課程設(shè)計(jì)四角圓平板

沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目沖壓模具設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)材料二班學(xué)生姓名一張海龍_學(xué)號(hào)0843022033開始日期2010/02/28完成日期2010/03/指導(dǎo)老師一曹建國評(píng)分目錄TOC\o"1-5"\h\z-沖壓件工藝分析1二工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型錯(cuò)誤！未定義書簽。三模具設(shè)計(jì)計(jì)算4\o"CurrentDocument"1.排樣、計(jì)算條料寬度及確定步距4\o"CurrentDocument"計(jì)算總沖壓力5\o"CurrentDocument"確定壓力中心6\o"CurrentDocument"沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算6\o"CurrentDocument"確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸8四初選設(shè)備10五設(shè)計(jì)并繪制總圖、主要零件材料選擇及標(biāo)準(zhǔn)件選取11\o"CurrentDocument"繪制裝配圖11\o"CurrentDocument"主要零件材料選擇及熱處理11\o"CurrentDocument"標(biāo)準(zhǔn)件的選取12六其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13\o"CurrentDocument"凸模的固定方式13\o"CurrentDocument"凸模強(qiáng)度校核13凹模的固定方式12凸凹模的固定方式14\o"CurrentDocument"緊固零件14七參考文獻(xiàn)14—沖壓件工藝圖「11、分析零件圖沖壓工序：只有沖孔、落料；材料：該零件材料為20鋼，有良好的沖壓性能，適合沖模；結(jié)構(gòu)：對(duì)稱件，在四角各有一個(gè)①5的孔，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單。作為沖裁件，應(yīng)盡量避免有尖銳的角，在各直線連接處，應(yīng)由適當(dāng)?shù)膱A角。為提高模具壽命，將所有直角改為半徑等于1mm的圓角。精度：產(chǎn)品的尺寸公差和行位公差都沒有要求，可按IT10~IT14級(jí)精度補(bǔ)標(biāo)工件尺寸公差，根據(jù)《實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，非圓形沖壓件按國家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級(jí)選取，模具公差則按IT11確定。按“入體”原則把尺寸公差逐個(gè)改為單向公差，目的是方便與以后的刃口尺寸計(jì)算。該原則如下：落料件屬于外形部分，上偏差為零，下偏差為負(fù)（相當(dāng)于基軸制標(biāo)注，只小不大）屬于內(nèi)形部分上偏差為正，下偏差為零（相當(dāng)于基孔制標(biāo)注，只大不小）。沖孔件屬于內(nèi)形部分的上偏差為正，下偏差為零（相當(dāng)于基孔制標(biāo)注，只大不?。儆谕庑尾糠值纳掀顬榱悖缕顬樨?fù)（相當(dāng)于基軸制標(biāo)注，只小不大）?？走吘嗷蚓嚯x的尺寸，按土標(biāo)注補(bǔ)標(biāo)公差后的零件如圖T-2所示。8Z.58-0.87圖T-22、選擇沖壓基本工序零件只所需工序只有沖①5的四個(gè)孔，落料。3、選擇沖壓次數(shù)和沖壓工序?qū)υ摿慵碚f，只有沖孔、落料倆種性質(zhì)的工序，屬平板件，所以沖①5的孔一次，落料一次。4、沖壓順序沖壓順序的安排應(yīng)該有利于發(fā)揮材料的塑性以減少工序數(shù)量。主要是根據(jù)工序的變形特點(diǎn)和質(zhì)量要求來安排。對(duì)于有孔或有缺口的平板件，若選用簡單模時(shí)，一般先落料，再?zèng)_孔或切口；若使用連續(xù)模時(shí)，則應(yīng)先沖孔或切口。二、工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型1、沖壓工序安排方案將以上精度與零件簡圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證.可選方案如下。方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)；方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。