《畢業(yè)設(shè)計墊片沖孔落料復(fù)合模具設(shè)計.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計墊片沖孔落料復(fù)合模具設(shè)計.doc(18頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
墊片沖孔落料復(fù)合模具設(shè)計
摘要
改革開放以后,我們國家在飛速發(fā)展,尤其在工業(yè)方面呈現(xiàn)飛躍式的發(fā)展,一躍成為工業(yè)大國。然而,工業(yè)的發(fā)展跟模具行業(yè)是離不開的,國家的發(fā)展同時也給模具行業(yè)的發(fā)展打下基石。因此,各類模具變應(yīng)運而生,推動著中華文明走向一個新的紀元。
此次我選擇的是冷沖壓,所選的零件為墊片。墊片是一種常見而且結(jié)構(gòu)非常簡單的零件,我們生活中隨處可見的一種零件。因為墊片使用比較廣泛,所以制作過程中就要控制好墊片的成本,這樣才能使企業(yè)在市場中占據(jù)絕對的優(yōu)勢。論文中設(shè)計的墊片沖設(shè)計,選
2、材,模具制造,壓力機選擇都是在市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢的。
關(guān)鍵詞:沖孔落料零件 復(fù)合模具 模具凸模 模具凹模 計算機協(xié)助設(shè)計
目錄
引言 1
一、沖孔落料件的工藝分析 2
(一)零件圖 2
(二)零件圖的工藝分析 2
二、沖裁力、卸料力、頂出力的計算 3
(一)沖裁力的計算 3
(二)卸料力的計算 3
(三)頂件力的計算 3
(四)計算總沖裁力 4
三、初選壓力機 4
四、凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5
(一)凸模選取原則 5
(二)凸模的結(jié)構(gòu) 5
(三)計算凸模的長度 6
(四)凸模強度的校核 6
五、
3、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 7
(一)凹模結(jié)構(gòu) 7
(二)計算凹模的厚度 7
六、刃口的尺寸計算 8
七、壓力中心的計算 9
八、卸料裝置的設(shè)計 9
(一)卸料板的選用 9
(二)彈性元件的選取及計算 9
(三)卸料螺釘?shù)倪x?。?11
九、頂料裝置的設(shè)計 12
十、沖模的導(dǎo)向選用 12
十一、整個模具的動作分析 13
總結(jié) 14
參考資料 15
致謝 16
引言
改革開放以后,我國工業(yè)迅猛發(fā)展,其它行業(yè)也是與時俱進,華夏兒女更是朝著實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興路而拼搏奮斗,激勵著一代代中華兒女。國家領(lǐng)導(dǎo)非常重視工業(yè)的發(fā)展,他們一直認識工業(yè)是強國之路,只要工業(yè)發(fā)展
4、領(lǐng)先世界中華民族的復(fù)興之路也就不在遙遠。
伴隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展,模具行業(yè)也在時代的召喚下蓬勃發(fā)展,各類模具也應(yīng)運而生。冷沖壓和注塑模具在模具行業(yè)中起著主導(dǎo)作用,不管是生活還是軍事以及國防。航空等到處都有他們的身影。時代在發(fā)展,模具行業(yè)也在不斷的更新?lián)Q代,那些不適合市場需求或者市場競爭比較小的也被逐步淘汰,在工業(yè)時代的浪潮中消失殆盡。
零件的工藝分析(沖孔落料件)
(一)零件圖
圖1 沖孔落料件零件圖
5、
(二)零件圖的工藝分析
材料對于沖壓來說過非常重要,沖壓的工藝性是沖壓的難以程度。
結(jié)合實際圖紙我們得出如下分析:
