3017 課程設計-沖孔落料復合模設計

3017 課程設計-沖孔落料復合模設計,課程設計,沖孔,復合,設計 1沖孔落料復合模設計學院名稱 ： 專 業(yè) ： 數控技術 班 級 ： 姓 名 ： 指導教師姓名： 2目 錄第一章 設計任務————————————————31.1 零件設計任務———————————————31.2 分析比較和確定工藝方案——————————3第二章 計算沖裁壓力、壓力中心和選用壓力機———52.1 排樣方式的確定及材料利用率計算——————52.2 計算沖裁力、卸料力————————————52.3 確定模具壓力中心—————————————6第三章 模具工作部分尺寸及公差—————————73.1 沖孔部分—————————————————73.2 落料部分—————————————————7第四章 確定各主要零件結構尺寸—————————94.1 凹模外形尺寸確定—————————————94.2 其他尺寸的確定——————————————94.3 合模高度計算———————————————9第五章 模具零件的加工—————————————9第六章 模具的裝配———————————————10第七章 壓力機的安全技術措施——————————12參考文獻————————————————————143第一章設計任務1.1、零件設計任務零件簡圖：如圖 1 所示生產批量：小批量材料：Q235材料厚度：0.5mm未標注尺寸按照 IT10 級處理, 未注圓角 R2.（圖 1）1.2、分析比較和確定工藝方案(一)加工方案的分析.由零件圖可知，該零件包含沖孔和落料兩個工序。形狀較為規(guī)則，尺寸較小，精度要求 IT10。材料低硬度，強度極限為 40MPa.根據鑲片（如圖 1）包括沖孔、落料兩道沖壓工序。模具形狀較為規(guī)則即可以在一個工位完成所有工序?？刹捎靡韵聝煞N方案可采用以下幾個方案：（1）方案一（級進模）夾頭鑲片包括沖孔、落料兩道沖壓工序在內。形狀較為規(guī)則，尺寸較小，精度要求IT10?？刹捎眉夁M模。（2）方案二（倒裝復合模）將沖孔、落料兩道沖壓工序用一副模具直接完成沖孔、落料兩道工序。采用沖孔、落料倒裝復合模（彈性卸料） 。模具結構參看所附裝配圖。（3）方案三（正裝復合模）正裝復合模方案完成工序和倒裝復合模完成的工序一樣。凸凹模在上模。彈性卸料板卸料。方案比較：方案一：采用級進模，安全性好， ，但是考慮到級進模結構復雜，工件精度加工精度不高,對稱度和位移誤差較大,以及加工難度較大，裝配位置精度要求高，按照實際生產，級進模成本也高。方案二：倒裝復合模，沖孔廢料由下模漏出，工件落在下模表面，需要及時清理。安全性相對較低。但工件精度較高,同軸度,對稱度及位置度誤差較小 ,生產效率較高,對材料要求不嚴,可用邊角料.4方案三：正裝復合模，沖孔廢料和工件都落在下模表面，安全性更差。綜合以上兩個方案分析比較結果說明，本零件采用第二方案最為合適。 （二）模具結構型式的選擇確定沖壓工藝方案后，應通過分析比較，選擇合理的模具結構型式，使其盡量滿足以下要求：（1）能沖出符合技術要求的工件；（2）能提高生產率；（3）模具制造和維修方便；（4）模具有足夠的壽命；（5）模具易于安裝調整，且操作方便、安全。1、模具結構型式在確定采用復合模后，便要考慮采用正裝式還是倒裝式復合模。