落料沖孔復(fù)合模設(shè)計

1、落料沖孔復(fù)合模設(shè)計說明書 院 系： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 班 級： 09及材控二班 學(xué) 號： 20091185 姓 名： 李明紅 指導(dǎo)老師： 周健老師 目錄1、 概論_22、 工藝分析方案及確定_23、 模具結(jié)構(gòu)的確定_44、 工藝計算_55、 主要工作零件的設(shè)計_96、 總裝配圖_157、 參考文獻(xiàn)_161、 概論模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加

2、工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 設(shè)計出正確合理的模具不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具使用壽命，還可以提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。本次設(shè)計的是一套落料沖孔模，經(jīng)過查閱資料，對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工藝分析，通過沖裁力、頂件力卸料力等力計算并確定壓力機(jī)的型號。對模具各部分進(jìn)行強(qiáng)度校核，確認(rèn)其是否滿足使用要求?？偠灾?，要通過合理的設(shè)計，能夠制造出既節(jié)省原材料，又能加工出符合要求的零件的落料沖孔模。2、 工藝方

3、案分析及確定2.1零件沖壓工藝分析（1）、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析 圖2-1 材料：08F 料厚：1 生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)由圖分析，零件為一落料圓形中間沖制一個星形而成。在設(shè)計時，需滿足以下要求：、必須保證操作安全、方便。、保證生產(chǎn)率和高質(zhì)量件的同時，力求低成本和模具的壽命長。、保證模具的強(qiáng)度和外形的美觀。（2）、工藝方案的確定。 完成此工件需要沖孔落料兩道工序，加工方案有三種：序號工藝方案機(jī)構(gòu)特點(diǎn)1單工序模生產(chǎn)：先完成落料在沖孔或先沖孔后落料模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成模具的加工，難以滿足模具大批量生產(chǎn)的要求。且兩道工序中產(chǎn)的定位誤差，將導(dǎo)致中心孔的精度難以保證。2復(fù)合模生產(chǎn)：落料

4、沖孔復(fù)合同一副模具完成兩道不同的工序，大大減小了模具的規(guī)模，降低了模具成本，提高了生產(chǎn)效率，并能滿足零件精度要求，操作簡單方便適合大批量生產(chǎn)。3級進(jìn)模生產(chǎn)：沖孔落料連續(xù)同一副模具不同的工位完成兩道不同的工序，成產(chǎn)效率高模具規(guī)模相對復(fù)合模要大，成本也高，且要求兩道工序間的定位精度高。結(jié)合以上分析，該工件采用第二種方案比較合理。 3、 模具結(jié)構(gòu)的確定（1）、模具形式確定復(fù)合模又可分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模，正裝式復(fù)合模沖出的沖件平直度較高，但沖孔廢料落在下模工作面上不易清楚，有可能影響操作和安全，從而影響生產(chǎn)率。倒裝飾復(fù)合模沖孔廢料直接由沖孔凸模從凹模內(nèi)孔推下，無頂件裝置，結(jié)構(gòu)簡單。操作方便。

5、通過以上分析，該工件采用倒裝式復(fù)合模。（2）、定位裝置 采用伸縮式擋料銷縱向定位。（3）、卸料裝置 條料卸除：采用彈性卸料版，由于是倒裝復(fù)合模，彈性卸料版安裝在下模。 工件卸除：采用打料裝置將工件從落料凹模中推下，落在模具工作表面上。沖孔廢料卸除：下模座直接由漏料孔排出（4）、導(dǎo)向零件 采用滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套極限導(dǎo)向。（5）、模架 采用中間導(dǎo)柱模模架，導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對稱中心線上，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便。4、 工藝計算（1）、排樣設(shè)計 零件外形為圓形，可以采用單排，交叉雙排或多排；考慮到工件為大批量生產(chǎn)，若采用雙排或多排會增大模具尺寸結(jié)構(gòu)，從而增加模具的生產(chǎn)成本，故采用單排結(jié)構(gòu)；如圖所示

