CD1型3T電動(dòng)葫蘆壓繩板工藝分析及沖裁模具設(shè)計(jì)-落料沖孔復(fù)合模含7張CAD圖

CD1型3T電動(dòng)葫蘆壓繩板工藝分析及沖裁模具設(shè)計(jì)-落料沖孔復(fù)合模含7張CAD圖,cd1,電動(dòng)葫蘆,壓繩板,工藝,分析,模具設(shè)計(jì),沖孔,復(fù)合,cad CD1型3T電動(dòng)葫蘆壓繩板工藝分析及沖裁模具設(shè)計(jì) 摘 要 本文論述了沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)；對(duì)電動(dòng)葫蘆壓繩板工件的沖裁工藝性進(jìn)行了詳細(xì)的分析；結(jié)合工件外形及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一副倒裝復(fù)合沖裁模具。在本副復(fù)合模具中，為使工件成型，通過沖孔落料的方式完成工序。設(shè)計(jì)的過程包括利用CAD軟件繪制零件的二維圖、零件工藝分析、工序排樣設(shè)計(jì)、沖裁力的計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及沖壓設(shè)備的選用和校核。 關(guān)鍵詞：電動(dòng)葫蘆壓繩板；倒裝復(fù)合模；沖裁 ABSTRACT This paper discusses the current situation and development trend of stamping technology, analyzes the blanking process of the electric hoist rope pressing plate in detail, and designs a pair of inverted composite blanking die combined with the shape and structural characteristics of the workpiece. In this composite die, in order to make the workpiece forming, the process is completed by punching and blanking. The design process includes drawing the two-dimensional drawing of the part with CAD software, analyzing the process of the part, designing the process layout, calculating the punching force, designing the die structure and selecting and checking the punching equipment. Key words:Electric hoist rope pressing plate；Inverted compound die；Blanking 目 錄 第一章 緒論 1 1.1沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) 1 1.2畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的意義及目的 1 1.2.1選題意義 1 1.2.2選題目的 1 1.3本文主要研究?jī)?nèi)容 1 第二章 沖壓工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 4 2.1沖壓件工藝分析及工藝方案的確定 4 2.1.1零件工藝分析 4 2.1.2沖壓工藝方案的確定 4 2.1.3模具總體方案的確定 4 2.2沖裁工藝計(jì)算 4 2.2.1排樣設(shè)計(jì) 4 2.2.2沖壓工藝力的計(jì)算 5 2.2.3壓力中心的計(jì)算 6 2.2.4模具工作零件設(shè)計(jì) 7 2.2.5壓力機(jī)初步選取 9 第三章 沖裁模具主要零部件的設(shè)計(jì) 10 3.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及固定方式 10 3.1.1凹模刃口形式 10 3.1.2凹模的外形設(shè)計(jì) 10 3.