墊片 (BS13-F40) 鈑金成形工藝及沖壓模具設計-落料模含7張CAD圖.zip

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5.2導料及定距零件的設計………………………………………………………9 5.3 卸料裝置的選擇………………………………………………………………………9 6工作零部件的結(jié)構(gòu)設計…………………………………………………………………10 6.1凹模設計………………………………………………………………………10 6.2凸模設計………………………………………………………………………11 6.3模架及其他零部件的設計……………………………………………………………11 7.模具總裝圖………………………………………………………………………………12 8沖壓設備的選取…………………………………………………………………12 9 裝配過程…………………………………………………………………………12 9.1上模座………………………………………………………………………12 9.2下模座………………………………………………………………………13 10設計總結(jié)…………………………………………………………………………13 參考資料………………………………………………………………………………14 致 謝…………………………………………………………………………………14 墊片鈑金成形工藝及模具設計 摘 要：此說明書以設墊片零件模具為主線，主要闡述了墊片零件的模具設計。制件為墊片，主要設計該件的落料模。材料為10鋼t=2，其材料的力學性能良好，經(jīng)計算，此制件適合用落料工藝生產(chǎn)。設計這套模具首先分析材料是不是適合沖裁，選用沖裁工藝是否經(jīng)濟，是不是需要后續(xù)工序，如校平、整形等，然后計算沖壓力選定壓力機，最后確定模具的結(jié)構(gòu)和工作零件的結(jié)構(gòu)，并計算其工作零件的尺寸，其他的一些零件則在設計的時候盡量選用標準件，節(jié)約模具的制造成本，這些前提條件做好后,用繪圖軟件繪制模具總裝圖和零件圖，編寫零件的加工工藝規(guī)程。 關鍵詞：墊片；鈑金；成形工藝；模具；設計 1 前言 當前鈑金成形技術(shù)的發(fā)展狀況： 此畢業(yè)設計說明書內(nèi)容共6章，主要為零件圖的分析、鈑金成形工藝設計、鈑金模具設計、模具的工作原理與使用維護、設計總結(jié)等內(nèi)容，在完成這些任務的過程中，我們會翻閱很多有關此類書籍，如：沖壓模具及其設備、機械制圖手冊，從中我們進一步系統(tǒng)的學習和溫習了大學三年所學的專業(yè)知識和理論與實踐相結(jié)合的內(nèi)容。 此次畢業(yè)設計的目的如下： （1） 綜合運用和鞏固本課程及有關課程的基礎理論和專業(yè)知識，培養(yǎng)學生從事鈑金成形工藝及模具設計的初步能力，為以后實際工作打下良好的基礎。 （2） 培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，經(jīng)過畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，學生能全面理解和掌握鈑金成形工藝、模具設計等內(nèi)容；能夠掌握鈑金成形工藝與模具設計的基本方法和步驟；能夠獨立解決在制定鈑金成形工藝規(guī)程，設計模具結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的問題；而且會查閱技術(shù)文獻和資料，以完成從事鈑金成形技術(shù)工作的人員在模具設計方面所必須具備的基本技能訓練。 （3） 培養(yǎng)我們認真負責，踏實細致的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，強化質(zhì)量意識和時間觀念，養(yǎng)成良好的職業(yè)習慣。 2.工藝分析 圖1-1 ① 零件的尺寸精度分析：該零件的尺寸精度要求最高的是兩孔中心距的尺寸及公差82±0.2mm。按參考書【2】表2.5查得，用一般精度沖裁模具就能達到±0.15mm，不需要采用精沖或修整等特殊沖裁方式。 ② 工件結(jié)構(gòu)工藝性分析：零件上孔之間距離和孔到邊的距離，以及尺寸標注都符合沖裁工藝要求。 ③ 沖裁件材料分析:10號鋼與低碳鋼相比，強度、硬度均較高，用來制造墊片具有良好性能。 3.沖壓工藝方案確定 3.1工藝方案分析 由于此工件為大批量生產(chǎn)，應該選擇效率較高的級進模，但考慮到級進模制造成本價高且復雜，而且此工件所需加工不復雜，只是簡單的落料模具、尺寸精度不高、尺寸較小，所以采取單工序模即可。根據(jù)以上基本工序性質(zhì)可以確定采用單工序落料模，為了防止沖裁過程變形而影響質(zhì)量，并采用彈性式卸和上出料方式。 4.工藝尺寸計算 4.1排樣設計 搭邊查參考書【2】表2.9得： a=2mm a1=1.5mm圖3-1 圖3-1 4.2 材料利用率計算 1．沖裁件的面積A為 2. 條料寬度為b=116+2a=120mm 3. 進距為 h=34+a1=35.5mm 4.一個步距內(nèi)材料利用率。按公式（2.1）計算，這里n=1. 4.3沖裁壓力與壓力中心 根據(jù)模具采用彈性卸料和上出料方式，總沖壓力應包括沖裁力、卸 料力和頂件力。 根據(jù)（2.4）計算，其中，料厚t=0.3mm；查 10號鋼材料抗拉強度為 =500Mpa;零件周長L為 L= 沖裁力： :抗拉壓強度 L：沖裁周邊總長。 t：料厚。 落料力：根據(jù)（2.7）計算，查參考書【2】表2.11得=0.05。 頂件力：根據(jù)（2.8）計算，查查參考書【2】表2.11得=0.08。 ：頂件力系數(shù)，其值0.04-0.08。 本模具采用彈性卸料裝置和下出件的方式，所以 F= F+ F+ F=55401+2770+4432=62603N （3-14） 4.4沖裁壓力中心的確定 按比例畫出工件形狀，選定坐標xoy，將工件輪廓分成的基本段。應為工件左右對稱，其壓力中心一定在對稱軸y上，所以x0=0。 按公式（2.15）計算Y0。先計算各基本段長度及其壓力中心坐標。 =116-214=88mm =0 ； =6(34-17)=102mm =(34-17)=8.5mm； =27=44mm =17+21.4mm； =2=53mm =17+27.69mm； =82mm =34mm。 所以==16.44mm 4.5刃口尺寸的計算 4.5.1加工方法的確定 由于零件材料較薄、形狀較復雜，為了保證凸凹模之間的間隙值，所以采用凸、凹模配合加工的方法，對落料件以凹模為基準。 4.5.2 基本工序 落料 4.5.3 確定沖裁間隙。根據(jù)材料牌號和厚度，查參考書【2】表2.12得凹、凸模的刃口間隙=0.018mm，=0.0024mm 凸模的刃口尺寸按凹模的實際尺寸配制，保證雙面間隙0.018～0.024mm。 4.5.4凹模的刃口尺寸的計算。 對零件圖中未標注的公差尺寸，按等級IT14確定公差值。內(nèi)形尺寸按基軸制確定其極限偏差，及上偏差為零，下偏差為公差值。 根據(jù)凹模磨損尺寸的增大、減少、沒有增減三種情況，將相應的尺寸分為A類、B類、C類。根據(jù)零件△公差由白哦2.18查得因數(shù)x=0.5。 分別按公式 A類：A=（A-X△） （2.23）；B類：B=（B+X△） （2.24）； C類：C=（C+0.5X）（2.25）； 計算凹模刃口A類、B類、C類尺寸，如下表 表2.21凹模刃口尺寸 零件圖標注尺寸 零件極限偏差尺寸 凹模刃口尺寸分類 零件公差 △ 凹模刃口尺寸 116 116 A 0.87 115.57 34 34 A 0.62 33.69 17 17 A 0.43 16.79 14 14 B 0.43 14.22 820.2 820.2 C 0.40 820.05 4.6凸模刃口尺寸計算 按凹模刃口尺寸制造后的實際尺寸配制，保證雙面間隙0.018～0.024mm。 4.7卸料彈簧的計算 4.71彈簧預壓力確定。 初步確定彈簧根數(shù)為6，按式F=F/n（1.1）計算每根彈簧預壓力， 即F=F/n=2770/6=460N 4.72選擇彈簧。 使彈簧最大工作極限負荷F1＞F,彈簧的參數(shù)如下表3.8 表3.8 彈簧參數(shù) 彈簧外徑D/mm 鋼絲直徑 d/mm 節(jié)距 t/mm 自由高度H0/mm F1時的高度H1/mm 最大工作負荷F1/N 每100件的質(zhì)量/kg 36 5.0 9.0 80 52.8 720 13.53 4.73校核所選彈簧總壓縮量。 