固定墊板沖裁模具設計【說明書+CAD】

固定墊板沖裁模具設計【說明書+CAD】,說明書+CAD,固定墊板沖裁模具設計【說明書+CAD】,固定,墊板,模具設計,說明書,仿單,cad 固定墊板沖裁模具設計固定墊板沖裁模具設計 n n姓名：劉禮姓名：劉禮n n班級：班級：機制機制052052n n學號：學號：2005043420050434n n課題類型課題類型：畢業(yè)設計畢業(yè)設計n n指導老師：指導老師：樊十全老師樊十全老師n n專業(yè)：專業(yè)：機械設計制造及其自動化機械設計制造及其自動化設計零件圖樣設計零件圖樣n n零件名稱：固定墊板零件名稱：固定墊板n n沖壓技術要求沖壓技術要求n n材料：材料：Q235Q235n n材料厚度：材料厚度：2.52.52.52.5mmmmn n生產(chǎn)批量：月產(chǎn)生產(chǎn)批量：月產(chǎn)4747萬件萬件n n精度要求：保證中心孔精度要求：保證中心孔與外形輪廓的一定位置與外形輪廓的一定位置精度精度沖裁模設計程序及步驟沖裁模設計程序及步驟n n1.1.1.1.沖裁件的工藝性分析和方案確定沖裁件的工藝性分析和方案確定沖裁件的工藝性分析和方案確定沖裁件的工藝性分析和方案確定n n1.11.11.11.1零件的工藝性分析零件的工藝性分析零件的工藝性分析零件的工藝性分析 n n圖樣所示零件均未標注公差的一般尺寸圖樣所示零件均未標注公差的一般尺寸,按慣例取公差等級按慣例取公差等級IT12 IT12 級級,符合一般符合一般沖壓的精度要求沖壓的精度要求,模具精度取模具精度取 IT9 IT9 即可。即可。n n圖樣零件材為圖樣零件材為 Q235 Q235 鋼板鋼板,能夠進行一般的沖壓加工能夠進行一般的沖壓加工,市場上也容易得到這種市場上也容易得到這種材料材料,價格適中。價格適中。n n外形落料的工藝性外形落料的工藝性:零件屬于中小零件零件屬于中小零件,材料厚材料厚 t=2.5mm,t=2.5mm,外形簡單外形簡單,結構對結構對稱稱,是由圓弧和直線組成是由圓弧和直線組成,尺寸精度要求一般尺寸精度要求一般,因此可用沖裁落料工藝。因此可用沖裁落料工藝。n n沖孔工藝沖孔工藝:沖中心孔孔徑為沖中心孔孔徑為 20 mm,20 mm,兩小孔孔徑為兩小孔孔徑為 10 mm,10 mm,中心孔與兩個小孔中心孔與兩個小孔之間距離為之間距離為5 mm,5 mm,材料材料Q235Q235抗剪強度抗剪強度=310=310380Mpa,380Mpa,一般沖孔模可沖壓的最一般沖孔?？蓻_壓的最小孔徑為小孔徑為dtdt=2.5 mm,=2.5 mm,故各孔均符合沖壓工藝要求?？壮叽缇纫笠话憧晒矢骺拙蠜_壓工藝要求?？壮叽缇纫笠话憧刹捎脹_孔工藝。采用沖孔工藝。n n綜合以上幾個方面的情況可認為圖樣所示主要沖壓工序的工藝性良好。綜合以上幾個方面的情況可認為圖樣所示主要沖壓工序的工藝性良好。n n2.22.22.22.2確定合理沖壓工藝方案確定合理沖壓工藝方案確定合理沖壓工藝方案確定合理沖壓工藝方案n n圖樣所示零件所需的基本工序為沖孔、落料?？蓴M定出如下工藝方案圖樣所示零件所需的基本工序為沖孔、落料。可擬定出如下工藝方案:n n方案方案方案方案1.1.1.1.用單工序模分四次加工用單工序模分四次加工,即即:沖孔沖孔(中心孔中心孔)沖孔沖孔(小孔小孔)-)-沖孔沖孔(小孔小孔)落料。落料。n n方案方案方案方案2.2.2.2.用單工序模和復合模分兩次加工用單工序模和復合模分兩次加工,即即:落料落料沖孔沖孔(中心孔和小孔中心孔和小孔)。n n方案方案方案方案3.3.3.3.用復合模一次加工。用復合模一次加工。n n方案方案方案方案4.4.4.4.用極進模沖制。用極進模沖制。