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學(xué)校代碼 10410 序 號 20105016 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題目 封閉板沖模設(shè)計(jì) 學(xué) 院 工 學(xué) 院 姓 名 趙亞芳 學(xué) 號 20105016 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械制造及其自動(dòng)化 年 級 2010 級 指導(dǎo)教師 樊十全 二 O 一四 年 五 月 1 摘要 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的深入 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用越來越 明顯 模具設(shè)計(jì)水平的高低直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率 設(shè)計(jì)本模具是為了制造某車型中一個(gè)支柱端頭的封閉板 設(shè)計(jì)中分析了封 閉板零件的結(jié)構(gòu)及工藝性 擬訂該零件的沖壓工藝為 落料 雙向彎曲 翻 邊成形 討論了復(fù)雜彎曲 翻邊 零件毛坯展開形狀和尺寸的確定方法 設(shè)計(jì)了落料模和雙向彎曲 翻邊 成形模 對關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作了詳細(xì)闡 述 并指出了模具設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng) 其中 雙向彎曲成形模是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn) 將雙向彎曲 翻邊 成形集中于一套模具中 使得沖件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率較高 滿足了生產(chǎn)需要 由于模具設(shè)計(jì)是一種經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的設(shè)計(jì) 經(jīng)過長期發(fā)展積累了大量豐富的 沖壓工藝技術(shù)資料 在設(shè)計(jì)這兩套模具時(shí)必然要借鑒這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 含括了落 料模 彎曲模 拉深模中常用的工藝數(shù)據(jù)以及模具材料的選取和壓力機(jī)基本參 數(shù)等等 關(guān)鍵詞 沖壓工藝 毛坯展開 雙向彎曲成形模 CAD 2 目錄 摘要 1 目錄 2 1 緒論 1 1 1 選題的依據(jù)及課題的意義 1 1 2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 1 1 3 國內(nèi)外關(guān)于該論題的研究現(xiàn)狀 2 1 4 結(jié)論 3 2 模具設(shè)計(jì)程序及步驟 3 2 1 零件的工藝性分析 3 2 1 1 結(jié)構(gòu)工藝性 3 2 1 2 精度 3 2 1 3 原材料 3 2 2 落料毛坯形狀和尺寸的確定 4 2 3 排樣和裁板 4 2 3 1 確定排樣方式并計(jì)算材料利用率 4 2 3 2 裁板 6 2 4 落料模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 2 4 1 總體結(jié)構(gòu) 6 2 4 2 導(dǎo)向裝置 7 2 4 3 定位裝置 7 2 4 4 卸料裝置 7 2 5 落料模工藝計(jì)算 7 2 5 1 計(jì)算沖壓力 7 2 5 2 確定壓力中心 8 2 5 3 凸 凹模刃口尺寸及制造公差 9 2 6 工件零件的設(shè)計(jì) 10 2 6 1 凹模設(shè)計(jì) 10 2 6 2 凸模設(shè)計(jì) 11 2 7 卸料元件的設(shè)計(jì) 11 2 7 1 卸料橡膠的選用和設(shè)計(jì) 11 2 7 2 卸料螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) 13 2 8 設(shè)計(jì)其它零件并校核壓力機(jī) 13 3 2 8 1 凹凸模固定板及模架的選用 14 2 8 2 校核壓力機(jī) 14 總結(jié) 15 參考文獻(xiàn) 16 封閉板沖模設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1 1 選題的依據(jù)及課題的意義 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的深入 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用越來越 