大多數情況優(yōu)先采用倒裝式復合模，這是因為倒裝式復合模的蟲孔廢料可以通過凸凹模從壓力機工作臺孔中漏出。工件由上面的凹模帶上后，由推薦裝置推出，再由壓力機附上的接件裝置接走。條料由下模的卸料裝置脫出。這樣操作方便而且安全，能保證較高的生產率。而正裝式復合模，沖孔廢料由上模帶上，再由推料裝置推出，工件則由下模的推件裝置向上推出，條料由上模卸料裝置脫出，三者混雜在一起，如果萬一來不及排出廢料或工件而進行下一次沖壓，就容易崩裂模具刃口。故本零件采用倒裝式復合模結構。2、定位裝置為了使條料送料時有準確的位置,保證沖出合格的制件,同時考慮到零件生產批量不多,且要求模具結構盡量簡單,所以采用定位銷定位。因為板料厚度 t=0.5mm,屬于較小厚度的板材,且制件尺寸不大,固采用側面兩個固定擋料銷定位導向,在送料方向由于受凸模和凹模的影響,為了不至于削弱模具的強度,在送給方向采用一個彈簧擋料裝置的活動擋料銷.3、推件裝置在倒裝式復合模中，沖裁后工件嵌在上模部分的落料凹模內，需由剛性或彈性推件裝置推出。剛性推件裝置推件可靠，可以將工件穩(wěn)當地推出凹模。但在沖裁時，剛性推件裝置對工件不起壓平作用，故工件平整度和尺寸精度比用彈性推件裝置時要低些。由于剛性推件裝置已能保證工件所有尺寸精度，又考慮到剛性推件裝置結構緊湊，維護方便，故這套模具采用剛性結構。為兼顧工件的平整度和尺寸精度，可在剛性推件裝置和凸模固定板之間鑲嵌橡膠。4、卸料裝置復合模沖裁時，條料將卡在凸凹模外緣，因此需要在下模設置卸料裝置。在下模的彈性卸料裝置一般有兩種形式：一種是將彈性零件（如橡膠） ，裝設在卸料板與凸凹模固定板之間；另一種是將彈性零件裝設在下模板下。由于該零件的條料卸料力不大，故采用前一種結構，并且使用橡膠作為彈性零件。5、導向裝置采用二導柱式模架。5第二章 計算沖裁壓力、壓力中心和選用壓力機2.1、排樣方式的確定及材料利用率計算（1）排樣方式的確定查《沖壓手冊》表 2-17，兩工件之間按矩形取搭邊值 b=2.5mm，側邊取 a=2.5mm。進料步距為 h=10+2.5=12.5mm；條料寬度為 B=（D+2×a） 0-Δ ，查《沖壓手冊》表 2-19 得，條料寬度偏差Δ=0.4mm，沖裁件垂直于送料方向的尺寸為 D=35mm，則B=（D+2×a） 0-Δ =（35+2×2.5） 0-0.4=400-0.4mm（2）材料利用率計算板料規(guī)格選用 0.5×1000×2000mm； 采用縱裁時:每板的條數 n 1=1000/40=25 條余零每條的工件數 n 2=2000/12.5=160 件余零每板的工件數 n=n 1×n2=25×160=4000 個利用率為： η=4000×10×35/(1000×2000) ×100%=70%采用橫裁時:每板的條數： n 1=2000/40=50 條余零每條的工件數： n 2=1000/12.5=80 件余零每板的工件數： n=n 1×n2=50×80=4000 個利用率： η=4000×10×35/(1000×2000) ×100%=70%經計算橫裁.縱裁時板料利用率相同都為 70%,故采用橫裁或縱裁都可以.