3章 刃口尺寸的計(jì)算 63.1 刃口尺寸的計(jì)算6第4章 模具主要零件設(shè)計(jì)7 4.1 工作零件設(shè)計(jì)74.2 設(shè)計(jì)卸料裝置84.3 設(shè)計(jì)定位零件94.4 設(shè)計(jì)固定板和墊板104.5 設(shè)計(jì)推件裝置124.6 設(shè)備的選用14第5章 模具裝配圖16結(jié)束語(yǔ)17參考文獻(xiàn)18前言 在工業(yè)巨輪的航行進(jìn)程中,模具是一種不可或缺的的工藝裝備,它在我們的生活用品,航空航天,航海遠(yuǎn)洋,軍需用品等方面發(fā)揮著必不可少的作用。模具制造可以提高工作的效率,節(jié)約材料,降低物品的成本,而且在質(zhì)量要求方面可以得到一定的保證,所以,在汽車,飛機(jī),船,玩具,儀器,電器和日常需求品等產(chǎn)品的部件中不少零件都采用模具制造加工。隨著工業(yè)科學(xué)技術(shù)的不斷提高,產(chǎn)品種類和數(shù)量的不斷增加,產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期越來(lái)越短,并且對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì),外觀,使用不斷有新的需求,所以對(duì)模具質(zhì)量的要求也不斷增高?,F(xiàn)代各行各業(yè),都有模具的影子,如果模具設(shè)計(jì)與制造的行業(yè)水平落后或止步不前,就會(huì)造成產(chǎn)品品質(zhì)不過(guò)硬,必將影響其他行業(yè)產(chǎn)品的進(jìn)步與發(fā)展,從而影響到國(guó)家經(jīng)濟(jì)前進(jìn)的腳步。因此,模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)在現(xiàn)代工業(yè)中的地位是不可撼動(dòng),無(wú)可厚非。 在正常溫度下,壓力機(jī)通過(guò)模具對(duì)所選材料進(jìn)行壓合,然后材料變形,或分離掉落,從而得到所需要的尺寸和性能的零件。因沖壓大多是在常規(guī)室溫下進(jìn)行加工,不需要進(jìn)行預(yù)熱,加熱,所以又叫做冷沖壓。目前國(guó)內(nèi)沖壓設(shè)備多為傳統(tǒng)的設(shè)備,主要由機(jī)械壓力機(jī),液壓機(jī)等。沖壓所用的原材料多為金屬材料,主要有板料,管材,線材,帶料等,其中板料所用最多。相對(duì)機(jī)械加工而言,沖壓加工的材料利用率相對(duì)較高,耗能較少,成本比較低,生產(chǎn)效率遠(yuǎn)超機(jī)械加工,操作更加方便,所生產(chǎn)得產(chǎn)品尺寸精度更加符合標(biāo)準(zhǔn),不易變形,并且可以加工出其他方法不易加工或加工不了的零件。所以在機(jī)械制造業(yè),生活用品行業(yè),運(yùn)輸業(yè)中得到大量的輔助應(yīng)用。據(jù)有關(guān)報(bào)表顯示,在儀器,儀表,汽車制造等行業(yè)中,66%70%的零件是沖壓而成;在電子設(shè)備中,85%的零件是沖壓件;在全球,60%74%鋼材質(zhì)的板料,是通過(guò)沖壓工序完成的。第1章沖裁工藝設(shè)計(jì)1.1沖壓件的工藝分析 圖1零件 圖2如圖2所示的墊片結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,圖形對(duì)稱,是由多個(gè)圓剪切形成,各個(gè)轉(zhuǎn)角的位置都有圓弧過(guò)渡,圓弧的尺寸為R1,零件的最窄寬度為13mm,當(dāng)材料所用的厚度是2mm的時(shí)候,經(jīng)過(guò)查表可知,復(fù)合凹凸模所能用最小的壁厚為5mm;圖中為標(biāo)注的尺寸公差全部按IT14級(jí)選取,所以該墊片精度要求不高;材料為20,材料厚度t=2mm,沖裁的工藝性相對(duì)較好。經(jīng)過(guò)多方面分析,該零件沖裁工藝性良好。 1.2沖壓方案的確定該零件的制作過(guò)程運(yùn)用沖孔和落料兩個(gè)基本工序,因此可以分析出3種工藝方案。