三種類型模具優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：單工序模復(fù)合模級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)簡單較復(fù)雜復(fù)雜成本、周期小、短小、短高、長制造精度低較高高材料利用率高高低生產(chǎn)效率低低高維修不方便不方便方便產(chǎn)品精度高高低品質(zhì)低低高安全性不安全不安全安全自動(dòng)化易于自動(dòng)化沖床性能要求低低高應(yīng)用小批量生產(chǎn)大中型零件的沖壓試制大批量生產(chǎn)內(nèi)外形精度要求高大批量生產(chǎn)中小零件沖壓分析方案一：結(jié)構(gòu)簡單，即落料，沖5mm孔，各需要一套模具，使得成本高而生產(chǎn)效率低，不能達(dá)到大批量生產(chǎn)。方案二：采用復(fù)合模加工，復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對(duì)位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小，且沖孔落料復(fù)合?？梢灾苯勇淞?。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。方案二：采用級(jí)進(jìn)模加工。級(jí)進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。對(duì)于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈?fù)合模沖制有困難時(shí)，可用級(jí)進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，所以一般適用于大批量生產(chǎn)的小型沖壓件。比較方案一、二與方案三，根據(jù)所給工件的尺寸、形狀簡單、生產(chǎn)批量等情況，決定采用利用沖孔落料復(fù)合模進(jìn)行加工。2、選用模具確定按照落料凹模安裝位置，復(fù)合模又分為正裝和反裝倆種形式。正裝復(fù)合模沖裁時(shí)的沖孔廢料由上向下推出，如多孔件，而孔的廢料落在下模表面，需要及時(shí)清除，而倒裝式復(fù)合模工作時(shí)產(chǎn)生的孔廢料直接由下模部分漏出，比較可知倒裝模操作方便，且安全。所以選用倒裝式復(fù)合模進(jìn)行加工。三模具設(shè)計(jì)計(jì)算排樣、計(jì)算條料寬度及確定步距★排樣一般而言，排樣原則有：提高材料利用率n。對(duì)沖壓件來說，由于產(chǎn)量大，沖壓生產(chǎn)效率高，原材料費(fèi)用常會(huì)占到?jīng)_件總成本的60%以上，所以材料利用率是n是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證有較高的生產(chǎn)效率。應(yīng)盡量選條料寬、進(jìn)距小的排樣方法；使模具結(jié)構(gòu)簡單，模具壽命較高；排樣應(yīng)保證沖壓件的質(zhì)量。比較可知應(yīng)采用直排方案，這樣雖材料利用率低，但能保證沖裁件精度和質(zhì)量,模具壽命長.直排方案如下以補(bǔ)償定位誤差，保證條材料的利用率n=A0/A式中n——材料的利用率;A°—工件的實(shí)際面積;以補(bǔ)償定位誤差，保證條材料的利用率n=A0/A根據(jù)圖T-1所示工件尺寸，經(jīng)計(jì)算:A0=82.58X45-4X3.14X6.25-2X52.58X7.5=2848.9A=48X88.58=4251.84n=A0/A=67%★計(jì)算條料寬度計(jì)算公式B=D+2Xa1式中B——調(diào)料寬度尺寸D——單排時(shí)為工件展開寬度（垂直方向）a1——側(cè)邊搭邊值3經(jīng)計(jì)算，條料寬度B=82.58+2X3.21=89mm★確定步距步距S=L+a「45+3=48mm計(jì)算總沖壓力計(jì)算沖壓力的目的是為了合理的選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖壓的要求。該模具采用倒裝式復(fù)合模?！餂_裁力的計(jì)算計(jì)算沖壓力的目的是為了合理的選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，P沖床公稱壓力F總,以適應(yīng)沖壓的要求。該模具采用倒裝式，故「1上+「1+「1+「1平刃口沖裁時(shí)，其沖裁力F0可按下式計(jì)算：F0=LtT其中F0——沖裁力［N］；t——材料厚度，［t］為mm；T——材料抗剪強(qiáng)度，［T］為MPa；L——沖裁周長，［L］為mm?？