排樣方式（如圖 2）所示：（圖 2）2.2、計算沖裁力、卸料力：查表得材料 Q235 的抗張強度為 δ b=400MPa;落料尺寸：L 1=90；沖圓形孔尺寸：L 2=9.42，沖方形孔尺寸：L 3＝326(1)落料力F 落 =L1tδ b＝90×0.5×400=18×10 3 N(2)沖孔力F2=L2tδ b=9.42×0.5×400=1884 NF3=L3tδ b=32×0.5×400=6400 NF 沖 =F2+F3=8284 N(3)沖孔推件力 F 推 =nK 推 F 沖 (查表計算 n=16 k=0.045 F 沖 =8284N)F 推 =16×0.04×8284=5964.5 N(4)落料時的卸料力F 卸 ＝k 卸 ×F 落 ＝0.03×18×10 3＝540 N 沖床總壓力F 總 ＝F 沖 +F 推 +F 落 +F 卸 =32.789×103 N2.3、 確定模具壓力中心計算出各個凸模的沖裁周邊長度：L1=3.14×3=9.42mmL2=2×5+2×3=16mmL3=L2=16mmX1=45-6=39mmX2=5+3+8+10-2.5=23.5mmX3=8+10-2.5=15.5mmY1=Y2=Y3=15mm對整個工件選定 x、y 坐標軸，代入公式：X0=(L1X1+L2X2+L3X3)/(L1+L2+L3)=23.93mmY0=(L1Y1+L2Y2+L3Y3)/(L1+L2+L3)=15mm壓力中心在工件中的位置是距右邊為 23.93-10=13.93mm，距中間 15-10=5mm。7第三章 模具工作部分尺寸及公差3.1、沖孔部分：1、小凸模：查表《沖壓手冊》第 57 頁，沖裁凸模、凹模的極限偏差為：δ p=0.02mm，δ d=0.02mm查表《沖壓手冊》第 54 頁，沖裁模初始雙面間隙為：Zmax=0.04mm，Z min=0.03mm由于 δ p+δ d=Zmax-Zmin=0.01mm，故采用凸模與凹模配合加工。沖孔情況，磨損后凸模減小查表得因數：x=1小凸模尺寸：d p=(A+x△) -0.06250 =(2.95+1×0.25)－0.0625 0=3.2－0.0625 0mm凹模配作，最小間隙 Zmin=0.030mm;凹模尺寸：d d=( dd +Zmin)0+0.0625=3.2300+0.0625 mm，大凸模尺寸：（1） 長度方向尺寸 5.020-0.04mm，（2）寬度方向尺寸為：3.02 0-0.04mm，3.2、落料部分：查表《沖壓手冊》第 57 頁，沖裁凸模、凹模的極限偏差為：δ 凸 =0.02，δ 凹 =0.02查表《沖壓手冊》第 54 頁，沖裁模初始雙面間隙為：Zmax=0.04，Z min=0.03由于 δ 凸 +δ 凹 =Zmax-Zmin=0.01，故采用凸模與凹模配合加工。零件圖如下圖：落料件應以凹模為基準件，然后配作凸模。（1）凹模磨損后尺寸增大：計算這類尺寸，先把工件圖尺寸化為A0-Δ ,再按落料凹模公式進行計算：①寬度方向尺寸為：10.02 0-0.04mm，即 Δ=0.04mm查表《沖壓手冊》表 2-30，磨損系數 X=1；凹模制造偏差 δ 凹 =Δ/4=0.04/4=0.01mm，故凹模尺寸：8A0-Δ =（A max-XΔ） 0+0.01=（10.02-1×0.04） 0+0.01=9.98+0.010mm凸模寬度方向尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙 Zmin～Z max，即 0.03～0.04mm 。