圓形毛坯模具設(shè)計

1、目錄設(shè)計任務(wù)書·················································

2、;·············31落料件毛坯尺寸的計算···································

3、;·················52沖壓成型工藝分析·······························&

4、#183;························63沖壓工藝方案的確定·······················&#

5、183;······························64主要設(shè)計計算··················

6、··········································64.1拍樣方式確定及計算······

7、;·············································64.2沖壓力計算···&#

8、183;·················································&#

9、183;·····74.3壓力中心···········································

10、··················84.4工件零件刃口尺寸······························

11、·······················84.5緩沖裝置的設(shè)計計算·························

12、;·························95模具總體設(shè)計·······················

13、83;····································106主要零部件的設(shè)計···········

14、3;···········································106.1、凸模設(shè)計·····

15、··················································

16、····106.2、凹模設(shè)計············································&#

17、183;··············116.3、凸模固定板設(shè)計·································&

18、#183;···················126.4、定位零件設(shè)計····························&

19、#183;··························136.5、擋料銷設(shè)計·····················&#

20、183;···································146.6、卸料板設(shè)計············

21、83;············································146.7、模架及其他零件設(shè)計···

22、··············································166.8、墊板設(shè)計··&#

23、183;·················································&#

24、183;······196.9、緊固及其他零件設(shè)計·········································

25、;········207模具總裝圖········································

26、83;······················208沖壓設(shè)備的選定··························

27、;·································219模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制··············

28、;······························229.1墊板的加工工藝··················

29、;······································229.2凸模固定板的加工工藝·········&#

30、183;·······································229.3凸模加工工藝········

31、83;·················································

32、83;229.4卸料板加工工藝···············································

33、83;········239.5凹模加工工藝·······································

34、3;··················2310小結(jié)······························

35、3;·····································2411參考文獻(xiàn)···········&#

36、183;·················································&#

37、183;···24一、 課題內(nèi)容了解模具結(jié)構(gòu)、模具設(shè)計及其加工制造技術(shù)的基本知識；零件沖壓工藝性分析與工藝方案的確定；材料利用率及沖壓工藝力的計算，模具刃口尺寸的計算，彈簧或橡皮的選用與計算；排樣圖設(shè)計，凸模、凹模與凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，除固定件之外的其它零件的設(shè)計；繪制模具裝配圖及部分零件圖，編寫一份詳細(xì)的設(shè)計說明書。二、課題任務(wù)要求1、通過查找與課題相關(guān)的中英文文獻(xiàn)，了解模具的結(jié)構(gòu)、模具設(shè)計及其加工制造技術(shù)的基本知識；2、裝配圖上要有主視圖，俯視圖、制件圖與排樣圖，右下角要安排標(biāo)題欄與零件明細(xì)表，主視圖按模具閉合狀態(tài)，俯視圖只反映下模可見部分。圖上要標(biāo)明必要的尺寸

38、與技術(shù)要求，明細(xì)表的內(nèi)容包括零件號、名稱、數(shù)量、材料、熱處理等等；3、零件圖的繪制與標(biāo)準(zhǔn)要符合國家標(biāo)準(zhǔn)，要注明全部尺寸、公差配合、形位公差、表面粗糙度、材料名稱、熱處理及其它技術(shù)要求；4、設(shè)計說明書要盡量詳細(xì)以表明自己的觀點(diǎn)及全過程，其主要內(nèi)容包括：1)目錄2)設(shè)計任務(wù)書與產(chǎn)品圖3)緒論4)零件的工藝分析，工藝方案的確定5)模具的設(shè)計計算（包括毛坯的設(shè)計計算、排樣及材料利用率的計算、沖壓力的計算、壓力中心的計算及刃口尺寸的計算等）6)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計（包括凸模、凹模及凸凹模的設(shè)計，卸料部分設(shè)計、定距導(dǎo)料方式的設(shè)計，模架及其組成零件的選擇，連接及固定零件的選擇等）7)壓力機(jī)安裝尺寸的校核8)參考文獻(xiàn)

39、9） 設(shè)計小結(jié)等。三、課題完成后應(yīng)提交的資料1、設(shè)計說明書一份；2、裝配圖一份，零件圖兩到三份（凸模、凹模、凸凹模）；工件名稱：杯形件(可做1.毛坯落料模、2.拉深模、3.沖孔模)工件簡圖：如圖1.1材料：Q235材料厚度：1.2mm圖.1.1 落料件說明：本落料件設(shè)計由三人分工設(shè)計完成，本人設(shè)計毛坯落料模。摘要：模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，它在國民經(jīng)濟(jì)中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。裝備制造業(yè)在2007年的迅速發(fā)展，尤其是航空航天、汽車和電子電器產(chǎn)品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)I造了良好的市場環(huán)境。本次圓形件落料模具，是從零件的工藝性分析到模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計再

