機械專業(yè)綜合課程設(shè)計說明書-順裝復(fù)合模

機械專業(yè)綜合課程設(shè)計說明書順裝復(fù)合模學(xué)院（系）：機電工程專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化目錄1沖壓件的工藝性分析與方案確定 11.1沖壓件工藝性分析 11.2確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式 22模具的設(shè)計計算 22.1排樣計算條料寬度及確定步距 22.2計算總沖壓力 32.2.1沖壓力的計算 32.2.2卸料力、推件力的計算 42.2.3總沖壓力的計算 42.2.3壓力中心的確定 53刃口尺寸計算 53.1沖裁間隙的確定 54主要零部件設(shè)計 64.1凹模設(shè)計 74.2凸模設(shè)計 84.3凸凹模設(shè)計 94.4初選壓力機 104.5上下模座的選用 114.6模柄的選用 114.7定位零件的選用 114.7連接及固定零件的選用 124.8墊板的設(shè)計 124.9卸料板的設(shè)計 124.10推件裝置的選用 125設(shè)計并繪制總圖 136參考文獻(xiàn) 14PAGE2–PAGE9–1沖壓件的工藝性分析與方案確定1.1沖壓件工藝性分析圖1.1零件圖材料Q235鋼；生產(chǎn)批量：大批量；材料厚度3mm；毛坯精度IT14級。零件分析：材料Q235鋼；生產(chǎn)批量：大批量；材料厚度3mm；毛坯精度IT14級。（2）材料分析：該沖裁件的材料Q235鋼，為碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的塑性，具有沖壓性能。（3）零件圖上所有尺寸都注有公差。結(jié)論：可以沖裁。1.2確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式（1）沖壓工藝方案的組合完成此工件需要沖孔、落料兩道工序。其加工工藝方案可用復(fù)合模生產(chǎn)，沖孔落料復(fù)合沖壓。用復(fù)合模生產(chǎn)，只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強度也能滿足要求。沖裁結(jié)構(gòu)的選取按照復(fù)合模工作零件的安裝位置不同，分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種。該零件選用正裝復(fù)合模：結(jié)構(gòu)：凸凹模和沖孔凸模裝在上模，落料凹模在下模；優(yōu)點：結(jié)構(gòu)較簡單；缺點：不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件。2模具的設(shè)計計算2.1排樣計算條料寬度及確定步距首先查有關(guān)表確定搭邊值。搭邊就是排樣時沖裁件之間以及與沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料。搭邊的作用是補償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格的零件。查表得兩制件之間的搭邊值a1=2.2，側(cè)搭邊值a=2.5.連續(xù)模進(jìn)料步距為：15+15+2.52=30.52mmB=(D+2a)B=(50+2×2.88)=55.76mmB條料寬度D工件寬度畫出排樣圖，如圖：圖2.1排樣圖2.2計算總沖壓力2.2.1沖壓力的計算由于沖模采用彈性卸料裝置和下出料方式，故總的沖壓力為：式中：K-系數(shù)查表取K=1.3；L-沖孔周長，t-材料厚度,t=3mm；-材料抗剪強度Q235鋼，取=350MPa。沖裁力計算：=1.3×160×3×350=218400N=1.3×3.14×15x3×350=64291.5N總沖裁力的計算：=218400+64291.5=282691.5N2.2.2卸料力、推件力的計算Fx=KxF查表得Kx=0.0325Fx=0.0325×282691.5=9187.47Nn=1Ft=1×0.05×282691.5=14234.56N2.2.3總沖壓力的計算Fz=282691.5+9187.47+14134.56=306012.79N2.2.3壓力中心的確定為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，否者，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，可按下述原則來確定：（1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。（2）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。