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 1、凸模的結(jié)構(gòu)形式 11 2、凸模長(zhǎng)度的確定 11 3、凸模的固定方式 12 3.3凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 3.4 定位裝置設(shè)計(jì) 13 3.5 卸料、出件方式 14 3.6卸料零件的設(shè)計(jì) 14 3.7凸模固定板的設(shè)計(jì) 15 3.8模架及模柄的選擇 15 3.8.1模架的選擇 15 3.8.2模柄的選用 16 第四章 壓力機(jī)校核 17 4.1壓力機(jī)選擇 17 4.2壓力機(jī)校核 17 第五章 模具裝配圖 18 致謝 19 參考文獻(xiàn)： 20 第1章 緒論 1.1沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) 沖壓成形是一種通過工藝模具對(duì)材料施加拉，壓，剪等力的作用。從而造成板料或條料發(fā)生塑性變形的一種成型工藝。 隨著世界工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈,產(chǎn)品質(zhì)量、成本等的重要性也逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，傳統(tǒng)意義上的沖壓成形技術(shù)必將會(huì)進(jìn)行徹底的變革。沖壓工藝的發(fā)展呈現(xiàn)出了數(shù)字化、科學(xué)化、綜合化、快速化以及復(fù)合化發(fā)展趨勢(shì)。 1.2畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的意義及目的 1.2.1選題意義 在現(xiàn)代建筑業(yè)中，起重機(jī)有著非常廣泛的作用，起重機(jī)的廣泛應(yīng)用必定會(huì)加大有關(guān)起重機(jī)零部件的生產(chǎn)需求，同時(shí)也就推動(dòng)了起重機(jī)副業(yè)的發(fā)展，如沖壓模具。壓繩板作為起重機(jī)一個(gè)必不可少的零件，在整個(gè)起重機(jī)中承擔(dān)著一個(gè)支撐的作用，而且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且生產(chǎn)批量較大，非常適合用沖壓模具制造。 1.2.2選題目的 能夠了解不同沖壓模具之間不同的工藝特性，掌握不同板料在其成型過程對(duì)于模具的一些工藝要求，同時(shí)能夠了解不同模具之間的制造特點(diǎn)，能在實(shí)踐生產(chǎn)中根據(jù)其需要的模具型腔和加工工藝靈活的選擇不同的模具。 1.3本文主要研究?jī)?nèi)容 如圖所示，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的對(duì)象是電動(dòng)葫蘆壓繩板，分析其沖壓工藝并設(shè)計(jì)其沖壓模具。通過AutoCAD來設(shè)計(jì)并且繪制其二維零件圖和裝配圖。此次涉及的壓繩板材料為65Mn，厚度為4mm，根據(jù)零件圖告知其展開尺寸為50*42,根據(jù)手冊(cè)可知其塑性較好，屈服強(qiáng)度為785MPa，適合沖裁加工。 該壓繩板涉及的工序較多，有落料、沖孔、彎曲及成型四道工序，其工序安排如下：先進(jìn)行落料沖孔獲得其展開件，后進(jìn)行彎曲成形。本說明書是關(guān)于落料、沖孔兩道工序的設(shè)計(jì)說明。根據(jù)零件圖得到的展開尺寸的零件圖所圖所示。 圖1-1 零件二維圖 圖1-2 零件展開圖 第二章 沖壓工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.1沖壓件工藝分析及工藝方案的確定 2.1.1零件工藝分析 該零件是壓繩板，幾何形狀規(guī)則，且沒有懸臂和尖角等，要求能夠大批量生產(chǎn)。材料為65Mn，是常見的沖壓材料，根據(jù)手冊(cè)可知有著良好的塑性，適合沖裁加工。 該零件是自由公差為IT14等級(jí)，模具精度為IT12等級(jí)，因此可以通過普通沖裁方式保證零件的精度要求。 2.1.2沖壓工藝方案的確定 落料、沖孔為本零件的第一道工序，本次設(shè)計(jì)采用落料沖孔復(fù)合模，此模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，滿足大批量生產(chǎn)需求，且效率好，精度高。 2.1.3模具總體方案的確定 選擇倒裝式落料沖孔復(fù)合模，其相對(duì)正裝復(fù)合模有著操作簡(jiǎn)單，安全性較高且能夠直接導(dǎo)出廢料等優(yōu)點(diǎn)。 2.2沖裁工藝計(jì)算 2.2.1排樣設(shè)計(jì) 根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度、制件在條料上的布置形式及工件形狀，選擇有廢料的直排排樣類型。 (1)搭邊的選擇 為保證零件質(zhì)量和送料方式和送料方便，且為了補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，搭邊不宜過大，也不宜過小。查表得搭邊a1=2.5mm，側(cè)搭邊a=3.2mm，查文獻(xiàn)3表2-4-68，選擇板料規(guī)格2000mm×1000mm。 沖壓件面積（包括沖出的兩個(gè)圓孔） (2)條料寬度的確定 步距S=D+a1=50+2.5=52.5mm；因?yàn)闂l料在模具中沒有采用側(cè)壓裝置，所以條料寬度B= [D+2a+2δ+c] 0 –δ，查表2.8得裁板誤差△=1mm，c=0.8，所以B=51.2。采用橫排裁剪的方式，于是得到圖2-1所示排樣圖。 圖2-1排樣圖 （3）材料利用率的計(jì)算 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率： 式中 F——一個(gè)步距內(nèi)沖壓件面積； n——一個(gè)步距內(nèi)沖壓件數(shù)目； B——條料寬度（mm）； S——步距（mm）； 條料數(shù)：，可裁19條 每條件數(shù)：，可裁38件 板料可沖總件數(shù)：件 板料利用率： 2.2.2沖壓工藝力的計(jì)算 (1)沖裁力的計(jì)算 總沖裁力F沖裁為落料力F落料和沖孔力F沖孔之和。 F=KtLb 式中：F——沖壓力（N）； t——料厚；4 L——沖壓件周邊長(zhǎng)度（mm）； ——抗剪強(qiáng)度；600Mpa K——系數(shù)，通常K=1.3 L落料=184mm，L沖孔=56.52mm F落料=KtL落料b=1.3X4mmX184mmX600Mpa=574kN F沖孔=KtL沖孔b=1.3X4mmX56.52mmX600Mpa=176kN F沖裁=F落料+F沖孔=574kN+176kN=750kN (2)卸料力和推件力的計(jì)算 查表3-8[1]得K卸=0.045、K推=0.055； F卸=K卸F落料=0.045X574kN=25.83kN F推=nK推F沖孔=0.055X176kN=10.23kN 2.2.3壓力中心的計(jì)算 壓力中心是指沖裁力合力的作用點(diǎn)。該點(diǎn)應(yīng)該使它與模具的幾何中心重合，使得模具不會(huì)發(fā)生局部過載，向一邊偏移的現(xiàn)象。如果壓力中心不在模具的幾何中心使得模具受力不均勻，會(huì)導(dǎo)致模具部分沖裁高，加速模具的損壞，降低模具的使用壽命，也可能磨損模具，降低模具的精度，影響加工制造。 形狀規(guī)則的工件的壓力中心就是他的幾何中心。而該零件只有Y軸對(duì)稱，并不是完全對(duì)稱的。根據(jù)文獻(xiàn)[3]計(jì)算出它的壓力中心。 （1） 先按照比例畫出制件的輪廓圖 （2） 在上述圖的左邊定一個(gè)平面坐標(biāo)系 （3） 計(jì)算每個(gè)凹模的中心，并記下他們到x軸的距離,用y1,y2,y3表示，到y(tǒng)軸的距離，用x1,x2,x3表示。 （4） 計(jì)算出每個(gè)凸模的周長(zhǎng)c1,c2,c3 （5） 根據(jù)力矩平衡原理，可得壓力中心的坐標(biāo)(x,y) x=（c1x1+c2x2+c3x3）/(c1+c2+c3) =(28.26X15.5+28.26X34.5+84X25)/(28.26+28.26+184) =25 y=(c1y1+c2y2+c3y3)/(c1+c2+c3) =(28.26X9+28.26X9+184X21)/240.52 =18.18 所以壓力中心（x,y）=(25,18.18) 則壓力中心圖如下： 圖2-2 壓力中心示意圖 2.2.4模具工作零件設(shè)計(jì) 此零件是單件生產(chǎn)，故此采用配作法進(jìn)行此模具制造。落料時(shí)，選凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件；零件上的兩個(gè)孔以凸模為基礎(chǔ)；凸凹模刃口尺寸分別以落料凹模和沖孔凸模刃口實(shí)際尺寸按要求配作，保證單邊間隙Zmin即可。 由圖可知，該零件屬于無(wú)特殊要求的一般沖孔、落料件，50、42由落料獲得，Φ9由沖孔獲得，查表得：Zmin=0.32mm，Zmax=0.44mm，則Zmax-Zmin=0.12mm。 根據(jù)GB/T1800.3-2009查得，50、Φ9、42尺寸公差按ST7級(jí)精度查表得偏差值：、、；落料凹模和沖壓凸模刃口尺寸計(jì)算如下： （1）落料（、） Dd =（Dmax - △） Dp =（Dd - Zmin） 查表3-13[3]、3-14[3]得，均取1/4△=0.1，50=0.5，42=0.5。 校核間隙，因?yàn)?