L型工件沖壓模具設(shè)計(jì)(含全套CAD圖紙)

可編輯修改可編輯修改歡迎下載歡迎下載說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目： L型工件沖壓模具設(shè)專業(yè)年級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化2011級(jí)學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)教師、職稱：2015年05月27日目錄摘要 IAbstract II1引言........................................................................................................................................................-31.11-1.2...................................................................................-1-1.3222-2.13-2.23-2.34-2.44-3...................................................................................................-5-3.1.......................................................................................-6-3.27-3.38-3.49-3.5.........................................................................-10-4.12-4.113-4.214-4.316-4.417-4.518-4.618-4.719-4.8卸料裝置 .-19-4.919-......................................................................................................................................................-19-..................................................................................................................................................-20-..........................................................................................................................................................-22-摘要卸料板、擋料銷。模架采用標(biāo)準(zhǔn)模架，選用了合適的沖壓設(shè)備。設(shè)計(jì)中對(duì)工作零件和壓關(guān)鍵詞：沖孔 落料模具 復(fù)合模 沖壓AbstractThedesignofthepunchingandblankingmultiplemodulusdesign.ThispaperbrieflyoutlinedtheStampingDiecurrentdevelopmentstatusandtrends.Theproductofadetailedanalysisandtheidentificationprocess.Stampingdiedesigninaccordancewiththegeneralstepstocalculateanddesignthesetsonthemainmoldparts,suchas:punchanddie,Punchplate,plate,DieanddumpplatesI.feetbehindthesalesandmarketingis.Die-standardmodelplanes,tochooseasuitablestampingequipment.Sothestructureisdesignedtoensurereliableoperationofdiestampingproductsandmassproductionrequirements.Keywords:Punching Drawing Blanking Mould&Die ProgressiveStamping1引言本設(shè)計(jì)的目的與意義隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，將我國(guó)由“制造業(yè)大國(guó)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸圃鞓I(yè)強(qiáng)國(guó)”的呼聲越來(lái)越高。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)大的轉(zhuǎn)變，一定離不開(kāi)沖壓技術(shù)的改進(jìn)提升。因?yàn)樵诎l(fā)達(dá)國(guó)家，沖壓產(chǎn)品的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)機(jī)床生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量，甚至可以用沖壓產(chǎn)品在機(jī)器中所占的比例來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的發(fā)展水平。沖壓獲得的產(chǎn)品一般無(wú)需進(jìn)行切削加工，所以是一種節(jié)約能源的無(wú)（少）切削加工方法。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來(lái)越多地采用沖壓加工零部件，如航空航天、機(jī)械制造、醫(yī)療、儀器儀表等行業(yè)?？梢哉f(shuō)，如果不采用沖壓工藝，，許多部門要提高生產(chǎn)率、提高質(zhì)量、降低成本簡(jiǎn)直是難以實(shí)現(xiàn)的。沖壓生產(chǎn)便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)率高，將來(lái)定會(huì)越來(lái)越受到重視！08L（20mm,17.5mm主要制造工藝過(guò)程是落料、沖孔、切邊四大工序，最終生產(chǎn)出需要的工件。通過(guò)本次設(shè)沖壓模具在國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及存在問(wèn)題由于我國(guó)的模具行業(yè)起步較晚，，與國(guó)外相比，仍然有很大的差距，如產(chǎn)需矛盾、企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)品水平低下等。此外模具行業(yè)的整體裝備水平也存在相對(duì)落后、利用率低下的現(xiàn)象。隨著近年來(lái)我國(guó)模具行業(yè)的快速發(fā)展已經(jīng)取得一些突破如模具的加工方法迅速現(xiàn)代化、代表沖壓生產(chǎn)新趨勢(shì)的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)在我國(guó)也已開(kāi)始使用、一些國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)普及二位 CAD、并陸續(xù)開(kāi)始使用 UG、Pro/Engineer、Euclid-IS等國(guó)際通用軟件。當(dāng)前模具結(jié)構(gòu)與精度朝著兩個(gè)方面發(fā)展。一方面為了實(shí)現(xiàn)大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，沖模正向多工位、多用途、高效方向發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求跟上代潮流現(xiàn)在產(chǎn)品更新?lián)Q代越來(lái)越快各種快速成型方法和經(jīng)濟(jì)模具的設(shè)計(jì)和加工制造得 以 快 速 發(fā) 展 。CAD/CAE/CAM總之，為了更好的與國(guó)際接軌，我們應(yīng)該著力發(fā)展以下幾個(gè)方面(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)（2高速銑削加工(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)（4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度(5)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)整個(gè)生產(chǎn)制造全過(guò)程發(fā)展(6)重視復(fù)合化成形技術(shù)的發(fā)展課題應(yīng)解決的主要問(wèn)題、指導(dǎo)思想和應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求080根據(jù)工藝分析選定模具種類，確定模具結(jié)構(gòu)型式；確定模具的壓力中心；確定模具閉合高度；凸、凹模和墊板等零件的強(qiáng)度計(jì)算。解決問(wèn)題：選擇合適的模具結(jié)構(gòu)類型，解決各工序刃口的設(shè)計(jì)。2產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)成產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品外觀圖如下2-1所示

