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紫瑯職業(yè)技術學院畢業(yè)設計
目錄
1、課題…………………………………………………………………………....1
2、原始數據………………………………………………………………………1
3、工藝分析……………………………………………………………………....1
4、沖裁工藝方案的確定…………………………………………………………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、模具結構形式的確定…………………………………………………………2
6、工藝尺寸的計算………………………………………………………………2
6.1排樣的設計…………………………………………………………………….2
6.2沖裁力的計算………………………………………………………………….3
6.3壓力機公稱力的確定………………………………………………………….4
6.4沖裁壓力中心的確定………………………………………………………….4
6.5刃口尺寸的計算……………………………………………………………….4
7、模具總體結構設計…………………………………………………………….6
8、主要零部件的結構設計……………………………………………………….6
9、模具總裝圖…………………………………………………………………… 8
致謝………………………………………………………………………………..9
參考文獻…………………………………………………………………………..10
后附:模具零件圖
1、題目:側板固定卡
2、原始數據
如圖所示,大批量生產、材料ST12、t=1mm
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的碳素結構鋼,具有良好的沖壓性能適合沖裁,工件結構中等復雜,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級計算,尺寸精度一般,普通沖裁完全能滿足要求。
4、沖裁工藝方案的確定
(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。
方案二:沖孔—落料級進沖壓。采用級進模生產。
方案三:采用落料—沖孔同時進行的復合模生產。
(2)方案的比較各方案的特點及比較如下
方案一:模具結構簡單,制造方便,但需要兩道工序,兩副模具,成本相對較高,生產效率低,且更重要的是在第一道工序完成后,進入第二道工序必然會增大誤差,使工件精度、質量大打折扣,達不到所需的要求,故不選此方案。
方案二:級進模是一種多工位,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,工件的精度及生產效率都能都能達到滿足,模具輪廓較小、模具制造成本不高。故選用此方案。
(3)方案的確定 綜上所述本副模具采用落料—沖孔復合模
5、模具結構形式的確定
復合模有兩種結構形式,正裝式復合模和倒裝式復合模。分析該工件成行后脫落方便性,正裝式復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,倒裝式復合模比正裝式復合模的生產效率高,故采用倒裝式復合模。
6、工藝尺寸計算
(1)排樣設計
a、排樣方法的確定 根據工件的形狀,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,經多次排樣計算決定采用直對排法如圖所示。
b、確定搭邊值,取最小搭邊值 工件a1=1.5側面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
(2)沖裁力的計算
a、沖裁力F
材料ST12的抗拉強度 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FT
由FT=nKTF ,n = 4 KT=0.055
FT=nKTF=3×0.055×91.875=15.16KN
d、頂件力FD
由FD=KDF,已知 KD=0.06
FD=KDF=0.06×91.875=5.5KN
(3)壓力機公稱壓力的確定 本副模具采用剛性卸料和下出料方式
FZ=F+FT≈107.KN
根據以上計算結果,沖壓設備擬選J23—40
(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值(35,17.15)
(5) 刃口尺寸的計算
a、加工方法的確定,結合模具及工件的形狀特點,此模具制造宜采用配作法。落料時選凹模為設計基準件,只需要計算落料凹模刃口尺寸及制造公差,凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸進行配作加工。沖孔時需要計算凸模刃口尺寸及制造公差。凹模刃口尺寸由凸模實際尺寸按要求配作,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)計如下:
第一種尺寸(增大)70 20 34.3 12 46 60 21.2 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(減小) 3 4.5 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): 60
Cd=C±=60±=60±0.015
C、按入體原則,查表確定沖裁件內形與內形尺寸公差。
d、畫出落料凸凹模尺寸
(落料凹模)
凸凹模
e、卸料裝置的設計
已知沖裁板厚t=1mm沖裁力為Fx=4.59KN 故選用四個彈簧、 每個彈簧的預壓力為:
F0>Fx/n=1.1475KN
7、模具總體結構設計
a、模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知,采用復合模沖壓。所以本套模具類型為復合模。
b、定位方式的選擇 因為該模具采用的是條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 根據模具的運動特點,該模具采用剛性卸料方式比較好,取出工件方便。
d、導柱、導套位置的確定,為了提高模具的壽命和質量,方便安裝、調整、維修模具,該復合模采用后側導柱模架。
8、主要零部件的結構設計
a、落料凹模 凹模采用整體凹模,輪廓全部采用數控線切割機床即可,一次成形,安排凹模在模架上的位置時,要依據壓力中心數據盡量保證壓力中心與模柄中心一致。
b、 輪廓尺寸的計算
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
根據工件圖樣,在分析受力情況及保證壁厚強度的前提下,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 根據圖樣:工件中有兩個孔且相等,因此需設計一支凸模長度為L=凹模+固定板+T=48㎜
落料凹模
卸料板+凹模+凹模墊板
凸凹模設計時保證最小間隙0.05㎜
d、定位零件的設計 結合本套模具的具體結構??紤]到工件的形狀,設置一個彈性當料銷﹙起定距的作用﹚
﹙ 彈性當料銷﹚
卸料板設計 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。
卸料螺釘的選用 卸料板采用4個M10的螺釘固定,長度50㎜
模架均采用標準模架
H閉=H+H+H+L+H-h(huán)=209㎜
式中:L―凸模高度,㎜
H―凸凹模高度,㎜
h― 凸模沖裁后進入凸凹模的深度,㎜
可見該模具的閉合高度小于所選壓力機J23—40的最大裝模高度330mm,因此該壓力機可以滿足使用要求。
9、模具裝配圖
通過以上設計,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。
致謝
此次畢業(yè)設計,對我來說是對三年所學知識的綜合運用,是解決實際問題的綜合訓練。再設計過程中,不可避免的我遇到了許多問題,得到了老師和同學們以及我實習單位“蘇州三電精密零件有限公司”模具設計課人員的真誠幫助,在此表示真心感謝。
另外,我要特別感謝我的指導老師錢軍老師。他工作認真,嚴謹負責的態(tài)度,在設計過程中幫我完成了一個又一個大大小小的錯誤,給予我正確的指導,使我模糊的思路漸漸清晰起來。
參考文獻
[1 ] 沖壓模具課程設計指導與范例/林承全,胡紹平主編. 北京:化學工業(yè)出版社,2008.1
[2 ] 沖壓工藝與模具設計/馬朝興主編. -北京:化學工業(yè)出版社,2006.2
[3 ] 公差配合與技術測量/徐茂功主編. -3版. -北京:機械工業(yè)出版社,2008.1(2009.1重印)
[4 ] 模具制造技術/劉航主編. -西安:西安電子科技大學出版社,2006.1
[5 ] 模具材料及表面處理/吳兆祥.北京:機械工業(yè)出版社,2008
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