=0.1+0.1=0.2，不滿足+≤Zmax-Zmin條件，此時(shí)取取0.4（Zmax-Zmin），取0.6（Zmax-Zmin），即=0.048，=0.072 1） Dd =（50-0.5x0.4）=49.8（mm） Dp =（49.8- 0.32）=49.48（mm） 2） Dd =（42-0.5x0.4）=41.8（mm） Dp =（41.8-0.32）=41.48（mm） （2） 沖孔（） dp=（dmin + ） dd =（dp + Zmax） 查表3-13[3]、3-14[3]得=0.07，=0.07，=0.5。 校核間隙，因?yàn)?=0.07+0.07=0.04，不滿足+≤Zmax-Zmin條件，此時(shí)取取0.4（Zmax-Zmin），取0.6（Zmax-Zmin），即=0.048，=0.072 dp=（9 + 0.5x0.28）=9.14（mm） dd =（9.14+ 0.114）=9.254（mm） （3） 孔心距 Ld=Lmin±/8=19±0.3/8=19±0.04（mm） 2.2.5壓力機(jī)初步選取 由前述計(jì)算出的沖裁工藝力，確定模具結(jié)構(gòu)形式之后，可得到總的沖壓力F總為： F總=F沖裁+F卸+F推=750kN+25.83kN+10.23kN=786.23kN 為確保F公稱≥F總，所以壓力機(jī)公稱壓力初步選1000KN，查表，壓力機(jī)初選為J23—100。 第三章 沖裁模具主要零部件的設(shè)計(jì) 3.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及固定方式 選用矩形凹模，通過用螺釘、銷釘固定在凹模固定板內(nèi)，凹模與固定板采用H7/m6配合。 3.1.1凹模刃口形式 考慮到凹模的使用壽命以及卸料方便，則刃口形式選用直壁刃口的結(jié)構(gòu)形式。 3.1.2凹模的外形設(shè)計(jì) 凹模外形的計(jì)算公式為： H=Kb L=Db+2c B=Da+2c c=(1.5-2)H≥45-60mm 式中 H——凹模的高度（mm） L——凹模的長(zhǎng)度（mm） B——凹模的寬度（mm） b——工件最大外形尺寸（mm） K——修正系數(shù)，查表3-26可知，K為0.6 c——凹模壁厚（mm） Da、Db是凹模刃口尺寸（mm） 因此 H=0.6*50=30 c=50mm D1=50+100=150mm D2=42+100=142mm 因此根據(jù)計(jì)算凹模的尺寸并查表獲得凹模實(shí)際尺寸為160x160x30。 凹模的材料選用Cr12MoV，工作部分熱處理熱處理硬度為58～62HRC。 凹模結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖3-1 凹模 3.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、凸模的結(jié)構(gòu)形式 該零件凸模結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)圓形凸模。工件中有2個(gè)孔，大小相等，因此只需設(shè)計(jì)1個(gè)凸模。 2、凸模長(zhǎng)度的確定 凸模長(zhǎng)度計(jì)算公式：L=h1+h2+t+A+1 式中：h1--凸模固定板高度；26 h2--卸料板厚度；20 t--材料厚度；4 A--增加長(zhǎng)度；6 所以L=26+20+4+6+1=57mm 3、凸模的固定方式 此凸模采用臺(tái)階固定。凸模二維圖如圖所示。 圖3-2 沖孔凸模 3.3凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸凹模設(shè)計(jì) L = h1+h2+h3+t+1 =4mm+20mm+17mm+27mm+1 =69mm 式中 h1—卸料板厚度 h2—卸料板下平面到凸凹模固定板上平面的之間距離，由于采用彈性元件-橡膠卸料，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值一般取（15~25）mm,在此取17mm。 h3—凸凹模固定板的厚度 凸凹模的材料選用Cr12MoV，工作部分熱處理熱處理硬度為60～62HRC。 圖3-3 凸凹模 3.4 定位裝置設(shè)計(jì) 本模具為倒裝式復(fù)合模，故采用固定倒料銷和活動(dòng)擋料銷進(jìn)行定位。 活動(dòng)擋料銷結(jié)構(gòu)如下圖： 圖3-4 活動(dòng)擋料銷 3.5 卸料、出件方式 （1）采用彈性卸料板將條料卸除，安裝在下模上。 （2）采用打料裝置將零件從凹模上脫落，掉在工作面上。 （3）因?yàn)槭堑寡b復(fù)合模，沖孔廢料直接從凹模漏孔排出。 