廈門大學(xué)連接件冷沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、廈門大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課 題 名 稱 連接板落料單工序模 學(xué) 生 姓 名 艾代毅 學(xué) 號 317 專 業(yè) 08模具（1） 指 導(dǎo) 教 師 林衛(wèi)平 林周琛 2010年 10 月 15 日目錄前言11 設(shè)計(jì)課題及設(shè)計(jì)任務(wù)書21.1 設(shè)計(jì)課題21.2 設(shè)計(jì)任務(wù)書32 工藝方案分析及確定32.1 零件的工藝分析32.2 工藝方案的確定32.3 排樣的確定43 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算63.1 沖壓力與壓力中心的計(jì)算63.2 工作零件刃口尺寸計(jì)算73.3 工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其他模具結(jié)構(gòu)零件83.4 沖壓設(shè)備的選用10致謝11參 考 文 獻(xiàn)12摘要：本論文應(yīng)用所學(xué)專業(yè)理論課程和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行了冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作

2、的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容。通過本次設(shè)計(jì)，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了相應(yīng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對相關(guān)的課程進(jìn)行了全面的復(fù)習(xí)，使獨(dú)立思考能力有了提高。本設(shè)計(jì)采用落料單工序模，模具設(shè)計(jì)制造簡便易行。落料沖裁效果好，能極大地提高生產(chǎn)效率。本設(shè)計(jì)主要工序包括：落料。本設(shè)計(jì)分別論述了產(chǎn)品工藝分析，沖壓方案的確定，工藝計(jì)算，模板及主要零件設(shè)計(jì)，模具裝配等問題。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是確定復(fù)合模內(nèi)型和結(jié)構(gòu)形式以及工藝性，繪

3、制模具總圖和非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖。關(guān)鍵詞：冷沖壓；沖裁；落料 模具前言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，模具設(shè)計(jì)是模具專業(yè)一個(gè)最重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，是我們對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用，通過對專業(yè)知識的綜合運(yùn)用，使學(xué)生對模具從設(shè)計(jì)到制造的過程有了一個(gè)基本的了解和認(rèn)識，為以后的工作及進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的有兩個(gè)：一是讓學(xué)生掌握查閱查資料手冊的能力，能夠熟練的運(yùn)用工程軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。二是掌握模具設(shè)計(jì)方法和步驟,了解模具的加工工藝過程。 本文是連接板落料、單工序模設(shè)計(jì)說明書，結(jié)合模具的設(shè)計(jì)，廣泛聽取各位人士的意見，經(jīng)過多次修改和驗(yàn)證編制而成

4、。為了達(dá)到設(shè)計(jì)的規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化和合理性，本人通過查閱多方面的資料文獻(xiàn)，力求內(nèi)容簡單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。文中附有必要的插圖和數(shù)據(jù)說明。模具（冷沖壓）畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、完成任務(wù)工作量：（具體要求詳見補(bǔ)充說明） 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)模具總裝配圖紙； 2、相關(guān)非標(biāo)準(zhǔn)零件圖（待加工零件圖）； 3、模具畢業(yè)設(shè)計(jì)論文； 4、完成模具實(shí)物零件的加工和裝配；二、設(shè)計(jì)課題任務(wù)（各小組按照不同的圖紙要求） 第二小組：設(shè)計(jì)一副落料模具（零件見下圖）板料厚度為：1.2mm,要求用導(dǎo)料板導(dǎo)料、剛性擋料銷定位。1 設(shè)計(jì)課題及設(shè)計(jì)任務(wù)書11 設(shè)計(jì)課題1.1.1課題名稱;連接板落料、單工序模1.1.2課題研究的目的與基

5、本要求(1)目的用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識，進(jìn)行一項(xiàng)冷沖模設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作的能力。擴(kuò)充“冷沖模設(shè)計(jì)”課程所學(xué)內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟。掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本知識。如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。(2)基本要求按制圖技術(shù)要求，生產(chǎn)加工安排，模具裝備調(diào)試技能。以生產(chǎn)者的身份來設(shè)計(jì)模具，為求所設(shè)計(jì)模具適合在所在設(shè)備條件下生產(chǎn)，即要綜合生產(chǎn)實(shí)際，又要滿足生產(chǎn)要求，更要提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)為連接板落料單工序模具，設(shè)計(jì)工件如圖1.1所示：圖1.1技術(shù)要求：1.零件名稱：連接板2.生產(chǎn)批量：大批3.材料：104

