模具課程設(shè)計(jì)——沖孔落料連續(xù)模

1、<p><b>　　沖壓模具課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　學(xué)校： </b></p><p><b>　　院系：機(jī)電學(xué)院</b></p><p><b>　　姓名： </b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)：</b

2、></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1. 沖壓件工藝性分析———————————————————（2）</p><p>　　2. 沖壓工藝方案的確定——————————————————（3）</p>

3、;<p><b>　　3. 主要設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　?。?）排樣方式的確定以及計(jì)算—————————————————————（3）</p><p>　?。?）壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算————————————————————（3）</p><p>　?。?）沖壓力的計(jì)算————————————————————————

4、—（4）</p><p>　?。?）工作零件刃口尺寸計(jì)算——————————————————————（4）</p><p>　?。?）卸料橡膠的設(shè)計(jì)—————————————————————————（5）</p><p>　　4. 模具總體設(shè)計(jì) </p><p>　?。?）模具類(lèi)型的選擇—————————————————————

5、———（5）</p><p>　　（2）定位方式的選擇———————————————————————（5）</p><p>　?。?）卸料，出件方式的選擇—————————————————————（6）</p><p>　?。?）導(dǎo)向方式選擇—————————————————————————（6）</p><p>　　5. 主要零部件設(shè)計(jì)

6、 </p><p>　?。?）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)———————————————————————（6）</p><p>　?。?）定位零件的設(shè)計(jì)—————————————————————————（8）</p><p>　　（3）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)——————————————————————————（8）</p><p>　?。?）卸料板部件設(shè)

7、計(jì)—————————————————————————（8）</p><p>　　（5）模架及其他零部件設(shè)計(jì)——————————————————————（8）</p><p>　　6．模具總裝圖 </p><p>　　7．沖壓設(shè)備的選定——————————————————————（8）</p><p>　　8.工作零件的加工工藝

8、—————————————————————（8）</p><p>　　9. 模具的裝配—————————————————————————（10）</p><p>　　主要參考文獻(xiàn)————————————————————————（12）</p><p>　　設(shè)計(jì)小結(jié)——————————————————————————（13）</p><p>&

9、lt;b>　　級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)說(shuō)明</b></p><p><b>　　任務(wù)描述：</b></p><p>　　工件名稱(chēng)：沖孔落料件</p><p>　　工件簡(jiǎn)圖：如下圖 </p><p>　　生產(chǎn)批量：中批量生產(chǎn)</p><p><

10、;b>　　材料：Q235A</b></p><p><b>　　材料厚度：2mm</b></p><p><b>　　零件公差：IT13</b></p><p>　　要求：1.將工件(b11) Pro/E圖轉(zhuǎn)為工程圖；</p><p>　　2.計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份；</p>

11、<p>　　3.模具主要零件（凸、凹模、上、下模板、固定板等）零件圖各一份。；</p><p>　　4.模具裝配圖一份（3號(hào)圖紙以上）</p><p>　　展開(kāi)板金件，設(shè)計(jì)一副沖孔、落料連續(xù)模。為彎曲模準(zhǔn)備毛坯。</p><p><b>　　圖1 工件圖</b></p><p>　　1.沖壓件工藝性分

12、析</p><p>　　沖裁件形狀和尺寸要求</p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)形狀分析</b></p><p>　　該沖裁件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，從圖中不難看出，此工件只有沖孔和落料兩個(gè)工序。其外形為規(guī)則形，內(nèi)部有兩個(gè)小孔和一個(gè)方孔，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單適合沖裁。</p><p><b>　?。?）尺寸</b>&

13、lt;/p><p>　　該制件圖給出的外形為規(guī)則形，其尺寸為50*70，兩個(gè)內(nèi)孔直徑為8mm和一個(gè)10*15mm的方孔，其尺寸如圖1所示，制件厚度為2mm。屬于中等尺寸的沖裁件。</p><p>　　沖裁件精度與斷面粗糙度</p><p><b>　　（1）尺寸精度</b></p><p>　　從圖1可知，該制件的公差等級(jí)為

