觸頭沖模成型工藝與模具設(shè)計(jì)

1、15觸頭 沖模成型工藝與模具設(shè)計(jì)第一章 沖裁件的工藝分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即設(shè)計(jì)的沖壓件在材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸大少及公差和尺寸基準(zhǔn)等各方面是否符合沖壓加工的工藝要求。沖壓件的工藝性好壞，直接影響到加工的難易程度。工藝性差的沖壓件，材料損耗和廢品率會(huì)增加，甚至于無法正常生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。該制件形狀簡(jiǎn)單，尺寸一般，厚度為2mm，一般批量，屬于普通沖裁件。1.1材料：該制件的材料為T2鋼板，硬態(tài)。錫青銅帶 Q Sn6.5-0.1 (M) 硬態(tài)，帶料，抗剪強(qiáng)度 = 255 MP. 抗拉強(qiáng)度 b = 294 MP斷后伸長(zhǎng)率為10 = 38 % 。此材料具有良好的彈性和塑性，其

2、沖裁加工性較好。工件的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸：該零件結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性，三個(gè)矩形孔、兩個(gè)長(zhǎng)圓孔、兩個(gè)凹坑組成。在設(shè)計(jì)時(shí)，采用少廢料排樣，且在尖角處采用圓角過渡，查相關(guān)表，得圓角半徑r=0.2t=0.2*2=0.4，根據(jù)零件圖，為了獲得較好的表面質(zhì)量，各沖裁凸模都采用圓角過渡，查表，矩形凸模的圓角應(yīng)大于0.9*t，取r=0.6*2=1.2mm（寬度）對(duì)于長(zhǎng)圓孔不小于0.7t，取r=0.7*2=1.4mm沖裁件的尺寸精度與表面粗糙度分析該零件所要求的表面光潔度為4級(jí)，所有未注尺寸公差均IT13級(jí)計(jì)算。1.2沖裁件工藝方案的確定通過對(duì)工件的結(jié)構(gòu)分析，該件由沖孔、落料、脹形三道工序完成，但是工件的尺寸精度要求不高

3、，形狀一般，生產(chǎn)批量為中批量。決定采用復(fù)合模具一次完成，在結(jié)構(gòu)上采用倒裝復(fù)合模具，采用側(cè)壓裝置，進(jìn)行左右定位，那前后定位采用浮動(dòng)擋料銷。通過對(duì)結(jié)構(gòu)的分析，其方案有以下三種： 1、沖孔落料壓印（復(fù)合模） 2、落料沖孔壓?。◤?fù)合模） 3、沖孔壓印落料（級(jí)進(jìn)模） 本套模具結(jié)構(gòu)采用倒裝復(fù)合模，落料凹模裝在上模，沖孔凸模也在上模，這樣構(gòu)成了鑲拼式凸凹模，起結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。其方案的確定，最終由結(jié)構(gòu)制約。方案一，其工序過程簡(jiǎn)單，制件的形狀尺寸及精度便于控制，且制造誤差很小。方案二，其落料工序之后，制件的位置尺寸將難以保證，故不能采用其工序。方案三，由于采用級(jí)進(jìn)模，則模具結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。本設(shè)計(jì)來自：我要畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)在

4、畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)注冊(cè)后聯(lián)系客服均可獲贈(zèng)您要求的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料客服QQ：8191040 說明：本軟件/論文系有償閱讀、使用，完整CAD圖紙或源代碼請(qǐng)聯(lián)系客服購買*全國(guó)最全畢業(yè)設(shè)計(jì)，詳細(xì)目錄請(qǐng)加QQ8191040索取模具畢業(yè)設(shè)計(jì)（注塑模，沖壓模），計(jì)算機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)（ASP, ASP.NET, C#, Delphi, JAVA, JSP, PB, VC,VB,VFP等）機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，電子信息類畢業(yè)設(shè)計(jì)，土木路橋畢業(yè)設(shè)計(jì)等等7萬余篇本科碩士論文，工商管理畢業(yè)論文 漢語言文學(xué)畢業(yè)論文 國(guó)際貿(mào)易學(xué)畢業(yè)論文 經(jīng)濟(jì)管理畢業(yè)論文 會(huì)計(jì)學(xué)論文 教育類畢業(yè)論文等第二章 排樣設(shè)計(jì)2.1排樣圖排樣是指工件在條料、帶料或板料是布置

