鏈板片沖壓成形工藝及倒裝復(fù)合模具設(shè)計【含13張CAD圖紙】
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1 緒 論
目前,我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距,導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。
1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀
我國模具近年來發(fā)展很快,據(jù)不完全統(tǒng)計,2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有2萬多家,從業(yè)人員約50多萬人,2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭,模具企業(yè)總體上訂單充足,任務(wù)飽滿,2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元,出口模具4.91億美元,分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1,進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元,為凈進(jìn)口量較大的國家。
在2萬多家生產(chǎn)廠點中,有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中,產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家,中型企業(yè)幾十家,其余都是小型企業(yè)。?近年來,?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快,主要表現(xiàn)為:大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品;專業(yè)模具廠數(shù)量增加,能力提高較快;"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速;國企股份制改造步伐加快等。
雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:
第一,體制不順,基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用,私營企業(yè)近年來發(fā)展較快,國企改革也在進(jìn)行之中,但總體來看,體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì),再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,因此,行業(yè)發(fā)展還不盡如人意,特別是總體水平和高新技術(shù)方面。
第二,開發(fā)能力較差,經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低,水平較低,且不重視產(chǎn)品開發(fā),在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元,國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15~20萬美元,有的高達(dá)25~30萬美元,與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理,真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。
第三,工藝裝備水平低,且配套性不好,利用率低.雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備,但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多,特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因,引進(jìn)設(shè)備不配套,設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍,設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低,帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。
第四,專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差. 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響,許多模具企業(yè)觀念落后,模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低,專業(yè)化分工不細(xì),商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具,商品模具只占45%左右,其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好,難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù),與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低,標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響,對模具制造周期影響尤甚。
第五,模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后.模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本,國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比,無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格,都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差,也直接影響模具水平的提高。
1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢
巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低,專業(yè)化分工不細(xì),商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具,商品模具只占45%左右,其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好,難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù),與國際水平相比要落后許多。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展,但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距,尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年,中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:????
