圓筒形件落料模具

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 目 錄 序 言 目前我國模具工業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)落后。主要原因是我國在模具標(biāo)準(zhǔn)化，模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比差距很大。 隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，模具產(chǎn)品生成呈現(xiàn)的品種、少批量、復(fù)雜、大型精密更新?lián)Q代速度快。模具設(shè)計(jì)與技術(shù)由于手工設(shè)備，依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)加工，技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，數(shù)控編程切屑加工，數(shù)控電加工核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD/CAM)技術(shù)轉(zhuǎn)變。 模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來

2、的高精度，高復(fù)雜程度,高生產(chǎn)率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出來，從而有好的經(jīng)濟(jì)效益，因此在批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有十分重要的地位，是我國國防工業(yè)及民用生產(chǎn)中必不可少的加工方法。 第一部分 沖壓成形工藝設(shè)計(jì) Ⅰ 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料 1.沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)要求 零件圖如設(shè)計(jì)任務(wù)書中所示的零件圖。技術(shù)條件應(yīng)明確合理。由此可對拉深件的結(jié)構(gòu)，尺寸大小，精度要求以及裝配關(guān)系，實(shí)用性能等有全面了解，以便制定工藝方案，選擇模具類型和確定模具精度。 2.生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、、小批量生

3、產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品零件的特征或工作的每月?lián)?fù)的工序數(shù)，確定該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 3．工藝裝備 大批量的的采用專用夾具，標(biāo)準(zhǔn)附件，標(biāo)準(zhǔn)刀具和萬能量具，靠劃線和試切法達(dá)到精度要求。 Ⅱ 沖壓工藝性分析 1材料 10鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)剛，易于拉伸成形，具有良好的沖壓性能 2工件結(jié)構(gòu) 該落料件為圓形件。 3尺寸精度 零件圖上工件外形尺寸Φ120.870－0.30，一般沖壓均能滿足精度要求。 Ⅲ 制定沖壓工藝方案 1.工序性質(zhì)和數(shù)量。 該零件精度要求較低，故采用單模工序。 2.工序順序和組合 （ 1 ） 工序順序 由于為單

4、工序模具，所以直接落料即可，無需進(jìn)行其他工序 （ 2 ）工序組合方式選擇 沖壓工序的組合是指將兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序分析合并在一道工序內(nèi)完成。減少工序及占用的模具設(shè)備和數(shù)量，提高效率和沖壓件的精度，在確定工序組合時(shí)，首先應(yīng)考慮組合的必要性和可行性，然后再?zèng)Q定是否組合。 根據(jù)零件圖的要求及批量，為單工序模具，所以無需考慮工序組合！ Ⅳ 確定毛坯形狀，尺寸和主要參數(shù)計(jì)算 1.毛坯尺寸計(jì)算 該工件位無凸緣圓筒形件，根據(jù)等面積原則采用解析法求毛坯直徑 圖1 1.毛坯尺寸 1 確定是否加修邊余量 由于坯料的各向異

5、性和模具間隙不均等因素的影響，拉深后工件的邊緣不整齊，甚至出現(xiàn)突耳，需在拉深后進(jìn)行修邊，所有在計(jì)算坯料直徑時(shí)，要確定是否需要增加修邊余量。 零件的相對高度h/d＝(48-1)/(58-2)＝0.783，根據(jù)查表7-4可知，修邊余量δ＝2㎜ （1） 計(jì)算毛坯直徑 D＝ d1＝46㎜， d2＝60㎜，δ＝2㎜， h＝40㎜，rg＝6+1＝7㎜ 取D＝128.87mm 2排樣及材料利用率 （1）排樣方法 沖裁件在板料，帶料或條料上的布置方法稱為排樣。 根據(jù)零件的形

6、狀和排樣方法確定為直排排樣。 （2）搭邊與料寬 1〉搭邊 排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余量或零件與條料邊緣件的余量稱為搭邊。。 由排樣圖知搭邊值a1=1.5，a=1.2 式中a1——側(cè)面搭邊值 a——沖件之間的搭邊值 2〉送料步距和條料寬度的確定 a. 送料步距 條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距（簡稱步距或進(jìn)距）其大小應(yīng)為條料上兩個(gè)對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點(diǎn)之間的距離。 b.條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁件零件周邊有足夠的搭邊值。最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利在導(dǎo)料板之間送行并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。根據(jù)零件圖要求，導(dǎo)料板之間無測壓裝置。 送料

7、進(jìn)距： s=D+ a=120.87+1.2mm=122.07mm 條料寬度： b=D+2 a1=120.87+2×1.5mm=123.87mm 式中 D——平行于送料方向沖裁件的寬度 3〉裁板方法 板料規(guī)格選用2 mm×1120 mm×2240mm 每張鋼板裁板條數(shù)n1:為了操作方便，采用橫裁，即 n1 =2240/123.87=18條余10.42mm 每條裁板上的工件數(shù)n2 n2=(B－a1)/s=(1120-1.2)/ 122.07=9個(gè) 式中B——鋼板寬度（每條裁板的長度）1000mm 每張鋼板上的工件總數(shù)： n總=n1×n2=162個(gè) （3）材