②長度方向尺寸為：35.02 0-0.04mm，即 Δ=0.04mm查表《沖壓手冊》表 2-30，磨損系數 X=1；凹模制造偏差：δ 凹 =Δ/4=0.04/4=0.01mm，故凹模尺寸：A0-Δ =（A max-XΔ） 0+0.01=（35.02-1×0.04） 0+0.01=34.98+0.010mm凸模長度方向尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙 Zmin～Z max，即 0.03～0.04mm。 ③圓角部分尺寸為：R2 0-0.08mm，即 Δ=0.08mm查表《沖壓手冊》表 2-30，磨損系數 X=1；凹模制造偏差 δ 凹 =Δ/4=0.08/4=0.02mm，故凹模尺寸：A0-Δ =（A max-XΔ） 0+0.02=（2-1×0.08） 0+0.02=1.92+0.020mm凸模圓角部分尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙 Zmin～Z max，即 0.03～0.04mm。 9第四章 確定各主要零件結構尺寸4.1、凹模外形尺寸確定查《沖壓手冊》表 2-39b=35mm,a=10mm,t=0.5mm、按零件圖和工藝要求檢驗全部零件、底座劃漏料孔線，加工漏料孔、上模座劃線，加工模柄孔、凸模壓入固定板并磨平（1）將凸凹模裝入下固定板并正反面磨平（2）將圓凸模裝入上固定板并磨平注意：安裝圓凸模時必須以凸凹模的沖孔凹模為基準，看凸模壓入固定板與沖孔凹模的間隙是否均勻。、組裝下模：（1）打卸料板上的螺紋孔。1）將凸凹模插入卸料板，調整好方向墊好墊鐵。112）由固定板向凹模引孔。A：用?6.7 的鉆頭引螺釘過孔。B：用?6.7 的鉆頭引卸料螺釘過孔。3）用?6.7 后鉆頭打孔。4）攻絲 4-?6.8。（2)打下模座上的孔1）將凸凹模和固定板上在下模座上（注下模座的漏料孔與凸凹模的漏料孔應對正） 。2）用平行夾夾緊固定板和下模。3）由固定板向下模座引孔。A：用?6.8 的鉆頭引螺釘過孔。B：用?9 的頭引卸料螺釘頭過孔。4）做好記后分開。5）用?9 的鉆頭打 4 個螺釘過孔。6）用?13.5 的鉆頭打 4 個卸料螺釘頭過孔。7）反面將 4－?9 的孔沉孔 13.5×10。8）用?13.5 的锪孔鉆锪孔保證深 12。9）正反面孔倒角。（3）組裝下模1）將墊板、凸凹模包括（固定板）按方向放在下模座上。2）用螺釘拉緊并輔以平行夾夾緊。3）用?7.8 的鉆頭打?8 銷釘孔的預孔。4）鉸孔。5）選配并打入銷釘（卸料板暫時不裝） 。、組裝上模（1）將沖孔凸模和固定板固定在上模上。1）將沖孔凸模插入凸凹模的沖孔凹模孔中，兩邊用平行墊鐵墊在上下固定板之間,使沖孔凸模插入沖孔凹模深約 5mm。2）將上墊板對準上固定板的孔位放置好。3）合上上模座。4）用平 行夾將上模座、上墊板及上固定板夾緊。5）調整沖孔間隙。6）用撬桿將上下模分開。7）用?9 的鉆頭由上凹模板向上模座引 4－?9 的螺釘過孔（兩銷釘孔不引孔） 。8）用?7.8 的鉆頭打?8 銷孔預孔。9）用 8 的鉸刀鉸孔。10）做上記號后折開。11）打 4－?9 的螺釘過孔。12）將 4－?9 的孔沉孔?13.5 深 10。13）用?13.5 的锪孔鉆锪孔深 12。14）上模座正反面的孔倒角。15）裝模柄。16）打止轉螺釘預孔?5.1×12。17）攻絲Ｍ6。18）上轉螺釘。（2）裝落料凹模并組裝上模1）將落料凹套在凸凹模上，加墊鐵同樣使凸凹模進入凹模約 5mm (注意擋料釘讓位孔的方向與卸料板擋料釘的位置相符)。2）將推塊套入沖孔凸模。