三角墊片沖壓模具設(shè)計(jì)

1、中北大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書學(xué)生姓名：李同學(xué)學(xué) 號(hào)：09010341學(xué)專院：業(yè)：機(jī)電工程學(xué)院飛行器制造工程題目：三角墊片 沖壓模具設(shè)計(jì)綜合成績指導(dǎo)教師：張老師2012 年9月21日 PAGE PAGE 18目 錄41.1 沖壓件材料41.2 工件結(jié)構(gòu)形狀41.3 尺寸精度5553.1 計(jì)算沖壓力53.2 初選壓力機(jī)53.3 排樣設(shè)計(jì)及材料的利用率分析63.4 模具壓力中心的確定794.1 模具類型的選擇94.2 操作與定位方式94.3 卸料、出件方式94.4 確定送料方式94.5 確定導(dǎo)向方式995.1 模具類型的選擇95.2 操作與定位方式105.3 卸料、出件方式105.4 確定送料

2、方式105.5 確定導(dǎo)向方式1011137.1 落料凹模137.2 凹模具體設(shè)計(jì)137.3 沖孔凸模設(shè)計(jì)147.4 凸凹模的設(shè)計(jì)157.5 卸料部件的設(shè)計(jì)167.6 模架及其他零部件的選用17178.1 校核模具閉合高度178.2 沖壓設(shè)備的選定17九、參考文獻(xiàn) 18一、沖裁件工藝性分析 1-1所示生產(chǎn)批量：年產(chǎn)量 20 萬件為一般批量材料：Q235材料厚度 0.5mm1-1沖壓件材料查沖壓手冊(cè)知：Q235 為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，強(qiáng)度一般，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性，主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機(jī)械零件，可以沖裁。工件結(jié)構(gòu)形狀間的距離也滿足要求，適合沖裁加工。沖裁件除有一個(gè)10 的大孔，

3、生產(chǎn)綱領(lǐng)尺寸精度IT13 根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。二、沖裁工藝方案的確定案：方案一：先沖孔，后落料；單工序模生產(chǎn)。 通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。三、工藝計(jì)算1、計(jì)算沖壓力推薦力的總和。1)、沖裁力的計(jì)算用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力 F 一般按下式計(jì)算：F=Ltb式中F沖裁力； 沖裁件周長； t材料厚度； b材料抗剪強(qiáng)度K系數(shù)，系數(shù)是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均=1.3。計(jì)算沖裁件輪廓周長LL=a+b+c+d公式5-4）式中a，b,c,d沖裁件邊長；L=65+30+10+63=168(mm)查表 2-1 取 b=450Mpa 所以

4、F=Lb=160.5450=37.8(KN)2、卸料力、推料力的計(jì)算卸料力 FXFX=KXF（公式 5-5）推料力 FTFT =nKTF（公式 5-6）n梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量(n=h/t)； h直刃口部分的高(mm)；t 材料厚度(mm)FX=KXF=0.04537800=1.701(KN)X（K 、K為卸料力、推件力系數(shù)，其值查表5-3可得FT=nKTF =120.06337800X所以總沖壓力 FZ=F+FX+FT=37.8+1.701+28.576=68.077(KN)2、初選壓力機(jī)根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果擬選壓力機(jī)規(guī)格為 J23-10 型壓力機(jī)。t/mmKXKt/mmKXKTKD0.

5、10.0650.0750.10.140.10.50.0450.0550.0630.08鋼0.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.0450.056.50.020.030.0250.03鋁、鋁合金純銅，黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.093、排樣設(shè)計(jì)及材料的利用率分析、排樣方式的選擇方案一有廢料排樣沿沖件外形沖裁在沖件周邊都留有搭邊沖件尺完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。方案二少廢料排樣因受剪切條料和定位誤差的影響沖件質(zhì)量差模壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。方案三無廢料排樣沖件的質(zhì)量

6、和模具壽命更低一些但材料利用率最高通過上述三種方案的分析比較綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量該沖件的排排最佳。、計(jì)算條料寬度搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。或影響送料工作。搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表 4 所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。根據(jù)零件形狀，查表 4 工件之間搭邊值 a=1.0mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值a1=1.2mm, 小偏差為負(fù)值B=（Dmax2a）0- （公式 5-1）條料厚度(mm)5050100條料厚度(mm)