40、到工藝計算，一直到最后的模具裝配圖。1、落料件毛坯尺寸的計算旋轉(zhuǎn)體拉深件毛坯尺寸的計算原則：以工件最后一次拉深后的尺寸為計算基礎(chǔ)；按體積不變條件，對于不變薄拉深，拉深件與毛坯表面積相等；當(dāng)板厚t1mm時，按工件中線尺寸計算；當(dāng)t1mm可按內(nèi)形或外形尺寸計算；計算毛坯尺寸時要加上修邊余量。、根據(jù)旋轉(zhuǎn)體拉深件毛坯尺寸的計算原則，按照圖1.1所示，整理尺寸如下：d=82-t/2×2=82-1.2=80.8mm r=3+t/2=3+0.6=3.6mmh=14.5-t/2=14.5-0.6=13.9mm、確定修邊余量根據(jù)零件的相對高度h/d=13.9/80.80.172，由于工件的相對高度較小

41、，在表中查不到，但加工時又必須有一定的修邊余量，故，這里取最小值1mm。 故H=h+=13.9+1=14.9mm其中h為修邊余量 圖1.2、確定毛坯尺寸=104.10mm、由于本零件圖上未注公差，故按IT12IT14級查表。查表可知，外形公差為-0.87mm，即毛坯尺寸mm。、簡圖如下： 圖1.32、沖壓件工藝分析 分析該落料件，其外形簡單，精度要求不高，用一般精度的模具可達(dá)到直徑公差0.1mm，即可滿足該工件的要求。為簡化模具制造過程，降低生產(chǎn)成本，采用單工序落料模進(jìn)行加工。 1) 尺寸精度根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，普通沖裁可滿足要求。2) 粗糙度、斷面質(zhì)量查模具設(shè)計與制造速查手冊

42、表2-31得，一般沖裁件沖材料厚度12mm金屬板料時，其斷面粗糙度為6.3m；本產(chǎn)品在斷面粗糙度和尺寸精度上均要求不高，所以斷面質(zhì)量可以保證，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。3、沖壓工藝方案的確定該工件只包括落料基本工序，可采用兩種方案：方案一、落料，采用單工序模生產(chǎn)。方案二、落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具機(jī)構(gòu)簡單，設(shè)計方便；方案二較方案一復(fù)雜，精度高，對于本工件，宜用方案一。4、主要的設(shè)計計算（1）排樣方式確定及計算首先要設(shè)計條料排樣圖。圓形件采用單排，查模具設(shè)計與制造速查手冊表2-34，得搭邊值取a=2.0mm和a1=1.5mm；選用無側(cè)壓裝置 條料寬度B條料寬度條料寬度方向沖

43、裁件的最大尺寸a側(cè)搭邊值條料寬度的單向偏差Z導(dǎo)料銷與最寬條料之間的間隙查模具設(shè)計與制造速查手冊表2-36和2-38得=0.7mm，Z=0.5mm，代入公式得：=mm步距：S=104.1+1.5=105.6mm排樣圖如下:圖4.1一個步距的材料利用率（2）沖壓力的計算該模具單工序落料模，擬選擇彈性卸料、下出件。沖壓力的相關(guān)計算見下式。沖裁力卸料力 推件力 其中：L沖裁周邊長度（mm） t材料厚度(mm)材料抗剪強(qiáng)度（Mpa） K系數(shù)，一般取1.3 n同時梗塞在凹模內(nèi)的工件數(shù) n=h/t (h為凹模洞口的直壁高度)、卸料力、推件力系數(shù)由于本落料材料為Q235，查表取=310Mpa，=0.04，=0

44、.055，n取6則F=1.3×3.14×104.1×1.2×310=158076.27（N）=F×0.04=6323.10（N）=6×F×0.055=52165.20（N）則總沖裁力=F+=216564.57（N）（3）壓力中心確定 計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如下圖。在圖中將XOY坐標(biāo)建立在圖示的對稱中線上，由于零件如圖2.2所示，是規(guī)則的圓形，故其壓力中心和幾何中心重合：X=0;Y=0;圖4.2 壓力中心（4）工件零件刃口尺寸在確定工件零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工件零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具