1) 模具日趨大型化;???
? 2)在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù);??
? 3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng);???
? 4)在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù);?
?? 5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率;???
6)發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù);???
7)模具的精度將越來越高;?
? 8)模具研磨拋光將自動化、智能化;??
?? 9)研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程;??
?10)開發(fā)新的成形工藝和模具。
1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備,在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中,60%-80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性,是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志,并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年,全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,世界模具市場年交易總額為600~650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上;國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時,從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(VDMA)工模具協(xié)會了解到,德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中(VDMA)會員模具企業(yè)有90家,這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%,可見其規(guī)模效益。
雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備,但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多,特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因,引進(jìn)設(shè)備不配套,設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍,設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低,帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。
隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展,國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(yè)管理人才,他們的技術(shù)水平比較高.故人均產(chǎn)值也較高.我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右,而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多15~20萬美元,有的達(dá)到 25~30萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上,而我國才達(dá)到45%.
1.3 鏈板片沖孔落料件模具設(shè)計與制造方面
1.3.1鏈板片沖孔落料件模具設(shè)計的設(shè)計思路
沖孔落料是沖壓基本工序之一,它是利用沖裁模在壓力機(jī)作用下,將平板坯料進(jìn)行沖孔或落料的加工方法。一般情況下,一般精度的工件IT8~I(xiàn)T7級精度的普通沖裁模;較高精度的工件采用IT7~I(xiàn)T6級精度的高級沖裁模。
只有加強(qiáng)沖裁件基礎(chǔ)理論的研究,才能提供更加準(zhǔn)確、實用、方便的計算方法,才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸,解決沖裁中出現(xiàn)的各種實際問題,從而,進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。
鏈板片沖孔落料件是最典型的沖裁件,其工作過程很簡單就沖孔落料,可采用單工序模、復(fù)合模具或級進(jìn)模具,根據(jù)計算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架。為了保證制件的順利加工和順利取件,模具必須有足夠高度。要改變模具的高度,只有從改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)凸模與凹模工作配合長度決定.設(shè)計時可能高度出現(xiàn)誤差,應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。
1.3.2鏈板片沖孔落料件模具設(shè)計的進(jìn)度
1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀,所用時間20天;
2.確定加工方案,所用時間5天;
3.模具的設(shè)計,所用時間30天;
4.模具的調(diào)試.所用時間5天。
在設(shè)計的過程中,將有一定的困難,但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力,相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限,而且缺乏經(jīng)驗,設(shè)計中難免有不妥之處,肯請各位老師指正。
設(shè)計者:申坤鵬
2 制件的工藝性分析
工件名稱:鏈板片
生產(chǎn)批量:大批量
材料:10
厚度:0.5mm
工件簡圖見圖1
圖1 制件圖
2.1制件的工藝性分析
該制件為鏈板片,所用材料為10碳素結(jié)構(gòu)鋼,具有良好的沖壓性能,適合沖裁。制件形較為簡單,只有落料和沖孔兩個工序,有2個R12mm的孔,孔與孔,孔與邊緣之間的距離也滿足要求。工件的尺寸精度較低,只需要采用普通沖裁。
2.2制件的外形分析
2.2.1 沖裁件的孔邊距與孔間距
為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度,孔邊距和孔間距不能過小,其最小許可值當(dāng)?。篊≥(1~1.5) t根據(jù)已知工件的尺寸可得:C1=5 C2=7 t=0.5 所以工件的尺寸符合上述要求。
2.3 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度
