2391 齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)1,齒輪,螺栓,墊片,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì)
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表學(xué)生姓名 劉 濤 學(xué) 號(hào) 061304409 指導(dǎo)教師 原紅玲課題名稱 齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務(wù)書 有 無開題報(bào)告 有 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢中期工作匯報(bào)及解答問題情況優(yōu) 良 中 差中期成績(jī)?cè)u(píng)定：所在專業(yè)意見：負(fù)責(zé)人： 2009 年 4 月 10 日河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 生 姓 名 : 劉 濤 學(xué) 號(hào): 061304409 設(shè)計(jì)(論文) 題目： 齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日~ 5 月 20 日 指 導(dǎo) 教 師: 原 紅 玲 2009 年 5 月 15 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：本設(shè)計(jì)題目為齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練使用相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加工工藝的編制。并且能夠運(yùn)用模具設(shè)計(jì)軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：（1）了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀；（2）分析齒輪螺栓墊片的成形工藝并確定其工藝方案；（3）模具主要設(shè)計(jì)計(jì)算；（4）繪制模具總裝圖，并繪制零件圖；（5）得出設(shè)計(jì)結(jié)論。 設(shè)計(jì)題目：齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)材料：A3 鋼 厚度：1mm生產(chǎn)批量：大批量所在專業(yè)審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日系部意見：系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 模具 064 學(xué)生姓名 劉 濤 學(xué) 號(hào) 061304409 指導(dǎo)教師 原 紅 玲 2009 年 5 月 15 日插圖清單圖 1 工件圖…………………………………………………………………………3圖 2 排樣圖…………………………………………………………………………6圖 3 落料凹模刃口部分尺寸………………………………………………………14圖 4 落料凸模刃口部分尺寸………………………………………………………14圖 5 凹模上的螺孔設(shè)計(jì)與選用…………………………………………………… 16圖 6 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式………………………………………………………… 17圖 7 擋料銷的位置…………………………………………………………………20圖 8 模具總裝圖……………………………………………………………………26插表清單表 1 所選壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)……………………………………………………4機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號(hào)零件名稱 下模座 零件號(hào) 01-01零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號(hào) 硬 度 型 號(hào) 重 量45 鋼設(shè) 備名 稱 型 號(hào)夾 具名 稱輔 助工 具2*?10A銑床 虎鉗 游標(biāo)卡尺安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長(zhǎng) 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸轉(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時(shí)一次 1銑上平面 75 面銑刀?游標(biāo)卡尺 0.5 2 1200㎜/ min800r/min一次 1 銑下平面 75 面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min800r/min一次 2 銑兩端面 20 立銑刀?游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min1300r/mi一次 2 銑兩端面 20 立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ 300r/mimin1設(shè) 計(jì) 者 劉濤 指 導(dǎo) 教 師 原紅玲 共 1 頁 第 1 頁表 1—1 落料凹模的加工工藝過程零件號(hào)機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡零 件 名 稱 落料凹模工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容1 備料 將毛坯鍛壓成 170×135×262 熱處理 退火3 刨 刨六個(gè)面，互為直角，留單邊余量 0.54 熱處理 調(diào)質(zhì)5 磨平面 磨六面，互為直角6 鉗工劃線 劃出落料孔位置線及銷孔，螺紋孔線7 加工螺紋孔、銷孔、穿絲孔按位置加工螺紋孔、銷孔、穿絲孔8 熱處理 淬火回火達(dá)到 58～62HRC9 磨平面 精磨上、下平面10 線切割 按落料輪廓切割，達(dá)到尺寸要求11 鉗工精修 全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求12 檢驗(yàn)表 1—2 凸凹模加工工藝過程零件號(hào)機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡零 件 名 稱 凸凹模工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容1 備料 將毛坯鍛壓成 131×79×682 熱處理 退火，去應(yīng)力3 銑 立銑機(jī)床銑外輪廓，留單邊余量 0.54 熱處理 調(diào)質(zhì)5 磨平面 磨各個(gè)平面，保證上下面的平行度6 鉗工劃線 劃出六個(gè)沖孔輪廓線7 加工螺紋孔 按位置加工螺紋孔8 熱處理 淬火回火達(dá)到 60～64HRC9 磨平面 精磨上、下平面10 線切割 按落料輪廓切割，達(dá)到尺寸要求11 擴(kuò)孔 將落料孔下端擴(kuò)大孔徑，保證上部12 鉗工精修 凸凹模刃口修磨量 8mm使孔尺寸達(dá)到設(shè)計(jì)要求13 檢驗(yàn)河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)畢 業(yè) 實(shí) 習(xí) 報(bào) 告專業(yè)班級(jí)： 模具 064 學(xué) 號(hào)： 061304409 學(xué)生姓名： 劉濤 指導(dǎo)老師： 原紅玲 成 績(jī)： 2009 年 5 月目 錄1 緒 論 ...................................................................................................................................12 零件的工藝性分析 ...............................................................................................................32.1 零件的總體分析 .........................................................................................................................32.1.1外形落料的工藝性 ............................................................................................32.1.2沖孔的工藝性 ....................................................................................................32.1.3沖裁件的孔邊距和孔間距 ................................................................................42.1.4尺寸精度 ............................................................................................................43 工藝方案的確定 ...................................................................................................................54 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 ...................................................................................................................64.1確定搭邊與搭肩值 ......................................................................................................................64.2確定零件的排樣方案 .................................................................................................................64.3計(jì)算送料步距和條料的寬度 ...................................................................................................74.4計(jì)算材料的利用率 ......................................................................................................................75 計(jì)算沖壓力和初選壓力機(jī) ...................................................................................................85.1沖裁工序總力的計(jì)算 .................................................................................................................85.2初選壓力機(jī) ...................................................................................................................................95.3 確定壓力中心 ............................................................................................................................106 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 .............................................................................................116.1 模具類型的選擇 .......................................................................................................................116.2定位方式的選擇 ........................................................................................................................116.3導(dǎo)向方式的選擇 ........................................................................................................................116.4 卸料方式 .....................................................................................................................................116.5 送料方式 .....................................................................................................................................117 模具工作零部件刃口尺寸的計(jì)算 .....................................................................................127.1沖裁 1?孔的凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 ...........................................................................127.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算 ...............................................................................128 模具主要零部件設(shè)計(jì) .........................................................................................................158.1工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..........................................................................................................158.1.1落料凹模的設(shè)計(jì) ..............................................................................................158.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì) .............................................................................................168.1.3落料凸模（凸凹模）的設(shè)計(jì) ..........................................................................198.2定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ......................................................................................................198.2.1擋料銷及導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ..................................................................198.2.2擋料銷與導(dǎo)料銷位置的確定 ..........................................................................208.2.3導(dǎo)料銷位置的確定 ..........................................................................................208.3卸料裝置的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化 ......................................................................................................208.3.1彈性卸料板的結(jié)構(gòu)形式 ..................................................................................208.3.2卸料螺釘?shù)倪x用 ..............................................................................................218.3.3卸料彈簧的設(shè)計(jì)及選用 ..................................................................................218.4推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ......................................................................................................228.4.1剛性推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ......................................................................228.4.2推件塊的設(shè)計(jì) ..................................................................................................228.4.3連接推桿的選用 ..............................................................................................228.4.4推板的設(shè)計(jì) ......................................................................................................228.4.5打桿的設(shè)計(jì) ......................................................................................................228.5支撐固定零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ................................................................................................238.5.1模架的選用 ..........................................................................................................238.5.2 凸模固定板的設(shè)計(jì) .............................................................................................238.6導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ....................................................................................................238.7緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ....................................................................................................249 沖壓設(shè)備的的選用 .............................................................................................................2510 模具總裝圖 .......................................................................................................................26結(jié)束語 .......................................................................................................................................27致 謝 .......................................................................................................................................28參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................29河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語學(xué)生姓名：劉 濤 班 級(jí): 模具 064 學(xué) 號(hào)： 061304409題 目：齒 輪 螺 栓 墊 片 沖 壓 成 形 工 藝 與 模 具 設(shè) 計(jì) 綜合成績(jī)： 指導(dǎo)者評(píng)語：劉濤同學(xué)基本上能按照任務(wù)書要求完成齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)，工作量飽滿，模具結(jié)構(gòu)正確可行，說明書基本上符合規(guī)范性要求。裝配圖和零件圖上存在一些細(xì)節(jié)錯(cuò)誤，建議成績(jī)?cè)u(píng)定為及格，可以提交答辯。指導(dǎo)者(簽字) ： 2009 年 5 月 15 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語評(píng)閱者評(píng)語：劉濤同學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目來源于生產(chǎn)實(shí)際，工作量基本達(dá)到要求，能按照規(guī)范性要求書寫設(shè)計(jì)說明書，零件圖上存在一些細(xì)節(jié)錯(cuò)誤。建議成績(jī)?cè)u(píng)定為及格，修改后可以提交答辯。評(píng)閱者( 簽字)： 2009 年 5 月 15 日答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語：答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人( 簽字)： 2009 年 5 月 15 日河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書1 1 緒 論目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。我國(guó)模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長(zhǎng) 18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。雖然說我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書2 CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。設(shè)計(jì)者：劉濤2009 年 5 月 15 日2 零件的工藝性分析工件名稱：齒輪螺栓墊片生產(chǎn)批量：大批量材料：A3 鋼 厚度：1mm河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書3 圖 1 零件圖2.1 零件的總體分析該零件為齒輪螺栓墊片，材料為 A3 鋼，即為 Q235 的舊牌號(hào)，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工。