(1) 材料:20鋼是結(jié)構(gòu)碳素鋼,具有很好的沖壓性能。
(2) 工件的結(jié)構(gòu):該墊片的結(jié)構(gòu)簡單沖壓方便??鬃兙啾韧?、凹模所允許的最小壁厚大的很多,所以要采用復(fù)合沖壓。
(3) 尺寸精度: 零件圖上的孔心距120.25mm和31.50.25mm屬于IT14級的公差等級,還有一些尺寸是自由尺寸,由此可以判定 IT14級就可以作為該墊片公差等級,一般的壓力機的沖壓都能滿足該墊片的公差等級要求。
(4) 結(jié)論: 可以沖裁。
(5) 該墊片采用的是沖壓,落料復(fù)合沖壓
6、,所以采用復(fù)合模生產(chǎn)。
二、沖裁力、卸料力、頂出力的計算
(一)沖裁力的計算
`
式中: L 沖裁輪廓的總長度(mm)
t板料的厚度(mm)
板料的抗拉強度(MPa)
該墊片所選用的沖裁件為Q235的碳素結(jié)構(gòu)鋼,易于沖壓
抗拉強度=353-500(MPa)取=400(MPa)
結(jié)論:
(二)卸料力的計算
一般情況下,板料被凸模沖壓后會發(fā)生形變或收縮,這樣就會導(dǎo)致板料緊緊的纏繞在凸模上不易取下來。
然而將板料從凸模上取下來所需要的力稱為卸料力。
卸料力受到很多因素的
7、影響,主要的因素有模具間隙、材料力學(xué)性能、零件的形狀尺寸、材料的厚度、以及潤滑情況等都是影響卸料力的主要因素。
這些力是沒有固定的值用來計算的,一般用下列經(jīng)驗公式計算:
《沖壓模具設(shè)計與制造》會給我提供很多經(jīng)驗值,采用經(jīng)驗公式:
式中:
卸料系數(shù),其他查表得=0.04
那么: (此卸料力為單孔卸料力)
(三)頂件力的計算
由書本《沖壓模具設(shè)計與制造》可以查閱很多,采用經(jīng)驗公式:
式中: 為頂件力
為頂件力系數(shù),由表可
8、知=0.6
為沖裁力
那么: =0.0653340
=3200.4(N)
(四)計算沖裁該墊片所需要總沖裁力
由課本《沖壓工藝與模具設(shè)計》一書可知,可采用總得沖壓力的計算公式:
式中: 總沖裁力
總卸料力
總頂件力
那么:
三
9、、初選壓力機
一般情況下,壓力機的選擇是根據(jù)總的沖壓力來決定的,所選取的壓力機必須大于需要的總的沖裁力。模具裝在壓力機上后必須讓壓力機和模具之間合理配合,這樣可使延長模具的使用壽命,提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
我們查手冊(《沖模設(shè)計手冊》)P23-80
選用開式壓力機開式?jīng)_壓機的重壓參數(shù)如下:
噸位: 800KN
行程: 280mm
模柄孔: mm
四、凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(一)凸模選取原則
(1) 精確定位
凸模安裝到壓力機上以后,他的軸線在工作過程中絕對不允許發(fā)生偏移。如果偏移的話將會給模具帶來損害,影響沖裁質(zhì)量,嚴重的
10、還會導(dǎo)致啃模。
(2) 防止拔出
回程時,由于材料的收縮性加在板料上的卸料力將會對凸模產(chǎn)生拉伸作用。所以在設(shè)計凸模時要防止凸模從凸模固定板上被來出來,影響模具的使用壽命。
(3) 防止轉(zhuǎn)動
例如半圓形、長圓形、矩形、、、時一些截面比較簡單的凸模,簡化圓形。
(二)有關(guān)凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(三)凸模長度
沖壓工藝與模具設(shè)計:
式中: 凸模固定板的厚度(mm)
彈壓卸料板的厚度(mm)
預(yù)壓狀態(tài)下橡
11、膠的高度(mm)
凸模前端縮進板料的值取0.2
那么: L=30+25+20-0.2
=74.8(mm)
(四)凸模強度的校核
(1) 凸??箟耗芰Φ男:耍?