方案一:先進(jìn)行落料,再?zèng)_孔,采用單工序模生產(chǎn)。方案二:先進(jìn)行沖孔,再落料,運(yùn)用連續(xù)模的方式生產(chǎn)。方案三:落料,沖孔一起完成,因?yàn)樗铔_裁零件的精度要求普通,所以采用倒裝復(fù)合模進(jìn)行加工。一方案所用的模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,但是要用兩套模具才能完成該零件加工,生產(chǎn)的效率不高,另外兩道工序不進(jìn)行同時(shí)加工,定位不準(zhǔn)確,生產(chǎn)的產(chǎn)品精度不符要求。二方案只需要一套模具,生產(chǎn)效率不低,沖裁精度較好,模具結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,維修,制造耗時(shí)耗力。三方案也只用一副模具,效率較高,精度能夠達(dá)到要求,但需要模具結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。用過(guò)三種方案的對(duì)比,根據(jù)實(shí)際情況需求,決定采用三方案進(jìn)行生產(chǎn)加工。第2章沖裁件的排樣與工藝計(jì)算2.1排樣方式從該沖裁件的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和技術(shù)要求考慮,以提高材料的利用率為目的,決定采用有廢料斜排的排樣方法。2.2確定搭邊值 由查表知:工間搭邊值,側(cè)搭邊值。2.3送料步距S和條料寬度B的計(jì)算 =mm零件在垂直送料方向最大值為48.7mm,=0.6mm由查表而得,條料是由剪板方法得到。2.4計(jì)算材料利用率(1487-63.585)/(53.7x43.2)=61.4%2.5排樣圖 圖3 圖4排樣圖2.6沖壓力的相關(guān)計(jì)算零件的模具結(jié)構(gòu)為:使用彈性卸料,沖孔產(chǎn)生的廢料向下推出。2.6.1沖裁力沖裁力由落料力和沖孔力組成,落料力: (L=154.4mm查表知=350MPa)沖孔力: (L=28.26mm查表知=350MPa)沖裁力:2.6.2卸料力卸料力: (查表知)2.6.3推件力推件力: (,查表知 ,h是凹模直壁的高度)2.6.4沖壓力沖壓力:2.7壓力中心的計(jì)算 圖5在如圖所示的直角坐標(biāo)系xOy中將圖形分為, ,五段,沖壓件關(guān)于x軸對(duì)稱,所以。計(jì)算各段壓力中心,。 求得壓力中心坐標(biāo)為(-4.27,0)第3章刃口尺寸的計(jì)算 由圖樣知,沖壓件外形為落料,把凹模作為基準(zhǔn),里面的孔是沖孔;把凸模作為基準(zhǔn),因外形較復(fù)雜,所以用配做加工,其余板和凹凸模用電火花線切割加工。由于圖中并未注明公差尺寸,按IT14級(jí)查表,可知:,,9,。3.1刃口尺寸的計(jì)算落料凹模和凹凸模都用配作加工,由于落料凹模刃口使用過(guò)多磨損后尺寸都有所增大,所以有關(guān)計(jì)算如下:沖裁件尺寸零件的工藝 尺寸 參考公式 凹模尺寸 備注取x=0.5, R30查表可知,凹凸模的外形刃口尺寸和凹模實(shí)際刃口尺寸進(jìn)行配合加工,保證間隙值為,沖孔凸凹模進(jìn)行單獨(dú)加工,不與凹凸模一起加工 可知,工藝尺寸為,工件精度取x=0.5 沖孔凸模尺寸: 沖孔凹模尺寸:第4章模具主要零件設(shè)計(jì)4.1工作零件設(shè)計(jì)4.1.1落料凹模設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)公式,由于需要安裝推件塊,所以??;凹模壁厚:,取。