彈簧允許最大壓縮量h1=H0-H1=27.2mm； 彈簧受預壓力時的預壓縮量h=h1F/F1=27.2*460/720=17mm； 卸料板工作行程：h=t+1=0.3+1=1.3mm 模具修模量：h=5mm； 彈簧總壓縮量：h= h+ h+ h=23.3mm； 4.74確定彈簧的裝配高度。H2=H0- h=80-17=63mm。 5．模具總體結(jié)構(gòu)設計 5.1模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用正裝單工序落料模。 5.2導料及定距零件的設計 因為該模具加工的是條料，控制條料的送進方向采用導料銷；控制條料的送進步距采用擋料銷。 5.2.1擋料銷 采用固定擋料銷，這種擋料銷形狀簡單，容易制造。 高度尺寸h=7mm 位置尺寸查參考書[4]得： （4-3） D——擋料銷直徑 M——凹模落料型孔的寬度 5.3卸料裝置的選擇 5.3.1卸料類型的選擇 選用彈壓卸料的方式，這種方式操作方便且料厚不大，兼有卸料及壓料作用，沖件質(zhì)量較好，平直度較高。 5.3.2卸料板臺階高度的計算： H=擋料銷厚度7mm-料厚0.3mm+卸料板與導料板之間的間隙0.3mm=5.3mm 5.3.3卸料凸臺寬度 卸料板凸臺寬度應比導料板之間出料部分變化+0.2 5.3.4卸料銷參考國家標準確定。 6.工作零部件的結(jié)構(gòu)設計 6.1凹模設計 6.1.1凹模型孔的形狀及孔位設計 型孔的形狀與工件形狀一致，型孔的尺寸按凹模刃口尺寸公式進行計算。沖孔模型孔的位置與工件上所沖孔的位置一致。 6.1.2凹?？卓趥?cè)壁形狀選擇 基本形式有兩種：一種是孔壁垂直頂面的直壁式 見圖5-1 圖5-1 另一種是刃口與軸線成ɑ角的斜壁式 見圖5-2 圖5-2 兩種刃口形狀的比較： 直壁式：強度好，刃磨以后尺寸不增大，沖件精度高，但沖裁時磨損大，工件容易在型孔內(nèi)聚集，嚴重時會使凹模脹裂。 斜壁式：特點與直壁式相反，斜壁式刃口比直壁式刃口鋒利，每次刃磨的磨損不大。通過比較，因為工件厚度比較薄，考慮工件精度，凹模孔口側(cè)壁形狀選直壁式。 6.1.3凹模的結(jié)構(gòu)及輪廓尺寸 采用整體式 , 沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工。 凹模厚度：H=kb=0.22X128mm=28.16mm，查[3]第103頁表4-13取H=32mm 6.1.4凹模的固定。 凹模一般采用螺釘和銷釘固定在下模座上。 6.2凸模設計 6.2.1凸模的結(jié)構(gòu)形式 通過分析比較：落料凸模截面較大，且凸模強度和剛度較好可采用直通式。 6.2.2凸模長度計算 L=固定板+卸料銷+卸料彈簧+t=63mm 6.2.3凸模的固定 凸模固定到固定板中，落料凸模采用鉚接固定法。 6.2.4凸模強度校核 由于凸模不是細長型，沖裁厚度不大，所以可不進行凸模的強度和剛度分析。 6.3模架及其他零部件的設計 6.3.1模架 該模具采用后側(cè)導柱模架，這種模架受力均勻，縱向﹑橫向都可以送料，操作方便。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格 。 導柱：查參考書【5】第67頁表3-2得 選擇A型d=32，長度190mm。 導套：查參考書【5】表3-3得 選擇A型D=45，長度110mm。 6.3.2模柄 該模具為無特殊要求的落料模，故選用壓入式模柄。 6.3.3固定板 6.3.3.1固定板的型孔位置與凹模型孔位置一致，型孔尺寸與凸模成0.01mm的雙邊過盈量。 6.3.3.2固定板的螺紋孔﹑卸料螺釘孔及銷孔的孔徑﹑孔距按國家標準確定 6.3.3.4固定板的材料用Q235,不淬火。 6.3.4墊板 孔徑一般比穿過的螺釘﹑銷釘?shù)闹睆酱?mm左右，孔距與固定板上的相同。 墊板材料常用45鋼，淬火43—48HRC。 7. 模具總裝圖 通過以上設計，可得到如圖所示模具的總裝圖。模具上模部分主要由上模座、墊板、落料凸模、沖孔凸模﹑固定板﹑卸料板等組成。下模由導料銷﹑凹模﹑下模座等組成。卸料是在開模時，彈簧恢復彈力，推動卸料板向上運動，從而推出條料。在這中間沖出的工件由凹模孔直接落下。 條料送進時利用固定擋料銷定步距，操作時完成第一步后，把條料向上抬起向前移動，移到剛沖過的料口里，重復以上動作來完成所需工件的沖裁。 模具的閉合高度。由總裝配圖可知，所選模架閉合高度H=170mm，H=210mm。