模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)---墊片加工工藝規(guī)程及模具設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)說明書 課 程 名 稱 : 模具設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì) 課 程 代 碼 : 8202761 題 目 :墊片加工工藝規(guī)程及模具設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名 : 學(xué) 號 : 年級 /專業(yè) /班 : 學(xué)院 (直屬系 ) : 機(jī)械工程與自動(dòng)化 指 導(dǎo) 教 師 : 模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 - 1 - 目 錄 目錄 1 摘要 2 引言 3 任務(wù)與分析 3 1 課程題目 3 2 沖裁件工藝分析 3 2.1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 3 2.2尺寸精度與斷面粗糙度 4 3.沖裁工藝方案的確定 4 4沖壓工藝計(jì)算 5 4.1排樣圖設(shè)計(jì)，材料 利用率計(jì)算 5 4.2凸凹模刃口尺寸計(jì)算 6 4.2.1落料凹模刃口尺寸 6 4.2.2沖孔凹模刃口尺寸計(jì)算 7 4.3計(jì)算沖壓力與壓力中心，初選壓力機(jī) 7 5.模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8 6.模具主要零部件的設(shè)計(jì) 8 6.1主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 6.1.1凹模外形尺寸 H 的確定 8 6.1.2壓力機(jī)的校核 10 7.模具總裝配圖的繪制及其說明 10 8.模具零件圖的繪制及其說明 11 結(jié)論 12 參考文獻(xiàn) 13 模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 - 2 - 摘 要 本設(shè)計(jì)為一墊板的冷沖壓模具設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定排樣和裁板，計(jì)算沖壓力和壓力中心，初選壓力機(jī)，計(jì)算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計(jì)選用零、部件，對壓力機(jī)進(jìn)行校核，繪制模具總裝草圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要對凸模、凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固件等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對于部 分零部件選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，就沒深入設(shè)計(jì)，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，對部分零部件進(jìn)行了加工工藝分析 ，最終才完成這篇課程設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： 模具；沖裁件；凸模；凹模； 模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 - 3 - 引 言 本說明書是 我 根據(jù) 沖壓工藝與沖模 設(shè)計(jì)、 冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程與簡明手冊 等有關(guān)教材。引用了 其中的公式，查找書中的表格 ，并得到了同學(xué)的幫助 完成的 。 本說明書主要介紹了 沖裁模的工藝分析、工藝方案的確定、模具總體結(jié)構(gòu)的選擇、工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算、零件圖總裝圖尺寸計(jì)算及繪制。 為了能夠很好地 掌握本課程 的設(shè)計(jì)過程，根據(jù) 課內(nèi)及課外 來 所 學(xué) 的知識 ，編寫了 該 說明書 以 使 老師 可以 在評 閱 的過程中能夠更好地指導(dǎo) . 