3.6卸料零件的設(shè)計(jì) 卸料板的外形尺寸與凹模外形尺寸相同，此模具卸料板僅做卸料使用，所以可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自取10-20mm，此處選取厚度為20mm，材料為45鋼，淬火硬度為43-48HRC。 圖3-5 卸料板 3.7凸模固定板的設(shè)計(jì) 根據(jù)JB/T7643.2-200選擇矩形固定板，其外形尺寸與凹?；疽恢拢穸瓤扇“寄５?0%～90%，材料選擇45鋼，固定板與凸模采用銷釘配合。 凸模固定板結(jié)構(gòu)如圖： 圖3-6 凸模固定板 3.8模架及模柄的選擇 3.8.1模架的選擇 為了提高模具的壽命和工件質(zhì)量，方便安裝，調(diào)試，維修模具，該復(fù)合模采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。根據(jù)凹模的計(jì)算尺寸取凹模長(zhǎng)度L=160mm，寬度B=160mm，查GB/T2861.2-1990得：對(duì)角導(dǎo)柱模架 上模座尺寸為315x315x50(GB/T2851.1-1990)； 下模座尺寸為315x200x60(GB/T2851.1-1990)； 導(dǎo)柱分別為 Φ45x200，Φ50x200（GB/T2851.1-1990)； 導(dǎo)套分別為 Φ45x125x48,Φ50x125x48(GB/T2851.1-1990)； 3.8.2模柄的選用 根據(jù)初選設(shè)備J23-100凸緣模柄的尺寸，選擇JB/T 2862.3-1981凸緣模柄。結(jié)構(gòu)如下圖： 圖3-7 模柄 第四章 壓力機(jī)校核 4.1壓力機(jī)選擇 由前述計(jì)算出的沖裁工藝力F總=F沖裁+F卸+F推=786.063kN。由于沖裁時(shí)，需滿足F公稱≥F總，所以壓力機(jī)公稱壓力初步選1000KN，查表1-7[3]，壓力機(jī)初選為J23—100開式雙柱可傾壓力機(jī)。其主要工藝參數(shù)如下： 公稱壓力 1000KN 滑塊行程 130mm 行程次數(shù) 38次∕min 最大閉合高度 480mm 最大裝模高度 380mm 工作臺(tái)尺寸（前后×左右） 710mm x 1080mm 模柄孔尺寸 Φ60 x 75mm 4.2壓力機(jī)校核 下模座平面的最大外形尺寸為：315mm x 315mm，長(zhǎng)度方向單邊小于壓力機(jī)工作臺(tái)平面尺寸710X1080mm，因此滿足模具安裝要求。 模具閉合高度為：240mm，小于壓力機(jī)的最大閉合高度480mm，因此所選設(shè)備合適。 第五章 模具裝配圖 圖5-1 裝配圖 致謝 伴隨著此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束，四年的本科學(xué)習(xí)也進(jìn)入了尾聲，在這里我向所有在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給與我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示由衷的感謝，感謝他們?cè)谖倚枰獛椭臅r(shí)候耐心的指導(dǎo)我，感謝他們拿出寶貴的時(shí)間為我解決問題。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在魏楓老師的悉心指導(dǎo)下完成的，受此次疫情影響，學(xué)校無(wú)法開學(xué)，使得我們無(wú)法面對(duì)面與老師交流。在這將近四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我通過互聯(lián)網(wǎng)向魏楓老師提出問題，老師總是不厭其煩的為我講解，正是這樣的的工作態(tài)度和工作風(fēng)格促使我能順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，我想，師者傳道受業(yè)解惑就是如此。 最后再次感謝魏楓老師的悉心教導(dǎo)，同時(shí)也要感謝我的父母，感謝他們能夠支持我完成這四年的學(xué)業(yè)。對(duì)于此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中存在的錯(cuò)誤，懇請(qǐng)廣大老師不吝批評(píng)指正。 參考文獻(xiàn)： [1]柯旭貴. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2012: 173~225. 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