腰帶扣沖壓工藝制定及沖壓模具設(shè)計(jì)

1、腰帶扣沖壓工藝制定及沖壓模具設(shè)計(jì)摘要本次的設(shè)計(jì)是大學(xué)生涯的最后一次綜合性的課程設(shè)計(jì)；是我們對(duì)大學(xué)四年 所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)和技能的一次綜合性訓(xùn)練。模具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作， 它要求我們?cè)谡莆绽碚撝R(shí)的基礎(chǔ)上要有更好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)一副好的模具, 其屮牽涉到許多的內(nèi)容工藝，一套模具有多種工藝方案，在進(jìn)行的比較屮需要 考慮的內(nèi)容包括對(duì)制件成型工藝的分析，如何確定工藝方案、排樣及選擇壓力 機(jī)型號(hào)。確定模具的總體結(jié)構(gòu)、凸凹模的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還考慮了模具制造工藝的 可行性以及模具制造的經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞工藝分析沖壓方案排樣尺寸計(jì)算零件結(jié)構(gòu)隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活 等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來

2、越廣泛，質(zhì)量耍求也越來越高。在塑料制品 的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)、先進(jìn)的模具制造設(shè)備、合理的加工 工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成形設(shè)備等都是成形優(yōu)質(zhì)塑料的 重要條件。特別是近年來，隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在 強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大, 如：家用電器、儀器儀表，建筑器材，汽車工業(yè)、日用五金等眾多 領(lǐng)域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的塑料件往 往能代替多個(gè)傳統(tǒng)金屬件。工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢(shì)不斷 上升。在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力機(jī)和裝在壓力機(jī)上的專用工具， 通過壓力把金屬或非金屬材料制出所需要形狀的零件或制品，這種 專用工具統(tǒng)稱

3、模具。模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占據(jù)的地位日益顯著，可以說人類的衣、 食、住、行，沒有拿一方面離得開模具。模具是機(jī)械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的皋礎(chǔ)工藝裝備，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品。作為 基礎(chǔ)工業(yè)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重 要的作用，在國(guó)際上稱為“工業(yè)之母”。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā) 展，作為工業(yè)品基礎(chǔ)的模具工業(yè)，也得到了蓬勃發(fā)展，已成為國(guó)民 經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重耍產(chǎn)業(yè)。模具工業(yè)不但在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重耍地位, 在世界市場(chǎng)上也是獨(dú)樹一幟。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng) 需求在600到650億美元。如今，模具工業(yè)的發(fā)展甚至已經(jīng)超過了 新興的電子工業(yè)。模具按制造的產(chǎn)品分類，可以分為塑料

4、模具（又分為注塑模具、 鑄壓模具和吹塑模具）、沖壓模具、鑄造模具、橡膠模具和玻璃模具等。其中，尤以注塑模具和沖壓模具 用途廣、技術(shù)成熟、占據(jù)的比重大。本文以防護(hù)罩的模具設(shè)計(jì)為例，詳細(xì) 論述塑料的工藝特性、abs塑料的工 藝參數(shù)、型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式、模 具的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、模架的選擇原則，力 求做到理論聯(lián)系實(shí)際和反映國(guó)內(nèi)外先 進(jìn)水平。如圖1所示零件為腰帶扣，材料 為q235a,材料厚度t=2mnb大批量生 產(chǎn)。一、零件沖壓工藝性分析（一）零件材料該腰帶扣所選用的沖裁材料為q235a鋼，該類鋼屬于普通碳素 結(jié)構(gòu)鋼，具有比較優(yōu)良的沖裁性能。（二）零件結(jié)構(gòu)從零件圖可知，該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，上下左右對(duì)稱，在零件

5、外形 輪廓連接處使用了 4xr2圓角光滑連接，比較適合于沖裁。（三）零件尺寸精度除尺寸12其公差等級(jí)為it11級(jí)（冷沖模設(shè)計(jì)與指導(dǎo)附錄） 外，其余尺寸均為未注公差的自由尺寸，在沖壓工序中一般按it14 級(jí)來確定。查冷沖模設(shè)計(jì)與指導(dǎo)附錄可得各零件尺寸公差為：外形尺寸：65, 24, 30, r2 , r30；內(nèi)形尺寸：10;孔中心距:37±0. 31o（四）結(jié)論以上零件各組成尺寸的精度耍求，都滿足沖裁工藝耍求二、沖壓工藝方案完成該零件的沖壓加工所需要的沖壓基本性質(zhì)的工序只有沖 孔、落料兩道工序。從工序可能的集中與分散、工序間的組合可能 來看，該零件的沖壓可以有以下幾種方案。（一）方案一