紤]到模具刃口的磨損，凸凹模間隙的波動(dòng)，材料機(jī)械性能的變化，材料厚度的偏差等因素，實(shí)際所需沖裁力還必須增加30%，即F=KF0=KLtT其中：K=1.3為安全系數(shù)查表3-17得t=335MPaF則：11=4X1.3X3.14X5X1.5X335^41024N；F,=1.3X（45X2+82.58X2+15X2）X1.5X335^186281N★沖裁時(shí)的卸料力及推件力查表3-22得K推=0.055K卸=0.05F.K.=nF=6X0.055X41024^13538Nn=h/t,h為凹模刃部直壁洞口高度（mm）,t為料厚（mm）h=9mm,t=1.5mmn=6F.F卸=K卸1=0.05X186281=9314N★總沖裁力FFFFF1=1+1+1+1=41024+186281+13538+9314^250KN確定壓力中心該模具屬中小型模具，且圖形較對(duì)稱，可以不進(jìn)行壓力中心的計(jì)算。沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算1）沖?I部分對(duì)沖孔①5采用凸凹模分開加工的方法查表2-5得：Zmin=0.246；Zmax=0.360Zmax—Zmin=0.1146p=—0.020;6d=+0.020滿足。p+6d<Zmax—Zmin查表3-20得x=0.5，則：凸模：dp=（d+xXA）0-p=5.150-0.020凹模：dd=（dp+Zmin）+°d0=5.40+0.02002）落料部分對(duì)外輪廓的落料，由于形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后刃口部分82.58o-08745o_06230o_052等尺寸會(huì)增大，屬于A類尺寸;67.580+.7430+0.52尺寸52.58+0.74會(huì)減小，屬于B類尺寸，尺寸-0.74、-0.52不變，為C類尺寸。。0查表2-7得x=0.5則：Adi=(Di—xAjW/40=(82.58-0.5X0.87)+0.87/40cc+0.218°=82.150Ad2=(D2—X婦+A2/40=(45-0.5X0.62)+0.62/40+0.155=44.690Ad3=(D3—XAJ+^3/40=(30-0.5X0.52)+0.52/40=29.740.130Bd4=(D4+XA4)0-4/4=(52.58+0.5X0.74)00.7M0=52.95-0.185cd5_D5±A5/8_6758土0.0925r+A6/8±0.065Cd6=D6=30該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值Zmin~Zmin~aa^0.246~0.360則凸模上相應(yīng)的名義尺寸為:'min=82.15-0.246=81.90mmDpz=D￡i2'min=82.15-0.246=81.90mmDpz=D￡i2_ZmilI=44.69-0.246=44.44mm'min=29.74-0.246=29.49mm==52.95+0.246=53.30mm確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸★落料凹模外形尺寸的確定刃口形式選擇常用的直壁刃口，刃口直壁處高度取h=9mm外形尺寸AB，凹模厚度H、凹模壁厚C可根據(jù)最大刃口尺寸b和材料厚度t查表決定。其中b=82.58mm；t=1.5mm；bj45mm查表2.14取k=0.3則：H=kXb§25mm；C=36mm；A=b]+2Ca117mm；B=b+2C^155mm故落料的凹模尺寸?。?55mmX117mmX25mm凹模尺寸一旦確定，所有板（固定板、卸料板、墊板）的尺寸都取5mmX117mm只是厚度有異?！锕潭ò宄叽绲脑O(shè)計(jì)固定板外形尺寸與凹模外形尺寸可以一致或基本一致，厚度基本等于凹模的厚度，但必須大于15mm,可自行決定，本模具固定板厚度取20mm固定板155mmX117mmX20mm★墊板尺寸的設(shè)計(jì)墊板尺寸與凹模尺寸基本相同，厚度可取小些。墊板155mmX117mmX10mm

★卸料板尺寸的設(shè)計(jì)卸料板厚度與卸料力的大小、模具結(jié)構(gòu)有關(guān)，經(jīng)查表15.31得卸料板的厚度為14mm卸料板155mmX117mmX14mm★彈性元件厚度尺寸的設(shè)計(jì)采用橡膠塊作為彈性元件具有承受載荷比彈簧大，安全與安裝調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。橡膠塊的選用包括決定其品種、高度及截面尺寸等等。考慮磨具結(jié)構(gòu)，選用兩塊片狀的聚氨酯橡膠，每個(gè)橡膠承受的預(yù)壓力為F=F/2=9314/2=4657N確定橡膠截面面積A按預(yù)壓量20%計(jì)算P=740N/cm2（壓縮20%時(shí)橡膠的壓強(qiáng)）A=F/P=4657/740^6.3cm2=630mm2選用高度為15mm的橡膠預(yù)壓時(shí)的高度為12mm★沖孔凸模外形尺寸的確定采用臺(tái)階式圓凸模。07.15圖T-4其中d=5.15mm，djd+2=7.]5mm，D=^+3.85=1L=h定+h落料+t+2mm=20mm+25mm+1.grnm+2mm=48.固定板落料凹模砰,淳。虐★凸凹模外形尺寸的確定凸凹模的壁厚應(yīng)滿足強(qiáng)度要求。1.凸凹模的高度HHh凸凹模固定板+h卸料板+h彈性元件1h凸凹模固定板=（60%?80%）H整體式凹模時(shí)的厚度貝懶h凸凹模固定板=2商