6、：圖4-1：排樣圖確定搭邊值：根據(jù)參考文獻(xiàn)當(dāng)=1時,2,1.5.計算調(diào)料寬度：采用無側(cè)壓裝置，所以=0.1,=0.5 B=(Dmax+2a+Z) =(30+2×2+0.1) =34.1導(dǎo)料銷之間的距離A=B+Z=34.2材料利用率計算：總=×100%式中：n一張板料上的沖裁件總數(shù)目； A一個沖裁件的實(shí)際面積； B板料的寬度； L板料的總長度；若取工件工件數(shù)為14，則：L=14×30+15×1.5=442.5 取443 ，所以條料規(guī)格為443 ×34.1×1 利用CAD計算得一個沖裁件的面積A1=545.2083 2總=×10

7、0%=50.585%（2）、計算沖裁力沖裁力計算公式為F=F孔+F落式中：F沖裁力(N) 孔沖孔沖裁力(N) F落落料沖裁力(N) 沖孔沖裁力的計算： F孔=KL孔tb 式中： L孔沖裁周邊長度（），L孔= 87.1851 t材料厚度（），t=1 b材料抗剪強(qiáng)度（MPa）b210400Mpa,取b=350 Mpa K系數(shù)（取K=1.3）。 所以F孔=1.3×87.1853×1×350 =39.67 KN 落料沖裁力的計算： F落= KL落tb 式中L落=94.2478 所以落1.3×94.2478×1×350=42.89 KN 故沖裁

8、力F=F孔+F落=39.67 KN+42.89KN=82.56 KN（3）、卸料力FX、推件力F計算： 查表可得相應(yīng)的KX、KT、KD分別為0.05、0.055。由于為倒裝式復(fù)合模，故每沖孔一次，工件都會被推件板推出，故n=1. F=KXF落0.05×42.89KN= 2.14KN T=nKT落=1×0.055×42.89 KN=2.36KN （4）、總沖壓力的計算沖裁時，壓力機(jī)的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力，當(dāng)采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時： 總F+FX+FT=(82.56+2.14+2.36) KN=87.06 KN 所以選

9、擇壓力機(jī)噸位為J23-25（5）、計算模具壓力中心由于該工件為對稱工件，所以模具的壓力中心為其幾何中心。（6）、計算模具刃口尺寸、沖孔凸凹模尺寸計算 由基本尺寸可查的最大初始雙面間隙man0.140 ，最小初始雙面間隙min=0.100 。查表得x=0.75,取 p=0.4(man-min)=0.4×0.040 =0.016 d=0.6(man-min)=0.6×0.040 =0.024 可滿足+=0.040man-min的條件。由計算公式得：dp=(dmin+x)=24.036 dd=（dp+min）=24.136 、落料凸凹模尺寸計算由基本尺寸可查的最大初始雙面間隙ma

10、n0.140 ，最小初始雙面間隙min=0.100 。查表x=1,同樣取p=0.016，d=0.024 可滿足使用要求。d=(max- x)=29.90 p=(d-min) =29.80 5、主要工作零件的設(shè)計(1)、落料凹模設(shè)計計算凹模高度 kss垂直送料方向的凹模刃壁間的最大距離（）k系數(shù)，考慮板厚的影響，查表得k=0.4。所以 ks0.4×30 =12 因該工件為圓形，故可選用圓形凹模，取凹模刃壁至凹模邊緣的距離S2=30 ，故凹?？偝叽?90，凹模形狀尺寸如圖：圖5-1 ：落料凹模 （2）、沖孔凸模長度L及校核 、 沖孔凸模長度：L=1+墊； 1=（0.60.8）； 式中：1

