彈性卸料模的課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　說明書</b></p><p><b>　　產(chǎn)品的工藝分析</b></p><p>　　此工件只有落料單個(gè)工序，可采用單工序模生產(chǎn)。材料為Q235，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，為“L”形金屬工件，長度的名義尺寸為L＝41mm，寬度的名義尺寸W＝37mm，屬中小型工件，工件的尺寸公差為49，30，2

2、0和20，精度要求較高，精度等級(jí)為IT10～I(xiàn)T12。工件的厚度一般，為1.5mm。</p><p>　　通過上述工藝分析，該工件的生產(chǎn)屬于輪廓成型問題，可大量生產(chǎn)，因此可以用沖壓方法生產(chǎn)。</p><p>　　工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　本模具采用單一沖壓工序，即落料，卸料方式采用彈性卸料。</p><p>　　1.整體說明

3、：（1）上下模板之間采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套作為導(dǎo)向零件。因?yàn)閷?dǎo)向零件能夠保證上模與下模相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)有精確的導(dǎo)向，使凸模、凹模間有均勻的間隙，提高沖壓件的質(zhì)量。而且準(zhǔn)確和可靠的導(dǎo)向，有利于減少模具工作零件的磨損，避免凸、凹模啃傷，提高模具的壽命。（2）模具采用彈性卸料板進(jìn)行卸料，因?yàn)閺椥孕读习逵谐ㄩ_的工作空間，操作方便，生產(chǎn)效率高，沖壓前對(duì)毛坯有壓緊作用，沖壓后又使沖壓件平穩(wěn)卸料，從而制件較為平整，而且本模具所需的卸料力不大，適合用彈性卸料板。&l

4、t;/p><p>　　2.由于工件為單一落料零件，為保持零件的平整度，凸模采用等斷面。淬火時(shí)凸模下2/3為硬狀態(tài)，上1/3保持為軟狀態(tài)用于緊配合。</p><p>　　3.凹模外形設(shè)計(jì)為矩形（內(nèi)部參見下圖），工作段高度為8mm，出口段、內(nèi)孔表面為直柱面。</p><p>　　4.凸模每次沖裁完后伸入凹模口1mm。</p><p>　　5.沖裁出的

5、工件經(jīng)過沖床工作臺(tái)的落料孔落入料筐內(nèi)，過程是：沖裁時(shí)，后面某次的落料件進(jìn)入凹模口內(nèi)，把停留在凹?？冢üぷ鞫危┳钕旅娴囊粋€(gè)工件推出，經(jīng)過工作臺(tái)的落料孔排出。</p><p><b>　　三、工藝計(jì)算</b></p><p><b>　　1.毛坯尺寸的確定</b></p><p>　　排樣按有廢料排樣和直排方式，不考慮斜排和混

6、合排。現(xiàn)有Q235鋼板規(guī)格為長1000mm，寬500mm，厚1.5mm。工件的外形和尺寸如下圖：</p><p>　　(1)排樣：橫排與縱排見下圖：排樣有4種方案，如下圖：</p><p>　?。?）選搭邊值a＝1。5，b＝1。8。</p><p>　?。?）計(jì)算條料寬度B</p><p>　　方案A和C：B’＝L+2b＝49+2X1.8＝5

7、2.6</p><p>　　方案B和D：B’＝W+2b＝30+2X1.8＝33.6</p><p>　　考慮條料裁剪時(shí)有公差，查表得，△＝-0.8</p><p><b>　　所以，實(shí)際條料寬度</b></p><p>　　方案A和C：B＝52.6；方案B和D：B＝33.6</p><p>　?。?/p>

8、4）計(jì)算材料利用率</p><p><b>　　方案A：橫裁橫排</b></p><p>　　一塊板裁成的條數(shù)：n1＝1000/52.6＝19</p><p>　　一條能沖的件數(shù)：n1’＝（500-a）/（30+a）＝（500-2）/（30+2）＝15</p><p>　　一塊板沖出的總件數(shù)：N1＝n1X n1’＝19X