14、IT13級(jí)，用沖裁加工可以達(dá)到該精度要求。其余尺寸為自由公差，精度要求不高，所以均按IT14級(jí)確定制件公差。</p><p><b>　?。?）表面粗糙度</b></p><p>　　該制件的厚度為2，查表可知表面表面粗糙度Ｒａ為6.3μm。沖裁件內(nèi)、外形可到達(dá)的經(jīng)濟(jì)精度為0.16mm和0.23mm，兩孔中心距公差為0.12mm，孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.6mm。

15、</p><p><b>　　沖裁件其它工藝分析</b></p><p>　　該制件的材料為Q235，為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具體性能為；材料狀態(tài)為為退火，抗剪強(qiáng)度為310~380MPa，抗拉強(qiáng)度為380~470MPa，伸長(zhǎng)率為21~25﹪,屈服強(qiáng)度為240MPa。</p><p>　　2。沖壓工藝方案的確定</p><p>

16、　　該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案：</p><p>　　方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料和沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：沖孔——落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。</p><p>　　方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序兩套模具，成本高而生產(chǎn)效率低，

17、難以滿足大批量生產(chǎn)要求。</p><p>　　方案二只需一套模具，工作精度及生產(chǎn)效率都比較高，但制造難度大，并且沖壓成品件留在模具上，清理模具上的物料影響沖壓速度，操作不方便。</p><p>　　方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，由于工件精度要求不高，完全能滿足工件技術(shù)要求。</p><p>　　所以經(jīng)過(guò)比較和根據(jù)任務(wù)要求，采用方案三最為合適

18、。</p><p><b>　　3.主要設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　?。?）排樣方式的確定以及計(jì)算</p><p>　　設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模，先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。工件圖可視為一矩形中間沖孔，直排材料利用率最高。如圖一所示的排樣方法，可減少?gòu)U料。第一次沖裁使用活動(dòng)擋料銷(xiāo)，然后第二次可用固定擋料銷(xiāo)。</p><p>　　因?yàn)閷?/p>

19、度L=70mm，取搭邊a=3.0mm，=2.0mm，條料寬度為=76mm，步距為S=52mm，一個(gè)步距的材料利用率為77.4% 。 </p><p>　?。?）壓

20、力中心的確定及相關(guān)計(jì)算</p><p>　　圖a 圖b</p><p>　　圖a：因?yàn)橹萍?duì)稱(chēng)，壓力中心一定在對(duì)稱(chēng)軸Y上，及x=0，由機(jī)械原理可以計(jì)算出，y=34.53mm。圖b的壓力中心為（39.31,34.57）。</p><p>　?。?）沖壓力的計(jì)算：</p><p>

21、　　用平刃口模沖裁時(shí)，其沖裁力一般按下式計(jì)算： </p><p>　　Q235-A的抗拉強(qiáng)度為370～500 MPa，取=440 MPa。</p><p>　　所以338153.6N=338.15KN</p><p>　　推件力：=16.9N</p><p>　　選擇沖床總壓力=355.05N，查壓力機(jī)規(guī)格表，根據(jù)總壓力初選壓力機(jī)為J23-4

22、0。</p><p>　　卸載力、推件力和頂件力系數(shù)如下：</p><p>　?。?）工作零件刃口尺寸計(jì)算</p><p>　　在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。這個(gè)模具采用級(jí)進(jìn)模，沖孔的圓孔和方孔是簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的制件，因沖裁此類(lèi)的制件的凸凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單，精度容易保證，所以采用分別加工。對(duì)于落料模，由于沖制復(fù)雜形狀制件

23、的沖壓模具，所以采用凸模與凹模配置的加工方法，使設(shè)計(jì)與制造變得方便。</p><p>　　工件精度為IT13，Δ=0.54，磨損系數(shù)x=0.8</p><p>　　查表得沖裁雙面間隙=0.16， =0.10 ，校核滿足+≤﹙－﹚</p><p>　　以凸模為基準(zhǔn)件，根據(jù)凸模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖中各尺寸為別為：</p><p>　　第