11、凸模固定板厚度, 1=0.7×12=8.4取1=9 落料凹模厚度； 墊墊板的厚度，取墊15。 所以L=1+墊=(8.4+12+10) =36,如圖示：圖5-2：沖孔凸模 、承壓能力的校核：凸模承壓能力按下式校核：=; 式中:凸模最小截面的壓應(yīng)力（MPa） F凸?？v向所承受的壓力，即孔39.67KN ; A凸模最小截面積；由CAD面積查詢得161.6501 2凸模材料需用抗壓強(qiáng)度。查表可得：295 MPa。所以=245.406 MPa，滿足使用要求。、失穩(wěn)彎曲應(yīng)力的校核：對于截面為星形的凸模有：Lmax1200, 式中：J凸模最小截面慣性矩。 F凸?？v向所承受的壓力，即孔39.67KN

12、 ;利用CAD計算星形的慣性矩2822.2454。所以1200=1200×=320.07 Lmax=35.4。滿足使用要求。（3）、凸凹模長度確定，壁厚校核；凸凹模長度L1 =H卸+H彈+固 -0.5;取凸凹模的固定板固=0.8×12=9.6 故取凸凹模固定板厚度為10 。由橡膠的計算可得H彈=46,取卸料版厚度H卸=10。 所以L1 =H卸+H彈+固 -0.5=10+46+10-0.5=65.5。圖5-3：凸凹模 凸凹模壁厚校核：查參考文獻(xiàn)知倒裝式凸凹模壁厚最小值hmin=2.7本設(shè)計中n=(29.8-24.136) =5.664,滿足使用要求。（4）、橡膠的選用與計算：

13、 橡膠允許的負(fù)荷較大，安裝調(diào)整靈活方便，是沖裁模中常用的彈性元件。橡膠墊產(chǎn)生的力 F=AP 式中：橡膠所產(chǎn)生的壓力，設(shè)計時取大于或等于卸料力。此處取F=2.14 KN； P橡膠所產(chǎn)生的單位面積壓力（N/2）,與壓縮量有關(guān)，其值可按查資料確定。取×902-302-4××92=5400.232.所以 P=0.396 MPa。取壓縮量為25%，預(yù)壓縮量20%，工作行程t2.3.所以H彈=46 。校核橡膠高度與直徑的比值=0.51 滿足使用要求。如圖所示：圖5-4：彈性橡膠（5）、卸料版的選取取卸料版的厚度為10，其上因有導(dǎo)料銷和擋料銷，其設(shè)計如圖示：圖5-5：彈性卸料版

14、（6）、墊板的選取為避免硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖擊力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動，在模座與凸模間加墊板，墊板厚度一般為610，該設(shè)計取墊板厚度為7。（7）、壓力機(jī)校核模具的閉合高度H閉=156 壓力機(jī)的最大閉合高度max220,Hmin=120.所以max-5H閉Hmin+10.故壓力機(jī)可用。6、裝配圖零件的裝配圖如下：5-6：裝配圖 1-打桿 2-凸模固定板 3-落料凹模 4-彈壓卸料版 5-彈壓橡膠 6-凸凹模固定板 7-導(dǎo)料銷 8-擋料銷 9-凸凹模 10-推板 11-沖孔凸模 12-推桿 13-推板參考文獻(xiàn)：【1】、林承全主編. 沖壓模具課程設(shè)計指導(dǎo)與范例 北京：化學(xué)工業(yè)出版設(shè)【2】、王衛(wèi)衛(wèi)主編 材料成型設(shè)備 機(jī)械工業(yè)出版社【3】、張榮清主編. 模具制造工藝 北京：高等教育出版社【4】、羅圣國、吳宗澤主編. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊 高等教育出版社【5】、馬正元、韓啟主編 沖壓工藝與模具設(shè)計 北京機(jī)械工藝出版社設(shè)計總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計歷時一周，在設(shè)計中我遇到了許多困難，但是在一些同學(xué)的指導(dǎo)、幫助與督促下，我都一一解決，在此表示衷心的感謝！通過此次課程設(shè)計，我加深了對模具的理解，對模具的基本結(jié)構(gòu)和工作原理有了更深層次的了解