9、15＝285</p><p>　　一塊板材料的利用率：η1=252X(41X37-20X20)/(1000X500)=61.1%</p><p>　　同理求出另三個(gè)方案的利用率列如下表：</p><p>　　比較四種材料的利用率，方案A和方案C的利用率較大，可在方案A和C之間任選一個(gè)，在此選擇方案A橫裁橫排，條料尺寸為500X42.8mm。</p>&

10、lt;p><b>　　2.力參數(shù)的計(jì)算</b></p><p>　?。?）沖裁力：P沖＝1.3Ltt＝1.3X（49X2+30X2）X1.5X380＝117.1kn</p><p>　?。?）查表得卸料力系數(shù)K為0.04～0.05，取K＝0.05，所以卸料力</p><p>　　P卸＝KX P沖＝0.05X117.1＝5.86KN<

11、/p><p>　?。?）推件力P推＝nXK’X P沖</p><p>　　n＝8/1.5＝6，查表K’=0.055，所以P推＝6X0.055X117.1＝38.64KN</p><p>　　（4）總沖裁力P＝P沖+P推+ P卸＝117.1+38.64+5.86＝161.6KN</p><p>　?。?）壓力中心的計(jì)算</p><

12、;p>　　坐標(biāo)軸的選取如下圖：</p><p><b>　　所以，y0＝</b></p><p><b>　　＝</b></p><p><b>　?。?2.4</b></p><p><b>　　同理，x0＝</b></p><

13、p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?1.96</b></p><p>　　3.模具工作部分（刃口）尺寸計(jì)算。</p><p>　　由于工件為不規(guī)則形狀，所以凸模與凹模配合加工的方法，零件尺寸及其尺寸類型如下圖所示：</p><p>　　第一類尺寸A1，A2，A3，A4。

14、查表得：x1、x2＝0.75，x3、x4＝1</p><p>　　A1d＝（49－0.75X0.22）＝48.84</p><p>　　A2d＝（30－0.75X0.22）＝29.84</p><p>　　A3d＝（29－1X0.10）＝28.79</p><p>　　A4d＝（10－1X0.10）＝9.9</p><p&

15、gt;<b>　　第三類尺寸C：</b></p><p>　　C1d＝（20+0.5X0.10）±X0.10＝20.05±0.01</p><p>　　C2d＝（20+0.5X0.10）±X0.10＝20.05±0.01</p><p>　　凸模以凹模為基準(zhǔn)配制，保證雙面間隙值Zmin～Zmax＝0.12

16、0～0.150mm。</p><p><b>　　四、設(shè)備選型</b></p><p>　　由上面計(jì)算可知，模具所需的總沖裁力P＝159.53KN，即為16.28噸力，所以選用額定壓力為25噸的沖床，其滑塊行程為65mm，行程次數(shù)為55次/分。</p><p>　　五、模具主要零件尺寸的確定</p><p>　　1.沖壓

17、模模架選用后側(cè)導(dǎo)柱式模架。</p><p>　　2.計(jì)算凹模長度L凹 、寬度W凹 、厚度H凹：</p><p>　　H凹＝＝25.28mm，取H凹＝25mm</p><p>　　孔邊距C＝1.5 H凹＝1.5X25.28＝37.92mm，取C＝75mm</p><p>　　所以，L凹＝L+2C＝49+2X75＝199mm</p>

18、<p>　　W凹＝W+2C＝30+2X75＝180mm</p><p>　　查表，選用材料為T10A，熱處理HRC58～62</p><p>　　凹模板及其刃口的位置如下：</p><p><b>　　3.凸模固定板</b></p><p>　　尺寸：L固＝L凹＝199mm W固＝W凹＝180mm<

19、/p><p>　　H固＝0.8H凹＝20mm</p><p>　　選用材料為T10A，熱處理HRC58～62</p><p><b>　　4.凸模墊板</b></p><p>　　不加墊板時(shí)，凸模工作時(shí)上表面最大應(yīng)力</p><p>　　s＝P/S=16160/1070=151.02Mpa>[s