為了凸模能夠正常的工作,它最小截面承受的壓應(yīng)力必須小于凸模材料允許的壓應(yīng)力
即
式中: 凸模的最小截面壓應(yīng)力
沖裁力
A凸模最小截面積
凸模材料許用應(yīng)力
則: =3000MPa
(2) 進行凸模的抗彎能
12、力的校核(縱向)
(凸模)不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的最小長度為:
式中: E:彈性模量 可取E=2.2。
J:最小截面慣性矩 最小截面慣性矩
N :彎曲的安全系數(shù)淬火鋼 N=2~3
F:沖裁力 N
則: 74.8
結(jié)論:合格
五、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(一)凹模結(jié)構(gòu)
根據(jù)零件圖形,圖形如下
圖3
(二)凹模厚度
13、
式中: F:沖裁力
:凹模材料的修正系數(shù)=1.3
:凹模刃口周邊長度的修正系數(shù) =1.0
H= 1.31
六、刃口的尺寸計算
由書本《沖壓工藝與模具設(shè)計》一書可知,需要使用B類尺寸用于圓形沖孔作為凸模刃口尺寸計算公式:
沖孔:
效核:
落料:
(由校核得出結(jié)論不能滿足公差間隙條件)
所以,只有縮小才能提高制造精度、才能滿足間隙在誤差之內(nèi)。
故?。?
七、壓力中心的計算
墊片進
14、行沖裁是為了保證模具和壓力機能夠平穩(wěn)安全的使用,必須要保證沖模的壓力中心要和壓力機滑塊的壓力中心線重合。如果出現(xiàn)誤差會導(dǎo)致壓力機導(dǎo)軌磨損,影響沖壓精度,更有可能導(dǎo)致模具損壞導(dǎo)致沖壓事故。
在實際生產(chǎn)中。有一些沖壓件比較特殊,會導(dǎo)致沖壓中心和壓力機滑塊中心線不重合,這種情況下可以使壓力中心偏移但一定要在一定的允許范圍之內(nèi)。
本次墊片沖裁設(shè)計的模具一次沖裁,受力均勻,所以壓力中心可以取在對稱線上,不需要在計算壓力中心偏移值。
八、卸料裝置的設(shè)計
卸料板的選用
彈性卸料板有卸料力小、卸料均勻、工件平整。
(二)彈性元件
(1) 彈性元件選取
彈性元件可以選
15、取圓柱橡膠塊,因為它安裝方便,卸料力小。
(1) 橡膠參數(shù)
用每塊承受力維53340N的聚氨酯橡膠進行卸料。
則:
聚氨酯橡膠塊的工作壓縮量是很大的,可以取預(yù)算壓縮量單位壓力
按公式:
式中: A------------橡膠塊的截面積(mm)
橡膠塊所受的壓力(N)
聚氨酯橡膠塊受到壓時的單位壓力(MPa),查表得
那么: A=53340
卸料螺釘?shù)闹睆娇梢赃x用D=16MM的卸料螺釘,選取D=20MM的彈體穿卸料螺釘
則彈性體的外徑D可以按一下公式計算:
為了使工件更加
16、平整,我們需要更大的卸料力,加大壓料力D=45mm
計算預(yù)壓力:
求橡膠塊的高度:
式中: 為工作行程
這里的取
表示橡膠塊的壓縮率(%),聚氨酯橡膠塊
那么: H= 取H=45mm
橡膠塊的校核: 0.5
經(jīng)校核合格。
求極限壓縮量:
則:
預(yù)壓縮量:
則:
橡膠塊極限工作狀態(tài)下的壓縮量:
橡膠塊預(yù)壓下的高度:
17、
工作行程的校核:
經(jīng)校核合格。
(三)卸料螺釘?shù)倪x取:
D=16mm的卸料螺釘由表螺釘M12L的頭高度h=16mm。
模座沉孔深度的計算:
式中: 螺釘頭部的高度(mm)
——表示卸料板的工作行程 單位:mm,一般情況下取=t+1,t表示板料的厚度;