零件形狀較為復(fù)雜，采用圓弧過渡，但零件對(duì)稱分布，有沖孔、落料兩個(gè)工序特征。2.1.1 外形落料的工藝性齒輪螺栓墊片屬于中等尺寸零件，料厚 1mm，外形較為復(fù)雜，采用圓弧過渡，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。2.1.2 沖孔的工藝性有兩個(gè) 10 的孔，尺寸精度一般。?2.1.3 沖裁件的孔邊距和孔間距為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度，孔邊距和孔間距不能過小。 【1】 其最小許可值當(dāng)取： 。根據(jù)工件的尺寸可得 ，所以工件的尺寸符合要求。??1.5ct?:4.5C?1t沖孔時(shí)因凸模強(qiáng)度限制孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷，查表 2.7.3【1】 知，工件上孔的直徑大于或等于 0.35 倍的料度即 。由任務(wù)書零件圖易于看出工件0.3dt?的尺寸符合要求。2.1.4 尺寸精度河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書4 圖示零件的尺寸均未注公差的一般尺寸，按慣例取 IT14 級(jí)，尺寸精度較低，符合一般沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。3 工藝方案的確定該零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬訂出以下三種工藝方案。方案一：?jiǎn)喂ば蚰Ｉa(chǎn)。方案二：落料沖孔復(fù)合模。方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)模。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。該零件 φ10mm 的孔與外圓之間的最小距離為 4mm，大于此凸凹模允許的最小壁厚（2.7mm） （1） ，可以采用沖孔、落料復(fù)合?；驔_孔、落料連續(xù)模。但復(fù)合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜但由于零件的幾何河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書5 形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。級(jí)進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對(duì)上述三種方按的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方按二的復(fù)合模為佳。4 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少?gòu)U料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的圓角。4.1 確定搭邊與搭肩值搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的，查表 2.5.2【1】 。取最小搭邊值為 ，1.5am?最小搭肩值 。2.am?4.2 確定零件的排樣方案設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。分析零件形狀可知，確定排樣方案：條料從右至左送進(jìn)，落料凸模的沖壓力比較均勻，零件形狀精度容易保證。條料的排樣如圖 2所示。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書6 排 樣 圖2 排樣方案4.3 計(jì)算送料步距和條料的寬度按如上排樣方式，并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即 274.Lam??查表 2.5.3 可知條料寬度單向偏差為 0.50mm，由公式計(jì)算如下：????000 0max1 .5.5.57217BDm?? ???????所以確定條料的寬度 B 為 0.5導(dǎo)料板間距離 （無側(cè)壓裝置）7.AC???—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。maxD—搭邊值1C—導(dǎo)料板與條料之間的間隙 （查表 2.5.5）0.5C?4.4 計(jì)算材料的利用率根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，原材料選用 的冷扎薄鋼板。每12501m?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書7 塊可剪 規(guī)格條料 16 條，材料剪切利用率達(dá) 96％。1507m?材料利用率通用公式 【1】 10%nABS???式中 A—一個(gè)沖裁剪的面積 。2mn— 一個(gè)步距內(nèi)的沖裁件數(shù)量。B—條料寬度 。2S—步距 。m材料利用率： ??978.45236%?????5 計(jì)算沖壓力和初選壓力機(jī)5.1 沖裁工序總力的計(jì)算由工件結(jié)構(gòu)和前面所定的沖壓方案可知，本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模?？紤]到模具刃部被磨損、凸凹模不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響。本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力 P 按下式計(jì)算：bPKLt??式中 P—沖裁力（KN） 。K—系數(shù)，一般取 1.3 L—沖裁件剪切周邊長(zhǎng)度（mm） 。t—沖裁件材料厚度（mm）—被沖材料的抗剪強(qiáng)度 。???aMP上式中抗剪強(qiáng)度 與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊(cè)中查詢，為方便計(jì)算，可取材料的 ，故沖裁力表達(dá)式又可表示為：b0.8??河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書8 b1.3tPL????查手冊(cè) 【3】 的 取極限值235Qba750MP:＝ ba50MP?＝4.6KN??孔 ＝ ＝104.P落 ＝ ＝ 3.52.8.1?孔沖 落＝ ＝ ＝查表 2.6.1【1】 卸料力系數(shù) X0.4K＝卸料力 .637XPN??沖 ＝ ＝推件力 Tn沖—推件力系數(shù),由手冊(cè)查得TKTK＝ 0.5n—同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中 n=h/th—凹模刃部直壁洞口高度（mm） ，t—料厚( mm) 查手冊(cè) 【5】 表 2.9.4 可得和 h=6mm,故 n=6/1.5＝4T40.586.12.PnKKN???沖工序總力 .378.61.92ZXTFPKN???沖5.2 初選壓力機(jī)壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于工序總力。查手冊(cè) 【2】 初選開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號(hào)為 J23-16 和 J23-25，見表一。表一 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書9 型號(hào) 公稱壓力/kN滑塊行程/mm最大封閉高度/mm工作臺(tái)尺寸/mm可傾斜角/。封閉高度調(diào)節(jié)量/mmJ23-16 160 55 220 300×450 35 45J23-25 250 65 270 370×560 30 555.3 確定壓力中心 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則沖壓時(shí)滑塊會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊的滑軌和模具的導(dǎo)向部分不正常磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量降低模具壽命甚至損壞模具。而本模具所沖裁的制件形狀左右對(duì)稱，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點(diǎn)上。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書10 6 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定6.