20、]</p><p>　　所以要用墊板，墊板的長和寬與凹模外形相同，厚度取8mm。再次校核：</p><p>　　s＝161600/（199X180）＝4.51Mpa<[s]（[s]為11-15kg/mm2）</p><p>　　符合要求。墊板材料為45鋼，HRC43-48。</p><p><b>　　5.卸料板</b&

21、gt;</p><p>　　外形長、寬與凹模外形相同，厚度H卸＝0.8H凹＝20mm</p><p>　　本模具采用彈性卸料板，它與凸模的單邊間隙應(yīng)小于凸模與凹模之間的單邊間隙Z/2。</p><p>　　卸料板材料選用45鋼。</p><p><b>　　6.上、下模板</b></p><p>

22、　　上模板上部為容納卸料板聯(lián)結(jié)螺釘應(yīng)加工4個(gè)洞，留空高度應(yīng)大于凸模工作行程，以防止卸料聯(lián)結(jié)螺釘上升時(shí)超出上模板上表面而頂住模柄旁的壓力機(jī)滑塊。</p><p>　　尺寸：H板＝1.5H凹＝1.5X25＝37.5mm，取H板＝40mm</p><p>　　L板＝L凹+61＝199+61＝260mm</p><p>　　W板= L凹+46=199+46=245mm<

23、;/p><p>　　材料選用HT20-40，調(diào)質(zhì)處理，HRC28～32。</p><p>　　7.彈性卸料板的彈簧計(jì)算</p><p>　　按4個(gè)彈簧設(shè)計(jì)，彈簧的預(yù)壓縮力：</p><p>　　P預(yù)＝P卸/4＝5780/4＝1445N，即為147公斤力</p><p>　　預(yù)選73～77號(hào)彈簧，列如下表</p>

24、<p>　　要求彈簧的工作負(fù)載P∑必須在彈簧的最大工作負(fù)載P1的范圍內(nèi)，P∑< P1，則可選用74～77號(hào)彈簧?？紤]到壓力機(jī)的閉合高度和彈簧及模具成本因素，最后選用74號(hào)彈簧。其極限負(fù)荷P1＝210kg，自由長度H＝120mm，極限壓縮長度H1＝87.2mm，彈簧外徑D＝65mm，鋼絲直徑d＝8mm，圈距t＝12.5mm。</p><p>　　彈簧材料選用60si2MnA鋼，熱處理HRC40-

25、48。</p><p><b>　　8.導(dǎo)柱、導(dǎo)套</b></p><p>　　尺寸：直徑按上、下模板中規(guī)定的值。</p><p>　　高向尺寸確定原則：（1）導(dǎo)柱長：模具閉合狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)柱上端面不超出上模板的上平面（留10-15mm余量）；（2）導(dǎo)套長：模具開啟狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)柱上端面不離開導(dǎo)套（留10-15mm余量）。</p><

26、;p>　　所以，查表選取導(dǎo)柱尺寸：d＝28mm，L＝160mm；導(dǎo)套尺寸：d＝28mm，D＝43mm，L＝110mm。</p><p><b>　　9.螺釘、銷釘</b></p><p>　　（1）采用彈性卸料板時(shí)，為了不降低其相應(yīng)部位的強(qiáng)度，通常設(shè)計(jì)導(dǎo)料銷，并在卸料板下部鉆3個(gè)洞，容納2個(gè)導(dǎo)料銷和1個(gè)擋料銷。通常不用導(dǎo)料板，即無須在卸料板下方刨兩條邊。<

27、/p><p>　?。?）采用4個(gè)卸料螺釘，其作用是聯(lián)結(jié)彈性卸料板和保持彈簧穩(wěn)定。</p><p>　　因負(fù)荷P＝5.78KN，即為589kgf</p><p>　　所以，選螺釘直徑為M16度由結(jié)構(gòu)決定。</p><p>　　其它聯(lián)結(jié)螺釘用M8。</p><p>　　材料選用45鋼，HRC43-48。</p>