——表示凸模的預(yù)計總?cè)心チ?410mm板料的厚度較大時取值。
則: =10+2.5+6=18.5mm
剩余高度為 =50-18.5=31.5mm
L=+++(mm)
式中: ——固定板厚度(mm)
——墊板厚度(m
18、m)
——螺釘在上模板內(nèi)的高度。
——預(yù)壓后彈性元件的高度(mm)
則 :L=30+10+25.5+31.5=97mm
九、頂料裝置的設(shè)計
由于預(yù)壓力=3200.4,可以估算極限工作狀態(tài)時的壓力:=(1.52)
則: =3200.41.8=5760.72
因而選取圓柱彈簧作為頂料裝置
十、沖模的導(dǎo)向選用
為了使工件方便取出,所以選用普通型的后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)。
上模座的公差配合為:D()
導(dǎo)套與導(dǎo)柱的公差配合為:d()
導(dǎo)柱與下模座的公差配合為:d()
十一、整個模具的動作分析
此模具的總裝配圖如下:
19、
圖4 沖模裝配圖
模具開始沖壓時,先把調(diào)料放在卸料板上,然后由定位銷進行導(dǎo)向定位。然后壓力機繼續(xù)施加壓力開始沖裁,凹模先接觸條料,在凸凹模的共同作用下最后沖出墊片的外形。沖裁完成后,滑塊回升時在打桿力的作用下將推件快打下,并且把工件推出模具。最后在聚氨酯橡膠彈力的作用下將條料從凸凹模上卸下。這就是整個零件的沖裁過程。
此次論文設(shè)計時我還查閱了很多資料和文獻,扎實了我的專業(yè)知識,同時還學(xué)到了很多以前不了解的知識。由于論文設(shè)計的是沖裁的全過程,使我能夠把以前學(xué)的知識綜合,把理論跟實踐結(jié)合。
剛開始的時候
20、我很糾結(jié),不知道怎么下手去寫我的論文,而且在工廠實習(xí)任務(wù)也比較中,沒天還要學(xué)習(xí)2D和3D軟件。后來,王老師給我發(fā)消息講解了論文的大致方向和注意事項,我才開始慢慢的思索我的論文的方向,是選注塑模還是選擇冷沖壓比較好了。后來,在老師的幫助下我的論文確定了題目,并且開始我的論文寫作。 在此次論文的設(shè)計過程中,首先要感謝我的指導(dǎo)老師王素秋老師的悉心指導(dǎo),使整個論文的額設(shè)計減少了很多不必要的環(huán)節(jié),提高了學(xué)習(xí)的額效率。
此次論文設(shè)計我更加堅信我要扎根模具行業(yè)的信念,以后的學(xué)習(xí)中我一定會更加努力,更加刻苦,勤奮好學(xué),勵志成為一名模具設(shè)計師!
參考文獻
21、
[1] 劉越 劉興國 公差配合與技術(shù)測量 化學(xué)工藝出版社 2004
[2] 劉建超 沖壓模具設(shè)計與制造 高等教育出版社 2002
[3] 趙忠 丁仁亮 金屬材料及熱處理 機械工業(yè)出版社 2000
[4] 黃志輝 魏正平 模具設(shè)計與制造基礎(chǔ) 電子工業(yè)出版社.
[5] 鄭家賢 沖壓模具設(shè)計實用手冊 機械工業(yè)出版社 1996
[6] 梅伶.模具課程設(shè)計指導(dǎo) 機械工業(yè)出版社,2006.49-54
[7] 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計 機械工業(yè)出版社,2001.45-198
[8] 肖祥芷 王孝培 中國模具設(shè)計大典 江西科學(xué)工業(yè)出版社,2003.456-486
17