任務(wù)與分析 本課題主要的目的是 進(jìn)行零件的成形工藝性分析，完成相關(guān)的工藝計(jì)算，設(shè)計(jì)工序件，針對某工序件擬定模具結(jié)構(gòu)草圖，選取機(jī)床設(shè)備，并據(jù)此進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，最后編寫設(shè)計(jì)說明書。 1 課程題目 名稱：墊片 材料： Q235 料厚： 2 2. 沖裁件工藝分析 從沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性和沖裁件的精度和斷面粗糙度兩個(gè)方面進(jìn)行分析。 2.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 - 4 - 表 2-1 沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性分析表 工藝性質(zhì) 沖裁 件工藝項(xiàng)目 工藝性允許值 工藝性評價(jià) 1.零件結(jié)構(gòu) 該零件結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，厚度適中，一般批量，適合沖裁。 2.落料圓角半徑 R6， R11 0.25t 符合工藝性 3.沖裁件上的懸臂和凹槽 4.沖裁件孔的最小尺寸 7 1.0t 符合工藝性 5.最小 孔邊距、孔間距 2.5 t 符合工藝性 6.材料 Q235 t=2mm 具有良好的沖壓性能 2.2 尺寸精度與斷面粗糙度 零件尺寸公差除 22 0.6 和 24 0.6 是屬 于 粗糙級。零件圖上所有未標(biāo)注公差的尺寸為自由公差，按 IT13 級計(jì)算公差。利用普通沖裁方式可以達(dá)到零件圖樣要求。 表面粗糙度：制件零件圖上未標(biāo)注粗糙度，可認(rèn)為對其表面沒有特殊要求，一般為Ra12.5 50 m ，適合用于沖裁。 結(jié)論：該零件的沖裁工藝性好，可以沖裁加工。 3.沖裁工藝方案的確定 該零件包括沖孔和落料兩個(gè)基本工序，有以下三種方案可以采用： 方案 1:先沖孔，后落料，采用單工序模生產(chǎn)。 方案 2:沖孔 -落料符合沖裁，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案 3:沖孔，落料連 續(xù)生產(chǎn)，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案 1：模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩套模具生產(chǎn)，在大批量生產(chǎn)時(shí)難以滿足需求，且零件精度不高。 方案 2：零件精度高，平直度較好，生產(chǎn)率也高，但因孔邊距太小，模具的強(qiáng)度 不高。 模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 - 5 - 方案 3： 采用側(cè)刃定距可以滿足零件精度要求，避免模具強(qiáng)度不夠的問題，模具操作安全，生產(chǎn)效率高。 相較于復(fù)合模成本較低。 所以最終方案確定采用級進(jìn)模沖裁方式。 4 沖壓工藝計(jì)算 4.1排樣圖設(shè)計(jì)，材料利用率計(jì)算 該零件材料厚度適中，尺寸適中，近似長條形，因此可采用直排，如圖 2-1所示?？紤]模具強(qiáng)度的問題，在沖孔和落料工位之間增設(shè)了一個(gè)空位。 查冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程與簡明手冊表 6-1-9、表 6-1-11、表 6-1-13、表 6-1-12取 a=2.2mm， a1 =2mm， =0.8mm， Z=0.5mm， b1 =2.0mm， y=0.15mm。另因采用的 IC型側(cè)刃， 故料寬每邊需增加燕尾切入深度 a =0.5mm。因此，條料寬度為 B0 =（ Dmax+2a+2a +nb1 ） 0 =（ 60+2 2+2 0.5+2 2） 08.0mm 模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 - 6 - =6908.0mm 沖裁后廢料寬度為 B1 = Dmax+2a+2 a =（ 60+2 2+2 0.5） mm =65mm 進(jìn)距為 s=22mm+2mm=24mm 導(dǎo)料板間距為 B =B+Z=69mm+0.5mm=69.5mm B =B1 +y=65mm+0.15mm=65.15mm 由零件圖近似算得一個(gè)零件的面積為 862mm2 ，一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖一件，故 A=862mm2 。一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的坯料面積 B s=57 24=1368mm2 。