明顯 模具技術(shù)水平的高低 已成為衡量一個(gè)國家制造水平高低的重要標(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 模具設(shè)計(jì)是一種相對來講經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)人員在長期的工作中積 累的經(jīng)驗(yàn)和知識對模具設(shè)計(jì)起著十分重要的影響 近年來 模具 CAD CAM 技術(shù) 已成功應(yīng)用于模具工業(yè) 有效提高了模具設(shè)計(jì)與制造水平 模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的優(yōu)質(zhì) 高效 低耗 適應(yīng)性很強(qiáng)的生產(chǎn) 技術(shù) 或稱成型工具 成型工裝產(chǎn)品 是技術(shù)含量高 附加值高 使用廣泛的 新技術(shù)產(chǎn)品 是價(jià)值很高的社會財(cái)富 由于模具生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化 在現(xiàn)代工 業(yè)生產(chǎn)中 模具已廣泛應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)和電器產(chǎn)品 電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)品 儀表 家 用電器產(chǎn)品與辦公設(shè)備 汽車 軍械 通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中 模具技術(shù)水 平的高低 已成為衡量一個(gè)國家制造水平高低的重要標(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 為此本人選擇了 封閉板成型模 及沖壓工藝設(shè)計(jì) 作為畢業(yè)課題 1 2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 目前 隨著汽車及輕工業(yè)的迅速發(fā)展 模具設(shè)計(jì)制造日益受到人們的廣泛 關(guān)注 已成為一個(gè)行業(yè) 將高新技術(shù)應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)與制造 已成為快速制造 優(yōu)質(zhì)模具的有力保證 1 CAD DAE CAM 的廣泛應(yīng)用 顯示了用信息技術(shù)帶動(dòng) 和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性 在歐美 CAD DAE CAM 已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的 技術(shù) 在 CAD 的應(yīng)用方面 已經(jīng)超越了甩掉圖板 二維繪圖的初級階段 目前 3D 設(shè)計(jì)已達(dá)到了 70 89 PRO E UG CIMATRON 等軟件的應(yīng)用很普遍 2 為了縮短制造周期 提高市場競爭力 普遍采用高速切削加工技術(shù) 3 快速 成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用 有 SLA SLS FDM LOM 等各種類型的 快速成型設(shè)備 國外工業(yè)先進(jìn)國家都擁有上萬個(gè)模具企業(yè)與支持模具企業(yè)或?yàn)槟＞咂髽I(yè)提 供生產(chǎn)裝備的企業(yè)相組成的強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ) 這是為適應(yīng)社會產(chǎn)品工業(yè)化規(guī)模 封閉板沖模設(shè)計(jì) 2 生 封閉板沖模設(shè)計(jì) 3 產(chǎn)的重要條件和特點(diǎn) 如汽車的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)需要一大批專業(yè)性模具企 業(yè)為其提供模具 同時(shí)根據(jù)汽車零件的生產(chǎn)技術(shù)要求 這些模具企業(yè)還配有相 應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)裝備 包括數(shù)控和計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床 CAD CAM 系統(tǒng) 以及各種工 藝裝備 模具的社會效益很高 是高技術(shù)含量的社會產(chǎn)品 其價(jià)值和價(jià)格主要取決 于模具材料 加工 外購件的勞動(dòng)與消耗三項(xiàng)直接發(fā)生的費(fèi)用和模具設(shè)計(jì)與試 模等技術(shù)費(fèi)用 