凹模外形尺寸為 圖6 圖7落料凹模4.1.2沖孔凸模設(shè)計(jì)沖孔凸模的結(jié)構(gòu)為階梯式,高度為50mm,該凸模與配做的固定板采用配合 圖8 圖9沖孔凸模4.1.3凸凹模設(shè)計(jì)凹凸模采用直通式結(jié)構(gòu),使用線切割加工 圖10 圖11凹凸模4.2設(shè)計(jì)卸料裝置4.2.1設(shè)計(jì)卸料板卸料板的形狀和凹模一樣,厚度為10mm,材料用45鋼,進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,硬度為HRC4245,同凹凸模的單面間隙為0.15mm 圖12 圖13卸料板4.2.2選擇卸料螺釘卸料板上設(shè)計(jì)4個(gè)M8的卸料螺釘,螺釘擰緊后,卸料板應(yīng)比凹凸模端面高出左右。當(dāng)高度低于0.5mm,用薄墊片安裝在卸料板和螺釘之間進(jìn)行加高,以便符合要求。4.2.3選擇卸料彈簧通過(guò)計(jì)算沖壓模具的結(jié)構(gòu)和卸料力的大小,選用彈簧的數(shù)量n=6,經(jīng)過(guò)計(jì)算,每根彈簧卸料力為: 由預(yù)壓力,彈簧總壓縮量,查彈簧的特性曲線和規(guī)格,預(yù)選彈簧直徑D=40mm,彈簧鋼絲直徑d=6mm。4.3設(shè)計(jì)定位零件由于該零件送料使用的是條料,運(yùn)用如圖14所示的導(dǎo)料銷和擋料銷對(duì)條料的方向和送進(jìn)步距進(jìn)行控制。兩種銷的尺寸都是一樣的,并且都安裝在卸料板上,使用浮動(dòng)式進(jìn)行安裝 圖14 圖15導(dǎo)(擋)料銷4.4設(shè)計(jì)固定板和墊板4.4.1設(shè)計(jì)固定板固定板材料用45鋼,表面進(jìn)行防銹處理,厚度為 圖16 圖17凹凸模固定板 圖18 圖19沖孔凸模固定板4.4.2墊板設(shè)計(jì)由于沖孔凸模和凹凸模端部的單位壓力較大,所以墊板材料也用45鋼 圖20 圖21上墊板 圖22 圖23下墊板4.5設(shè)計(jì)推件裝置4.5.1推板推板材料用45鋼,結(jié)構(gòu)尺寸如下 圖24 圖25推板4.5.2推桿推桿材料45鋼,進(jìn)行熱處理HRC4245 圖26推桿4.5.3打桿 圖27打桿4.5.4推料器 圖28 圖29推料器4.6設(shè)備的選用4.6.1該模具使用后側(cè)導(dǎo)柱模架,運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)模架模架規(guī)格:模架: GBT2861.3-90上模座: GBT2855.5-90下模座: GBT2855.6-90導(dǎo)柱: GBT2861.1-90導(dǎo)套: GBT2861.6-904.6.2壓力機(jī)的選用經(jīng)過(guò)前文大量的計(jì)算可知,壓力機(jī)經(jīng)過(guò)篩選查找可選用J23-25型,該壓力機(jī)的最大的封閉高度為,設(shè)計(jì)的模具閉合高度為,小于選用的壓力機(jī),所以J23-25可以使用。第5章.模具裝配圖 圖31裝配圖結(jié)束語(yǔ) 此次畢設(shè)計(jì)是大學(xué)生活的最后一節(jié),是對(duì)三年大學(xué)學(xué)習(xí)生活所學(xué)知識(shí)的一次梳理,匯總。通過(guò)本次的設(shè)計(jì)使我們對(duì)模具設(shè)計(jì)有一個(gè)整體的了解。就我自己而言,通過(guò)這次的設(shè)計(jì),學(xué)到了很多的知識(shí),注意到了許多原來(lái)不曾注意到的細(xì)節(jié),對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)有了深刻的認(rèn)識(shí),使平常學(xué)的理論變?yōu)榱藢?shí)踐,使我感受頗深。1.任何模具設(shè)計(jì)不僅僅是畫(huà)圖就可以的,所有所學(xué)的基礎(chǔ)課,專業(yè)課都是所必須的。他們是模具設(shè)計(jì)的重點(diǎn),沒(méi)有它們,一張圖紙解決不了問(wèn)題。由于平時(shí)所學(xué)不深,遺忘等,在本次的設(shè)計(jì)中多次都需要回到原來(lái)的課本,加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。2.模具設(shè)計(jì)單單有理論是不夠的,以前的學(xué)習(xí)中,多數(shù)是純理論的學(xué)習(xí),并沒(méi)有整體進(jìn)行過(guò)設(shè)計(jì)。