沖壓模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)模具模具課題設(shè)計(jì)班級(jí)：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：日期：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院CollegeofMaterialsScienceandEngineering沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)—課程設(shè)計(jì).3沖裁工藝方案的設(shè)定沖裁模按組合程度有單工序模，復(fù)合模，級(jí)進(jìn)模。單工序模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但是生產(chǎn)率低，精度不高，平整度較差，只適合生產(chǎn)批量小，形狀簡(jiǎn)單，批量小的工件。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)率最高，雖然模具制造復(fù)雜，但是可以大批量生產(chǎn)精度較高的制件。復(fù)合模精度最高，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)率也比較高。但是模具制造復(fù)雜，制造精度高，成本高，比較適合生產(chǎn)批量較大精度要求高的工件。綜合工件的工藝性分析，該工件適合沖裁。由于工件精度要求不高，但是生產(chǎn)批量大，且零件尺寸不大，質(zhì)量要求不高，因此，該制件需要生產(chǎn)率較高的沖模，綜合各種沖模的特點(diǎn)，采用級(jí)進(jìn)模加工。為了盡量滿足制件的質(zhì)量，采用有導(dǎo)柱，彈性卸料，導(dǎo)正銷的模具。二沖模設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算2.1排樣的相關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算排樣方案和搭邊值得確定根據(jù)板材厚度為1.5mm，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，確定a=1.8mm，工件之間的搭邊值取b=1.5mm確定排樣步距s=40+1.5=41.5mm條料寬度計(jì)算：排樣如圖所示按有側(cè)壓裝置計(jì)算公式：排樣如圖所示條料寬度：B-?0查表得?=0.5，Z=0.2因此條料寬度為：B=(62+2x1.8)-0.50=導(dǎo)料板之間的間距：A=B+Z=65.8mm2.2沖裁力的計(jì)算沖裁力有沖孔壓力和落料壓力，由：F=KLtτ對(duì)10F鋼，取τb=300Mpa，K=1.3，t計(jì)算得：=π（22+8+8）=119mm，=155.4mm因此得：沖孔力：1.3x119x1.5x300=69.6KN落料力：1.3x155.4x1.5x300=90.91KN采用下出料方式與鋼性卸料裝置，得：推件力：n取n=4、查表得：5x0.055x4=35.31KN總沖裁力：=所以：35.31+90.91+69.6=195.82KN2.3沖裁壓力中心的計(jì)算對(duì)落料工序，該工件是對(duì)稱圖形，因此落料壓力中心在O1位置。對(duì)沖孔工序，壓力中心落在O沖裁壓力中心示意圖因此，合力中心一定在豎直軸線上。設(shè)O1，O2的中心為O，且沖裁壓力中心示意圖所以：=2.75mm2.4沖裁模刃口尺寸及公差的計(jì)算凸模與凹模有分別加工和配合加工兩種方法。其中配合加工工藝簡(jiǎn)單，可以適當(dāng)放大基準(zhǔn)件的公差，制造容易，成本低。該工件精度要求低，因此采用配合加工方法。凸、凹模刃口計(jì)算原則：落料以凹模為基準(zhǔn)，沖孔以凸模為基準(zhǔn)，孔心距的尺寸精度由凹模保證。落料模刃口尺寸計(jì)算落料凹模磨損后外形如圖所示：從圖可知：其中R1，由落料凹模尺寸計(jì)算公式，得：A查表得：R?C=凸模采用配做加工方法，查表雙面間隙值Z凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值為0.132~0.240mm沖孔模刃口計(jì)算沖孔時(shí)以凸模為基準(zhǔn)計(jì)算刃口尺寸如圖所示，凸模磨損尺寸變化情況，其中φ3，φ4均變小由公式得：??2.5主要零件的尺寸計(jì)算凹模相關(guān)尺寸的計(jì)算凹模的刃壁形式有直刃壁和斜刃壁。斜刃壁在刃口磨損后修磨會(huì)使模具尺寸增大。因此為了落料方便同時(shí)修模又不影響精度，采用上方直刃壁，下面為錐形的刃壁。由公式，得凹模高度H：H=ks(≥8)其中：S：垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離K：系數(shù)，查表取k=0.3代入數(shù)據(jù)得：H=0.3×62=20mm垂直送料方向的凹模寬度B：B=S+(2.5~4.0)H得：B=123mm送料方向上凹模長(zhǎng)度L：L=其中：S1S2代入得：L=73+2×30=133mm查表取凹模尺寸標(biāo)準(zhǔn)尺寸，得：LxB=160mm×125mm凸模的長(zhǎng)度計(jì)算凸模長(zhǎng)度L：凸模尺寸圖其中：凸模尺寸圖h1：凸模固定板厚度，取0.8倍凹模厚度，的H1=16h2：固定卸料板厚度，取H2=0.8H(凹模厚度)，H2=16h3：導(dǎo)料板厚度，查表取H3=6h：增加長(zhǎng)度，包括凸模的修模量，凸模進(jìn)入凹模的深度，以及凸模固定板與卸料板之間的安全距離：取H=20mm代入得：L=16+16+6+20mm=58mm查表取凸模長(zhǎng)度為標(biāo)準(zhǔn)尺寸：L=60mm三定位裝置的設(shè)計(jì)3.1橫向送料定位裝置設(shè)計(jì)在級(jí)進(jìn)模中，橫向定位裝置通常有導(dǎo)料板，導(dǎo)料銷，以及側(cè)壓裝置。