后者 是模具價(jià)值和市場價(jià)格的主要組成部分 其中一部分技 術(shù)價(jià)值計(jì)入了市場價(jià)格 而更大一部分價(jià)值 則是模具用戶和產(chǎn)品用戶受惠變 為社會效益 如電視機(jī)用模 其模具費(fèi)用僅為電視機(jī)產(chǎn)品價(jià)格的 1 3000 1 5000 盡管模具的一次投資較大 但在大批量生產(chǎn)的每臺電視機(jī)的 成本中僅占極小的部分 甚至可以忽略不計(jì) 而實(shí)際上 很高的模具價(jià)值為社 會所擁有 變成了社會財(cái)富 所以設(shè)計(jì)本模具具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義 本模具設(shè)計(jì)是封閉板 該零件本身屬不對稱的異形件 單件沖壓時(shí)存在著 橫向不平衡力 影響模具壽命和沖壓質(zhì)量 將左 右件合在一套模具上一次沖 壓成形 就能消除橫向不平衡力 同時(shí) 也提高了沖件質(zhì)量和生產(chǎn)效率 據(jù)此 擬定該零件的沖壓工藝為一次成形 在使用 AutoCAD 進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí) 可以方 便 快捷地調(diào)用工藝資料 達(dá)到了提高產(chǎn)品質(zhì)量 縮短周期 降低成本 增加 經(jīng)濟(jì)效益的目的 具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義 因此 模具廣泛應(yīng)用于汽車制造 業(yè) 有助于推動(dòng)我國汽車行業(yè)的發(fā)展 由于本人水平有限 本論文中必然存在不少紕漏及錯(cuò)誤之處 敬請?jiān)u閱老 師批評指正 1 3 實(shí)驗(yàn)方案 本課題要研究的是封閉板沖模設(shè)計(jì) 由于該零件相對比較簡單 且只有落料這個(gè)環(huán)節(jié) 因此可以采取直接落料 的工藝方法 在設(shè)計(jì)落料模之前 首先要確定落料毛坯形狀和尺寸 其中既有理論計(jì) 算 也涉及到定性地估算 最終通過實(shí)驗(yàn)確定 該零件雖說是左右對稱件 但形狀卻是相同的 因此只需設(shè)計(jì)一副落料模即可 該模具采用下出料彈壓 卸料結(jié)構(gòu) 該模具每一個(gè)沖壓過程完成左 右各一件封閉板零件的成形加工 坯料 封閉板沖模設(shè)計(jì) 4 靠定位板定位 這樣不僅能消除橫向不平衡力 同時(shí) 也提高了沖件質(zhì)量和 生產(chǎn)效率 在選擇壓力機(jī)時(shí) 涉及到壓力中心的確定 擬訂采用一種基于 AutoCAD 中 工具 的壓力中心確定方法 快速直接 簡單方便 精度較高 1 4 結(jié)論 該零件雖說是左 右對稱件 合理安排沖壓工藝 仔細(xì)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)后 其加工過程并不復(fù)雜 通過該零件的沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)可以看出 適當(dāng)?shù)慕?jīng) 驗(yàn)以及對沖件工藝性的改進(jìn)也是必要的另外 合理安排沖壓工藝 并進(jìn)行精心 地設(shè)計(jì) 可最大限度地滿足沖件質(zhì)量和生產(chǎn)的要求 在設(shè)計(jì)成形模時(shí) 要注意以下幾點(diǎn) 1 凹模采用整體結(jié)構(gòu) 內(nèi)孔由線切割加工 使左 右對稱性好 沖件質(zhì)量高 2 合理選擇上 下彈簧的彈力 保證模具順序動(dòng)作 3 精確調(diào)整限位圈的高度 沖壓時(shí)靠其準(zhǔn)確 快速控制模具的閉合高度 2 模具設(shè)計(jì)程序及步驟 2 1 零件的工藝性分析 2 1 1 結(jié)構(gòu)工藝性 該零件結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜 且不對稱 無懸臂 凹槽寬度 可直接沖裁成形 又無其它要求 因此比較適合沖裁 2 1 2 精度 由該零件從圖紙要求的尺寸和使用情況看 尺寸精度要求并不太高 外形 尺寸按 IT14 級即可 因此可以通過普通沖裁方式保證零件的精度要求 并且滿 足產(chǎn)品使用要求 2 1 3 原材料 在 GB699 88 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件 中查得 08Al 為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 由于含碳量較低 韌性比較好 適合沖裁加工 綜上所述 根據(jù)零件的尺寸 精度 以及其它方面的要求進(jìn)行判斷 適合 加工 可以加工為該零件 適合沖裁加工 封閉板沖模設(shè)計(jì) 5 2 2 落料毛坯形狀和尺寸的確定 圖 2 1 工件圖 材料 08F 2 3 排樣和裁板 2 3 1 確定排樣方式并計(jì)算材料利用率 