n n采用方案采用方案1 1、2 2工序太多會使工件尺寸的積累誤差加大工序太多會使工件尺寸的積累誤差加大,生產(chǎn)率低生產(chǎn)率低,操作不方便操作不方便也不安全也不安全,但模具簡單但模具簡單,制造周期短制造周期短,不過工序分散不過工序分散,模具和設備數(shù)量要求多。模具和設備數(shù)量要求多。n n采用方案采用方案3 3零件生產(chǎn)率提高零件生產(chǎn)率提高,尺寸精度較好尺寸精度較好,使用的設備較少使用的設備較少,產(chǎn)品質(zhì)量高產(chǎn)品質(zhì)量高,但復但復合模具結構復雜合模具結構復雜,制造精度要求高，成本高且模具壽命較低。制造精度要求高，成本高且模具壽命較低。n n采用方案采用方案4 4生產(chǎn)率提高生產(chǎn)率提高,尺寸精度可以保證尺寸精度可以保證,模具壽命長模具壽命長,但設計制造也復雜。但設計制造也復雜。n n比較各個方案比較各個方案,方案方案4 4適合在大批量生產(chǎn)用任意幾何形狀板類零件沖裁適合在大批量生產(chǎn)用任意幾何形狀板類零件沖裁,而且比而且比較簡單，內(nèi)孔數(shù)量不太多，能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量較簡單，內(nèi)孔數(shù)量不太多，能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量,生產(chǎn)效率也高生產(chǎn)效率也高,使用壽命長。使用壽命長。n n綜合生產(chǎn)成本方案綜合生產(chǎn)成本方案4 4更經(jīng)濟更經(jīng)濟,現(xiàn)確定用此方案進行生產(chǎn)?，F(xiàn)確定用此方案進行生產(chǎn)。n n根據(jù)給定的產(chǎn)量的要求根據(jù)給定的產(chǎn)量的要求,按每月按每月2222天天/每天每天8 8小時計小時計,實行單班生產(chǎn)實行單班生產(chǎn),則每分鐘的則每分鐘的產(chǎn)量是產(chǎn)量是4545件。件。n n因此采用普通板人工送料因此采用普通板人工送料,即可滿足生產(chǎn)的需要。即可滿足生產(chǎn)的需要。n n根據(jù)市場的供應情況原材料選根據(jù)市場的供應情況原材料選1000mm1000mm 2000mm2000mm 2.5mm2.5mm熱軋鋼板。熱軋鋼板。n n3.3.3.3.毛坯排樣類型及選擇毛坯排樣類型及選擇毛坯排樣類型及選擇毛坯排樣類型及選擇n n對所示零件對所示零件,依據(jù)條料的供應形式，被沖零件形狀及尺寸變形關系，典型的排依據(jù)條料的供應形式，被沖零件形狀及尺寸變形關系，典型的排樣方案有兩種如下圖樣方案有兩種如下圖:n n采用第一種方案要求條料寬度小采用第一種方案要求條料寬度小,模具寬度小模具寬度小,但模具會較長但模具會較長,而且送進步距長而且送進步距長,不不便實現(xiàn)快速生產(chǎn)。便實現(xiàn)快速生產(chǎn)。n n采用第二種方案模具寬度增加采用第二種方案模具寬度增加,但模具長度會縮短但模具長度會縮短,送進步距小送進步距小,便于提高生產(chǎn)效率。便于提高生產(chǎn)效率。n n兩種方案的材料的利用率相當兩種方案的材料的利用率相當,在同樣保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下在同樣保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下,根據(jù)少（無）廢料根據(jù)少（無）廢料及最佳經(jīng)濟原則，方案二的生產(chǎn)效率較高及最佳經(jīng)濟原則，方案二的生產(chǎn)效率較高,所以考慮擬用第二種排樣方案。所以考慮擬用第二種排樣方案。