45、的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對較簡單，適宜 采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模、凹模、凸凹模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件孔的同軸度，使得裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算，具體計算見下 ：落料刃口尺寸計算：由于零件尺寸為mm，查相關(guān)表得=0.13mm，=0.16mm，=0.025mm，=0.035mm，X=0.5校核間隙：+=（0.025+0.035）=0.06mm-=（0.16-0.13）=0.03mm說明取凸凹模公差不能滿足+-條件，但相差不大，可調(diào)整如下：=0.4×（-）=0.4×0.03=0.012mm=0.6×（-）

46、=0.6×0.03=0.018mm=（104.1-0.5×0.87=mm=mm=mm（5）緩沖裝置的設(shè)計計算由卸料力：=6323.1（N）/2=3161.55（N）故，本設(shè)計采用聚氨酯橡膠作為卸料彈性元件，查沖壓模設(shè)計指導(dǎo)，初選兩個D=32mm，d=10.5mm,H=25mm的聚氨酯橡膠。聚氨酯橡膠32×10.5×25mm 壓縮量F=0.35H（JB/T 7650.9-1995）5、模具總體設(shè)計（1）模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用單工序落料模。因為該模具毛坯采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷。（2

47、）卸料、出件方式的選擇因為工件厚度1.2mm，卸料力比較小，故可采用彈性卸料，且采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。（3）導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該單工序落料模用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。6、主要零部件設(shè)計（1）工件零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1.凸模結(jié)合工件外形并考慮加工，講落料凸模設(shè)計成直通式，采用線切割機(jī)床加工， 凸模采用螺釘與銷釘固定，凸模與安裝孔的配合按H7/m6配合形式制造（沖壓模具工程師手冊P5-165）。其總長L如下式：查標(biāo)準(zhǔn)：彈壓卸料橫向送料典型組合（JB/T 8066.2-95）得出凸模的長度為 L=+h+H=20+13+25=58mm式中：-卸料板厚度為20

48、mmh-增加長度為1020mm，取13mm H-聚氨酯橡膠的自然高度(本設(shè)計中H=25mm) 本設(shè)計：凸模固定板取為20mm，長寬尺寸與凹模相同；螺釘采用M8×40（GB/T 70.1-2000）；銷釘采用8m6×45(GB/T 119.1-2000)；墊板厚度為8mm，長寬尺寸與凹模相同。一般情況下，凸模的強(qiáng)度和剛度是足夠的，無須進(jìn)行強(qiáng)度校核。但對特別細(xì)長的凸模或凸模的截面尺寸很小而沖裁的板料厚度較厚時，則必須進(jìn)行承壓能力和抗縱彎曲能力的校核，其目的是檢查其凸模的危險端面尺寸和自由長度是否滿足要求，以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷。該凸模不屬于細(xì)長桿，強(qiáng)度足夠，故不必進(jìn)行校核。圖

49、6.1凸模2.凹模凹模采用整體凹模沖裁的凹?？撞捎镁€切割床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與墊圈中心重合。凹模外形尺寸凹模厚度H=ks式中：s凹模刃口最大尺寸（mm） k考慮板厚影響所取系數(shù)本設(shè)計中s=103.665mm，查沖壓模具工程師手冊，取k=0.20即H=0.20×103.66521mm，凹模壁厚c=（1.52）H系數(shù)取1.5計算，得c=1.5×21=31.5mm凹模板邊長L=D+2C=103.665+2×31.5166.67mm垂直于送料方向的凹模寬度B=s+（2.54.0）H=103.665+（52.584）mm查標(biāo)

50、準(zhǔn)JB/T-7643.2-1994, 取H=28mm L=200mm B=160mm 的凹模標(biāo)準(zhǔn)塊。尺寸如圖6.2所示：圖6.2凹模零件圖3.凸模固定板凸模與凸模固定板之間采用H7/m6配合，其圖如下： 圖6.3凸模固定板4.定位零件的設(shè)計為了保證模具正常工作并沖出合格的零件，要求在送進(jìn)的平面內(nèi)，毛坯相對于模具的工作零件處于正確的位置。毛坯在模具中的定位有兩方面內(nèi)容：一是在與送料方向垂直方向上的定位，通常稱為送進(jìn)導(dǎo)向；二是在送料方向上的定位，用來控制送料的進(jìn)距，通常稱為擋料。本設(shè)計中采用6m6×14-A1（GB/T 119.2-2000）一個.其圖如下：圖6.4擋料銷5.導(dǎo)料銷的設(shè)計

