典型蓋板件沖壓模具設(shè)計(jì)

1、典型蓋板件沖壓模具設(shè)計(jì)中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名：劉海江 學(xué) 號： 0701034124 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 飛行器制造工程 題 目： 典型蓋板件沖壓模具設(shè)計(jì)綜合成績指導(dǎo)教師： 張春元 職稱 : 副教授2010 年 1 月 18 日目錄一 工藝分析 1二 沖裁工藝方案的確定 .2三 排樣及計(jì)算 .2四 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . .3五 沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 .6 六 模具的裝配圖與零件圖的計(jì)算 .9七 參考文獻(xiàn) .10典型蓋板件沖壓模具設(shè)計(jì)：工藝分析該工件圖如下所示：此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序（機(jī)加 12 螺紋孔）。材料為 Q235，具有良好的沖壓性能， 適合沖裁。剪切強(qiáng)

2、度為 310380MPa； 抗拉強(qiáng)度為 380 470MPa；屈服強(qiáng)度為 240MPa。工件結(jié)構(gòu)簡單， 有一個(gè) 40的空孔和兩個(gè) 10的孔?？着c邊緣之間的距離也滿足要 求，最小壁厚 11mm，制件厚度為 2mm，工件除 4000.1、50.5 0.1 、101 0.2 外，其余都是 IT13 級，查表 2.5 查得用一般精度的模具可以滿足精 度要求。二：沖裁工藝方案的確定該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案。 方案一：先落料后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料沖孔復(fù)合沖模。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料級進(jìn)模。采用級進(jìn)模生產(chǎn)方案一結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具，成本高，

3、生產(chǎn)效率低，難以滿足生產(chǎn)要求。方案二只需要一套模具工作精度高， 生產(chǎn)效率也較高， 工件最 小壁厚 11mm，模具強(qiáng)度較好。方案三頁只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作簡便，但制造精度不如復(fù)合模。綜上所述， 通過對以上三種方案的分析比較， 該制件的沖壓法 案采用方案二，即復(fù)合模。三：排樣及計(jì)算經(jīng)分析直排與斜排后，得出斜排方案材料利用率最高?，F(xiàn)就斜排做具體的計(jì)算說明。查表得工件間搭邊最小值 a1 =1.5mm，沿邊搭邊 最小值為 a=2mm ，取 a1 =2mm 。由 CAD 計(jì)算出送 料 步 距 h=101.02mm 。 條 料 寬 度 B=73.54+4=77.54mm，這里取 B=78mm 。已

4、知制件的面積 A=6303mm 2 ，則一個(gè)步距材料的利用率A= A 100%=79.99% 。Bh四：沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用復(fù)合踩踩模。4.2 導(dǎo)向與定位方式 導(dǎo)向形式：滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。 定位方式：板料定位靠導(dǎo)料銷和彈簧的活動檔料銷組成， 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料， 控制條料的送進(jìn)方向采用的 是導(dǎo)料板，無測壓裝置。 控制條料的送進(jìn)步距采用檔料 銷定距。4.3卸料與出件方式?jīng)_孔凸模與凸凹模沖孔， 沖孔廢料直接落料。 利用推件 塊將制件頂出。4.4模架類型及精度該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架， 以凹模周界尺寸為依據(jù)， 選 擇模架規(guī)格。五：沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算5

5、.1設(shè)計(jì)沖壓力與設(shè)計(jì)計(jì)算（1）落料力 根據(jù)零件圖，用CAD 可計(jì)算出沖一次零件 外周之和 L 1 =313.2mm，沖孔內(nèi)周邊之和 L 2 =188.4mm ， 又因?yàn)?T=340MPa ，t=2mm ，K=1.3，根據(jù)式 F=K ?L?t得： 落料力： F落 =K ? L 1 ? t=276.869KN 沖孔力： F沖 =K ?L 2 ? t=166.546KN 所以沖裁力 F= F 落 + F沖 =443.415KN由表 2-11得卸料力系數(shù) K 1=0.05，推件力系數(shù) K 2 =0.055 卸料力： F1= K 1 ?F落 =0.05 276.869=13.843KN 推件力： F2=

6、n? K 2 ? F沖= 0.055 166.546=27.480KN 則總沖壓力 Fz=F+ F 1+ F 2 =484.738KN 公稱壓力： F=1.3 ? F z =630.159KN 根據(jù)公稱壓力選取壓力機(jī)。因此可選取壓力機(jī)型號為 J23-80，其閉合高度： 290mm H 380mm。5.2 壓力中心因?yàn)樵撝萍菃螌ΨQ件， 所以壓力中心為該制件的幾何 中心。5.3 計(jì)算凸凹模人口尺寸及公差(1) 沖孔尺寸 2 10 根據(jù)表 2-13，由材料厚度可得 Z min =0.246mm， Z max =0.360mm，查表 2.-17 得： 凸 =0.02mm， 凹 =0.02mm。查表

7、2-18 得磨察系數(shù) x=0.5 ，校核：| 凸 |+| 凹 |=0.04mm Z max - Z min =0.114mm d 凸 =(d min +x ? ) 00.02 =(10+0.5 0.22)0 .02 =10.11 0.02 mmd 凹 =( d 凸 + Z min ) 00.02 =(10.11+0.246)00.02 =10.35600.02 mm(2) 沖孔尺寸 40 根據(jù)表 2-17 得： 凸 =0.02mm，凹 =0.03mm。查表 2-18 得磨察系數(shù) x=0.75 ， 校核：| 凸 |+| 凹 |=0.05mmZ max - Z min =0.114mmd 凸 =(