24、一類(lèi)（A）尺寸：mm、mm、mm、mm、、mm</p><p>　　第二類(lèi)（B）尺寸：mm</p><p>　　第三類(lèi)（C）尺寸：300.33mm、</p><p>　　沖孔時(shí)，凹模按凸模配加工凸模尺寸計(jì)算，凸模刃口尺寸計(jì)算如下：</p><p><b>　　==</b></p><p><

25、b>　　==</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　落料時(shí)，凹模按凸模配加工凸模尺寸配制，</p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　==</b></p><p><b&

26、gt;　　==</b></p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　4. 模具總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）模具類(lèi)型的選擇</p><p>　　由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)沖壓，所以模具類(lèi)型為級(jí)進(jìn)模。</p><p>　?。?/p>

27、2）定位方式的選擇</p><p>　　因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無(wú)側(cè)壓裝置。控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷(xiāo)初定距，導(dǎo)正銷(xiāo)精定距。而第一件的沖壓位置可由活動(dòng)擋料銷(xiāo)定距。</p><p>　?。?）卸料，出件方式的選擇</p><p>　　因?yàn)楣ぜ虾?m，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用固定卸料。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于

28、操作與提高生產(chǎn)效率。</p><p><b>　　（4）導(dǎo)向方式選擇</b></p><p>　　為了提高模具壽命和工件治療，方便安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。</p><p>　　5. 主要零部件設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　

29、　圓孔沖孔凸模 </b></p><p>　　因?yàn)樗鶝_的孔為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用帶凸緣凸模，加工簡(jiǎn)單，便于裝備與更換。圓孔沖孔凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示。</p><p><b>　　方孔沖孔凸模 </b></p><p><b>　　落料凸模</b></p><

30、p>　　結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，2個(gè)M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5?？傞L(zhǎng)L可按公式計(jì)算： L=+h=14.4+14+1+20.6=50mm </p><p><b>　　凹模</b></p><p>

31、;　　凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模具在模架上的位置時(shí)。要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄范圍內(nèi)。其輪廓尺寸可按公式計(jì)算：</p><p>　　凹模厚度H=kb=0.370=21mm，取H=25mm</p><p>　　凹模輪廓尺寸為13015025mm</p><p>　　對(duì)于多工位的級(jí)進(jìn)模凹?？梢园聪卤肀?-23選取凹模尺

32、寸，計(jì)算后按近似值選取標(biāo)準(zhǔn)凹模。所以取C為42。</p><p>　　凹模一般都是采用螺釘、銷(xiāo)釘定位和固定的。因此，螺釘孔和銷(xiāo)釘孔之間的距離，螺釘孔和銷(xiāo)釘孔距凹模邊緣及刃口的距離不能太近，否則會(huì)影響模具的使用壽命?？拙嗟淖钚≈狄?jiàn)表1-24。</p><p>　　取A=14mm，B=16mm。</p><p>　　固定板外形尺寸的確定：固定板外形尺寸與凹模外形尺寸一致

33、，厚度等于25mm。</p><p>　?。?）定位零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　落料凸模下部設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正銷(xiāo)，借用工件直徑8mm的的兩個(gè)孔作為導(dǎo)正孔。導(dǎo)正銷(xiāo)采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用H7/r6配合。</p><p>　?。?）固定擋料銷(xiāo)和導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)</p><p>　　由材料的厚度t=2mm，查資料可取擋

34、料銷(xiāo)的高度h=3mm，導(dǎo)料板內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間間隙取1mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度77mm，導(dǎo)料板厚度取8mm，采用45鋼制作，熱處理硬度為40-45HRC，用螺釘固定在凹模上。導(dǎo)料板上有活動(dòng)擋料銷(xiāo)凹槽。</p><p>　　（4）卸料板部件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　a.卸料板的設(shè)計(jì)</b></p><p&

35、gt;　　卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為10mm。采用45鋼制造，淬火硬度為40-45HRC。卸料板孔與凸模的單邊間隙Z/2=(0.1~0.5)t,且硬材料的單邊間隙取大值，故取Z/2=1mm。</p><p>　　b. 卸料螺釘?shù)倪x用</p><p>　　卸料板上設(shè)置4個(gè)螺釘，公稱(chēng)直徑為8mm，螺紋部分為M6。 </p><p>　?。?）模架及其他