因此材料利用率為： n=A/(Bs) 100%= 862/1368 100%=63% 4.2凸 ， 凹模刃口尺寸計(jì)算 4.2.1落料凹模刃口尺寸 該制件不為圓形或規(guī)則的零件，因此，采用凸、凹模配合加工的方 法計(jì)算凸、凹模的刃口尺寸。又根據(jù)排樣圖可知，凹模的加工叫凸模加工困難，且模具所有的凹模型孔都在同一凹模板上，因此，選擇凹模為制造基準(zhǔn)件，根據(jù)凹模制造出的實(shí)際尺寸按所需的間隙配作凸模，在凸模的零件圖上按凹模各對應(yīng)尺寸標(biāo)注基本尺寸，并注明按凹模實(shí)際刃口尺寸 配作加工，保證雙面間隙值 0.120 0.160mm，側(cè)刃孔配單面間隙 0.015mm。 表 2-2 落料凹模刃口尺寸 沖裁件尺寸精度查表為 IT13級，查表取沖裁模初始雙面間隙 Zmax=0.160， Zmin =0.120mm 尺寸性質(zhì) 工件尺寸 磨損系數(shù) 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 凹模尺寸注為 1.凹模磨損后變大的60 0.6 x=0.5 AA =（ Amax-x） 25.00 60 3.00 60 3.00 22 0.6 x=0.5 22 3.00 22 3.00 模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 - 7 - 尺寸 R6022.0 0.75 5.835055.00 5.84 055.00 30039.0 0.5 29.805 0975.00 29.80 098.00 2.凹模磨損后無變化的尺寸 24 0.6 x=0.5 CA =(Cmin +0.5 )0.125 24 0.15 24 0.15 24 0.165 0.75 24 0.04125 24 0.041 13 0.135 0.75 13 0.03375 13 0.034 18 0.165 0.75 18 0.04125 18 0.041 17 0.135 0.75 17 0.03375 17 0.034 3.凹模磨損后變小的尺寸 R11027.0 0.75 BA =（ Bmin +x） 025.0 10.932500675.0 10.9330068.0 4.2.2沖孔凹模刃口尺寸計(jì)算 沖孔凹模的形狀簡單，均為圓形，但尺寸較小，為保證凹、凸模的合理間隙采用分開加工方法，可 用公式 dA =（ dmin +x +Zmin ） 25.00計(jì)算其凹模刃口尺寸，凸模刃口尺寸與凹模配作。 7 22.00 dA =（ 7+0.75 0.22+0.120） 22.025.00 mm=7.285 055.00 4.2.3側(cè)刃孔尺寸可按公式 AA =（ A+0.5Zmin ） d0計(jì)算，取d=0.02，則 AA =（ A+0.5Zmin ） d0=（ 24+0.5 0.120） 02.00=24.06 02.00mm 4.3計(jì)算沖壓力與壓力中心，初選壓力機(jī) 沖裁力： 根據(jù)零件圖可算得一個(gè)零件內(nèi)外周邊之和 L1 =230.8mm，側(cè)刃沖切長度L 2 =24.4mm，根據(jù)排樣圖模沖一件和雙側(cè)刃布置，故總沖裁長度 L=230.8+24.42mm=279.6mm。又b=370Mpa， t=2mm，取 k=1.3，則 F=KLtb =1.3 279.6 2 370 =268975.2N 卸料力：查表取 Kx=0.04則 模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 - 8 - Fx= KxF =0.04 268975.2 =10759N 推件力 ：根據(jù)材料厚度，取 n=4，查表 KT =0.055，則 FT =nKT F=4 0.055 268975.2=59174.544 59175N 總沖壓力： F=F+Fx+FT =268975.2N+10759N+59175N=338909.2N 339KN 應(yīng)選取的壓力機(jī)標(biāo)稱壓力： p0（ 1.1 1.3） F=（ 1.1 1.3） 339KN=372.9440.7KN， 因此可選壓力機(jī)型號為 JB23-63。 因沖裁件尺寸較小，沖裁力適中， 且精度要求不高，所以選用了 對角 導(dǎo)柱模架。 5.模具結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì) .（ 1） 模具類型 由沖壓 工藝分析可知，模具類型為沖孔 -落料級進(jìn)模。 （ 2） 定位方式 的選擇 為了便于操作，保證質(zhì)量，采用導(dǎo)料板導(dǎo)向、側(cè)刃定距的定位方式。為減小料頭和料尾消耗和提高定距的可靠性，采用雙側(cè)刃前后對角分布。 （ 3）卸料與出件方式 考慮零件厚度適中，采用剛性卸料方式。為了便于操作、提高生產(chǎn)率，制件的出件方式采用凸模直接從凹?？