3）將沖孔凸模插入沖孔凹模，推板插入落料凹模。4）放入頂桿。5）放上上頂桿。126）將打板和打桿裝配一體并鉚接后插入模柄孔中。7）合攏上模，打入上模座和上 固定板的銷釘。8）微調落料凹模方向后拉上上模的螺釘。9）輔以平行夾。10）調整廢料間隙。11）用?8 的鉆頭將兩銷孔引在上模座上。12）用?7.8 的鉆頭打兩銷釘預孔。13）用?8 的鉸刀鉸孔。14）選配并打入銷釘。、安裝下模座的卸料板（1）安裝伸縮擋料銷彈簧及螺釘。（2）安裝固定檔料釘。（3）在下固定板和卸料板之間墊上橡皮。（4）安裝卸料板。整個裝模結束。產品模具裝配圖和主要零件圖參見附件。第七章 壓力機的安全技術措施根據壓力機的種類和作業(yè)方法的不同，應采取與其相適應的安全裝置。安全裝置應安裝調整方便，維護管理簡單，工作可靠，不受外界環(huán)境（光、噪聲、震動等）干擾，不影響操作者視線，不防礙作業(yè)效率。本套模具采用：光電保護裝置。在操作者與危險區(qū)（上下模具的空間）之間用光屏截住，一旦操作者的手或肢軀進入危險區(qū)遮住光屏時，則光信號轉換為電信號，電信號放大或，使繼電器動作，控制壓力機的啟動控制線路，壓力機便立即停車或不能動。該裝置適用范圍較廣，具有摩擦離合器的大、中、小型壓力機均可應用。除了在壓力機上合理采用上述安全裝置，從模具上解決好安全問題亦是很必要的。因此，在模具設計時，應周密地從各個不同角度考慮必要的安全措施。模具外部不能有突出部分或尖角部分，凡與機能無關的一切銳角都要倒棱，以免割傷皮膚；將模具上模座的正面做成斜面，以增加安全操作空間；在復合模中，減少可能的危險面積在卸料板與凹模之，做成凹槽或斜面，并減少卸料板前后13的寬度；為了避免壓手，導板或剛性卸料板與凸模固定板之間應保持足夠的間隙，一般不小于 15—20 毫米；在需要用鑷子將工件放入定位板時，應在凹模和彈性卸料板上各切去一凹槽，以便裝卸工作。采用彈性刮料板和自動接件裝置，以代替用手去卸工件。彈性刮料板一般適用于工件料厚>1.5 毫米的情況；為防止沖壓時，操作者的手指誤入沖模危險區(qū)，可以在模具周圍安裝防護罩或安全柵欄。設置防護罩或安全柵欄時，應保證操作者有足夠的可見度；單面沖裁時，盡量將凸模的突起部分和平衡擋塊安排在模具的后面；在拉伸模與彎曲模中，壓料板與下模座的空間必需用導板或角鋼封閉起來；使用各種專用的送料裝置外，為了送進單個毛坯也可以采用溜槽，滑板等多種形式代替手工操作；在帶剛性卸料板的連續(xù)模中，臨時擋料銷的操作端應加長，并引到模座的外廓尺寸之處，以免手接近危險區(qū)；一般在壓力機上使用的模具，從下模座上平面至上模座下平面或壓力機滑塊平面的最小間距不得小于 50 毫米；在可動部分等危險處所，操作者容易因不慎而觸手、或夾住某部分、或因彈簧一類飛散出來的危險部分，都應保護起來，加上防護罩；容易產生夾手的危險的可能部分應留出空刀槽，或加上防護罩；笨重的模具必須重裝起重螺釘，以利搬運和安裝；為了防止頂件器因損壞而下落，應制成階梯式結構，當由螺釘、鉚接等方法制成時，應采用防松螺母等防落措施。14參考資料：1、 《金屬塑性成型原理》 ；2、 《沖壓工藝及模具設計》 ；3、 《模具數控加工技術》 ；4、 《模具成型工藝及模具設計》 ；5、 《模具制造工藝》 ；6、 《模具 CAD/CAM》 ；7、 《MasterCAM 數控加工》 ；8、 《機械設計/基礎 課程設計》 ；9、 《沖壓手冊》 ；