（3）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級進(jìn)模的壓力中心可用解析計算法求出沖模壓力中心。分析該制件可知：模具壓力中心為幾何對稱中心3刃口尺寸計算沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計沖裁模主要任務(wù)之一。3.1沖裁間隙的確定沖裁間隙是影響沖裁工序最重要的工藝參數(shù)，其定義為沖裁凸模與凹模之間的空隙尺寸。設(shè)計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高。間隙大小主要對模具磨損及脹裂產(chǎn)生影響,間隙增大可以使沖裁力、卸料力等減小，因而模具的磨損也減小。但當(dāng)間隙繼續(xù)增大時，卸料力增加，又影響模具壽命。一般間隙為（10%～15%）t時的磨損最小，模具壽命較高。查表得：表p32頁查得材料Q235鋼的最小雙面間隙Zmin=0.460mm，最大雙面間隙Zmax=0.640mm。=0.460mm=0.640mm=(0.640－0.460)mm=0.180mm沖孔：查表得δ凸=0.020δ凹=0.020x=0.5=（15+0.5×0.43）0_0.020=15.2150_0.020mm=（15.215+0.460）0+0.20=15.6750+0.020mm校核：0.020+0.020=0.40≤0.640-0.460=0.180mm（滿足間隙公差條件）落料：計算得δ凸=0.4x0.18=0.072δ凹=0.6x0.18=0.108x=0.5同理D1A=49.690+0.108D1T=49.230.0720D2A=29.840+0.108D1T=29.380.0720滿足間隙公差條件4主要零部件設(shè)計雖然各類沖裁模的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度不同，但組成模具的零件種類是基本相同的，根據(jù)它們在模具中的功用和特點，可以分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩類。設(shè)計主要零部件時，首先要考慮主要零部件的定位、固定以及總體裝配方法，本套模具主要采用螺釘固定模具零件，銷釘起零件的定位作用，采用擋料銷送進(jìn)定距和導(dǎo)料銷送進(jìn)定位，無側(cè)壓裝置。下面就分別介紹各個零部件的設(shè)計方法,和制造工藝。4.1凹模設(shè)計（1）凹模外形的確定凹模的外形一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強度、剛度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的。（2）凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇在實際應(yīng)用中，沖裁凹模工作部分的結(jié)構(gòu)隨沖裁件的厚度、沖件精度、沖床噸位等因素的不同而有所變化。沖裁凹模刃口形式有直筒式和錐形兩種，選用時主要根據(jù)沖件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具結(jié)構(gòu)來確定。由于本模具沖的零件尺寸較大，所以采用刃口為直通式，該類型刃口強度高，修磨后刃口尺寸不變。凹模精度與材料的確定凹模厚（高）HH=KS垂直于送料方向的凹模寬度BB=S+（2.5~4.0）H送料方向的凹模長度LL=S1+2S2S垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離S1送料方向的凹模刃壁間最大距離S2送料方向的凹模刃壁至凹模邊緣的最小距離K系數(shù)查表得S2=30mmK=0.5H=KS=0.5×50=25mmB=50+25×3=125mmL=30+2×36=102mm所以凹模的尺寸為L×B×H=125×100×25。查表得凹模的尺寸為125×100×25。4.2凸模設(shè)計（1）凸模結(jié)構(gòu)的確定凸模結(jié)構(gòu)通常分為兩大類。一類是鑲拼式，另一類為整體式。整體式中，根據(jù)加工方法的不同，又分為直通式和臺階式。因為該制件形狀不復(fù)雜，所以將落料模設(shè)計成臺階式凸模，臺階式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，凸模與凸模固定板的配合按H7/m6（2）凸模材料的確定該模具要求有較高的壽命和較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力,所以凸模的材料應(yīng)選Cr12MoV，熱處理58～62HRC。（3）凸模精度的確定圖4.1根據(jù)凸模作為工作零件，其精度要求較高，所以選用IT14級，表面粗糙度為Ra1.6um，同軸度為0.02。