8、料的利用率 衡量材料的經(jīng)濟(jì)利用率的指標(biāo)是材料的利用率 =(n總×πD2）/(4L×B) x 100% =(162×3.14×120.872）/(4×1120×2240)× 100% = 74% 第二部分 沖壓模具設(shè)計(jì) Ⅰ 確定沖模類型機(jī)結(jié)構(gòu)形式 在沖壓工藝性分析后擬定沖壓工藝方案時(shí)選擇單工序模，又因零件的幾何形狀簡單對稱，工件間無搭邊值，單工序結(jié)構(gòu)相對簡單，操作方便，又可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠、便于操作，所以模具類型為少廢料單工序模。 Ⅱ 計(jì)算工序壓力，選擇壓力機(jī) 1.沖裁力，推薦力是沖裁時(shí)選擇壓

9、力機(jī)，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)校核強(qiáng)度和剛度的重要依據(jù)。 1）沖裁力 F落＝πDδt ＝3.14×120.87×360×2N ＝273.262 KN ≈274KN 式中δ——材料抗剪強(qiáng)度 查文獻(xiàn)【2】P345附錄表可知 10鋼δ＝294～432MPa 取δ＝360Mpa 2.推件力 據(jù)文獻(xiàn)【1】P66查表3-18知凹模直刃口高度h=8mm n=h／t=8／2=4 F推＝nK推F沖 ＝4×0.055×274KN ＝60.28K

10、N 式中n——沖孔時(shí)卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)，n＝4； K推——推件力因素，K推＝0.055。 故總沖壓力為： F總＝F落+F推 ＝274+60.28 ＝334.28KN 從滿足沖壓力要求看，選用400KN規(guī)格的壓力機(jī)其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力： 400KN 滑塊行程： 100mm 行程次數(shù)： 80次／min 最大封閉高度： 300mm 最大封閉調(diào)節(jié)量： 70mm

11、工作臺(tái)尺寸： 560mm×3600mm 模柄孔尺寸： Φ50mm×70 mm 工作臺(tái)模板厚度： 70mm Ⅲ 計(jì)算模具壓力中心 模具的壓力中心就是沖裁力合力的作用點(diǎn)。沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線以及壓力機(jī)滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導(dǎo)向件的磨損，從而提高模具的壽命。 沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力的作用點(diǎn)方法。由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力的作用點(diǎn)可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的中心。 由圖3可知，其壓力中心就在圓心上。 即X0=0，Y0=0

12、。 圖3 Ⅳ 計(jì)算模具零件主要工作部分的刃口尺寸 1 凸、凹模刃口尺寸的確定 凸、凹模刃口尺寸的確定原則 1）考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模。因此，落料模應(yīng)先決定凹模的尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔件的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸。用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。 2）考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大， 其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，應(yīng)接近或等于沖件的最大極限尺寸。 3）考慮沖件精度與模具精度之間的關(guān)系，選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件的精度要

13、求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高2~3級。 2 凸、凹模分別加工時(shí)的工作部分尺寸 其公式見表： 表一 凸、凹模分別加工時(shí)的工作部分尺寸的計(jì)算公式 工序性 質(zhì) 沖件尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 D0-Δ Dp=（D—XΔ—Zmin）0-δp Dd=（D—XΔ）0+δd 表示：Dp，Dd——分別為落料凸，凹模刃口尺寸 dp，dd— 分別為沖孔凸，凹模刃口尺寸 D， d— 分別為落料件外徑和沖孔件的基本尺寸 p，d—分別為凸凹模的制造公差，凸模按IT6，凹模按IT7. Δ——制件的制造公差

14、 Zmin—最小合理間隙 X—磨損系數(shù)，其值在0.5~1之間。 零件精度IT10以上，X=1，工件精度IT11，X=0.5為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙（Zmax），凸模和凹模制造公差必須 p+d≤Zmax — Zmin 3 凸、凹模配合加工時(shí)的工作部分尺寸 （1） 落料刃口尺寸計(jì)算 據(jù)文獻(xiàn)【1】P45查表，對于落料部分按公差I(lǐng)T11級計(jì)算，所以落料件尺寸為Φ120.870－0.30mm，根據(jù)文獻(xiàn)【3】P93 查4-4表得沖裁刃口雙面間隙為Zmin＝0.246mm,Zmax＝0.360mm. Φ120.870－0.30的制造公差查表

15、得δ凹＝0.040mm， δ凸＝0.030mm δ凹+δ凸=0.04+0.03mm=0.070mm Zmax-Zmin=0.360-0.246mm =0.114 mm 由于δ凹+δ凸≤Zmax-Zmin，故采用凸模與凹模分別制造的法。磨損系數(shù)為x=0.5.則凹模刃口尺寸為 D凹 =(Dmax-x△）+δ凹0 =(120.87-0.5×0.3)+0.04 0 =120.885+0.04 0 D凸=( D凹-Zmin）0-δp =（120.885-0.246）0-0.03 =120.6390-0.03 凹模