5、的方法。工件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用），與零件的形狀有密切關(guān)系。按零件的不同幾何形狀，可得出其相適合的排樣類型。即按材料的經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣可分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種。合理利用，決定著產(chǎn)品生產(chǎn)成本的高低，因此排樣是很重要的。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用少廢料排樣。排樣圖如下所示： 圖2-1 查沖壓設(shè)計(jì)資料表2-15，得工件間搭邊值a1=2.0mm，側(cè)邊搭邊值a2=2.2mm. 因采用側(cè)壓裝置進(jìn)行定位，那計(jì)算公式： 條料寬度B=D+2a+式中： B條料的基本尺寸 a側(cè)面搭邊 條料下料剪公差 D條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸。 查表 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 得：=0.6 mm 即B= mm

6、2.2條料進(jìn)距的確定進(jìn)距是指在模具中逐次送進(jìn)時(shí)每次向前移動(dòng)的距離。進(jìn)距的大小和精度直接影響沖件的外形精度內(nèi)外形相對(duì)位置精度和沖切過程能否順利完成。進(jìn)距的基本計(jì)算公式如下所示， S = A + B + 2M其中：S進(jìn)距的基本尺寸mmM搭邊寬度mmA ，B外型基本尺寸mm 進(jìn)料步距X=27+2=29 mm2.3利用率計(jì)算 在沖壓零件成本中，材料費(fèi)用約占60以上那么合理的排樣，會(huì)降低產(chǎn)品的成本，計(jì)算材料的利用率是很關(guān)鍵的。 計(jì)算公式：= 100= 100 式中： 材料利用率 F工件實(shí)際面積 A送料步距 B條料寬度根據(jù)工件圖上尺寸可得：F=178 80=1360 A B =2985=2465 即 =1

7、00%=55.17% 從材料利用率上看，這種排樣是合理的。2.4利用率的提高從上節(jié)看出，若能減少廢品面積。則材料的利用率高。廢料可分為工藝廢料與結(jié)構(gòu)廢料兩種。搭邊和余料屬工藝廢料，這是與排樣形式及沖壓方式有關(guān)的廢料；結(jié)構(gòu)廢料由工件的形狀特點(diǎn)決定，一般不能改變。所以只有設(shè)計(jì)合理的排樣方案，減少工藝廢料，才能提高材料利用率。排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的結(jié)構(gòu)與壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則：提高材料利用率 (不影響制件使用性能前提下，還可適當(dāng)改變制件形狀) 排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命高。 保證制

8、件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。第三章 沖壓壓力機(jī)的選用3.1計(jì)算沖裁力：沖裁力是選用壓力機(jī)的依據(jù)，也是設(shè)計(jì)模具時(shí)校核模具強(qiáng)度及剛度的依據(jù)。選用時(shí)壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁工藝的需求。本次設(shè)計(jì)模具刃口為普通的，其沖裁力Fp計(jì)算公式： Fp=Kp*t*L*Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損、凸模與凹模間隙的波動(dòng)（數(shù)值的變化或分而不均）、潤(rùn)滑情況、材料力學(xué)性能與厚度公差變化等因素而設(shè)置的安全系數(shù)，一般取1.3。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度時(shí)，可用抗拉強(qiáng)度b代替，而取Kp = 1 近似計(jì)算法計(jì)算。查閱相關(guān)資料可得： 銅的抗剪強(qiáng)度&=240 MPa根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取Kp=1.3 t=2 mm 由工件圖尺

9、寸得：L=80+2*3.14*5+2*17=111.4 mmFp= Kp*t*L* 3.2推件力、卸料力影響卸料力和推件力的因素很多，要精確的計(jì)算很困難。在實(shí)際生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：卸料力 Fx = KFp頂件力 FQ2= K1Fp 式中： Fp 沖裁力（N）；K 卸料力系數(shù)，其值為0.05 0.10 (薄料取大值，厚料取小值)K1 頂件力系數(shù)，其值為0.06 0.08 (薄料取大值，厚料取小值)h為直刃口部分的高（mm），t 為材料厚(mm)卸料力: FX= KFp K=0.02 =0.0268640 =1372.8(N)推件力: FQ2 = K1Fp K1 =0.04 =0.04686

