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紫瑯職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)
題 目:
側(cè)板固定卡沖壓模具設(shè)計(jì)
副 標(biāo) 題:
學(xué) 生 姓 名:
所在系、專業(yè):
機(jī)電工程系模具設(shè)計(jì)與制造
班 級:
指 導(dǎo) 教 師:
日 期:
I
摘 要
摘 要
沖壓模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件。在沖壓模的設(shè)計(jì)和制造上,目前正朝著以下的兩個方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要,沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展,為此相適應(yīng)的新型模具材料及其熱表面處理技術(shù)也在迅速的發(fā)展;另一方面,為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要,鋅基合金模、聚氨脂橡膠沖模、薄板沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造也得到了迅速的發(fā)展。
近年來,為了適應(yīng)市場的激烈競爭,對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高,且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求,開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中,無需設(shè)計(jì)專用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光等新設(shè)備的使用。特別是近近幾年來國外已經(jīng)發(fā)展起來、國外亦開始使用的沖壓柔性制造單元和沖壓柔性制造系統(tǒng)代表了沖壓生產(chǎn)的發(fā)展趨勢
關(guān)鍵詞: 模具 沖壓 發(fā)展趨
目 錄
目 錄
摘 要 I
目 錄 1
1、題目 1
2、原始數(shù)據(jù) 1
3、工藝分析 1
4、沖裁工藝的確定 1
4.1方案的種類 1
4.2方案的比較 1
4.3方案的確定 2
5、模具結(jié)構(gòu)形式的確定 2
6、工藝尺寸的計(jì)算 2
6.1排樣的設(shè)計(jì) 2
6.2沖裁力的計(jì)算 3
6.3壓力機(jī)公稱力的確定 3
6.4沖裁壓力中心的確定 4
6.5刃口尺寸的計(jì)算 4
7、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5
8、主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
9、模具總裝圖 7
致 謝 9
參考文獻(xiàn) 10
側(cè)板固定卡沖壓模具設(shè)計(jì)
1、題目
側(cè)板固定卡沖壓模具設(shè)計(jì)
2、原始數(shù)據(jù)
如圖所示,大批量生產(chǎn)、材料ST12、t=1mm
圖2—1 零件圖
3、工藝分析
此工件既有沖孔,又有落料兩個工序。材料為ST12 t=1mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼,具有良好的沖壓性能適合沖裁,工件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜,涉及尺寸比較多,有兩個直徑為4.5mm的圓孔。周圍處有六個R=2mm的1/4半圓。此工件滿足沖裁的加工要求,工件的尺寸落料按IT11級,沖孔按10級計(jì)算,尺寸精度一般,普通沖裁完全能滿足要求。
4、沖裁工藝的確定
4.1方案的種類
該工件包括落料、沖孔兩道基本工序,可以有以下三種工藝方案。
方案一:先沖孔后落料。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二:沖孔—落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。
方案三:采用落料—沖孔同時進(jìn)行的復(fù)合模生產(chǎn)。
4.2方案的比較
方案一:模具結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,但需要兩道工序,兩副模具,成本相對較高,生產(chǎn)效率低,且更重要的是在第一道工序完成后,進(jìn)入第二道工序必然會增大誤差,使工件精度、質(zhì)量大打折扣,達(dá)不到所需的要求,故不選此方案。
方案二:級進(jìn)模是一種多工位,效率高的加工方法,一般適用于大批量、小型沖壓件,但級模輪廓尺寸較大,制造復(fù)雜,成本較高,故不選用此方案。
方案三:只需要一副模具,工件的精度及生產(chǎn)效率都能都能達(dá)到滿足,模具輪廓較小、模具制造成本不高。故選用此方案。
4.3方案的確定
綜上所述本副模具采用落料—沖孔復(fù)合模。
5、模具結(jié)構(gòu)形式的確定
復(fù)合模有兩種結(jié)構(gòu)形式,正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。分析該工件成行后脫落方便性,正裝式復(fù)合模成形后工件留在下模,需向上推出該工件,取出不方便。倒裝式復(fù)合模成形后工件留在上模,只需在上模裝一副推件裝置,從效率上講,倒裝式復(fù)合模比正裝式復(fù)合模的生產(chǎn)效率高,故采用倒裝式復(fù)合模。
6、工藝尺寸的計(jì)算
6.1排樣的設(shè)計(jì)
a、排樣方法的確定 根據(jù)工件的形狀,確定采用無廢料排樣的方法不可能做到,但能采用有廢料和少廢料的排樣方法,經(jīng)多次排樣計(jì)算決定采用直對排法如圖所示。
圖6—1 直排圖
b、確定搭邊值,取最小搭邊值 工件a1=1.5側(cè)面a=2
c、確定條料步距 步距:35.8mm 寬度:70 +2+2=7 4
d、條料的利用率
η = = ×100% = 62.21%
e、畫出排樣圖
圖 6—2 排樣圖
6.2沖裁力的計(jì)算
a、沖裁力F
材料ST12的抗拉強(qiáng)度 σb=350MPa
由 F≈Ltσb
已知L= 66+10×2+20.4×2+10×2+20+10.2×2+3×2+11.1×2+6π+4.5π×2 =262.5