圖2-1零件圖該產(chǎn)品名為L(zhǎng)型工件；其產(chǎn)品所用材料為08鋼；為大批量生產(chǎn)；所用材料?度為2mm工件尺寸如下圖所示:產(chǎn)品整體要求光滑，所以在加工過(guò)程中不產(chǎn)生裂痕或起皺。表面粗糙度Ra12.5。標(biāo)注尺寸公差去IT14級(jí)精度。沖裁件的工藝分析L型工件所用的材料為08剛，標(biāo)準(zhǔn):GB/T 699-1988材料特性及使用范圍：08剛為極軟的碳素鋼，強(qiáng)度、硬度很低，而塑性和任性極高，具有良好的深沖、拉延等加工性能、焊接性能。其力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度σb(MPa)：≥295屈服強(qiáng)度σs(MPa)：≥175伸長(zhǎng)率δ5(％)：≥30斷面收縮率ψ(％)：≥60硬度：未熱處理<131HB符合沖裁要求。由于工件相對(duì)簡(jiǎn)單，只有落料、沖孔兩個(gè)工序。將其外形視為落料需要沖的孔只有如圖的四個(gè)。未標(biāo)注尺寸公差為默認(rèn)公差I(lǐng)T14，尺寸精度要求較低，普通沖裁即可滿足要求。確定工藝方案該工件的加工工程包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以運(yùn)用如下三種工藝方案：方案二：采用級(jí)進(jìn)模方案三：采用復(fù)合膜單工序模的分析：?jiǎn)喂ば蚰Ｖ挥幸粋€(gè)工位，在沖床的一次行程中，只能完成一種沖壓基本工序的沖模。工件為大批量生產(chǎn)若用單工序模效率低下，所以不宜用單工序模。另外單工序模精度不太高，也達(dá)不到生產(chǎn)要求，由此來(lái)看采用級(jí)進(jìn)?；驈?fù)合膜。L經(jīng)過(guò)以上分析比較工件的沖壓選用正裝復(fù)合模。計(jì)算沖裁力、壓力中心和選用壓力機(jī)排樣方式的確定及材料利用率的計(jì)算1t=1.5mma=1.8，a=2.0一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為：1式中： A——一個(gè)步距內(nèi)沖件的面B——條料寬度S——一個(gè)步距內(nèi)條料的面一張條料的材料利用率為：式中： n——一張板料上沖件總數(shù)目A——沖裁件面積（mm）B——條料寬度（mm）L——板材長(zhǎng)度（mm）設(shè)計(jì)沖壓模具時(shí)，先要設(shè)計(jì)條料排樣圖從工件形狀等因素綜合分析，采用直排比 較 好 ， 如 圖 所 示 :圖3-1排樣圖利用CAD計(jì)算出其沖裁件面積為：S36604236π18182745.361 下偏差=1.0mmB=(D2a1