沖裁件上的未注公差等級定為IT14級,查表確定工件尺寸如下:
圖2 零件展開簡圖
3 工藝方案的確定
該零件包括:沖孔、落料兩個基本工序,可有以下三種工藝方案供選擇:
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-落料連續(xù)沖壓,采用級進(jìn)模生產(chǎn)。
對各種方案的分析
方案一、模具結(jié)構(gòu)簡單,但需要兩道工序,兩副模具,生產(chǎn)效率低,難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。
方案二、只需一副模具,沖壓件的幾何形位精度和尺寸精度容易保證,且生產(chǎn)率也高,但由于零件的幾何形狀簡單,模具制造并不困難。
方案三、只需要一副模具,生產(chǎn)率也很高,但零件較大,鋼板較薄,操作困難,故模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜。
通過以上三種方案的分析比較,并根據(jù)設(shè)計要求確定該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳,并選擇倒裝復(fù)合模。
4主要工藝參數(shù)計算
4.1排樣的設(shè)計與計算
根據(jù)工件的形狀選,采用直排的形式。搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗確定的查表2.5.2而取搭邊值為a=1.5㎜ 最小搭肩值為a1=2.0㎜。
圖3 排樣草圖
4.2計算送料步距和條料的寬度
按如上排樣方式,并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即:A=a1+24=26.0㎜。
查表2.5.3而知條料寬度單向偏差值為1.0,由公式計算如下:
B=(D+2a)
=(60+2×1.5)
=63
所以確定條料的寬度B為:63㎜。
4.2.1計算材料的利用率
一個步距內(nèi)的材料的利用率μ=A/BS×100%
=(π1212-π55+3624)/(6326)100%
=75.6%
所以在不考慮料頭、料尾和邊余料等材料消耗的情況下材料的利用率為75.6%,而在考慮以上因素計算一張板料總的利用率時則需要根據(jù)證章板的長寬尺寸而定,在此省略不述。
4.3沖壓力的計算并初步選取壓力機(jī)的噸位
4.3.1沖裁力的計算
沖裁力的大小隨凸模進(jìn)入材料的深度(凸模行程)而變化,本模具采用普通平刃口模具沖裁,其沖裁力F按下式計算:
F=KLtτb
由查表而知工件材料的抗剪強(qiáng)度極限值τb為300N/㎜2
K值取1.3 材料厚度t為0.5㎜
沖孔沖裁力:P孔=30615N 落料沖裁力:P落=256651N。
4.3.2 卸料力、推件力及頂件力的計算
卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的,所以在選擇設(shè)備公稱壓力或設(shè)計沖裁的時候應(yīng)分別予以考慮,影響這些力的因素較多,主要有材料的力學(xué)性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤滑情況、制件的形狀和尺寸等?,F(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗公式計算:
查表2.6.1而卸料力、推件力和頂件力系數(shù)分別為:
Kx = 0.045 Kt = 0.55 Kd = 0.06
則:卸料力: Fx = Kx * P落 = 0.045 256651 =11549.3 N
推件力: Ft = n Kt F n =h / t = 5/0.5=10
h:凹模洞口的直刃壁高度 取h=5(表2.9.4 )
Ft =Kt*P孔*n=168382.5N
頂件力: Fd = Kd F = 0.06 * (30615+256651) =17235.96N
4.4 壓力機(jī)的公稱壓力的確定及沖壓設(shè)備的選擇
壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和Fz,由于本模具采用的是彈性卸料裝置和下出料方式:
所以:Fz =P孔+P落+Fx+Ft
=467197.8N
為了保證沖壓力足夠,一般沖裁時壓力機(jī)噸位應(yīng)比計算的沖壓力大30%左右,即: F總=1.3 Fz=607357.14N
通過前面的設(shè)計知道,上模座厚度為25mm,上模墊板厚度為12mm,固定板厚度為15mm,凸模長度為35mm,凹模厚度為35mm,下模座厚度為60mm,凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度為2mm。
該模具的閉合高度:
H=h上模座+h墊板+h凸模固定板+h落料凹模+t+h卸料板+h橡膠+h下模座-h2
=25mm+12mm+15mm+35mm+2mm+12mm+29mm+60mm-2mm
=178mm
模具閉合高度178mm,根據(jù)前面初選的壓力機(jī),選擇J23—10型壓力機(jī),其工作臺尺寸為710×1080mm,最大閉合高度為480mm,連桿調(diào)節(jié)長度為100mm.最終經(jīng)過校核,選擇J23—10型壓力機(jī)能滿足使用要求。
查手冊選擇J23-10可傾柱式壓力機(jī),壓力機(jī)的公稱壓力為:100KN。
滑塊固定行程45mm
(最大閉合高度)180mm
閉合高度調(diào)節(jié)量35mm
(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺尺寸(左右×前后)370×240mm
(標(biāo)準(zhǔn)型)墊板尺寸(厚度×孔徑) 35×φ170mm
(標(biāo)準(zhǔn)型)模柄孔尺寸: φ30×55 mm
最大傾斜角度:35°
表一 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)
型號
公稱壓力/kN
滑塊行程/mm
最大封閉高度/mm
工作臺尺寸/mm
可傾斜角/。
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm
J23-10
1000
130
480
710×1080
30
100
J23-80
800
130
380
540×800
30
90
4.5壓力中心的確定及相關(guān)計算
模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作,應(yīng)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則沖壓時滑塊會承受偏心載荷,導(dǎo)致滑塊的滑軌和模具的導(dǎo)向部分不正常磨損,還會使合理間隙得不到保證,從而影響制件的質(zhì)量降低模具壽命甚至損壞模具。
由于沖裁件屬于對稱件,其壓力中心位于沖裁件輪廓圖形的集合中心上。
4.6 工作部分的尺寸計算
4.6.1計算凸凹模工作部分的尺寸(沖孔)并確定其公差
該零件屬于無特殊要求的一般沖孔落料件,外形尺寸由落料獲得,而小孔尺寸則是由沖孔得到。
查表2.4而知:Zmin = 0.040 Zmax = 0.060
Zmax –Zmin = 0.020
因為模具的精度等級為IT14級 取X = 0.5 =0.43
查表2.5而知: δA=0.020 δT =0.020
校核:δA +δT=0.04
δA +δT≥Zmax –Zmin
因此,利用配做法制作來保證合理間隙,此處以沖孔凸模為基準(zhǔn)模。
沖孔凸模磨損后,尺寸變小,屬于B類尺寸