n n4 4 4 4零件排樣分析零件排樣分析零件排樣分析零件排樣分析n n4.14.14.14.1工序排樣類型工序排樣類型工序排樣類型工序排樣類型 根據(jù)零件的沖壓要求根據(jù)零件的沖壓要求,所以該零件的沖壓適于落料型工序排樣。設定工序排所以該零件的沖壓適于落料型工序排樣。設定工序排樣為：（樣為：（1 1）沖中心孔）沖中心孔2020，（，（2 2）沖兩個小孔）沖兩個小孔R5R5，（，（3 3）落料。）落料。n n4.24.24.24.2確定沖裁位置確定沖裁位置確定沖裁位置確定沖裁位置 沖裁位置的確定既是確定凹模形孔的分布位置，工位數(shù)及各工位的作業(yè)內(nèi)容，沖裁位置的確定既是確定凹模形孔的分布位置，工位數(shù)及各工位的作業(yè)內(nèi)容，明確零件在模具的沖制順序。明確零件在模具的沖制順序。如圖所示如圖所示如圖所示如圖所示 ：n n4.34.34.34.3零件排樣樣圖零件排樣樣圖零件排樣樣圖零件排樣樣圖 根據(jù)以上幾個方向的設計根據(jù)以上幾個方向的設計,經(jīng)綜合分析比較經(jīng)綜合分析比較,可確定圖樣所示零件的沖壓工序排可確定圖樣所示零件的沖壓工序排樣圖如圖所示，采用直排的排樣方式，零件的沖制用三工位級進模。樣圖如圖所示，采用直排的排樣方式，零件的沖制用三工位級進模。第一工位：沖中心孔第一工位：沖中心孔 第二工位第二工位:沖小孔沖小孔 (兩個小孔一個工位完成兩個小孔一個工位完成)第三工位第三工位:落料落料 沖缺口沖缺口 外形落料外形落料 沖小孔沖小孔 沖中心孔沖中心孔 n n4.44.44.44.4確定步距大小確定步距大小確定步距大小確定步距大小 查表（搭邊數(shù)值表）知，搭邊值為：查表（搭邊數(shù)值表）知，搭邊值為：沿送進方向搭邊為沿送進方向搭邊為 =2 mm=2 mm 側向搭邊為側向搭邊為 =2.5 mm=2.5 mm 由此可算出步距初定為：由此可算出步距初定為：S=c+=2S=c+=2（5+155+15）+2=42 mm+2=42 mm 式中：式中：c-c-制品最大寬度（制品最大寬度（mmmm）a-a-零件間側向搭邊值（零件間側向搭邊值（mmmm）由此可以算出一個步距內(nèi)材料的利用率為：由此可以算出一個步距內(nèi)材料的利用率為：=100%=100%=100%=58.3%100%=58.3%式中：式中：A-A-一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積（一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積（mmmm）；）；B-B-條料寬度（條料寬度（mmmm）；）；S-S-步距（步距（mmmm）。）。由利用率可知，排樣合理。由利用率可知，排樣合理。n n4.54.54.54.5計算條料寬度計算條料寬度計算條料寬度計算條料寬度 模具結構采用初始擋料銷和擋料桿定距裝置，并在條料的送進過程模具結構采用初始擋料銷和擋料桿定距裝置，并在條料的送進過程中安有側壓裝置，這樣能使條料始終緊靠同一側導料板送進，因此只中安有側壓裝置，這樣能使條料始終緊靠同一側導料板送進，因此只須在條料與另一側導料板間留有間隙，故按下式計算，查表得：須在條料與另一側導料板間留有間隙，故按下式計算，查表得：=0.8,Z=5=0.8,Z=5 條料寬度：條料寬度：B=B=（Dmax+2a)=Dmax+2a)=（70+270+22.5)=75 mm2.5)=75 mm 導料板之間的距離：導料板之間的距離：A=B+Z=Dmax+2a+ZA=B+Z=Dmax+2a+Z =70+2 =70+22.5+52.5+5 =80 mm =80 mm 式中：式中：B-B-條料寬度（條料寬度（mmmm）；）；A-A-導料板之間的距離（導料板之間的距離（mmmm）；）；-條料寬度的單向（負向）偏差（條料寬度的單向（負向）偏差（mmmm）；）；Z-Z-導料板與最寬條之間的間隙（導料板與最寬條之間的間隙（mmmm）；）；a-a-側搭邊值（側搭邊值（mmmm）；）；DmaxDmax-條料寬度方向沖裁件的最大尺寸（條料寬度方向沖裁件的最大尺寸（mmmm）。）