10、40 =2745.6(N) 二者合力為4118.4 N 3.3壓印力因?yàn)樵摴ば蛑?，有壓印工序，即需要?jì)算壓印力F1。其計(jì)算公式： =P* P=1.15*2t/D 式中： 壓印力 壓印面積.取=3*3*3.14=28026 P壓印壓力系數(shù) 近似抗拉強(qiáng)度.=240 MPa t工件厚度.t=2 mm D壓印最大直徑.取D=8 mm則 P=1.15*240*2*2/8 =138 MPa =138*3*3*3.14=3899.88 N沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于等于各沖裁工藝力的總和FPE: FPE = F1+FP1 + FQ2 + FT =3899.88+68640+4118.4即 總壓力F=查沖

11、壓工藝與模具設(shè)計(jì)，附表A-1 沖壓設(shè)備的規(guī)格從中可選用開式雙柱可傾式壓力機(jī)，型號(hào)為JH23-16 其相關(guān)參數(shù)如下： 3.4壓力機(jī)的參數(shù)根據(jù)沖裁力和壓印力計(jì)算可知： FPE =160KN,查表得：（如下表所示）名稱開式雙柱可傾式壓力機(jī)閉合高度調(diào)節(jié)量/mm45型號(hào)J h2316立柱間距離/mm220工程壓力/KN160最大裝模高度/mm220滑快行程/mm50工作臺(tái)尺寸/mm前后300左右450行程次數(shù)（次.min-1）150墊板尺寸/mm厚度40孔徑210最大閉合高度mm220模柄孔尺寸/mm直徑40深度603.5壓力機(jī)的校核壓力機(jī)的裝模高度沖模閉合高度H模是指模具在最底的工位時(shí)，下模座的地面到

12、頂面 的距離。再計(jì)具時(shí)它應(yīng)與壓力機(jī)的閉合高度相協(xié)調(diào)。壓力機(jī)的閉合高度H是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)面至滑塊下平面的距離。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)，也既壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整。當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)，壓力機(jī)閉合高度最大，稱最大閉合高度Hmax,連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)，壓力機(jī)閉合高度最小，稱最小閉合高度Hmin。模具的閉合高度必須適合于壓力機(jī)的閉合高度范圍要求它們之間的關(guān)系為：（Hmaxh1）5h(Hminh1)+10模具的閉合高度介于壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間，并考慮留有適當(dāng)余量.計(jì)算公式如下 ： （Hmax-H1）-5 H （Hmin-H1）+10mm Hmax壓力機(jī)的最大閉合高度 Hm

13、in壓力機(jī)的最小閉合高度 (壓力機(jī)連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度 80mm) H1 壓力機(jī)工作墊板厚度H 模具的閉和高度Hmax-H1壓力機(jī)的最大裝模高度Hmin-H1壓力機(jī)的最小裝模高度根據(jù)公式得：175 195 220符合條件3.6其他參數(shù)1壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸 壓力機(jī)工作臺(tái)上墊板的平面尺寸應(yīng)大于模具下模座的平面尺寸，并留有固定模具的充分余地，一般每邊留50702壓力機(jī)工作臺(tái)孔尺寸 模具底部設(shè)置漏料孔尺寸必須小于工作臺(tái)孔尺寸3壓力機(jī)的模柄孔尺寸 模柄的高度應(yīng)小于模檳安裝孔的深度。第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模洞口的類型：凹模的孔口形式通常有如圖4-1所示的幾種。圖中a、e為 直壁形，刃口強(qiáng)度高，

14、刃磨后空口尺寸不變，制造方便。但是在孔口 內(nèi) 易于積存工件或廢料，增大了凹模的脹力、推件力和孔壁的磨損； 磨損后每次的修磨量大，模具的總壽命較低。此外，凹模磨損后孔口可能成倒錐，使沖成的工件或廢料反跳到凹模表面上，造成操作困難。直壁形孔口 凹模適用于沖裁精度較高、厚度較大的工件。對(duì)于上頂出工件（或廢料）的模具也采用此種孔口形式。a適用于圓形或矩形工件；e適用于形狀復(fù)雜的工件。b、c、d的孔口為錐形，孔口 內(nèi)不 易于積存工件或廢料，孔壁所受的脹力、摩擦力小，所以凹模的磨損及每次的餓刃磨量小。但刃口強(qiáng)度較低，且刃口的尺寸在修磨后略有增大。一般用于形狀簡(jiǎn)單，精度要求不高和較薄的沖裁件。c適用于較復(fù)雜