d 凸=(B+X)0 -δT=10.2150 -0.02
同上查表可得:落料凹模也由配做法可得,此處以落料凹模為基準(zhǔn)模。
A 凹= (Amax-X)+δA 0
A 1凹=(12-0.5×0.43)+0.02 0=11.79+0.02 0
A 2凹=(36-0.5×0.43)+0.02 0=35.79+0.02 0
落料凸模的基本尺寸與凹模相同,基本尺寸為10.215mm。沖孔凹模的基本尺寸與凸模相同,基本尺寸分別為11.79mm, 35.79mm。不用標(biāo)注公差,但要在技術(shù)條件中注明:沖孔凹模的實際刃口尺寸與凸模配制;落料凸模的實際刃口尺寸與凹模配制,保證最小雙面合理間隙值在0.04-0.06mm之間。(查表2.4)
5模具總體設(shè)計
根據(jù)上述分析,本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序,且孔邊距較大,可采用倒裝復(fù)合模具,可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置就行推件,卸料可靠,便于操作。工件留在落料凹??斩粗校瑧?yīng)在凹??自O(shè)置推件塊;卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出;而沖孔廢料則可以再下模座中開設(shè)通槽,使廢料從孔洞中落下。由于在該模具中壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實現(xiàn)的,所以卸料板還應(yīng)具有壓料的作用,應(yīng)選用彈性卸料板來卸下條料廢料。
因為是大批量生產(chǎn),采用手動送料方式,從右往左送料。
因該制件采用的是倒裝復(fù)合模,所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。
為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性,選用導(dǎo)柱,導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件尺寸較小,且精度要求不是太高,所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
6 模具主要零部件的設(shè)計
6.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
由于零件較小,因此在這套模具中選用Q235材料制作均可滿足使用要求。
6.1.1 落料凹模的設(shè)計
在本模具中采用螺釘和銷釘將凹模直接固定在支撐件上,凹模刃口為直壁式 ,凹模采用銷釘和螺釘固定時要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會影響模具的壽命。
凹模厚度 H=kb=0.10×60=6mm取14 mm (查表2.9.5得k=0.10)
凹模壁厚 C=1.5H=9mm
取凹模厚度 H=14 mm ,凹模壁厚 C=9 mm
凹模寬度 B=b+2c=42 mm 取標(biāo)準(zhǔn)值B=125 mm
凹模長度 L 取125mm
確定凹模尺寸為125 mm×125 mm ×14 mm
現(xiàn)制草圖如下:
圖4落料凹模刃口部分尺寸
6.1.2 沖孔凸模的設(shè)計
沖孔凸模長度:L=Ht+Lz Ht為凸模固定板厚度,Lz為凸模自由長度。
Ht=(1.1~1.5)Ha Ha為落料凹模厚度
Lz取20mm 所以L=106+20=126mm 上靠標(biāo)準(zhǔn)取126mm
圖5沖孔凸模結(jié)構(gòu)圖
6.1.3落料凸模(凸凹模)
結(jié)合工件外形并考慮加工,將落料凸模設(shè)計成直通式。其總長L為:
L=h+h+ h+h
=60mm
校核凸凹的強(qiáng)度:查表得倒裝復(fù)合模最小壁厚為1.5mm,而實際最小壁厚為3.79.滿足最小壁厚要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制,并保證雙面間隙為0.04mm-0.06mm。
圖6落料凸模刃口部分尺寸
6.2定位零件的設(shè)計
在本模具中采用的是條料,所以選用導(dǎo)料銷和擋料銷來實現(xiàn)對沖裁條料的定位。導(dǎo)料銷一般設(shè)兩個,并位于條料的同一側(cè)。從左向右送料時,導(dǎo)料銷裝在右側(cè),從前先后送料時導(dǎo)料銷裝在左側(cè)。導(dǎo)料銷在本模具中直接 安裝在凹模板上。在裝配圖中很容易看到。
擋料銷同樣起定位的作用,用它擋住搭邊或沖件輪廓,以限定條料的送進(jìn)距離。在本模具中試用固定擋料銷,其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易,在模具中廣泛應(yīng)用作定距。
6.3 導(dǎo)向裝置的設(shè)計
導(dǎo)向裝置用來保證上模相對于下模正確的運(yùn)動,對于生產(chǎn)批量較大,零件的要求較高,壽命要求較長的模具,一般都需要采用導(dǎo)向裝置,本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來完成導(dǎo)向. 由于該零件尺寸較小,且精度要求不是太高,所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
6.4 打料裝置的設(shè)計
在本模具中采用打桿推動連接推桿來完成打料動作,打桿穿過模柄凸露在模具的外面,當(dāng)完成一次沖裁時壓力機(jī)滑塊回程,打桿與壓力機(jī)的打料橫桿相碰,打桿推動連接推桿將卡在凸凹模的凹??變?nèi)的圓形廢料打下,當(dāng)注意的是:
第一:需要保證打桿在模柄內(nèi)的順利滑動,須間隙配合。
第二:需要保證連接推桿在凸凹模內(nèi)的順利滑動,須間隙配合。
6.5 卸料裝置的設(shè)計
此套模具采用的是倒裝復(fù)合模,因此彈性卸料板安裝在下模。彈性卸料裝置由卸料板,彈性元件,卸料螺釘?shù)冉M成。彈性卸料裝置在沖壓時兼起壓料作用,沖裁件質(zhì)量較好,多用于沖裁薄料及表面平面度要求較高的零件。
6.5.1 卸料板的設(shè)計
彈性卸料板孔與凸模的單邊間隙?。?.1-0.2)t,在自由狀態(tài)下彈性卸料板應(yīng)高出凹模刃口面0.5-1mm,其外形尺寸一般等于或大于凹模尺寸。所以,選取卸料板尺寸為:125mm×125mm×10mm。
圖7卸料板草圖
6.5.2卸料螺釘?shù)脑O(shè)計
卸料螺釘通過下模座,下模墊板,凸凹模固定板,橡膠和卸料板,并將他們固定在一起。直接選用標(biāo)準(zhǔn)件4×M8螺紋連接。
6.5.3 橡膠的設(shè)計
橡膠允許承受的負(fù)荷較大,且產(chǎn)生的彈性較為平穩(wěn),安裝調(diào)整靈活方便,是沖裁模具中常用的彈性元件。卸料橡膠的設(shè)計計算H=H-H。(計算參照表8.2.4)計算結(jié)果為:H=31mm。
6.6 連接裝置的設(shè)計
6.6.1模柄的設(shè)計
本模具屬于中型模具,采用模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對它的基本要求是:一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合,安裝可靠;二要與上模正確而可靠的連接。
在本模具中選用旋入式模柄,通過螺紋與上模座連接并加螺絲防止轉(zhuǎn)動。這種模柄可較好的保證軸線與上模座軸線垂直,適用與各種中、小型模具。