8、d min +x ? ) 00.02 = (40+0.750.1)00.02=40.075 0.02 mmd 凹 =( d 凸 + Z m in) 00.03 =(40.075+0.360)0.030=40.43500.03mm3）落料尺寸 50 根據(jù)表2-17 得： 凸 =0.02mm，凹 =0.03mm。查表 2-18 得磨察系數(shù) x=0.5 ， 校核：| 凸 |+| 凹 |=0.04mm Z max - Z min =0.114mmD 凹 =(D max-x ? ) 00.03 =(55.22-0.5 0.22) 00.03 =55.11 00.03 mmD凸=(D凹- Zmax)0.0

9、2=(55.11-0.36 ) 0.02 =54.75 0.02 mm (4)孔心距 101 0.21L=L 平 =101 1 0.4=101 0.05mm平 8 8六：模具的裝配圖與零件圖的計(jì)算6.1 （1）凹模設(shè)計(jì)各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工， 安排凹模在模架上的 位置時(shí)要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)將壓力中心與模柄中心重 合，其輪廓尺寸按 2-34和2-35計(jì)算，用 CAD 計(jì)算凹模刃口 的最大尺寸 b=124.27mm，查表 2-30得 K=0.2，則：凹模高度 H=Kb=0.2 124.27=24.85mm，取 25mm凹模壁厚 C=（1.52） H=40mm凹模長度 L=124.2

10、7+2C=124.27+2 40=204.85mm,去 205mm 凹模寬度 B=70+2C=70+2 40=150mm 由以上算得凹模輪廓尺寸 L B H=205 150 25，查有關(guān)國標(biāo) 無此厚度合適，因此取 L B=250 160凹模材料選用： Cr4WMoV（2）凸模設(shè)計(jì) 凸模材料：參照沖壓模具設(shè)計(jì)與制造選用 T10A 因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形， 而且都不屬于特別保護(hù)的小凸 模，所以沖孔凸模采用階梯式，一方面加工簡單，另一 方面又便于裝配與更換。則：凸 模 長 度 L=H 固 +H 凹 =1.8 H 凹 =1.8 25=45mm H 1 =0.8 H凹 =20mm（3）凸凹模設(shè)計(jì)查表得凸凹

11、模最小壁厚 =6.7mm6.2 選擇堅(jiān)固及定位零件 螺釘規(guī)格的選用：根據(jù)國標(biāo) GB699 選取材料為 45 鋼， 熱處理硬度值 HRC3540 ，卸料螺釘選用圓柱頭六內(nèi)角 卸料螺釘，卸料板上設(shè)置四個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為 12mm，卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的形成空間，卸料螺釘擰緊后應(yīng)使卸料板超出凸凹模端面 1mm 有誤差時(shí)通 過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。活動檔料銷活動檔料銷：在卸料板上固定了三個(gè)導(dǎo)料銷，用于條料送進(jìn)的定位，在送進(jìn)方向上用一個(gè)彈性頂料裝置的 檔料銷。6.3 設(shè)計(jì)和選用卸料與出料零件卸料以卸料板卸料，出件是以凸凹模往上運(yùn)動沖出即可，因 此不用設(shè)計(jì)出件零件，固定卸料板的平面外形尺

12、寸一半與凹模板相 同，厚度可取 10mm，則 L B H=250 160 10。出料為 45 鋼。6.4 （ 1）選擇模架根據(jù)表 2-41。由凹模周界 205 150 及安裝要求，選取凹模周 界 L B=250 160，閉合高度： 200240，上模座 250 160 45, 下模座： 250 160 50；導(dǎo)柱 32 190；導(dǎo)套 32 105 43；模 柄：由壓力機(jī)的型號 J23-80，可查得模柄孔的直徑為 60mm， 深度為 80mm ，由裝配要求，模柄與沒孔配合為 H7 ，并加銷 m6 釘防轉(zhuǎn)，模柄長度比?？咨疃刃?510mm，由于采用固定卸 料，上模座回程時(shí)受力較大， 因此， 選用壓

13、入式模柄較合理。（2）墊板墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以防模座被壓 損傷，因此在與模座接觸面之間加上一塊硬磨平的墊板， 墊板的外形尺寸與凸模固定板相同，厚度可取 310mm ， 這里設(shè)計(jì)時(shí)由于壓力較大，根據(jù) GB2865.2-81 選取規(guī)格為：250 160 10.（3）凸模固定板凸模固定板的外形尺寸和凸模的外形尺寸一致， 厚度為 20mm， 根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)選取板的規(guī)格為 L B H=250 160 20（4）凸凹模固定板凸凹模固定板的尺寸與墊板的尺寸一致，厚度為 20mm， 規(guī)格為 250 160 206.9 壓力機(jī)的校核（1）公稱壓力根 據(jù) 公稱壓力 選 取機(jī) 型號為 J23-80 ，它 的壓 力為 800KN 630.159KN ，滿足要求。（2）閉合高度由于壓力機(jī)型號知 H m ax =380mm，M=90mm ，H 1 =100mm 。 則：H min = H max -M=380-90=290mm（M 為閉合高度的調(diào)節(jié)量，H 1 為墊板厚度 ） 。根據(jù) GB/T2851.3-90 得模具閉合高度為 200240mm，因?yàn)?H 1 +10- H1 H H max -5- H 1，即有 200mm H 275mm，所以 H 取 220