7、50501001002002000.50.50.71.0板料剪裁下的偏差（5-；B=（30.123）=32.40(mm)-0.5所以條料寬度在 32.432.9mm圓件及r2t 圓角矩形邊長l50圓件及r2t 圓角矩形邊長l50矩形邊長l50 或圓角 r2材料厚度t工件間a1側(cè)邊 a工件間a側(cè)邊a工件間a11側(cè)邊 a0.25 以下1.82.02.22.52.83.00.250.51.21.51.82.02.22.50.50.81.01.21.51.81.82.00.81.20.81.01.21.51.51.81.21.51.01.21.51.81.92.01.62.01.21.52.02.22

8、.0表5-2剪裁下的下偏差（mm）2.2條料寬度(mm)0.51.01.01.031.01.01.01.541.01.01.02.03)、確定步距S進(jìn)距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值； 最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。S 30+1.231.2(mm) 5-2 所示。圖5-2排樣41500mmx3000mmx0.5mmL=1500mm、每張板料可裁剪的條料數(shù)3000/46.3=64.79 條、每條條料可沖裁的零件1500/61.4=22.28)、每快板料可沖裁的零件數(shù)64x22=1408 個(gè)、一條條料的材料利用率22x65x43.6

9、3/1500 x46.3=89.83、一塊板料的材料利用率1408x65x42.2/1500 x3000=85.8利用材料的重要指標(biāo)。一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率/BS100%5-2)式中A一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積B條料寬度；S步距；=70 x30+0.5305546.0331.2100%=89.03%4、模具壓力中心的確定力中心。四、 模具結(jié)構(gòu)形式的確定正裝式復(fù)合模和倒裝式結(jié)構(gòu)比較：正裝式復(fù)合模適用于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件， 還可以沖制孔邊距較小的沖裁件。提供了有利條件，所以應(yīng)用十分廣泛。模具結(jié)構(gòu)，適宜 采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)。根據(jù)以上分析確定該制件的生產(chǎn)采用倒裝式復(fù)合模具生

10、產(chǎn)五 模具總體設(shè)計(jì)模具類型的選擇經(jīng)分析，工件尺寸精度要求不高，形狀較簡單，但工件產(chǎn)量較大，根據(jù)材料厚度，為保證沖模有較高的生產(chǎn)率，通過比較，決定實(shí)行工序集中的工藝方案， 彈性卸料裝置，自然漏料的倒裝復(fù)合結(jié)構(gòu)方式。操作與定位方式操作方式零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，提高經(jīng)濟(jì)效益。定位方式采用固定式導(dǎo)料銷卸料、出件方式卸料方式2mm0.1 0.2）t,若彈壓卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間2mm出件方式因采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)，故采用下出件為佳。確定送料方式因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)，采用縱向送料方式，即由前向后送料。確定導(dǎo)向方式方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架

11、。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動(dòng)模柄。于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模 架。方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。單只能一個(gè)方向送料。質(zhì)量，采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，即方案一最佳。六 模具刃口尺寸計(jì)算工作零件刃口尺寸計(jì)算落料凹、凸模刃口尺寸計(jì)算該制件外形為一正方形，相對(duì)簡單，適合采用分別加工制作。分別加工發(fā)的特點(diǎn)是需較核是否滿足 d pZZmin 的條件。max5-7 計(jì)算。0AA=（Amax-x）+ d（5-7）05-8 計(jì)

12、算。BA=（Bmin+x） p0（5-8）A式中垂直于送料方向的凹模刃口間的最大距離；AmaxBmin垂直于送料方向的凸模刃口間的最小距離； x 凸凹模磨損系數(shù)；刃口制造公差；凸凹模刃口尺寸計(jì)算-0.1基本尺寸30+0.1，R5按IT13級(jí)將其轉(zhuǎn)化為R50。查表5-4-0.1x1=1；X2=0.5 p -0.017 ； d 0.025 ； p2-0.012； d 0.017校核：1 d =0.042mm2（Zmin；max2p d =0.029mm2x（Zmin；mama p2xZdmaxminn-0.1130+0.1-0.1Dd =（30.10.21）0 d =29.90+0.025Dp=（

13、30.10.21-0.246x2） 0 =29.4080(mm)d將D、Dd0d2Dd1=29.9-0.02D2R500d2-0.017Dd =（50.50.22） d =4.890+0.017Dp=（50.50.220.246x2） 0=4.3980(mm)將 Dd2、D p2 轉(zhuǎn)化為整數(shù)尺寸：-0.0120Dd2=4.89+0.0200Dpp-0.01沖孔凸凹模刃口尺寸計(jì)算制件精度不高，為IT13 級(jí)，孔徑的基本尺寸為 400-0.039 確定刃口間隙時(shí)主要考慮模具壽命，故應(yīng)該取較大間隙。查表得：Zmax=0.360mmZmin=0.246mm p-0.014 ； d0.02 Z= Zmi