所以 F=262.5×1×350N = 91875N = 91.875KN
b、卸料力Fx
由Fx=KxF,已知Kx=0.05
Fx=KxF=0.05×91.875KN = 4.59KN
C、推件力F
由F=nKTF ,n = 4 K=0.055
F=nKF=3×0.055×91.875=15.16KN
d、頂件力F
由F=KF,已知 K=0.06
F=KF=0.06×91.875=5.5KN
6.3壓力機(jī)公稱力的確定
本副模具采用剛性卸料和下出料方式,所以
F=F+FT≈107.KN
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果,沖壓設(shè)備擬選J23—40。
6.4沖裁壓力中心的確定
由于沖壓件基本為對稱件故壓力中心為排樣圖中坐標(biāo)值(35,17.15)。
6.5刃口尺寸的計(jì)算
a、加工方法的確定,結(jié)合模具及工件的形狀特點(diǎn),此模具制造宜采用配作法。落料時選凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件,只需要計(jì)算落料凹模刃口尺寸及制造公差,凸模刃口尺寸由凹模實(shí)際尺寸進(jìn)行配作加工。沖孔時需要計(jì)算凸模刃口尺寸及制造公差。凹模刃口尺寸由凸模實(shí)際尺寸按要求配作,保證在配作時最小雙面合理間隙值Zmin=0.1mm 。
b、采用配作法 先判斷模具各個尺寸在模具磨損后的變化情況,分三種情況,分別統(tǒng)計(jì)如下。
第一種尺寸(增大):AI=70 A2=20 A3=34.3 A4=12 A5=46 A6=60 A7=21.2 A8=31.4
A1d =﹙Α1-ΧΔ﹚ =(70-0.75×0.19)=69.86
A2d =﹙ A2-ΧΔ﹚ =(20-0.75×0.13)=19.90
A3d =﹙ A3-ΧΔ﹚ =(34.3-0.75×0.16)=34.18
A4d =﹙ A4-ΧΔ﹚ =(12-0.75×0.11)=11.92
A5d =﹙ A5-ΧΔ﹚ =﹙46-0.75×0.16﹚ =45.88
A6d =﹙ A6-ΧΔ﹚ = ﹙60-0.75×0.19﹚ =59.86
A7d=﹙A7-ΧΔ﹚ =﹙21.2-0.75×0.13﹚ =21.1
A8d=﹙A8-ΧΔ﹚ =﹙31.4-0.75×0.16﹚ =31.28
第二種尺寸(減?。?B1=3 B2=4.5 B3=2
B1d=﹙B1+χΔ﹚ =﹙3﹢0.75×0.06﹚ =3.045
B2d=﹙B2+χΔ﹚ =﹙4.5+0.75×0.075﹚ =4.556
B3d=﹙B3+χΔ﹚ =﹙2+0.75×0.06﹚ =2.045
第三種尺寸(不變):Cd=60
Cd=C±=60±=60±0.015
C、按入體原則,查表確定沖裁件內(nèi)形與內(nèi)形尺寸公差。
d、畫出落料凹模、凸凹模尺寸,如圖所示。
圖6—3 落料凹模
圖6—4 凸凹模
e、卸料裝置的設(shè)計(jì)已知沖裁板厚t=1mm沖裁力為Fx=4.59KN 故選用四個彈簧、 每個彈簧的預(yù)壓力為:
F0>Fx/n=1.1475KN
7、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
a、模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知,采用復(fù)合模沖壓。所以本套模具類型為復(fù)合模。
b、定位方式的選擇 因?yàn)樵撃>卟捎玫氖菞l料控制條料的送向采用彈性擋料銷來定步距。
c、卸料、出件方式的選擇 根據(jù)模具的運(yùn)動特點(diǎn),該模具采用剛性卸料方式比較好,取出工件方便。
d、導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的確定,為了提高模具的壽命和質(zhì)量,方便安裝、調(diào)整、維修模具,該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
8、主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
a、落料凹模 凹模采用整體凹模,輪廓全部采用數(shù)控線切割機(jī)床即可,一次成形,安排凹模在模架上的位置時,要依據(jù)壓力中心數(shù)據(jù)盡量保證壓力中心與模柄中心一致。
b、 輪廓尺寸的計(jì)算
凹模厚度 H=KB
凹模壁厚 C=(1.2-2)H
取凹模厚度H=30mm 壁厚C=30mm
凹模寬度B=b+2c=140
凹模長度L=170
根據(jù)工件圖樣,在分析受力情況及保證壁厚強(qiáng)度的前提下,取凹模長度為170 mm寬度為 140 mm,所以凹模輪廓尺寸為 170mm ×140mm×30mm。
c、沖孔凸模 根據(jù)圖樣:工件中有兩個孔且相等,因此需設(shè)計(jì)一支凸模長度為L=凹模+固定板+T=48㎜。
落料凹模
卸料板+凹模+凹模墊板
凸凹模設(shè)計(jì)時保證最小間隙0.05㎜
d、定位零件的設(shè)計(jì) 結(jié)合本套模具的具體結(jié)構(gòu)??紤]到工件的形狀,設(shè)置一個彈性擋料銷﹙起定距的作用﹚如圖所示。
圖8—1 彈性擋料銷
卸料板設(shè)計(jì) 卸料板的周界尺寸與凹模周界尺寸相同。厚度為15mm,材料為Q235鋼、淬火硬度為40—45HRC。
卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板采用4個M10的螺釘固定,長度50㎜。
模架均采用標(biāo)準(zhǔn)模架。
H閉=H+H+H+L+H-h(huán)=209㎜
式中:L―凸模高度,㎜
H―凸凹模高度,㎜
h― 凸模沖裁后進(jìn)入凸凹模的深度,㎜
可見該模具的閉合高度小于所選壓力機(jī)J23—40的最大裝模高度330mm,因此該壓力機(jī)可以滿足使用要求。
9、模具總裝圖
通過以上設(shè)計(jì),可以看到,模具上模部分由上模座、墊板、沖孔凸模、沖孔凸模固定板、凹模板組成。下模板由下模座板、固定板、卸料板等組成。
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致 謝
致 謝
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參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
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