6、采用單工序模生產(chǎn)方式，先落料再?zèng)_孔。該方案模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 需要兩道工序、兩副模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn) 過程中由于零件較小，操作也不很方便。同時(shí)孔邊距尺寸12精度不易保證。（二）方案二沖孔、落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)適用于產(chǎn)品批量大、模具設(shè)計(jì)、制造與維修水平相 對(duì)較高的外形較小零件的生產(chǎn)。（三）方案三采用復(fù)合模生產(chǎn)，落料與沖孔復(fù)合?？紤]到零件尺寸12精度 較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為了提高生產(chǎn)率和保證精簡(jiǎn)的尺寸精度，決定采 用復(fù)合模進(jìn)行生產(chǎn)。從工件的尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚, 為便于操作，復(fù)合模采用倒裝式結(jié)構(gòu)以及彈性卸料、定位釘定位方 式。三、排樣（一）確定搭邊值丿。

7、1;2. 5°(22亠_ 2.2圖2零件排樣圖查冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 表2-8,兩工件之間搭邊ai=2.加m, 工件邊緣搭邊a=2. 5mm,歩距為 32. 2mmo條料寬度 b二（d+2q 二（65+2 x 2. 5） =70 （查冷沖壓工藝及 模具設(shè)計(jì)表2-9得6-0.6）如圖2所示為零件排樣圖。（二）材料利用率一個(gè)歩距內(nèi)材料利用率:q=a/bsx100%=1780/（70x38. 2） xi00%二66. 5%查鋼板標(biāo)準(zhǔn)，選用900mm xlooomm的鋼板，每張鋼板可以剪成 14張條料（70mmx900mm）,每張鋼板可以沖322個(gè)零件，因此材料 總利用率：n=na/lmx1

8、00%=322x1780/（900x1000） x 100%二63. 7%四、沖裁力（一）落料力f 落二1. 3tl t 二1. 3 x 2 x 215. 96 x 450-252. 67kn（二）沖孔力f 沖二 1 3tlt=1.3x2x2n x10x 450=73. 48kn（三）卸料力f 卸二k 卸xf 落二0.05x252. 67二 12.63 kn（四）推件力f 推二nk 推xf 沖二6xo. 05x73. 48=22. 04kn（五）總沖裁力f 總二f 落+f 沖+k 卸+f 推二252. 67+73. 48+12. 63+22. 04=60. 82kn五、壓力中心由于工件x、y方

9、向都對(duì)稱，因此壓力中心為工件的幾何對(duì)稱中 心 xo=32. 25, yo=00六、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算凸、凹模刃口尺寸計(jì)算詳見表1。表1凸、凹模刃口尺寸計(jì)算基本尺寸及分類沖裁間隙磨損系數(shù)計(jì)算公式制造公差計(jì)算結(jié)果落 料 凹 模(dlmax)=65zmin=o. 246zmax=o. 36zmax-zmin=0. 36-0. 246=0. 11工件公湼為 it14 級(jí)，故 x=0 5dd二(dmax-xa)a/4did二64. 63 凸模配作保證 雙面間隙0. 2460 36(d2max)=24d2d=23. 74同上(d3max)=30d3d=29. 74 凸模配作保證 雙面間隙0. 1230

10、18r2dd二 1. 88同上基本尺寸及分類沖裁間隙磨損系數(shù)計(jì)算公式制造公差計(jì)算結(jié)果沖 孔 凸 模(dmi n)=10同上同上dp= (dmin+xa)同上dp 二 10. 18 凹模配作保證雙面間隙0. 2460 36孔邊距l(xiāng)i同上工件公差為 it11 級(jí)，故 x二0. 75lp二(limin+x a)同上lip 二 11.97孔中心 距l(xiāng)2± a/2=37±0. 31同上x=0. 5ld=(l2min+x a) ±a/8l2d=37±0. 078接上表七、工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(一)凹模尺寸凹模厚度h二kb (215mm)二0. 28x65-18. 2mm

11、 凹模邊緣壁厚c2(152)h二(1.52)x18 2=(27. 336 4) 實(shí)際取c二30mm。凹模邊長(zhǎng) l=b+2c=65+2x 30=125mmo查標(biāo)準(zhǔn) jb/t7643. 1-2008,凹模寬 125mm。因此確定凹模外形尺寸為125x125x18mn）；將凹模板做成薄板 形式并加空心墊板后實(shí)際凹模尺寸為125x125x14mn）o（二）凸凹模尺寸凸凹模長(zhǎng)度 l二hl+h2+h二 14+10+24二28nmi其中，hl為凸模固定板厚度；h2為彈性卸料板厚度；h為增加 高度（包括凸模進(jìn)入凹模深度，彈性元件安裝高度等）。（三）沖孔凸模尺寸沖孔凸模長(zhǎng)度 l 凸二hl+h2+h3二 14+1