=54.60一個(gè)步距的材料利用率為87.5%。計(jì)算沖裁力、卸料力由表查得=260~360MPa，取=310Mpa由表查得：脫卸系數(shù)K1=0.05沖裁總壓力的確定：沖孔周邊尺寸：L=78+60+36+24+42+π18=265.12F=1.3Lt=1.3×265.12×300×1.5=15509N式中t——沖裁?度—材料的抗剪強(qiáng)度落料:L1=78+60+36+24+42+π18=296.52mm落料力 F落料=1.3×296.52×300×1.5=173464NF=F沖孔+F落料=15509+173464=188973N由《沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.10，取故F=K F卸 卸沖

=0.0045×15509=69790N=69KNF nK F推 推沖

（3-6）K=0.055F=0.055×173464=9540.52NFQ=F+F+F=342.93KN壓力機(jī)的選用壓力機(jī)選用的標(biāo)準(zhǔn)為:壓力機(jī)的行程的多少，應(yīng)該能保證成行零件的取出與毛坯的放進(jìn)。所選的壓力機(jī)的封閉高度應(yīng)與沖模的封閉高度相適用。H0HHmaxHmin。H0Hmax-5mm≥H0≥Hmin+10mmH0羅紋接觸面積過(guò)小而被壓壞。如果模具閉合高度實(shí)在太小，可以在壓床臺(tái)面上加墊板。表3-1 壓力機(jī)的參數(shù)表:型號(hào) 參數(shù)公稱力/kN450標(biāo)稱行程/mm3.2滑塊行程/mm120滑塊行程次數(shù)/次.min-180最大封閉高度/mm270封閉高度調(diào)節(jié)/mm60滑塊中心線至床身距離/mm225工作臺(tái)尺寸/（前后/mm×左右/mm）工作臺(tái)孔尺寸/mm模柄孔尺寸/（直徑/mm×深度/mm）電動(dòng)機(jī)功率/kW

440×81015050×605.5即選取型號(hào)為J23-16的開(kāi)式固定臺(tái)壓力機(jī)。確定模具壓力中心沖模對(duì)工件施加的沖壓力合力的中心稱為沖壓壓力中心。要使沖壓模具正常地工壓力中心的確定原則：心。以拍樣圖左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)軸（xY）為了使壓力機(jī)和模具能夠平穩(wěn)、正常的工作作業(yè)，應(yīng)當(dāng)讓模具的壓力中心與壓力機(jī) 滑 塊 的 中 心 線 相 重 合 。本工件壓力中心與幾何中心不重合，所以要算出其壓力中心。LX LX1 1 2 2