H=20+14+15-1=48mm★定位銷與擋料銷的設(shè)計(jì)平板毛桎沖孔時(shí)，一般采用定位銷來保證前后兩工序的相對(duì)位置精度，該工件為簡單外形的工件，可以以外形定位。該副模具中定位銷和擋料銷的設(shè)計(jì)相同，采用活動(dòng)擋料銷的形式，其中d1=8mm,L=16mm四初選設(shè)備壓力機(jī)的種類很多，分類方法不同，如按驅(qū)動(dòng)滑塊的力可分為機(jī)械壓力機(jī)、液壓壓力機(jī)、氣動(dòng)壓力機(jī)等。由于機(jī)械壓力機(jī)加工速度比液壓機(jī)快得多，高的生產(chǎn)效率是其絕對(duì)的優(yōu)勢，因此采用機(jī)械壓力機(jī)。沖壓設(shè)備選擇的要求：壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)能保證成型零件的取出與毛坯的放入。壓力機(jī)的工作臺(tái)面尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，還需留有安裝固定的余地，但是在過大的工作臺(tái)上安裝很小尺寸的沖模時(shí)，工作臺(tái)的受力條件也是不理想的。所選的壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)。模具的閉合高度H0：模具在閉合時(shí)，上模座的上表面到下模座的下表面之間的距離。壓力機(jī)的閉合高度H：滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)面到滑塊下端面的距離。該距離一般是可以調(diào)整的，故一般的壓力機(jī)均有最大閉合高度Hmax和最小閉合高度Hmin。壓力機(jī)的噸位要與總的沖壓力相適應(yīng)。由前面的總裁力250kN計(jì)算，我們初選JH21-45450KN的壓力機(jī)基本參數(shù)如下：型號(hào)：JH21-45TOC\o"1-5"\h\z公稱壓力（KN）：450公稱力行程（mm）：3.2滑塊行程（mm）：120行程次數(shù)（次/min）：80最大閉合高度（mm）：270閉合高度調(diào)節(jié)量（mm）：60滑塊中心至機(jī)身距離（mm）：225工作臺(tái)尺寸（左右）81工作臺(tái)尺寸（前后）440工作臺(tái)孔尺寸（mm）：150模柄孔尺寸直徑（mm）:5060模柄尺寸深度(mm)：60電動(dòng)機(jī)功率(KW)5.5五設(shè)計(jì)并繪制總圖、主要零件材料選擇及標(biāo)準(zhǔn)件選取繪制裝配圖附帶圖紙主要零件材料選擇及熱處理按模具標(biāo)準(zhǔn)，選取所需的標(biāo)準(zhǔn)件，查清標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)及標(biāo)記，寫在總圖明細(xì)表內(nèi)，并將各零件標(biāo)出統(tǒng)一代號(hào)。上模座：上模座的作用是與壓力機(jī)相連接，將模具的上模部分安裝在壓力機(jī)上。根據(jù)《中國模具大典》上所推薦，選用HT200。不必進(jìn)行熱處理，因?yàn)樯夏Ｗ谀＞吖ぷ髦兄怀惺軟_擊力，要求材料具有較好的強(qiáng)度和韌性。凸模固定板、墊板凸模固定板、墊板在模具工作過程中，承受卸料組件、沖頭傳遞過來的較大的沖擊載荷。因此要求材料有較好的強(qiáng)度、硬度和一定的韌性。根據(jù)《大典》推薦，選用45,熱處理到HRC43~48。⑶凸模固定板凸模固定板，主要起固定凸模的作用。上模的沖頭、小導(dǎo)柱都是固定在固定板上。該板幾乎不承受載荷，對(duì)材料沒有什么較大要求，根據(jù)《中國模具大典》推薦，選用45即可。(4)卸料板卸料板在工作過程中起到卸料和壓料的作用。工作時(shí)，通過卸料板把條料緊緊的壓在凹模板上，接著沖頭開始工作，易保證產(chǎn)品精度。凸凹模開始分離時(shí)，卸料板通過彈簧的作用，將條料卸下。根據(jù)、推薦，選用45凹模板墊板由于在工作過程中承受很大的沖擊載荷，根據(jù)《中國模具大典》推薦，選用45鋼，熱處理到HRC43~48。下模座其作用與上模座相似，根據(jù)《中國模具大典》推薦，選用HT200。模架的選取在定好排樣圖和選定模具的基本形式后，便可以選模板了。根據(jù)《大典》的推薦，選定各模板的尺寸。標(biāo)準(zhǔn)件的選取模具采用后置導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可查得模架規(guī)格為上模座160mmX125mmX35mm,下模座160mmX125mmX40mm，導(dǎo)柱25