6、材料厚度：t=1.2mm 2 工藝方案分析及確定2.1 零件的工藝分析沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設(shè)計(jì)是否合理。一般來講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當(dāng)然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平和設(shè)備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等是確定沖裁件工藝實(shí)應(yīng)性的主要因素。根據(jù)這一要求對該零件進(jìn)行工藝分析如下：1材料:該沖裁材料為08 F是普通碳素鋼,具有良好的可沖壓性。2零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)簡單，比較適合沖裁。3尺寸精度：只有孔心距精度要求較高故采用IT9級。2.2

7、 工藝方案的確定確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案，應(yīng)進(jìn)行全面的工藝分析分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一個(gè)最佳的合理沖壓工藝方案。該零件包括落料基本工序,可以采用以下4種工藝方案：(1)模具結(jié)構(gòu)相對比較的簡單采用一道的落料工序就能完成零件的加工。方案（1）冷沖壓是少,無切屑的高效加工方法，材料費(fèi)料少，利用率高 。（2）冷沖壓零件在形狀和尺寸精度方面互換性較好，可以滿足一般裝配和使用要求。(3)冷沖壓零件經(jīng)過塑性變形，金屬內(nèi)部正在得到改善，機(jī)械強(qiáng)度有所提高。（4）冷沖壓操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高。2.3

8、排樣的確定在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。2.3.1 沖裁件的排樣排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用），與沖件的外形有很大關(guān)系。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應(yīng)的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種?？紤]到該制件的生產(chǎn)綱領(lǐng)與加工條件，采用條料加工有余料的排樣。排樣圖見左圖2.1： 圖2.12.3.2 材料利用率衡量材料經(jīng)濟(jì)利用的指標(biāo)是材料利用率。一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為= （2.1）式中：A沖裁件面積（mm2

9、）；B條料寬度（mm）；H進(jìn)距（mm）. = =3342/4410 =75.8%一張板料上總的材料利用率為： =式中： N張條料上的沖件總數(shù)目； L板料長度（mm）；B板料寬度（mm）；A沖裁件面積（mm2）；查板材標(biāo)準(zhǔn).選600mmx2000mm的鋼材,每張鋼板可剪裁為5張條料(5mmx2000mm),每張條料可沖47個(gè)工件: =65.4%2.3.3 搭邊排樣時(shí)，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。搭邊數(shù)值取決于以下因素：（1）工件的尺寸和形狀。（2）材料的硬度和厚度。（3）排樣的形式（直排、斜排、對排

10、等）。（4）條料的送料方法（是否有側(cè)壓板）。（5）擋料裝置的形式（包括擋料銷、導(dǎo)料銷和定距側(cè)刃等的形式）。搭邊值一般是由經(jīng)驗(yàn)再經(jīng)過簡單計(jì)算確定的。查表2得搭邊值：a=2.5mm，a1=2mm ，故取搭邊值為：a=2.5mm，a1=2mm。 3 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 沖壓力與壓力中心的計(jì)算 沖裁方式：當(dāng)一次沖裁完成以后，為了能夠順利地進(jìn)行下一次沖裁，必須適時(shí)的解決出件、卸料及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時(shí)，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，并影響沖裁件的質(zhì)量。 沖裁力的計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的是為了確定壓力機(jī)的額定壓力，因此要計(jì)算最大沖裁力。則沖裁力可

11、按下式計(jì)算：F=ktl (3.1)式中：t為剪切斷面面積，為板料的抗剪強(qiáng)度。考慮到刃口的磨損、間隙的波動(dòng)、材料力學(xué)性能的變化、板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計(jì)算：F=1.3LT （3.2）式中 ：L 沖裁輪廓的總長度(mm);T板料厚度(mm);板料的抗剪強(qiáng)度(MPa)。經(jīng)查資料取=280，按非退火08F鋼板計(jì)算將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入，得沖裁力為：落料力 F=140.61.22801.3=61KN 卸料力、推件力的計(jì)算表3.1由于影響卸料力、推件力的因素很多，無法準(zhǔn)確計(jì)算。在生產(chǎn)中均采用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：FQ2=K2nF (N) （3.4）式中： FQ1

12、、FQ2分別為卸料力、推件力； K1 、K2分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)，其值見表3.1n同時(shí)卡在凹模孔內(nèi)的工件或廢料數(shù)， F沖裁力（N），按式（3.4）計(jì)算。表3.1卸料力、推件力系數(shù)表材料種類板料厚度/mmK1K208F0.10.060.090.10.10.50.0450.070.0650.52.50.0250.060.0502.56.50.020.050.0456.50.150.040.025查表3.1得K1=0.05 K2=0.04。代入公式得： 卸料力FQ1=K1F=0.0561=3KN推件力FQ2=K2nF=0.04561=12KN 總沖裁力的計(jì)算 根據(jù)工件的要求已及對模具的要求，