根據(jù)總體設計確定如下尺寸。 凸模固定板厚度H=16mm；卸料板厚度：H=14mm；卸料板上彈簧支承面深度：h=4mm； 模具閉合高度：H=h1+H2+ H-h+ H+h2 = 45+63+14-4+20+50=188mm 由上面計算結(jié)果可知，模具閉合高度在模架閉合高度170～210mm范圍內(nèi)，中體設計合理。 8. 沖壓設備的選取 通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23-16能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下。 公稱壓力：160kN 滑塊行程：55mm 最大封閉高度：220mm 墊板尺寸(厚度)：40mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm 滑塊中心線至床身距離：160mm 工作臺尺寸(前后左右)：300mm×450mm 模柄尺寸(直徑深度)：40mm×60mm 9.裝配過程 根據(jù)落料模的特點，先裝上模，再裝下模較為合理，并調(diào)整間隙，試沖，返修。具體過程如下。 9.1上模裝配 （1）仔細檢查每個將要裝配零件是否符合圖紙要求，并作好劃線、定位等準備工作。 （2）先將凸模與凸模固定板裝配，再與凹模板裝配，并調(diào)整間隙。 （3）把已裝配好的凸模及凹模與上模座連接，并再次檢查間隙是否合理后，打入銷釘及擰入螺絲。 9.2下模裝配 （1）仔細檢查將要裝配的各零件是否符合圖紙要求，并作好劃線、定位等準備工作。 (2) 先將凹模放在下模座上，接著依次按順序裝入銷釘、固定擋料銷，檢查間隙合理后擰入緊固螺釘，并再次檢查調(diào)整。 (3) 將經(jīng)調(diào)整后的上下模按導柱、導套配合進行組裝，檢查間隙及其他裝配合理后進行試沖。并根據(jù)試沖結(jié)果作出相應調(diào)整，直到生產(chǎn)出合格制件。 10．總結(jié) 通過對墊片模具的設計，更深一層地了解沖裁模的設計流程，包括沖裁件的工藝分析、工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)形式的選擇、必要的工藝計算、主要零部件的設計、壓力機型號的選擇、總裝圖及零件圖的繪制。這次畢業(yè)設計，把這3年所學的課程（《飛機鈑金》、《機械設計與制造》等）中所學的理論知識在實際的設計中綜合地加以運用，使這些知識得到鞏固，培養(yǎng)了我在鈑金成形模具設計的獨立工作打下了良好的基礎，樹立準確的設計思路。 在設計中，從白紙到完成模具裝配圖、零件圖，設計說明書，學到了很多原本學到的但不是很懂的以及不懂的知識，了解了一些設計的原理和過程。例如，沖裁模具設計的一般步驟：（1）鈑金件工藝分析（2）確定鈑金成形工藝方案（3）選擇模具的結(jié)構(gòu)形式（4）進行必要的工藝計算（5）選擇與確定模式主要零件的結(jié)構(gòu)與尺寸（6）選擇壓力機的型號及驗算已選壓機（7）繪制模具總裝圖和零件圖。 在設計過程中，要考慮周全，否則一個數(shù)據(jù)有誤，就得全部改動。要有不怕困難的精神。 參考資料 ⑴ 曾霞文 徐政坤 主編《冷沖壓工藝及模具設計》 中南大學出版社 2006年6月 ⑵徐政坤 主編《沖壓模具指導書》 張家界航空工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院教材委員會編 2006年8月 ⑶《飛機鈑金成形技術(shù)》 張家界航空工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院教材委員會編 (4)黃云清 主編《公差配合與測量技術(shù)》機械工業(yè)出版社 2007年9月 致 謝 本次設計是老師的悉心指導和熱情關懷幫助和指導下順利的完成了，在設計過程中，我們同學之間相互討論相互幫助，再次增加了我們同學之間的友誼，也鍛煉了我們獨立的思考與解決問題的能力，三年的學習就要結(jié)束，三年中有歡樂也有不悅，大家一起度過的，在我們的航校將永遠留有屬于我們的回憶，大家一起為一個問題在討論甚至偶爾有些小小的爭執(zhí)沖突，在笑在論，在那我們記住的是一起的美好時光。 在此，再次感謝老師對我們?nèi)暌詠淼膱?zhí)導與教導，在您們的幫助下我們收獲了很多很多，謝謝。