計(jì)算沖裁件的面積 A 充分利用 AutoCAD2007 計(jì)算物體質(zhì)量特性的功能 依次點(diǎn)取 工具 Tools 菜單 查詢 Inquiry 質(zhì)量特性 Mass Properties 得面積 A 6916mm2 擬訂兩種排樣方案 如下 方案一 直排 且無側(cè)壓裝置 見圖 2 查表 1 4 得最小搭邊值 a 1 5mm a 1 2mm 條料寬度 B D 2 a1 b 0 2 1 式中 B 條料公稱寬度 mm D 垂直于送料方向的工件尺寸 取 D 15 74 29 6 65 95 94mm a 側(cè)搭邊值 mm b0 條料與導(dǎo)板之間的間隙 查表 4 6 得 b0 0 2mm 條料寬度的公差 查表 4 6 得 0 6mm 將以上數(shù)據(jù)代入 2 1 式得 B D 2 a1 b 0 95 94 2 2 0 6 0 2 101 34 mm06 06 進(jìn)距 h 57 5 9 9 2 1 5 78 8mm 一個(gè)進(jìn)距的材料利用率 nA Bh 1 6916 101 34 78 8 76 封閉板沖模設(shè)計(jì) 6 圖 2 排樣方案一 方案二 對排 且無側(cè)壓裝置 見圖 3 查表 4 6 得最小搭邊值 a a1 2 5mm D 57 5 9 9 2 77 3mm 查表 4 7 得 b0 0 1mm 0 5mm 圖 3 排樣方案二 將以上數(shù)據(jù)代入 2 1 式得 B D 2 a1 b 0 77 3 2 2 5 0 5 0 1 83 4 mm05 05 進(jìn)距 h 15 74 29 20 7 15 66 75 19 6 65 2 5 2 182 19mm 一個(gè)進(jìn)距的材料利用率 nA Bh 2 6916 83 4 183 19 84 比較上述兩方案 雖然對排比直排省料 但存在著下述問題 如果采取送 一次料沖一件的方法 即用單凸模 模具結(jié)構(gòu)與直排時(shí)基本相同 模具費(fèi)用也 相差不大 但在沖完一行后 需要到頭沖另一行 沖另一行時(shí) 條料的剛度很 封閉板沖模設(shè)計(jì) 7 差 給送料造成很大的困難 如果采取一次沖兩件的方法 即用雙凸模 則模 具結(jié)構(gòu)復(fù)雜了 模具長度增大了 因而模具費(fèi)用也增加了 而直排的模具結(jié)構(gòu) 簡單 且與對排相比 材料的利用率相差不多 所以決定選擇方案一 即有搭 邊的直排 2 3 2 裁板 08Al厚度為1mm 由材料手冊查得規(guī)格為1 850 1800 若采用縱裁 則每板條數(shù) n1 850 101 34 8 條 余 39 28mm 每條個(gè)數(shù) n2 1800 1 5 78 8 22 個(gè) 余 64 9mm 每板個(gè)數(shù) n3 n1 n2 8 22 176 個(gè) 若采用橫裁 則每板條數(shù) n1 1800 101 34 17 條 余 77 22mm 每條個(gè)數(shù) n2 850 1 5 78 8 10 個(gè) 余 60 5mm 每板個(gè)數(shù) n3 n1 n2 17 10 170 個(gè) 顯然 縱裁時(shí)材料利用率高 所以決定采用縱裁 2 4 落料模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 4 1 總體結(jié)構(gòu) 該零件雖說是左 右對稱件 但展開后的形狀卻是相同的 因此落料模只 需設(shè)計(jì) 1 副模具即可 模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向下出料式彈壓卸料結(jié)構(gòu) 沖出的零件 通過凹模的內(nèi)孔從沖床臺面孔漏下 見圖 4 模具的上部分由上模座 7 導(dǎo)套 5 模柄 11 凸模固定板 6 凸模 10 卸料板 15 卸料橡膠 14 和螺釘 銷釘組 成 下部分由凹模 3 下模座 2 導(dǎo)柱 4 以及螺釘 銷釘組成 封閉板沖模設(shè)計(jì) 8 圖 4 落料模 2 4 2 導(dǎo)向裝置 采用模架導(dǎo)向 不僅能保證上 下模的導(dǎo)向精度 而且能提高模具的剛性 延長模具的使用壽命 使沖裁件的質(zhì)量比較穩(wěn)定 使模具的安裝調(diào)整比較容易 因此決定采用模架作為上 下模的導(dǎo)向裝置 采用壓入式模柄 固定段與上模座孔采用 H7 m6 過渡 并加騎縫銷防止轉(zhuǎn) 動(dòng) 裝配后模柄軸線與上模座垂直度較好 2 4 3 定位裝置 條料的送進(jìn) 由兩個(gè)定位銷控制其方向 由一個(gè)鉤形擋料銷控制其進(jìn)距 這種定位零件結(jié)構(gòu)簡單 制造方便 裝在凹模上 為此 在卸料板上與單了定 位銷和鉤形擋料銷相應(yīng)的位置上加工三個(gè)通孔 工作時(shí) 可使卸料板壓緊條料 為便于刃磨 在下模座上相應(yīng)的位置處也加工通孔 以便于拆擋料銷 2 4 4 卸料裝置 由于實(shí)現(xiàn)外形分離的凸模裝在上模 擬采用橡膠作為彈性元件的卸料裝置 