13、故選總沖壓力為：F總=61+3+12+=76KN3.1.5 壓力中心的計(jì)算該零件是對稱的，所以壓力中心在該零件的幾何中心。3.2 工作零件刃口尺寸計(jì)算落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計(jì)算，落料凸模按間隙值配置。既已落料凹模、凸模為基準(zhǔn)。具體刃口尺寸計(jì)算見下表：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08FZmin=0.126Zmax=0.18Zmax-Zmin=0.054工件公差為IT14級,故X=0.75落料凹的基本尺寸計(jì)算： a=(30-0.75*0.21)3.3 工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其他模具結(jié)構(gòu)零件3.3.1 凹模尺寸凹模厚度 H=Kb(15mm) =0.437.5=15mm

14、 取 H=40mm 符合強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求其中K查表3.2，利用插值法得K=0.4。凹模邊緣壁厚 C(1.5-2)H C=(1.5-2)26=(39-52),實(shí)取C=50mm凹模邊長 L=b+2C=100+250=200mm查標(biāo)準(zhǔn)JB/T 6743.1-94；凹模寬160mm。因此確定凹模外形尺寸為20016026mm，將凹模板做成薄型形式并加空心墊板后實(shí)際凹模尺寸為20016020mm。表3.2凹模厚度系數(shù)K tb12500.350.4250-1000.220.283.3.3 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JB/T 2885.1-94，確定其他模具結(jié)構(gòu)零件，如下表所

15、示：序號名稱長寬厚材料數(shù)量1上墊板2001608T8A12凸模固定板200160204514卸料板20016020451 根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)尺寸,結(jié)合倒裝單工序模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，查JB/T 2855.5-94選取后側(cè)導(dǎo)柱200160標(biāo)準(zhǔn)模架一副。 模架3.3.5 典型零件加工工藝方案如下以凹模板的加工為例，典型零件的加工工藝為：備料熱處理磨平面鉗工磨平面熱處理線切割。工藝過程如表3.3 。表3.3 凹模板加工工藝序號工序名稱工序的主要內(nèi)容1備料根據(jù)圖紙下適合的毛胚料2熱處理退火3磨平面銑(刨)六平面4鉗工劃線、打螺紋孔、銷釘孔和穿絲孔5熱處理淬火、回火達(dá)到硬度要求6磨平面光上下平面至圖紙要求7線切割線

16、割內(nèi)型,保證間隙達(dá)到要求4沖壓設(shè)備的選用與校核壓力機(jī)的選用：壓力機(jī)對模具壽命的影響也不容被忽視。壓力機(jī)在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度，加載狀態(tài)下的精度稱為動(dòng)精度。當(dāng)壓力機(jī)的動(dòng)精度不好時(shí)，就等于用精度不好的壓力機(jī)進(jìn)行沖壓加工。由于測量動(dòng)精度很困難，目前還沒有壓力機(jī)動(dòng)精度的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)廠家也只保證壓力機(jī)的靜精度。因此壓力機(jī)的動(dòng)精度一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及對壓力機(jī)生產(chǎn)廠家的信任程度來推斷。根據(jù)總的沖裁力、模具閉合高度、沖床工作臺面尺寸等,故選壓力機(jī)型號為J23-10A,并在工作臺面上備制墊塊。其技術(shù)規(guī)格如下:公稱壓力： 100KN滑塊行程 : 145mm滑塊行程次數(shù): 60次

17、/分最大的封閉高度為: 180mm連桿調(diào)節(jié)長度: 35mm工作臺尺寸前后: 前后240mm左右360mm模具參數(shù)的校核 由175H155得到壓力機(jī)與模具的閉合高度應(yīng)符合式關(guān)系，由于設(shè)計(jì)模具時(shí)閉合合高度142mm應(yīng)加塊墊板h=20。1. 下模座2.導(dǎo)柱3.凹模4.擋料板5.凸模6.導(dǎo)套7.上模架8.內(nèi)六角沉頭螺釘9.模柄10.止轉(zhuǎn)銷11.凸模墊板12.固定板圖紙總結(jié)通過這次模具設(shè)計(jì)，本人在多方面能力都得到了提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用了本專業(yè)所學(xué)課程的理論知識和結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)，通過實(shí)際設(shè)計(jì)從而培養(yǎng)和提高了自己的獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，

18、掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本的模具技能，懂得了從分析零件的工藝性入手，確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。并提高了查閱設(shè)計(jì)資料和手冊的能力，熟悉了設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。致謝本文是在論文指導(dǎo)老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我也學(xué)到了許多有關(guān)設(shè)計(jì)方面的知識，對其現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢有了很大的了解。感謝各位老師與同學(xué)們的幫助。由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請老師們多多指教,我十分的樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。 參 考 文 獻(xiàn)1楊關(guān)全.模具設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)M.第2版.北