12、2+14二40mm式中，hl為凸模固定板厚度；h2為空心墊板厚度；h3為凹模 板厚度。八、其他模具結(jié)構(gòu)零件根據(jù)凹模零件尺寸，結(jié)合倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，查標(biāo)準(zhǔn)jb/t7643. 1-2008,確定其他模具結(jié)構(gòu)零件，見表2. 表2其他模具結(jié)構(gòu)零件序號(hào)名稱長(zhǎng)x寬x高材料數(shù)量1上墊板125x125x6t8a12凸模固定板125x125x144513空心墊板125x125x124514卸料板125x125x104515凸凹模固定板125x125x164516下墊板125x125x6t8a1根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)尺寸，查gb/t2855. 1-2008選取后側(cè)導(dǎo)柱125 x125x （160190）標(biāo)準(zhǔn)模架一副

13、。九、沖壓設(shè)備選用根拯總沖壓力f總二352kn、模具閉合高度、沖床工作臺(tái)面尺寸 等，并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，選用j23-63開式雙柱可傾沖床，并在工作臺(tái) 面上備制墊塊。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：630kn；滑塊行程：130mm；行程次數(shù)50次/分；最 大閉合高度：360mm；連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：80mm；工作臺(tái)尺寸（前后x左 右）：480mmx710mmo十、沖壓工藝規(guī)程示例表3所示為工藝流程卡片。 表3工藝流程卡片車間工作程序型別材料毛皮種類零件名稱零件號(hào)共頁(yè)q235板料腰帶扣第頁(yè)工序號(hào)工序名稱工作地頁(yè)次設(shè)備名稱設(shè)備類型工件等級(jí)工時(shí)定額附注1切料剪床2沖裁壓力機(jī)j23-633去毛刺4檢驗(yàn)游標(biāo)卡尺更改單

14、編號(hào)簽字h 期更改單號(hào)編號(hào)簽字h 期工藝員車間主任工藝組長(zhǎng)工藝余主任表4所示為沖壓檢驗(yàn)卡片。 表4沖壓檢驗(yàn)卡片十一、模具總裝備圖表5所示為模具零件細(xì)表。 模具總裝備圖如圖3所示。表5模具零件明細(xì)表序號(hào)名稱數(shù)量材料熱處理標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)參考尺寸備注1下模座1ht200gb/t2855.2-2008125x125x352螺釘445gb70. 1-2000m8 x f403圓柱銷（2）245gb119. 1-2000 10x454凸回模1t10a6064hrc5導(dǎo)柱2ggrl56064iircgb/t2861. 1-2008022x1506擋料銷1154348hrcjb/t7649. 10-20087導(dǎo)套2

15、ggrl55862hrcgb/t2861. 3-2008022x808上墊板1t8a5458hrc序號(hào)名稱數(shù)量材料熱處理標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)參考尺寸備注9導(dǎo)匸銷245gb119. 1-2000 10x3510螺釘245gb70. 1-2000m8 x 6011推薦塊1453438hrc12凸模2t10a5660hrcjb/t5825-200813模柄1q235ajb/t7646. 1-200814推桿1452832hrc15騎縫銷145gb119. 1-200004x1416上模座1ht200gb/t2855. 1-2008125x125x3017凸模固定板1452832hrcjb/t7643. 1-20

16、08125x 125x 1418空心墊:板1452832hrcjb/t7646. 3-2008125x125x1219圓柱銷（1）245gb119. 1-2000 10x6220凹模1crl26064hrcjb/t7643. 1-2008125x 125x 1421卸料板1452832hrc125x125x1022橡膠123凸凹模固定板1452832hrcjb/t7643. 1-2008125x 125x 1424下墊板1t8a5458hrcjb/t7643. 3-2008125x125x625卸料螺釘4452428hrcjb/t7650. 5-200826導(dǎo)料銷245jb/t7649. 10-200827螺釘115gb70. 1-2000m8x25接上表十二、模具零件圖模具零件圖如圖4至圖15所示。作者簽名:圖4凹模技術(shù)要求1 表蔚光滑無毛2.60 飛 4hrc力1v/a ' y/a05上墊板技術(shù)要求 淬火54飛8hrcsb上模室i6菲ss35. 74宣i.上下面光滑無毛刺，平行度為a 02。2材料t1oa，淬火60飛4hrc。3.帶*尺寸配作。1