裝在上模 由卸料板 橡膠和卸料螺釘組成彈壓卸料裝置 沖程時(shí) 橡膠塊受 壓縮而積蓄能量 并使卸料板產(chǎn)生壓力而起壓料作用 沖出的落料件通過凹模 的內(nèi)孔從沖床臺面孔漏下 回程時(shí) 橡膠塊釋放能量 使卸料板產(chǎn)生反向推力 而將廢料從凸模上卸下 在沖壓時(shí) 還可壓緊條料 提高沖裁質(zhì)量 2 5 落料模工藝計(jì)算 2 5 1 計(jì)算沖壓力 由于該模具采用下出料彈壓卸料結(jié)構(gòu) 因此壓力機(jī)在本模具的沖壓過程中 除要克服沖裁力以外 還要克服卸料力 推件力 2 5 1 1 沖裁力的計(jì)算 F Lt b 2 2 式中 F 沖裁力 N L 沖裁輪廓的總長度 由 AutoCAD 工具 查詢 面積 查得 L 327 45mm t 板料厚度 取 1mm b 板料的抗拉強(qiáng)度 由 材料手冊 查得 b 390MPa 封閉板沖模設(shè)計(jì) 9 將以上數(shù)據(jù)代入 2 2 式 得 F Lt b 327 45 1 390 127705N 2 5 1 2 卸料力的計(jì)算 F 卸 K 卸 F 2 3 式中 F 卸 卸料力 N K 卸 卸料力系數(shù) 查表 2 2 得 K 卸 0 05 F 沖裁力 F 127705N 將以上數(shù)據(jù)代入 2 3 式 得 F 卸 K 卸 F 0 05 127705 6385N 2 5 1 3 推件力的計(jì)算 F 推 nK 推 F 2 4 式中 F 推 推件力 N n 同時(shí)卡在凹?？變?nèi)的工件或廢料片數(shù) n h t h 為凹模直刃高度 取 h 5mm t 為板料厚度 取 t 1mm n h t 5 1 5 K 推 推件力系數(shù) 查表 2 2 得 K 推 0 055 F 沖裁力 F 127705N 將以上數(shù)據(jù)代入 2 4 式 得 F 推 nK 推 F 5 0 055 127705 35118 9N 綜上 選擇沖床時(shí)的總沖壓力 F 總 F F 卸 F 推 127705 6385 35118 9 169208 9N 初步選擇開式雙柱可傾壓力機(jī) J23 25D 查表 2 81 2 5 2 確定壓力中心 壓力中心是沖裁模各個(gè)沖裁力的合力作用點(diǎn) 在進(jìn)行沖裁模設(shè)計(jì)時(shí) 必須 使模柄中心線與沖模壓力中心重合 如果二者偏移量超過允許范圍 滑塊將承 受偏心載荷 在偏心彎矩的作用下 將導(dǎo)致 滑塊與導(dǎo)軌非正常磨損 影響壓 力機(jī)精度和壽命 凸 模間隙不均勻 降低沖壓件質(zhì)量和加劇磨損 甚至碰撞 和損壞零部件 因此 準(zhǔn)確求得壓力中心是沖裁工藝設(shè)計(jì)和沖模設(shè)計(jì)的重要環(huán) 節(jié) 封閉板沖模設(shè)計(jì) 10 圖 5 壓力中心 本沖壓件輪廓形狀復(fù)雜 無法直接計(jì)算其壓力中心 故采用基于 AutoCAD 2007 的沖模壓力中心確定方法來求其壓力中心 具體做法如下 第一步 用 AutoCAD 繪出刃口的輪廓線 選定坐標(biāo)系 xoy 如圖 8 所示 并 用 快捷工具 修改 Modify 段線合并 join 定義為多段線 第二步 用 偏移 Offset 命令將輪廓線分別向兩側(cè)偏移極小的距離 0 05mm 并刪除原輪廓 第三步 用 繪圖 Draw 下的 面域 Region 分別創(chuàng)建以內(nèi)外多義 線為邊界的兩個(gè)面域 第四步 用 修改 Modify 菜單下的 實(shí)體編輯 中的 差集 Subtract 命令創(chuàng)建環(huán)形面域 第五步 依次點(diǎn)取 工具 Tools 菜單 查詢 Inquiry 質(zhì)量特 性 Mass Properties 點(diǎn)選面域 然后回車 屏幕上的文本窗口將顯示面域 的質(zhì)心 x c 45 3401 yc 31 3640 2 5 3 凸 凹模刃口尺寸及制造公差 查表 3 24 得雙面間隙值 Zmin 0 10mm Zmax 0 14mm 由于本沖裁件形狀比較復(fù)雜 為了保證凸 凹模之間的間隙值 必須采用 凸 凹模配合加工的方法制模 并采用配作法加以計(jì)算 因該件屬于落料件 所以制件尺寸隨凹模尺寸而定 間隙應(yīng)在減小凸模尺寸方向取得 由于該零件 的精度要求不高 外形尺寸按 IT14 級即可 凸模的刃口尺寸按凹模的實(shí)際尺寸 配制 并保證雙面間隙為 0 10mm 0 14mm 封閉板沖模設(shè)計(jì) 11 其中 凹模尺寸 凹模制造公差 制件公差 mm X 磨損系數(shù)aAa 2 6 工作零件的設(shè)計(jì) 2 6 1 凹模設(shè)計(jì) 2 6 1 1 凹模板的外形尺寸 因?yàn)橐话隳＞?特別是標(biāo)準(zhǔn)模具 除去模架以外 前后左右都是對稱的 模柄中心線要通過凹模板的中心 沖裁過程中必須使沖壓力的合力作用線 壓 力中心 與模柄中心線重合 使壓力機(jī)滑塊不受偏載 才能使模具平穩(wěn)工作 減小對壓力機(jī)滑塊與模具導(dǎo)向零件的磨損 為了用簡單的方法滿足上述要求 在排樣圖上沿著送料方向與垂直送料方向 從凹?？