模柄材料通常采用Q235或Q275鋼,在此選用Q235鋼.其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線(垂直度不應(yīng)超過0.02:100)。
6.7 固定板的設(shè)計
將凸?;虬寄0匆欢ㄏ鄬Φ奈恢脡喝牍潭ê?,作為一個整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸凹模需要由固定板來固定。
固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6~0.8倍,其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同,需考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢谩9潭ò宓耐拱寄0惭b孔與凸凹模采用過渡配合H7/m6、H7/n6,壓裝后將凸凹模端面和固定板一起磨平?,F(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)凸凹模固定板尺寸為: 125mm×125mm×14mm。
6.7.1墊板的設(shè)計
墊板的作用是直接承受凸模的壓力,以降低模座承受的單位壓力,防止模座被局部壓陷,影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同,厚度取10mm。
6.7.2螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計
螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件,設(shè)計模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可,螺釘用于固定模具零件,一般選用內(nèi)六角螺釘;銷釘起定位作用,常用圓柱銷釘,螺釘、銷釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。
6.8 模架及組成零件的確定
6.8.1 模架的選用
本模具選用由上模座,下模座,導(dǎo)柱,導(dǎo)套組成導(dǎo)柱模模架及其零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,在此選用后側(cè)導(dǎo)柱模架即可滿足使用要求。
由凹模周界可以選取標(biāo)準(zhǔn)模架。
凹模周界L=200mm,B=125mm,閉合高度h1=170~205mm
技術(shù)條件:按JB/T 8050-1999,0I級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。如圖所示。
6.8.2 模座的確定
對于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具,一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證上、下模的導(dǎo)向精度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖壓的精度及材料厚度等的不同,其配合間隙也稍微不同。因為本制件的厚度為0.6mm,所以采用H7/h6。
本模中具選用標(biāo)準(zhǔn)模架,因在前述中確定了凹模尺寸為125㎜×125㎜ ×14㎜ ,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為: 180mm×180mm×35mm。 上模座尺寸為180mm×190mm×30mm。導(dǎo)柱d/mm×L/mm分別為?20mm×160mm;導(dǎo)套d/mm×L/mm×Dmm分別為?20mm×115mm×42mm。
7模具閉合高度的確定
在支撐板與固定零件的設(shè)計中根據(jù)經(jīng)驗確定:動模座板H1=25mm,定模板厚度H2=35mm,動模板H3=50mm墊塊厚度H4=70mm動模座板厚度H5=25mm.
閉合高度的計算:
H=H1+H2+H3+H4+H5
=25+35+50+70+25
=178mm
8模具工作原理
條料送進(jìn)時采用固定擋料銷進(jìn)行定位,而有導(dǎo)料銷保證送料沿正確的方向送進(jìn)。當(dāng)條料送到指定位置時,上模在壓力機(jī)的作用下進(jìn)行沖壓。工作時,凸凹模5和凸模14完成沖孔工序,廢料從下??字袎嬄洌煌拱寄?與凹模21完成落料工序。當(dāng)沖壓完成時,上模上行回程,卡在凸凹模上的廢料由彈性卸料板卸下,當(dāng)模具上的打料桿碰到壓力機(jī)上的打料橫梁時,打料橫梁給模具打料桿一個作用力,在此作用力的作用下,將制件推出來。然后,再開始下一個行程。
圖8 模具總裝圖
結(jié)束語
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束,畢業(yè)設(shè)計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié),是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí),我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識,對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解,達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強(qiáng)的設(shè)計課題,我們進(jìn)行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖、中信重型礦山機(jī)械廠的生產(chǎn)實習(xí),我對于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)識,豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識,而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下,我們對于模具的設(shè)計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識。同時在實習(xí)現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關(guān)資料,通過這些實踐,我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍,更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計工作者應(yīng)有的素質(zhì)。
設(shè)計中,將充分利用和查閱各種資料,并與同學(xué)進(jìn)行充分討論,盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。 在設(shè)計的過程中,將有一定的困難,但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力,相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限,而且缺乏經(jīng)驗,設(shè)計中不妥之處在所難免,肯請各位老師指正參考文獻(xiàn)
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