36、零部件設(shè)計(jì)</p><p>　　該模具采用中間導(dǎo)柱模架，根據(jù)凹模周界和閉合高度，選取上下模座的規(guī)格尺寸，上模座20016040，下模座20016045，導(dǎo)柱分別為28170,導(dǎo)套分別為2810038。上模座厚度取40mm，上墊板厚度取10mm，固定板厚度取18mm，下模座厚度取45mm，那么該模具的閉合高度：</p><p>　　==40+10+50+25+45-2=168mm</p

37、><p>　　式中：h2為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2mm</p><p>　　L—凸模長(zhǎng)度，L=50mm</p><p>　　H—凹模厚度，H=25mm</p><p>　　可見(jiàn)該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23-40的最大裝模高度（250 mm），可以使用。</p><p><b>　　6．模具總裝圖&

38、lt;/b></p><p>　　通過(guò)以上設(shè)計(jì)，可得如圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模（3個(gè)）、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件/下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。</p><p>　　條料送進(jìn)時(shí)采用活動(dòng)擋料銷(xiāo)21作為粗定距，在落料凸模上安裝2個(gè)導(dǎo)正銷(xiāo)，利用條料上mm的孔作為導(dǎo)正銷(xiāo)孔導(dǎo)正，以

39、此作為條料送進(jìn)的精確定距。</p><p><b>　　7．沖壓設(shè)備的選定</b></p><p>　　通過(guò)校核，選擇開(kāi)式雙柱壓力機(jī)J23-40能滿足要求。起主要參數(shù)如下：</p><p>　　公稱(chēng)壓力：400kN</p><p><b>　　滑塊行程：80mm</b></p><

40、;p>　　最大閉合高度：330mm</p><p>　　最大裝模高度：250mm</p><p>　　連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度:60mm</p><p>　　工作臺(tái)尺寸（前后x左右）：460x700 mm</p><p>　　墊板尺寸（厚度x直徑）：65x200 mm</p><p>　　模柄孔尺寸：50x91 mm<

41、/p><p>　　最大傾斜角度：30度</p><p><b>　　8、模具的裝配</b></p><p>　　根據(jù)倒裝復(fù)合模裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝上模，再裝下模，并調(diào)整間隙，試沖，返修。具體的情況見(jiàn)表五所示。</p><p><b>　　表五</b></p><p&g

42、t;　　1.彈簧 2.螺釘 3.下模座 4. 導(dǎo)柱 5.凹模 6始用擋料銷(xiāo) 7.定位銷(xiāo) 8.螺釘 9.導(dǎo)正銷(xiāo) 10.導(dǎo)套 11. 凸模固定板 12.凸模墊板 13.上模座 14. 螺釘15.模柄 </p><p>　　16. 螺釘17. 螺釘18.凸模 19. 螺釘 20.固定卸料板 21.托料板</p><p><b>　　模具總裝圖</b>&

43、lt;/p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　《公差配合與技術(shù)測(cè)量》，陳于萍，機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　《機(jī)械制圖》,劉少年主編，機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　《機(jī)械制造基礎(chǔ)》，胡大超，高等教育出版社</p><p>　　《金屬材料與熱處理》，趙先仲，機(jī)械

44、工業(yè)出版社</p><p>　　《機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)》，司乃鈞，機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》，李華，高等教育出版社</p><p>　　《沖壓與成型設(shè)備》，孫鳳勤主編，高等教育出版社</p><p>　　《模具制造工藝學(xué)》，郭鐵良，機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》，劉建超

45、、張寶忠主編，高等教育出版社</p><p>　　《數(shù)控機(jī)床加工工藝與設(shè)備》，趙長(zhǎng)明，機(jī)械工業(yè)出版社</p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)本次沖壓模具的設(shè)計(jì)，讓我又對(duì)這門(mén)課程有了重新的了解。讓我學(xué)到了不同與課堂的新東西，增加了自己的動(dòng)手能力。雖然我設(shè)計(jì)的模具不一定好，但是，我覺(jué)得通過(guò)不斷努力，我可以設(shè)計(jì)一套實(shí)用