15、的沖裁加件；d用于沖裁薄料和凹模厚度較薄的情況。f為凸臺(tái)式凹模，適用于沖裁軟而薄的金屬與非金屬材料，這種材料一般不淬火或淬火強(qiáng)度不高（3538）HRC，可以用手錘敲打凸臺(tái)斜面以調(diào)整模具間隙，直到試沖出滿意的沖壓件為止。 圖4-1根據(jù)上述分析本模具采用 a 為合理。凹模的固定方法和主要技術(shù)要求由于該模具結(jié)構(gòu)是倒裝的，則落料凹模裝在上模，用臺(tái)階將其固定。根據(jù)總體結(jié)構(gòu)的約束，凹模的內(nèi)部有沖孔凸模，內(nèi)部應(yīng)留有鑲嵌小凸模的孔。且在凹模內(nèi)部鑄造脹形的凸模，其尺寸精度有很高的要求。同時(shí)采用鑲拼式的結(jié)構(gòu)，其材料選用T10A。 其結(jié)構(gòu)如下所示： 圖4-2 落料凹模凹模的外形尺寸設(shè)計(jì)過程：凹模的外形一般有圓形和矩

16、形兩種，不管那種形狀都應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度、剛度和修磨量。凹模厚度經(jīng)驗(yàn)公式：HK*b (15 mm)凹模壁厚經(jīng)驗(yàn)公式：c(1.52)H (3040 mm)其中 b沖裁件的最大外形尺寸。 K影響扳料厚度的系數(shù)。查表 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 得K=0.28 則 H0.28*80 mm=22.4 mm 取H=24 mm 即 c1.5*24 mm=36 mm 凹模的總長(zhǎng)L=（36*2+80）mm=152 mm 凹模的總寬B=（27+2*36）mm=99 mm 取B=100mm 凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模是指落料凸模，凹模是指沖孔凹模。其結(jié)構(gòu)如下所示： 圖4-3 凸凹模 4.2凸模結(jié)構(gòu)類型的確定通常分為兩大類。

17、一類是鑲拼式，另一類為整體式。整體式中，根據(jù)加工方與尺寸做成一樣，這類凸模一般采用線切割方法進(jìn)行加工。臺(tái)階式凸模一般采用機(jī)械加工，當(dāng)形狀復(fù)雜時(shí)，成形部分常采用成型磨削。對(duì)于圓形凸模， GB286381的冷沖模標(biāo)準(zhǔn)已制訂出這類的凸模的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式與尺寸規(guī)格。根據(jù)工件以及裝配結(jié)構(gòu)的要求選用整體式臺(tái)階凸模結(jié)構(gòu)。故選用臺(tái)階固定的方法。 4.3凸模長(zhǎng)度的計(jì)算應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的需要來確定。若采用固定卸料板和導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)時(shí)，凸模的長(zhǎng)度應(yīng)該為：LH1H2H3（1520）mm 若采用彈性卸料板和導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)，凸模的長(zhǎng)度應(yīng)該為：LH1H2H4 式中： L凸模的長(zhǎng)度H1凸模固定板的厚度H2卸料板的厚度H3導(dǎo)料板的厚度H4

18、卸料彈性元件被預(yù)壓后的厚度其中1520mm為附加長(zhǎng)度，包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離。 凸模長(zhǎng)度應(yīng)該為L(zhǎng)=L1+L2+（1015） =30+15+15+9=69 mm4.4模具材料的選用模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀簡(jiǎn)單且模具壽命要求不高的凸?？蛇x用 T8A、T10A等材料；形狀復(fù)雜且模具有較高壽命要求的凸模應(yīng)選 Cr12、r12MoV、CrWMn等制造，HRC取5862，要求高壽命、高耐磨性的凸模，可選硬質(zhì)合金材料。因此本套模具的凸模材料：選用T10A鋼 圖4-4凸模的結(jié)構(gòu)第五章 沖模零部件設(shè)計(jì)5.1模柄：根據(jù)壓力機(jī)的模柄孔，其基本尺寸為40 mm，可得模柄的基本尺寸為40 mm，查沖壓設(shè)計(jì)資料，表8-33，選用型模柄材料為A3鋼其結(jié)構(gòu)如下： 圖5-1 模柄5.2 模架的選用 根據(jù)凹模邊界尺寸L*B=152*100