字g最大距離處畫一矩形 l b 稱為凹模的有效面積 由于壓力中心 O 不與矩形 l b 的中心重合 因此要對凹模有效面積進(jìn)行修正 取 O 點(diǎn)沿長度 方向到短邊的最大距離為 l 的一半 沿寬度方向到長邊的最大距離為 b 的一 半 則 l b 即為修正后的凹模有效面積 自矩形 l b 向四周擴(kuò)大一個(gè) 允許的凹模壁厚 C 值 可得凹模外形尺寸 L B 就能保證壓力中心與凹模及模 柄中心線重合 零件 尺寸 磨損系數(shù) 查課本 表 3 25 模具制造公 差 GB T 1800 4 1999 計(jì)算公式 計(jì)算 凹模 凸模 74 29 0 5 0 74 185 047 0923 5 29 74 aA0185 7 57 5 0 5 0 74 185 04 7 0 a 0185 3 15 0 75 0 43 0 3 065 1 A 0674 65 2 0 5 0 74 185 4 7 26 a 185 3 9 9 0 75 0 36 09 36 0 9 0 68 0 5 0 74 0 xaA 185 047 0 58 aA185 067 落料凹模和沖孔凸模的刃口尺寸計(jì)算 封閉板沖模設(shè)計(jì) 12 其中 凹模壁厚 C 值主要考慮布置連接螺釘孔和銷釘孔的需要 同時(shí)也要 保證凹模的強(qiáng)度和剛度 查表 7 38 得 取 C 36mm 根據(jù) JB T8065 3 1995 與凹模外形尺寸標(biāo)準(zhǔn)值對照 取 L B 200 160 2 6 1 2 凹模板的厚度 凹模板的厚度根由查表法確定 根據(jù)凹模的最大刃口尺寸 制件料厚 從 表 7 34 中可查出凹模厚度 H 和凹模刃口至凹模邊緣距離 C 由于 C 36mm 所以 H 25mm 2 6 1 3 凹模型孔側(cè)壁形狀 采用側(cè)壁與凹模面垂直的臺階形直壁型孔 其設(shè)計(jì)參數(shù)有兩個(gè) 一是直刃 口有效高度 h 二是漏料孔比型孔單邊擴(kuò)大值 b 刃口高度按強(qiáng)度考慮應(yīng)隨沖裁 的板料厚度增加而增大 并考慮刃磨量的需要 由于板料厚度為 1mm 所以取 h 5mm 漏料孔比型孔單邊擴(kuò)大值 b 按凹模強(qiáng)度考慮取小些 為了保證落料件順 利漏下又應(yīng)取大些 一般取 b 0 5 1mm 由于本沖裁件形狀復(fù)雜 所以 b 取 1mm 2 6 1 4 凹模板上卸料螺釘?shù)陌惭b 查表 7 40 得 凹模刃口與擋料銷的最小距離 C 5mm 本模具中 擋料銷的 規(guī)格選用 A15 8 3 送料方向搭邊值為 1 5mm 擋料銷與凹模刃口的最小距離 為 5mm 凹模強(qiáng)度有保證 2 6 1 5 凹模的選材及加工 選用 T10A 制造凹模 由于凹模沖裁輪廓較復(fù)雜 故其型孔采用線切割加工 漏料孔采用化學(xué)腐蝕的方法加工 這樣可有效保證加工精度和刃口強(qiáng)度 2 6 2 凸模設(shè)計(jì) 采用直通式凸模 便于成形磨削或線切割加工 且可以先淬火后精加工 但在工作中容易松動(dòng) 甚至拔出 因此 用螺釘?shù)跹b固定凸模 在固定板上不 加工固定凸模的型孔 而增加兩個(gè)銷子對凸模進(jìn)行定位 這種方法減小了凸模 長度 為用線切割方法在一塊坯料上同時(shí)制取凹模和凸模創(chuàng)造了有利條件 不 僅節(jié)約了貴重的工具鋼原材料 也使沖裁間隙容易均勻 2 7 卸料元件的設(shè)計(jì) 2 7 1 卸料橡膠的選用和設(shè)計(jì) 橡膠塊作為彈性元件 具有承受負(fù)荷比彈簧大 安全及安裝調(diào)整方便等優(yōu) 點(diǎn) 且此落料模的工作行程較小 所以選擇橡膠塊作為彈壓卸料裝置的彈性元 封閉板沖模設(shè)計(jì) 13 件 選用硬度為邵氏 70 80A 的聚氨酯橡膠 其性能比合成橡膠優(yōu)異 不僅可 獲得較大的壓力 而且可延長其使用壽命 2 7 1 1 橡膠塊高度的確定 為了使橡膠塊不因多次反復(fù)壓縮而損壞其彈性 按下式限定其極限壓縮量 hj hj jH 2 5 式中 H 橡膠塊自由狀態(tài)下的高度 mm j 橡膠塊極限壓縮率 對于硬度為邵氏 70 80A 的聚氨酯橡 膠 則應(yīng)取 j 35 為了使橡膠塊具有一定的預(yù)壓力 供卸料之用 必須使其在非工作行程就 具有一定的預(yù)壓縮量 hy hy yH 2 6 式中 y 橡膠塊預(yù)壓縮率 對于聚氨酯橡膠 y 10 2 5 式減去 2 6 式得橡膠塊高度 H 的計(jì)算公式 H h j hy j y hg j y mm 2 7 式中 hg 橡膠塊工作壓縮量 對于卸料橡膠塊 hg 為彈壓卸料板的行程 一般取 hg t 1 修磨量 t 為板料厚度 取 1mm 修磨量取 5mm 將以上數(shù)據(jù)代入 2 7 式 得 H h j hy j y hg j y 1 1 5 0 35 0 1 28mm 將以上數(shù)據(jù)代入 2 6 式 得 hy yH 0 1 28 2 