16、刃口尺寸d凹按凹模實(shí)際尺寸配制，其雙面間隙為0.1～0.4mm為保證模具刃口有較長的使用壽命，即保證刃口磨損后還能沖出合格的制件來，制造是按最小間隙Zmin=0.01mm配合間隙。 Ⅵ 模具零件的選用 1. 模架的選擇 模架產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：（GB/T2851.1～GB/T2851.7, GB/T2852.1～4為鑄鐵模架, JB/T7181.1～7181.4和JB/T7182.1～7182.4為鋼板模架）。模架的選擇一般根據(jù)凹模定位和卸料裝置的平面而定，選擇模座的形狀和尺寸，模座外形，尺寸比凹模相應(yīng)尺寸大40～70mm。模座厚度一般取凹模厚度的1～1.5倍。下模座外形尺寸

17、至少超過壓力機(jī)約50mm，同時(shí)選擇的模架與閉合后的模具設(shè)計(jì)的高度相適應(yīng)。 通常所說的模架由上模座，下模座，導(dǎo)柱，導(dǎo)套四部分組成，一般標(biāo)準(zhǔn)模架不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是連接沖模主要零件的載體，模具的全部零件都固定在它上面，并承受沖壓過程的全部載荷。模具的上模座盒下模座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和工作臺(tái)固定。上下模間的精確位置由導(dǎo)柱導(dǎo)套來實(shí)現(xiàn)。 模架的選擇應(yīng)從三方面入手：依據(jù)產(chǎn)品零件精度，模具工作零件配合精度、高低確定模架精度；根據(jù)產(chǎn)品零件精度要求，形狀，板料送料方向選項(xiàng)二模架類型；根據(jù)凹模周界尺寸確定模架的大小規(guī)格。 查文獻(xiàn)【4】P982 表5.1—3選擇《后側(cè)導(dǎo)柱模架》GB/T28

18、51.3-1990。后側(cè)導(dǎo)柱模架的特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機(jī)導(dǎo)向又不精確，就會(huì)造成上模歪斜，導(dǎo)向裝置和凸、凹模都容易磨損，從而影響模具壽命，此模架一般用于較小的沖裁模。 2.凹模尺寸計(jì)算 凹模厚度 Hd =Kb K為系數(shù)，b是沖裁件最大外形尺寸 查文獻(xiàn)【1】P66 表3—19 k =0.2 =120.87×0.2=24.174 凹模壁厚 C=（1.5～2 Hd）=36.261～48.384 取C=40mm 凸模采用圓形沖孔凸模，采用固定板式固定方式 據(jù)凹模外形尺寸200mm，選用近似標(biāo)準(zhǔn)模板L×

19、B，為200mm×200mm. 取50mm，上模墊板厚度8mm，凸模固定板為36mm,下模座厚度取40mm. GB/T2861.1 A型導(dǎo)套d／mm×L／mm×D／mm為32×115×48(mm) GB/T2861.1 A型導(dǎo)柱d/mm×L/mm×為32×210 (mm) GB/T2865.5上模座 GB/T2865.6下模座 3.模柄的選擇 根據(jù)壓力機(jī)模柄孔尺寸，選擇GB/T7646.1-1994壓入式模柄。 4.其他結(jié)構(gòu)尺寸 墊板：200×8 (mm) 凸模固定板：200×36 (mm) 剛性卸料板：200×12(mm) 導(dǎo)料板：2

20、00×8(mm) 凸模長度：Hp=凸模固定板厚+卸料版厚+導(dǎo)料板厚+安全距離+凸模磨損修量 =36+12+8+20+0.5=76.5 取Hp=77mm 那么該模具的閉合高度：板厚 H0= Hp+H上+H下+H墊板+ 式中上模板厚H上=50mm 下模板厚H下=60mm 凹模厚度=40mm 下模板厚H墊板=8mm 所以= Hp+50+60+8+40 =234mm。 設(shè)計(jì)總結(jié) 沖壓模具設(shè)計(jì)是為模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)生再學(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)深和專業(yè)課的基礎(chǔ)上所設(shè)置的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我們獨(dú)立工作的能力，鞏固與擴(kuò)大課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算，繪圖，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己再其后各方面知識(shí)有所提高。 參 考 文 獻(xiàn) 1、 胡建華主編．沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)．北京大學(xué)出版社 2、 李啟涵主編．沖壓成型工藝模具設(shè)計(jì)．科學(xué)出版社 3、 趙偉閣主編．模具設(shè)計(jì)．西安電子科技大學(xué)出版社 4、 王孝培編．中國模具工程大典．電子工業(yè)版社 5、 楊占堯主編．現(xiàn)代模具工手冊．化學(xué)工業(yè)出版社 專心---專注---專業(yè)