（4）凸模高度的確定凸模高度為：式中:-凸模固定板厚度，可得：=28mm；-凹模厚度，可得：=25mm；1～2-附加長度=25+28+2=55mm4.3凸凹模設(shè)計（1）凸凹模外形的確定凸凹模的外形由本套模具所設(shè)計的零件圖樣外形確定。凸凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強度、剛度和修磨量，一般根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的，與落料凹模配合確定，其內(nèi)孔尺寸與沖孔凸模配合確定。（2）凸凹模材料的選取由于沖模為復(fù)合模，所以材料要有良好的耐磨性、高強度、足夠的韌性、良好的抗疲勞性、熱處理工藝性等。Cr12MoV剛具有較好的淬透性，很高的耐磨性，有較高的沖擊韌度和承載強度，且淬火變形小。為滿足以上要求，在該模具中凸凹模材料選用Cr12MoV鋼。（3）凸凹模精度的確定零件精度：由于該零件為工作零件，起主要成型的作用，對精度要求較高，外形精度公差為IT14。（4）凸凹模壁厚的確定凸凹模的最小壁厚值，目前一般按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定，查表得最小壁厚取11mm。（5）凸凹模洞口類型的選取。本設(shè)計采用的是倒裝式復(fù)合模，故凸凹模在下模，采用下出料方式，需要設(shè)計凸凹模洞口類型，排出積存廢料。本設(shè)計選用直通型洞口如圖4：（6）凸凹模尺寸的設(shè)計圖4.24.4初選壓力機表1：型號J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40公稱壓力/KN100160250350400滑塊行程/mm455565100100最大閉合高度/mm180220270290330閉合高度調(diào)節(jié)/mm3545556065滑塊中心線至床身距離/mm130160200200250滑塊底面尺寸/mm前后150180220220260左右170200250250300工作臺板厚度/mm35405029065模柄孔尺寸/mm直徑3040404050深度3560606070根據(jù)以上計算數(shù)值，查下表得初選壓力機為J23-35型壓力機。4.5上下模座的選用本模具采用后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證模具上、下模的精確導(dǎo)向。上下模座的選取中間導(dǎo)柱上模座選用GB/T2855.1-2008中間導(dǎo)柱下模座選用GB/T2855.2-2008滑動導(dǎo)柱GB/T2861.1滑動導(dǎo)套GB/T2861.34.6模柄的選用沖模旋入式模柄GB/T7646.2-2008B型4.7定位零件的選用設(shè)計擋料銷時，應(yīng)注意以下幾點：（1）工件外形簡單時，應(yīng)以外形定位，外形復(fù)雜時以內(nèi)孔定位。（2）定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，確保操作安全。（3）若工件需要經(jīng)過幾道工序完成時，各套沖模應(yīng)盡可能利用工件上同一位基準(zhǔn)，避免累積誤差。檔料銷：GB/T7649.10-2008導(dǎo)料銷：GB/T7649.10-20084.7連接及固定零件的選用（1）螺釘與銷釘?shù)倪x用根據(jù)下模座、墊板和凹模采用4個M8×70mm的螺釘固定，凸凹模固定板和上模座采用4個M18×40mm的螺釘固定，GB/T119.14個M8×40mmGB/T119.14個M8×60mm銷釘起定位作用。銷釘采用兩個，多用圓柱銷（GB/T119-2000）與零件上的銷孔采用過渡配合，上模座、凸模固定板、墊板和凹模采用φ6×85mm的定位銷釘。GB/T119-20004.8墊板的設(shè)計它的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，如果凸模的端部對材料的壓力超過材料的許用壓力，需在凸模端部與上模座之間加上墊板防止模具損壞。墊板外形尺寸可與凸模固定板相同，其厚度一般取3～10mm，所以墊板的尺寸為125×100×6mm4.9卸料板的設(shè)計選用GB/T2873.1-81 尺寸為125×100×55mm4.10推件裝置的選用（1）推件的目的是將制件從凹模中推出。根據(jù)本副模具要求，所以采用剛性推件裝置。確定推件塊的材料為45鋼，沖孔凸模與推件塊的單邊間隙確定為0.5mm（1）推板的選用GB/T4169.7-2006（2）推桿的選用5設(shè)計并繪制總圖按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)模架。繪制總圖。如下圖所示。圖