8mm 橡膠塊的裝配高度 H0 28 2 8 25 2mm 取 25mm 2 7 1 2 橡膠塊截面尺寸的計(jì)算 考慮模具結(jié)構(gòu) 決定用 6 個(gè)厚壁筒形的聚氨酯彈性體 則每個(gè)彈性體的預(yù) 壓力 Fy 6385 6 1064N 考慮橡膠塊的工作壓縮量較小 取預(yù)壓縮率 y 25 并由表 6 9 查得單位 壓力 p 1 05Mpa A Fy p 2 8 式中 A 橡膠塊截面面積 mm 2 Fy 每個(gè)彈性體的預(yù)壓力 封閉板沖模設(shè)計(jì) 14 P 單位壓力 將以上數(shù)據(jù)代入 2 8 式 得 A Fy Fq 1277 05 1 05 1216 2mm 2取 1216 mm2 選用直徑為 8mm 的卸料螺釘 選取彈性體穿卸料螺釘孔的直徑 d 8 5mm 則彈性體的外徑 D 可按下式求得 由 D2 d2 4 A 得 2 9 214 3 dA 將以上數(shù)據(jù)代入 2 9 式 得 40 27 取 40mm 2 25 8143 6 2 7 1 3 橡膠塊高度的校核 校核條件 0 5 H D 1 5 將數(shù)據(jù)代入 得 H D 25 40 0 625 滿足校核 條件 2 7 2 卸料螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) 采用圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘 GB2867 6 81 在上模座上加工通孔 容易 保證卸料板與模座平行 卸料螺釘長度 L 按下式計(jì)算 L h1 H0 2 10 式中 h 1 固定板厚度 mm H0 預(yù)壓后彈性元件的高度 mm 將以上數(shù)據(jù)代入 2 10 式 得 L h1 H0 20 25 45mm 注意 凸模經(jīng)刃磨后 在重新安裝彈性元件時(shí) 在螺釘頭部應(yīng)加墊圈 其 厚度為刃磨量 以免預(yù)壓后過大損害壓力機(jī) 2 8 設(shè)計(jì)其它零件并校核壓力機(jī) 2 8 1 凹凸模固定板及模架的選用 根據(jù)凹模的周界輪廓尺寸 L B 200 160 JB T7181 3 1995 根據(jù)其厚 度經(jīng)驗(yàn)公式 凸模固定板 H 1 1 5 D 凹模固定板 H 0 6 0 8 H 0 式中 H 固定板的厚度 H0 凹模高度和墊板高度只和 D 凸模與固定板相配合部分的直徑 若凸模與固定板相配合部分截 封閉板沖模設(shè)計(jì) 15 面為非圓形 則為其截面最大徑 從表 7 2 中選取 凸模固定板厚度 20mm 外形尺寸與凹模板相同 查表 7 8 得出 選擇彈性卸料板 彈性卸料板的卸料力較小 但在沖壓成形過程中還 能起到壓料作用 沖裁質(zhì)量較好 故選用彈性卸料板 卸料板厚度 16mm 外形 與中間型孔的形狀和尺寸與凹模相同 凸模的自由長度為 L 25 16 1 1 5 mm 48mm 其中 凸模進(jìn)入凹模的深度 為 1mm 凸模的修磨量為 5mm 根據(jù)凹模的外形尺寸 選擇模架 本模具選用適合單個(gè)毛坯沖裁的中間導(dǎo) 柱標(biāo)準(zhǔn)鋼板模架 這種模架的導(dǎo)柱分布在矩形凹模對稱中心線上 沖壓時(shí)可防 止由于偏心力矩而引起的模具歪斜 且兩導(dǎo)柱的直徑不同 可避免上模與下模 裝錯(cuò)而發(fā)生啃模事故 根據(jù)以上所述以及標(biāo)準(zhǔn)模架 JB T7181 3 1995 初步選擇一下模架 上模座 L mm B mm H mm 200 160 40 下模座 L mm B mm H mm 200 160 50 導(dǎo)柱 d mm L mm 30 150 左 32 150 右 導(dǎo)柱 d mm L mm D mm 30 100 38 左 32 100 38 右 為了保證使用中的安全性與可靠性 應(yīng)注意 當(dāng)模具處于閉合位置時(shí) 導(dǎo) 柱上端面與上模座的上平面留 10 15mm 的距離 導(dǎo)柱下端面與下模座下平面留 2 5mm 的距離 導(dǎo)套與上模座上平面留不小于 3mm 的距離 同時(shí) 上模座開橫 槽 以便排氣 2 8 2 校核壓力機(jī) 模具的閉合高度為 H 閉合 40 20 25 16 1 25 50 mm 177mm 下模座的外 形尺寸為 355mm 160mm 查表 2 81 得 J23 25D 壓力機(jī)的最大閉合高度為 270mm 最小閉合高度為 215mm 模具的閉合高度小于沖床的最小閉合高度 所 以要采用墊板 有 H 最大 H1 5 H 模 H 最小 H1 10 式中 H1 墊板厚度 mm 代入數(shù)據(jù) 270 50 5 177 215 50 10 工作臺尺寸 370mm 560mm 下模座的外形尺寸 355mm 160mm 且工 作臺孔為 180mm 不會妨礙漏料 所以 確定采用 J23 25D 型壓力機(jī)作為沖 壓設(shè)備 封閉板沖模設(shè)計(jì) 16 結(jié)論 