LXn nX0=

L L1

LnY0=

LYLY1 1 2

LYn nL L1 2

Ln式中 X、X、····X——各圖形沖裁力的X軸坐標(biāo)；1 2 nY、Y、····Y——各圖形沖裁力的Y軸坐標(biāo)；1 2 nX0=

31.7417.5130.9517.5121.2784.53......12.56268.8231.7430.9521.27......12.56

=150.51mmY0=

31.7494.0930.958.9521.2780.15 129.5731.7430.9521.27......12.56

=51.87mm壓力中心的坐標(biāo)為：（150.51，51.87）沖裁模間隙與凸凹模刃口尺寸及公差的計(jì)算在復(fù)合模中，凸凹模的刃口尺寸和公差，直接關(guān)系到?jīng)_裁件的尺寸精度。另外，模具的合理間隙也需要靠凸凹模尺寸和公差來(lái)保證。所以設(shè)計(jì)合理的間隙值和凸凹模刃口尺寸關(guān)系到復(fù)合模設(shè)計(jì)的成敗。沖裁工件中含有圓角、毛刺、光面、毛面四個(gè)部分。經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)落料件的光亮帶處于大端尺寸，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸。落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。計(jì)算原則是：１．設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過(guò)減小凸模刃口尺寸來(lái)取得。增大凹模刃口尺寸來(lái)取得。等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸模具磨損留 量 與 工 件 制 造 精 度 有 關(guān) x、表示，其中0.5~1.0IT10x=1IT11~IT13，x=0.75;工件精度IT14，x=0.5.３．沖裁（設(shè)計(jì)）間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。2~4IT6~IT71/41/8差。凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算與加工方法有關(guān)，基本可以分為三類：1）A類 隨模具刃口的磨損，零件尺寸逐漸增大，如圖中尺寸A2）B類 隨模具刃口的磨損，零件尺寸逐漸減小，如圖中尺寸B3）C類 隨模具刃口的磨損對(duì)零件尺寸基本無(wú)影響，如圖中尺寸CIT14IT12Max凹模和凸模的最大間隙系數(shù)X=0.5Max

Z =0.240mm Mmin0.132 工件公差=0.62 磨損凸落料：凸

0.02 凹

0.032.5Zmin=0.246mmZmax=0.360mm查 的 標(biāo) 準(zhǔn) 公 差 值 p =0.016mm d =0.025mmD (D x)=(420.50.62)0.025=42.310.025d

(3-15)d max 0 0 0D (D Z )0p d minp

=

(42.310.2400.016

42.0640=(3-16)0.016=(3-16)p 校核：Zmax- Zmin=0.114mm +=0.041，滿足間隙公差條p D (D x)=25.260.021dd max 0 0D (D Z )0p d minp