淄葡碌南鲁黾绞?。 （ 4）模架類型及精度 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級進(jìn)模采用 中間 導(dǎo)柱 導(dǎo)向的方式。 6.模具主要零部件的設(shè)計(jì) 6.1主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1.1凹模外形尺寸 H 的確定 凹模采用板狀結(jié)構(gòu)通過螺釘、銷釘與下模座固定。因沖件批量較大，考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁高度取 8mm。 沿送料方向的凹模型孔壁間最大距離為 模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 - 9 - s1 =24+24+24+24+24+24=144mm 垂直于送料方向的凹模孔壁間最大距離為 s=60+4.5=64.5mm 沿送料方向的凹模長度為 L=s1 +2s2 =144+2 36=216mm 經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為： 凹模厚 H H=Ks=0.25 64.5=16.125 凹模壁厚 C C=（ 1.5 2） H=2 16.125=32.25mm 凹模寬度 B B=s+（ 2.5 4.0） H=64.5+4 15=124.5mm 根據(jù)查表 ， 選取與計(jì)算值相接近的標(biāo)準(zhǔn)凹模板輪廓尺寸為 B L H=125 200 20 凹 模的材料選用 CrWMn，工作部分熱處理淬硬 60 64HRC 6.1.1凸模 外形尺寸 H 的確定 落料凸模刃口部分為非圓形，為便于凸模 和固定板的加工 ，可設(shè)計(jì)成階梯形結(jié)構(gòu) ，并按安裝部分設(shè)計(jì)成便于加工的 長圓形，通過鉚接方式與固定板固定。凸模的尺寸 根據(jù)刃口尺寸、卸料板裝置，凸模固定板的要求確定。 凸模的材料也選用 CrWMn，工作部分熱處理淬硬 58 62HRC 落料凸模長度計(jì)算： )2015(321 hhhL 62115321導(dǎo)料板厚度，取為卸料板厚度，取取為凸模固定板的厚度，hhh mmL 481561215 ， 取 L=50mm 落料凸模的強(qiáng)度一般不用校核。 沖孔凸模的設(shè)計(jì)與落料凸?；鞠嗤?，因刃口部分為原型，其結(jié)構(gòu)更簡單。因?yàn)闆_孔凸模直徑 較小 ，故需要對 最小凸模進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 1）凸模最小直徑的校核（強(qiáng)度校核） 因孔徑雖小，但大于材料厚度。估計(jì)強(qiáng)度和剛度是夠的。 凸模的最小直徑 d應(yīng)該滿足： dmin 4t /b=4 2 370/1200mm=2.467mm 而 d=7mm，故凸 模強(qiáng)度足夠 2）凸模最大自由長度的校核 凸模最大自由長度 L應(yīng)該滿足 模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 - 10 - Lmax 85d2 /pF=85 72 / 4/7370 2 mm=34.9mm 由此可見，小沖孔凸模工作部分不能超過 34.9mm。因此取沖孔凸模工作部分為 25mm， 3） 標(biāo)準(zhǔn)模架的選取 :查表可知，可選取 閉合高度為 140 170mm，一級精度的中間導(dǎo)柱模架。上模座為 210 130 35，下模座為 290 190 40。導(dǎo)柱為 25 130和 28 130.導(dǎo)套為 25 85 33和 28 85 33。 承料板 160 40 3。 4） 凸模固定板的外形尺寸取和凹模外形一樣的尺寸，其厚度取凹模厚度的 0.6 0.8倍，?。?0.8 20=16） ,凸模固定板的外形尺寸為 :125 200 16 5） 卸料板外形尺寸的確定：材料 45號鋼，長和寬的尺寸取與凸模固定板相同的尺寸 ,厚度取 12mm，所以尺寸為 125 200 12 6） 墊板的確定：材料 T8A鋼，長和寬的尺寸選用典型模架組合尺寸：墊板的外形尺寸： 125 200 10 7） 螺栓銷釘?shù)倪x擇：上模座連接螺釘 選用 4 M10 25，上模座連接銷釘選用 210 55下模座固定螺釘選用 4 M10 35；下模座連接銷釘選用 6 10 45。 卸料銷 釘選4 4 25 6.1.2壓力機(jī)的校核 選用 JB23-63 型壓力機(jī)，采用固定臺式，工作臺尺寸 710 480mm，其最大閉合高度為 260mm。 （ 1） 模具閉合高度校核 模具閉合高度為 H模=上模座厚度 +下模座厚度 +凸模固定板厚度 +凹模板厚度 +導(dǎo)料板厚度 +墊板厚度 +卸料板厚度 +承料板 +安全距離 =30+35+