從而使實(shí)踐理論脫節(jié),把模具設(shè)計(jì)理解得過(guò)于簡(jiǎn)單。在此次設(shè)計(jì)中,這種缺點(diǎn)暴露無(wú)遺,對(duì)設(shè)計(jì)造成了很大影響。設(shè)計(jì)要面向企業(yè),面向市場(chǎng),不是隨便設(shè)計(jì)。3.設(shè)計(jì)要有實(shí)用性,安全性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,要從操作者的角度進(jìn)行思考,要方便,安全。另外,要進(jìn)行成本問(wèn)題的考慮,在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件。4.電腦繪制是設(shè)計(jì)中必不可少的一部分,在設(shè)計(jì)中,由于零件的復(fù)雜性,特殊性,很多部件都需要使用軟件繪制。并且電腦繪制尺寸精確,方便快捷,對(duì)模具產(chǎn)業(yè)有不可或缺的作用。5.在設(shè)計(jì)中要足夠認(rèn)真,態(tài)度決定一切。模具是種追求精確的產(chǎn)品,一個(gè)小的疏忽,可能就會(huì)造成設(shè)計(jì)的不成功。只有認(rèn)真,勤學(xué),謙虛,好問(wèn),實(shí)事求是,才能設(shè)計(jì)出好的,完整的模具。 即將畢業(yè)的我們,在實(shí)習(xí)期間,可能會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題。作為一個(gè)新的員工,很多我們并不是很清楚,這就需要我們我們平時(shí)所學(xué)的知識(shí)和積累的經(jīng)驗(yàn)去解決它。并且隨著科技的發(fā)展,一些質(zhì)量好的性能強(qiáng)的,效率高的,耗能少的,價(jià)格更加低的產(chǎn)品將越來(lái)越多。在這個(gè)時(shí)候,就會(huì)有老的產(chǎn)品淘汰。所以我們應(yīng)該樹(shù)立良好的設(shè)計(jì)思想觀,加強(qiáng)模具設(shè)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí),增加自己的知識(shí)儲(chǔ)備量,以使自己達(dá)到社會(huì)的需求。致謝:特別感謝在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予本人幫助的老師和同學(xué),同時(shí)感謝高老師對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)和審核。參考文獻(xiàn)翁其金.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003湯酞?jiǎng)t.冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)出版社,2007張大為.冷沖壓模具結(jié)構(gòu).武漢:華中科技大學(xué)出版社,2009落百輝.沖壓模具技術(shù)問(wèn)答.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007曾霞文.沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).北京:北京理工大學(xué)出版社,2011李正峰.互換性與測(cè)量技術(shù).北京:科學(xué)出版社,2015楊占堯.最新沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用手冊(cè).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010陳黎明,鄧遠(yuǎn)華.冷沖模設(shè)計(jì).北京:電子工業(yè)出版社,201323
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