25.0140=0.013=校核：Zmax- Zmin=0.114mmp+d=0.034，滿足間隙公差條件設(shè)計(jì)需要的模具確定模具的結(jié)構(gòu)模具的連接與固定零件有模柄、固定板、墊板、銷釘、螺釘?shù)?。這些模具的連接與固定零件有模柄、固定板、墊板、銷釘、螺釘?shù)冗@些零件大多有國(guó)家準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用。模具的零部件，根據(jù)在模具中的功能和特點(diǎn)，可以分成兩類：⑴工藝零件：這類零件直接參與完成工藝過(guò)程并和毛坯直接發(fā)生作用。⑵結(jié)構(gòu)零件：這類零件不直接參與完成工藝過(guò)程，也不和毛坯直接發(fā)生作用。根據(jù)以上分析出的工藝方案，模具結(jié)構(gòu)應(yīng)采用前后送料、擋料銷定距、彈性卸料裝卸料力也較小，可采用彈性卸料裝置，復(fù)合模生產(chǎn)。由于本次加工制作的工件尺寸較小，所以這次我們選用中小型的模具即可滿足要求。零件名稱選用材料牌號(hào)熱處理HRC上、下模座HT200模柄Q275導(dǎo)柱1558~62導(dǎo)套1558~62凸、凹模固定板Q275打料桿Q235卸料板Q235導(dǎo)尺45淬火擋料銷T8A淬火52~56導(dǎo)正銷、定位T8A淬火52~56銷銷墊板T8A淬火54~58螺釘45頭部淬火43~48銷釘45淬火43~48推桿45淬火43~48頂桿45淬火43~48推板45淬火43~48頂件塊45淬火43~48凸模T8A淬硬58~62凹模T8A淬硬60~64對(duì)于凸模和凹模材料的選用主要滿足以下幾點(diǎn)：凸模和凹模材料要有一定的硬度，而且材料的耐磨性要高，進(jìn)行沖裁時(shí)才能達(dá)到要求。橡膠的選用橡膠在模具中多應(yīng)用于彈頂機(jī)構(gòu)和卸料裝置中。常用橡膠的力學(xué)性能如表3-3牌號(hào) 伸長(zhǎng)率（）/% 永久變（1120 250 351130 300 351140 350 351250 400 303001 250 25表3-3P=Fq式中 F——橡膠的橫截面積q——與橡膠壓縮量有關(guān)的單位壓力，一般情況下我們?nèi)?5%~45%，也就是h1=(0.35~0.45)Hhh=（0.1~0.15）H其工作的量程h工=h1-h預(yù)=（0.25-0.3）H截面尺寸的計(jì)算P、q，D=dd1.27(P/】根據(jù)以上分析，對(duì)于卸料裝置選擇用牌號(hào)為1140的橡膠較為可靠，而對(duì)于推薦裝置則選用牌號(hào)為1250的橡膠較為可行。模柄的尺寸選用類型及應(yīng)用場(chǎng)合：旋入式：圖這種模柄裝拆方便，但模柄軸線與上模座的垂直度較差，多用于有導(dǎo)柱的小型沖模。10b）H7/m6，可較好保證軸線與上模座的垂直度。適用于各種中、小型沖模，生產(chǎn)中最常用。10c）3~4H7/n6槽型模柄和通用模柄：圖10d）、e）所示，均用于直接固定凸模，也稱為帶模座的模柄，它更換凸模方便，主要用于簡(jiǎn)單模。歡迎下載歡迎下載可編輯修改模柄的選用：首先應(yīng)根據(jù)模具的大小及零件精度等方面的要求，確定模柄的類型，然后根據(jù)所選壓力機(jī)的模柄孔尺寸確定模柄的規(guī)格。選擇模柄時(shí)模柄安裝直徑d和長(zhǎng)度L，應(yīng)與滑塊模柄孔尺寸相適應(yīng)。模柄直徑取與模柄孔相等，采用間隙配合H7/n6，模柄長(zhǎng)度不得大于壓力機(jī)滑塊里模柄孔的深度一般小5mm~10mm。根據(jù)選擇的壓力機(jī)型號(hào)尺寸，模柄選擇壓入式模柄5055可編輯修改總長(zhǎng)總長(zhǎng)105mm50mm長(zhǎng)55mm54mm長(zhǎng)37mm52mm長(zhǎng)3mm64mm長(zhǎng)10mm其他連接零件的選取墊板?度?。?2mm 材料：45鋼凸模固定板?度?。?4mm 材料：45卸料板?度取：20mm 材料：HT200凸模的外形尺寸和在模具閉合狀態(tài)下固定板與卸料板間的安全距離等因素需要增加的長(zhǎng)度h19m（一h15～20mm）其中初定：凸模固定板凸模固定板卸料板?導(dǎo)尺?度可編輯修改可編輯修改歡迎下載歡迎下載24mm20mm3mm則L＝24＋20＋3＋19=66mm總長(zhǎng) 9mm圓柱66mm 42mm1320mm15mm4mm刃口偏差00.02凸模強(qiáng)度校核1）凸模壓應(yīng)力校核對(duì)圓形有導(dǎo)向凸模承壓強(qiáng)度校核公式：4td (4-2) 壓式中---沖壓材料的抗剪強(qiáng)度（MPa） ---凸模材料的許用壓應(yīng)力（MPa）壓材料為Cr12MoV，許用壓應(yīng)力為1.2×103Mpa，抗剪強(qiáng)度為1N/mm24t

=4 1200

=0.005d=4mm壓因此凸模承壓能力滿足要求。落料凹模尺寸的計(jì)算凹模高度 H=Kb (15mm)凹模壁? c=(1.5~2)H (30~40mm)對(duì)于多孔凸模，刃與刃之間的距離，應(yīng)足強(qiáng)度要求，可按復(fù)合模的凸凹模最小壁?進(jìn)行設(shè)計(jì)。查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.27t=2b---沖壓件最大外形尺寸K---系數(shù)凹 模 高 度 H 取 30mm凸凹模的材料選用：根據(jù)沖裁零件加工強(qiáng)度，變形抗力大，模具承受載荷增加，刃口部位磨損加快，且生產(chǎn)批量為大批量，則考慮選用合金含量高，耐磨性好的材料。凸模為Cr12MoV，凹模為