14、n=0.246mm校核：1 p d=0.034mm2xZmin；p沖孔凸模刃口尺寸dP=（Bmin+x）0pmaxdP =(9.961+05x0.039) -0.01409.98-0.0140沖孔凹模刃口尺寸dd=（Bmin+xZmin2） d則 dd（9.961+05x0.039+0.236x2）=10.4700.02將其轉(zhuǎn)換為整數(shù)尺寸：dP9.98-0.0140dd10.4700.025-4非圓形系數(shù) X圓形料厚 t(mm)10.750.50.750.5工件公差/mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.202240.240.25

15、0.490.500.240.2440.300.310.590.600.300.30表 5-5基本尺寸規(guī)則形狀沖裁時(shí)凸、凹模制造偏差（mm)凸模偏差dT凹模偏差dA180.0200.02018300.0200.02530800.0200.030801200.0250.0351201800.0300.0401802600.0300.0452603600.0350.0503605000.0400.0605000.0500.070七、模具主要零部件的設(shè)計(jì)與選用落 料 凹 模 1）凹模厚度 H=KL=0.3830=11.4(mm)取凹模厚度 H=15mm凹模壁厚 c=(1.52)H=(22.530)mm

16、取凹模壁厚 c=25mm凹模寬度 B=L2c=30252=80(mm)取凹模寬度 B=80mmL=L2S=30225=80(mm)2取凹模長度 L=80mmLBH=80mm80mm15mm 2）選擇典型組合凸模外形尺寸為80mm80mm15mm ，故選典型組合為：80 x80 x180220(GB2873.2-81)凹模具體設(shè)計(jì) 1）2）型孔尺寸。由刃口尺寸計(jì)算獲得；1-2610mm；銷孔。各螺孔、銷孔的大小、數(shù)量、位置均可以從典型標(biāo)準(zhǔn)組合GB2873.2中查得；材料及技術(shù)要求。材料選用CrWMn，熱處理6064HRC所示；凹模零件圖。由設(shè)計(jì)結(jié)果繪成凹模零件圖，如下圖。沖孔凸模設(shè)計(jì)凸模校核。凸

17、模截面尺寸較大，可不進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核；凸模的結(jié)構(gòu)形式。圓形界面的凸模采用階梯式，查標(biāo)準(zhǔn)GB2873.2板壓入式固定；凸模工作部分尺寸。由刃口尺寸計(jì)算獲得；凸模長度的計(jì)算。查標(biāo)準(zhǔn)GB2873.2，得凸模固定板h1=20mm，空心墊板h =12mm，凸模厚度計(jì)算得h2=25mmL= h1+ h + h2=12+4+31=47mm。T10A5862HRC；凸模零件圖。由設(shè)計(jì)結(jié)果繪成凹模零件圖，如下圖。凸凹模的設(shè)計(jì)1）凸凹模的壁厚。凸凹模壁厚最小值最小壁厚要求； 2）凸凹模的結(jié)構(gòu)形式。采用直通式，形狀從排樣圖上被沖切的位置獲得。固定方法：采用螺釘、固定板固定法；凸凹模工作部分尺寸。由刃口尺寸計(jì)算獲得

18、；凸凹模長度的計(jì)算。參考標(biāo)準(zhǔn)典型組合GB2873.2 得固定板配合段h1=20mm，卸料板h2=14mm，彈性體元件安裝高度 t=20mm，卸料板高出凸凹模 1mm,得凸凹模長度：L= h1+ h +t1=53mm2Cr12,凸凹模零件圖。由設(shè)計(jì)結(jié)果繪成凹凹模零件圖，如下圖。1）卸料板的設(shè)計(jì)454045HRC，15mm。2）卸料螺釘?shù)倪x用4 12mm,M1255mm,卸1mm,有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。模架及其他零部件的選用以凹模輪廓尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。選一大一小兩組導(dǎo)套、導(dǎo)柱導(dǎo)柱d/mmL/mm 為 32mm2000mm；導(dǎo)套d/mmL/mmD/mm 為 32mm110mm45mm；上模座厚度H1取40mm,墊板厚度取10mm,固定板厚度取20mm,卸料板厚度14mm25mm45mmHH4010201425452152(mm)八、校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)校核模具閉合高度 HHminH10HHmaxH5（8-1）11式中 Hmax壓力機(jī)最大閉合高度；Hmin壓力機(jī)最小閉合高度； H 墊板厚度。1根據(jù)擬選壓力機(jī) J2325，