本方案選用導(dǎo)料板導(dǎo)料，查表，取導(dǎo)料板厚度為6mm。3.2縱向送料定位裝置的設(shè)計(jì)縱向定位裝置通常有固定擋料銷，活動(dòng)擋料銷，以及始用擋料銷，側(cè)刃與側(cè)刃擋塊，導(dǎo)正銷定位等等。其中固定擋料銷，和導(dǎo)正銷組合定位方便，且易于設(shè)計(jì)，是大多數(shù)級(jí)進(jìn)模的定位選擇。所以，本方案采用落料凸模上導(dǎo)正銷，與凹模上擋料銷進(jìn)行組合定位。導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)計(jì)算凸模上導(dǎo)正銷直徑：d=d：導(dǎo)正銷圓柱段部分直徑d12c：導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔之間雙面間隙查表得：2c=0.1mmD=8.08mm擋料銷選擇查表，選擇擋料銷選擇d=10mm擋料銷材料選擇45鋼，淬火硬度43HRC~48HRC擋料銷與導(dǎo)正銷位置的確定導(dǎo)正銷與導(dǎo)料銷配合使用時(shí)，導(dǎo)正銷與擋料銷位置關(guān)系如圖所示其中：e=代入數(shù)值得：e=27mm四標(biāo)準(zhǔn)件的選用4.1模座選用模座寬度與凹模尺寸相同，長(zhǎng)度可略大于凹模尺寸。模架可以分為鋼制模架和鑄鐵模架，本方案選用鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)模架。常用鑄鐵模架為HT200。由于沖件不大，常用中間導(dǎo)柱式模架比較合適。因此查表，取標(biāo)準(zhǔn)模座：L×B=160mm×160mm其中：上模座尺寸：160×160×40下模座尺寸：160×160×45導(dǎo)柱尺寸：?28×150和?32×150導(dǎo)套尺寸：28×100×38和32×100×384.2壓力機(jī)選用沖裁所需最大沖裁力為195.82KN，因此，選用壓力機(jī)型號(hào)為：JE21-25D壓力機(jī)公稱力為250KN，滿足使用要求。其中：模柄尺寸為：?40mm×70mm4.3緊固件選擇1.凹模與下模座的銷釘選擇2×?8×30mm2.凹模與下模座的固定，采用6×M8×50mm螺釘3.凸模與上模座的固定，選擇6×M8×60mm五模具加工工藝5.1凸模加工工藝下料：鋸床下圓棒料。粗車：粗車臺(tái)階外圓。精車：兩頂尖精車臺(tái)階外圓。熱處理：保證硬度60~64HRC。磨外圓：磨兩外圓至尺寸。修整：全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求。檢驗(yàn)。5.2凹模加工工藝下料：鋸床或剪床下料。鍛造：將毛坯鍛成毛坯形狀。熱處理：退火，降低硬度便于加工。粗加工，精加工：加工凹模內(nèi)孔和外形。鉆孔，攻絲：定位后，鉆孔，攻螺紋。熱處理：保證硬度60~64HRC。精加工：磨上下平面至尺寸要求。精整：全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求。檢驗(yàn)六總結(jié)沖裁模是整個(gè)冷沖壓模具中最簡(jiǎn)單的模具，它只包括沖孔與落料工藝，不涉及彎曲，拉深等其他工序。沖裁模工件基本上都是在平面上進(jìn)行沖裁，因此沖裁模比其它沖模更加容易保證精度。工件沖裁精度要求的高低和批量的大小是影響沖裁模設(shè)計(jì)方案的主要因素。根據(jù)精度的要求和批量的大小，可以選擇單工序模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模中合適的沖裁方案。合理選擇沖裁方案對(duì)提高生產(chǎn)效率，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益都有非常重要的意義。沖裁模的凹、凸模、定位裝置是沖裁精度的主要保證。所以，在設(shè)計(jì)沖裁模是，凹、凸模，定位裝置的計(jì)算非常重要。沖模的凸凹模的刃口精度和加工方案，以及定位裝置的合理選擇和設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量非常關(guān)鍵。參考資料：[1]洪慎章.實(shí)用沖模設(shè)計(jì)與制造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016[2]翁其金，徐新成.沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012[3]陳炎嗣.沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013七圖紙（附錄）6.1零件明細(xì)表模具裝配明細(xì)表序號(hào)名稱數(shù)量材料熱處理硬度（HRC）標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)備注1上模座1HT200GB/T2855.92導(dǎo)柱22058~62GB/T2861.1滲碳淬火3導(dǎo)套22058~62GB/T2861.6滲碳淬火4螺栓M10×604455墊板14543~48淬火6落料凸模1T10A58~62淬火7模柄1Q2358防轉(zhuǎn)銷?6×15145GB/T119.1-20009沖孔凸模1T10A58~62淬火10螺栓M8×6064511凸模固定板14512彈簧265Mn40~48淬火13卸料板1Q23514導(dǎo)料板14543~48淬火15凹模1T10A62~64淬火16導(dǎo)