。n n4.64.64.64.6條料尺寸及步距精度條料尺寸及步距精度條料尺寸及步距精度條料尺寸及步距精度 條料寬度定為條料寬度定為 B=75 mm B=75 mm，步距為步距為 S=42 mmS=42 mm；步距精度步距精度:工位數(shù)為工位數(shù)為 n=3 n=3；由輪廓尺寸精度查得由輪廓尺寸精度查得T1=0.1T1=0.1；根據(jù)沖裁的間隙根據(jù)沖裁的間隙 從修正系數(shù)表中查得從修正系數(shù)表中查得 K=1.00K=1.00；根據(jù)經(jīng)驗公式根據(jù)經(jīng)驗公式:T/2=T/2=T1K/2T1K/21.44=1.44=0.0314 0.0314 取取T/2=0.04 T/2=0.04 T/2-T/2-步距對稱偏差值；步距對稱偏差值；T1-T1-沖件沿送料方向最大輪廓尺寸精度提高三級后實際公差值；沖件沿送料方向最大輪廓尺寸精度提高三級后實際公差值；n-n-工位數(shù)；工位數(shù)；k-k-修正系數(shù)。修正系數(shù)。n n4.74.74.74.7零件產(chǎn)品材料成本零件產(chǎn)品材料成本零件產(chǎn)品材料成本零件產(chǎn)品材料成本 n n 由鋼板尺寸規(guī)格由鋼板尺寸規(guī)格1000mm1000mm 2000mm2000mm考慮到材料的利用率和可保持連續(xù)沖裁狀考慮到材料的利用率和可保持連續(xù)沖裁狀態(tài)的送料穩(wěn)定態(tài)的送料穩(wěn)定,可將板料按下圖所示裁成條料進行沖壓可將板料按下圖所示裁成條料進行沖壓,這樣每塊板裁成這樣每塊板裁成1313條條長度為長度為1972mm1972mm、寬度為、寬度為75mm75mm的條料。的條料。n n 每整塊鋼板可沖的零件數(shù)為每整塊鋼板可沖的零件數(shù)為 4747個個13=61113=611個個,正常情況下每月使用正常情況下每月使用770770張張鋼板，每張鋼板的重量約為鋼板，每張鋼板的重量約為 13 kg,13 kg,所以每月需要所以每月需要 10010kg10010kg的鋼板的鋼板,設每噸鋼設每噸鋼材材27252725元元,則算出每個零件的材料成本約為則算出每個零件的材料成本約為0.0580.058元。元。n n5.5.5.5.沖裁力的計算沖裁力的計算沖裁力的計算沖裁力的計算n n5.15.15.15.1沖裁力的分類及計算步驟沖裁力的分類及計算步驟沖裁力的分類及計算步驟沖裁力的分類及計算步驟 按工序排樣圖所示按工序排樣圖所示按工序排樣圖所示按工序排樣圖所示,該零件沖壓力由多個部分組成該零件沖壓力由多個部分組成該零件沖壓力由多個部分組成該零件沖壓力由多個部分組成:n n沖孔力沖孔力沖孔力沖孔力 F:F:F:F:由四個部分組成由四個部分組成由四個部分組成由四個部分組成,即即即即F F F F1 1 1 1、F F F F2 2 2 2、F F F F4 4 4 4，其中，其中，其中，其中F F F F1 1 1 1為沖中心孔的力，為沖中心孔的力，為沖中心孔的力，為沖中心孔的力，F(xiàn) F F F2 2 2 2沖為兩沖為兩沖為兩沖為兩小孔的力，小孔的力，小孔的力，小孔的力，F(xiàn) F F F4 4 4 4為沖缺口的力。為沖缺口的力。為沖缺口的力。為沖缺口的力。n n落料力落料力落料力落料力F F F F3 3 3 3：F F F F3 3 3 3為沖外形輪廓的落料力。