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用倒裝復(fù)合沖壓，所以模具類型為倒裝復(fù)合模。6.2 定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，所以選用導(dǎo)料銷和擋料銷來實(shí)現(xiàn)對(duì)沖裁條料的定位。6.3 導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工作質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。6.4 卸料方式該模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料直接由沖孔凸模從凸凹模內(nèi)孔推下。工件厚度為1mm，料厚相對(duì)較厚，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書11 6.5 送料方式采用手動(dòng)送料。7 模具工作零部件刃口尺寸的計(jì)算該零件屬于無特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，小孔尺寸則由沖孔得到。查表 2.3.3 可知 min0.1Z?max0.14Z?maxin.44Z?又模具的精度等級(jí)為 IT14 級(jí)。查表 2.2【4】 取0.43??0.5X?7.1 沖裁 孔的凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算1?凸模尺寸 ????000min .16.41.5325TTdx m? ?????????凹模尺寸 ?0.640.24inin0..35AAZ?? ???校核： maxinT????即 滿足公差間隙條件。0.16.240.河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書12 7.2 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算此落料件為形狀較為復(fù)雜的零件，所以利用凸凹模配作法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求。以落料凹模為基準(zhǔn)件，由公差表查得工件個(gè)尺寸的公差等，確定 x采用配作法，計(jì)算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種情況，然后分別按不同的計(jì)算公式計(jì)算。a、凹模磨損后會(huì)增大的尺寸-------第一類尺寸 A第一類尺寸： 14max0()jA????b、凹模磨損后會(huì)減小的尺寸-------第二類尺寸 B第二類尺寸： 0max14()jB????c、凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 第三類尺寸 C第三類尺寸： min1(0.5)8jC????其落料凹模的基本尺寸計(jì)算如下：第一類尺寸：磨損后增大的尺寸： 110.740.18541max0()(72.53)63A m??????????100.17542ax01.43()(.)?? ???110.30.75443max0()(5.7)A m?? ?????河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書13 110.520.13444max0()(2.)97A m??????????第三類尺寸：磨損后基本不變的尺寸： 1min11(0.5)(40.6250.).6239.07588C m???????????圖 3 落料凹模刃口部分尺寸落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是71.63mm、16.785mm、4.775mm、19.74mm、39.69mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.100（落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖 4、5）河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書14 圖 4 落料凸模刃口部分尺寸8 模具主要零部件設(shè)計(jì)8.1 工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8.1.1 落料凹模的設(shè)計(jì)凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割加工。安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。整體式凹模裝于下模座上, 凹模高度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即凹模高度 H=Kb凹模壁厚 C=(1.5～2)H式中 b----凹模孔的最大寬度（但 B 不小于 15mm）C-----凹模壁厚， 指刃口至凹模外形邊緣的距離K=系數(shù)（查表 2－40 【5】 K=0.22）凹模高度 H=Kb=0.22×71.63=15.76mm 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書15 按表取標(biāo)準(zhǔn)值 H=16mm凹模壁厚 C= C=(1.5～2)H =24mm～32mm（ ）30~4Cm?凹模壁厚取 32mm。凹模寬度 271.63215.6BbC????凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7～2.0）d, 圖 5 凹模上的螺孔設(shè)計(jì)與選用d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為 16mm，所以根據(jù)表 2.46【2】 查得螺孔選用 4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖 6 。 螺孔到凹模外緣的最小距離 【6】 ：a2=1.5d=1.5×8=12mma3=1.13d=1.13 8≈9mm?凹模上螺孔到銷孔的距離一般取 b>2d,所以 b 應(yīng)大于 16。根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 160×125×16（JB/T7643.1）【6】8.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺(tái)階式。一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面便于裝配與更換。查表 1－214 【5】 沖兩個(gè) 孔的圓形凸?？蛇x用標(biāo)準(zhǔn)件 B 型式。如圖 7 所示。1?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書16 圖 6 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式凸模長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長(zhǎng)度用下列公式計(jì)算：L=h1+h2+h3+h式中 L—凸模長(zhǎng)度， mmh1—凸模固定板高度，mmh2—卸料板高度，mmh3—導(dǎo)料板高度，mmh—附加高度，一般取 15~20mm沖裁 10mm 孔凸模尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）?小凸模長(zhǎng)度 L=20+14+6+18=58mm由小凸模刃口 d=11.15mm 查手冊(cè) 【2】 表 2.54 可知 h=5mm, D1=16mm, D=15mm, L=58㎜。小凸模強(qiáng)度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書17 對(duì)于圓形凸模 min4[]td???式中 —圓形凸模最小截面直徑，mmmindt—沖裁材料厚度，mm—沖裁材料的抗剪強(qiáng)度，取 140Mpa【3】?—凸模材料許用強(qiáng)度，取 120Mpa【3】???dmin≥ = =4.67mm 所以承壓能力足夠。][4?t102?抗縱向彎曲力校核 對(duì)于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置） 2max70dLF?式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長(zhǎng)度，mmF ——沖模力,Nｄ——凸模最小截面的直徑，mm= =631.99mm 所以長(zhǎng)度適宜。2max70dLF?24.6781?凸模固定端面的壓力q =
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