28、<p><b>　　10.銷釘尺寸</b></p><p>　　按h≥2d，式中h為連接的單邊材料深度，d為銷釘直徑。</p><p>　　查表，選圓柱銷釘尺寸：d＝6mm，L＝60mm。</p><p>　　位置：（1）對(duì)螺釘要求均勻分布；對(duì)銷釘有時(shí)為了判斷方向性，有時(shí)采用不對(duì)稱或不均勻分布。</p><p>

29、;　　（2）對(duì)于孔邊距、孔間距，既要滿足強(qiáng)度要求，又要保證安裝操作方便。</p><p><b>　　11.凸模</b></p><p><b>　　凸模長度的計(jì)算：</b></p><p>　　彈簧預(yù)壓縮后的高度H預(yù)＝H－F預(yù)＝120－23.2＝96.8mm</p><p>　　凸模工作段長度Lx

30、＝H預(yù)+H卸－1＝96.8+20－1＝115.8mm</p><p>　　凸模連接段長度L連＝H固+3＝20+3＝23mm</p><p>　　凸?？傞L度：L凸＝Lx+L連＝115.8+23＝138.8mm</p><p>　　材料選用T10A，熱處理HRC58-62</p><p><b>　　12.模柄</b><

31、;/p><p>　　模柄采用旋入式模柄，用一個(gè)防松螺釘固定，尺寸為：d＝50mm，L＝105mm，L1＝65mm。</p><p>　　13.模具閉合高度計(jì)算</p><p><b>　　從幾何關(guān)系得：</b></p><p>　　H閉＝H上板+H墊+H固+（H-F∑）+H卸+t+H凹+H下板</p><

32、p>　?。?0+8+20+（120-31.8）+20+1.5+25+40</p><p><b>　　＝242.7mm</b></p><p>　　六、模具在設(shè)備上安裝空間的檢查</p><p>　　設(shè)Hmax為沖床最大裝模高度，Hmin為沖床最小裝模高度，H閉為沖模閉合高度，M為沖床連桿調(diào)節(jié)量，則</p><p>

33、;　　Hmin＝Hmax－M＝270－55＝215mm</p><p>　　H閉為243mm，符合Hmax－5≥H閉≥Hmin+10</p><p>　　下模板的尺寸為LXW＝260X260mm，而工作臺(tái)的左右距離為370mm，前后距離為560mm，所以，在長度方向上，下模板邊緣與工作臺(tái)邊緣的距離為55mm>50mm，在寬度方向上距離為150mm>50-70mm，符合要求。&l

34、t;/p><p>　　七、裝配圖和零件圖。（見附圖）</p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.肖景容，姜奎華。沖壓工藝學(xué)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999年5月</p><p>　　2.萬戰(zhàn)勝。沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)。北京：鐵道工業(yè)出版社，1995年1月</p><p>　

35、　3.湖南省機(jī)械工程學(xué)會(huì)鍛壓分會(huì)。沖壓工藝。長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社1984年5月</p><p>　　4.編寫組。沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)（模具手冊(cè)之四）。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988年7月。</p><p>　　5.國家標(biāo)準(zhǔn)GB2851-2875（第19冊(cè)P411-853）</p><p><b>　　小結(jié)：</b></p><p

36、>　　在兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)過程中，我借助參考書籍，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立完成了沖裁模的設(shè)計(jì)。經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我了解了彈性卸料模的整個(gè)設(shè)計(jì)過程及其工作原理，并且鍛煉了我的思維，使我考慮問題比以前更嚴(yán)密。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過程中，我遇到過很多問題，特別是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)型的，深刻體會(huì)到自己理論知識(shí)不足，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏的缺點(diǎn)。對(duì)于一些前人在生產(chǎn)中總結(jié)出來的技術(shù)參數(shù)的選用比較迷惑，只能通過估計(jì)而沒多大根據(jù)。</p&