51、導(dǎo)料銷與條料接觸，導(dǎo)料銷與條料之間的間隙取1.5mm，導(dǎo)料銷的高度取7，直徑取2，采用45鋼制作，熱處理硬度40-50HRC。圖6.5 導(dǎo)料銷6.卸料板的設(shè)計彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，多用于沖制薄件，是工件的平面度提高。本模具采用一般彈壓卸料板 1）.卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同 2）.彈性卸料板的厚度H=15mm，（ 查沖壓模具工程師手冊卸料板的最小厚度為14mm，這里取15mm） 3）.卸料板孔與凸模的單面間隙Z1/2（查沖壓模具工程師手冊表3-1-28） t=1.2mm，取Z1/2=0.15mm 4）.卸料板導(dǎo)向孔的高度 h=3-5mm。 5）.卸料板底面高出凸模底面的

52、尺寸k=0.2-0.8mm。卸料板采用45鋼制作，淬火硬度為40-45HRC。如圖5.3：圖6.6卸料版卸料螺釘?shù)倪x用設(shè)置2個卸料螺釘，圓柱頭卸料螺釘M8×55 JB/T 7650.5，卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，卸料板超出凸模端面0.2mm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。7.模架及其他零部件的設(shè)計該模采用中間導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具中間位置，沖壓是可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格200×160×200 1 GB/T 2851.5。導(dǎo)柱d1/mm×L/mm為28×

53、150：d2/mm×L/mm為32×170導(dǎo)套d1/mm×L/mmxD/mm為28×100×38;d2/mm×L/mmxD/mm為32×100×38。圖 7.1導(dǎo)柱1材料：20鋼 熱處理：滲碳0.81.2mm，硬度5862HRC 技術(shù)條件：按JB/T 8070-1995 的規(guī)定圖7.2導(dǎo)套1材料：20鋼 熱處理：滲碳0.81.2mm，硬度5862HRC 技術(shù)條件：按JB/T 8070-1995 的規(guī)定模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品要求確定是否采用帶導(dǎo)柱的模座。帶導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模座的常用形式及導(dǎo)柱的排列方式

54、有：后側(cè)導(dǎo)柱、對焦導(dǎo)柱、中間導(dǎo)柱、四導(dǎo)柱、后導(dǎo)柱窄形、三導(dǎo)柱。本模具采用中間導(dǎo)柱模座，適用于橫向送料和由單個毛坯沖制的較精密的沖壓件。上模座厚度取40mm，下模座厚度H取45mm，。圖7.3上模座圖7.4下模座技術(shù)要求1.采用標(biāo)準(zhǔn)模架中間導(dǎo)柱模架，標(biāo)準(zhǔn)是GB/T2851.5-19902.沖模零件不允許有裂痕，工作表面不允許有劃痕，機(jī)械損傷，銹蝕等表面缺陷，3.沖模凹模工作孔不允許有倒錐度4.沖裁的凸凹模刃口及側(cè)刃等必須鋒利,不允許有崩刃和機(jī)械損傷，5.零件圖上未標(biāo)明的倒角尺寸，除刃口外所有銳邊都倒角1345度或倒圓角。模柄模柄主要分為：整體式、帶臺階的壓入式、帶螺紋的壓入式、凸緣式、浮動式。本

55、模具采用帶螺紋的旋入式模柄。垂直精度較差，主要用于小型模具。選用M2431.58.墊板設(shè)計圖8.1墊板墊板厚度一般為310mm，取10mm。墊板材料常用45鋼，熱處理硬度為4348HRC。墊板淬硬后兩面應(yīng)磨平，表面粗糙度R0.320.63um。本設(shè)計中，由于生產(chǎn)批量較大，給凸模的后面加上淬過火的凸模墊板，目的是增加凸模的強(qiáng)度，防止凸模的后座回縮，增加使用壽命。9.緊固及其他零件螺釘與銷釘是用于模具零件進(jìn)行固定與定位的元件。螺釘選用內(nèi)六角為宜。一般設(shè)計時應(yīng)不少于3個螺釘，凝乳被連接的深度，鑄鐵為2d，鋼為1.5d。銷釘設(shè)計為2個，連接件的銷釘孔應(yīng)同時鉆、鉸，銷釘與孔采用H7/m6過度配合，孔壁的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra1.6um，壓入連接件與被連接件的深度為1.5d和2.5d。矩形板件的銷釘應(yīng)去對角布置。7.模具總裝配圖圖.7.1總裝圖1-上模座;2-卸料螺釘；3-緊固螺釘；4-模柄；5-止轉(zhuǎn)銷釘；6-定位銷釘；7-緊固螺釘；8-墊板；9-凸模固定板；10-凸模；11-卸料板；12-導(dǎo)料銷；13-凹模；14-定位銷釘；15-下模座；16-緊固螺釘；17-導(dǎo)柱；18-橡膠；19-導(dǎo)套；20-擋料銷通過以上設(shè)計，可得到如圖所示模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、