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步 從最初的 選題 開題到計(jì)算 繪圖直到完成設(shè)計(jì) 其間 查找資料 老師指導(dǎo) 與同學(xué)交流 反復(fù)修改圖紙 每一個(gè)過程都是對自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí) 通過這次實(shí)踐 我了解了沖模的用途及工作原理 熟悉了封閉板的設(shè)計(jì)步驟 鍛煉了工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力 培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我專業(yè) 知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固 同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱 身 它的實(shí)質(zhì)就是利用和克服金屬的兩個(gè)特點(diǎn) 延展性和彈性形變 利用模具 人為控制金屬板料的延展流動(dòng)趨向 突破金屬板料自身的應(yīng)力并依靠金屬板料 本身的應(yīng)力保持預(yù)期的形狀 設(shè)計(jì)中分析了封閉板零件的結(jié)構(gòu)及工藝性 擬訂 該零件的沖壓工藝 由于模具設(shè)計(jì)是一種經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的設(shè)計(jì) 經(jīng)過長期發(fā)展積累 了大量豐富的沖壓工藝技術(shù)資料 在設(shè)計(jì)這套沖模模具時(shí)必然要借鑒這些經(jīng)驗(yàn) 數(shù)據(jù) 含括了落料模 彎曲模 拉深模中常用的工藝數(shù)據(jù)以及模具材料的選取 和壓力機(jī)基本參數(shù)等等 該零件雖說是左 右對稱件 但合理安排沖壓工藝 仔細(xì)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)后 其加工過程并不復(fù)雜 通過該零件的沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)可以看出 在計(jì)算展 開尺寸時(shí) 不僅需要根據(jù)書本知識進(jìn)行計(jì)算 適當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)以及對沖件工藝性的 改進(jìn)也是必要的另外 合理安排沖壓工藝 并進(jìn)行精心地設(shè)計(jì) 可最大限度地 滿足沖件質(zhì)量和生產(chǎn)的要求 繪制模具總圖時(shí) 一般先繪制沖模下模和上模的俯視圖 通過俯視圖借以 反應(yīng)沖模零件的平面布置 送料和定位方式及凹模位置 然后再以剖視的形式 畫出模具閉合時(shí)的工作位置主視圖 主視圖可以反應(yīng)模具各零件的結(jié)構(gòu)和他們 之間的裝配關(guān)系 模具主 俯視圖的具體畫法是 先畫里面 再畫外面 先 畫中部 再畫四周 最后按設(shè)計(jì)的模具總圖拆繪模具零件圖 要將零件結(jié)構(gòu)表 達(dá)清楚 應(yīng)有必要的投影圖 剖面圖和剖視圖 同時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多 比如學(xué)會了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 分析數(shù)據(jù) 提高 了 自己的繪圖能力 懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果 同時(shí) 仍有很多課題需要后輩去努力去完善 但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處 比如缺乏綜合應(yīng)用 專 業(yè)知識的能力 對材料的不了解 等等 設(shè)計(jì)中一定存在不少問題 請老師和 同學(xué)批評指正 封閉板沖模設(shè)計(jì) 17 參考文獻(xiàn) 1 陳炎嗣主編 沖壓模具設(shè)計(jì)手冊 北京工業(yè)出版社 2 李雙義主編 冷沖模設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社 3 楊占堯主編 沖壓模具典型結(jié)構(gòu)圖例 北京工業(yè)出版社 4 高軍主編 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)間選用與設(shè)計(jì)指南 化學(xué)工業(yè)出版社 5 王新華主編 沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 6 石鐵良主編 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社