為沖外形輪廓的落料力。為沖外形輪廓的落料力。為沖外形輪廓的落料力。n n推件力推件力推件力推件力F F F Ft t t t:有三個部分組成有三個部分組成有三個部分組成有三個部分組成,沖中心孔和兩個小孔及沖外形輪廓還有沖缺產(chǎn)生的沖中心孔和兩個小孔及沖外形輪廓還有沖缺產(chǎn)生的沖中心孔和兩個小孔及沖外形輪廓還有沖缺產(chǎn)生的沖中心孔和兩個小孔及沖外形輪廓還有沖缺產(chǎn)生的力。力。力。力。n n(1).(1).計算沖裁力公式為計算沖裁力公式為:F=:F=KLtKLtb b F-F-沖裁力沖裁力(N);(N);L-L-沖裁周邊長度沖裁周邊長度(mm);(mm);t-t-材料厚度材料厚度(mm);(mm);b b-材料抗剪強度材料抗剪強度(MpaMpa););k-k-修正系數(shù)，一般修正系數(shù)，一般K K取取1.31.3。由設計手冊查得由設計手冊查得b b=310-380Mpa,=310-380Mpa,取取b b=343Mpa,=343Mpa,修正系數(shù)修正系數(shù)k k取取1.31.3。F F1 1=KL=KL1 1ttb b=70006.3 N F=70006.3 N F2 2=KL=KL2 2ttb b=70006.3 N =70006.3 N F F4 4=KL=KL4 4ttb b=33442.5 N=33442.5 Nn n(2).(2).計算落料力：計算落料力：F F3 3=KL=KL3 3ttb b=1.3=1.32(5+5+40)+3.142(5+5+40)+3.1430302.52.5343=216484.45 N343=216484.45 Nn n(3)(3)計算推件力公式為計算推件力公式為:F:Ft t=nKtFnKtF F Ft t-推件力推件力(N)(N)n-n-同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù) K-K-推件力系數(shù)推件力系數(shù) 由表推件力系數(shù)查出由表推件力系數(shù)查出 k=0.055;k=0.055;n=n=h/th/t h h為凹模型口直壁高度為凹模型口直壁高度,t,t為板料厚度為板料厚度.由模具設計手冊查得由模具設計手冊查得 h=5 h=5 mm,nmm,n=5/2=2.5=5/2=2.5個個 推件力：推件力：F Ft1t1=nK=nKt tF F1 1=2=20.0550.05570006.3=7700.693N F70006.3=7700.693N Ft2t2=nK=nKt tF F2 2=F=Ft1t1=7700.693N=7700.693N F Ft3t3=nk=nkt tF F3 3=2=20.0550.055216484.45=23813.3N216484.45=23813.3N F Ft4t4=nK=nKt tF F4 4=2=20.0550.05533442.5=3678.67N 33442.5=3678.67N 則有則有:F Ft t=F=Ft1t1+F+Ft2t2+F+Ft3t3+F+Ft4t4=42893.365N=42893.365N(4)(4)總的沖壓力近似為總的沖壓力近似為:F F總總=F=F3 3+F+F1 1(F(F2 2)F)Ft3t3+F+Ft1t1(F(Ft2t2)=216484.45+70006.3+23813.3+770069=318004.77N318KN =216484.45+70006.3+23813.3+770069=318004.77N318KNn n5.25.25.25.2壓力中心的確定壓力中心的確定壓力中心的確定壓力中心的確定 用解析法作法如下用解析法作法如下:任意選取一點為原點，送料的反方向為任意選取一點為原點，送料的反方向為x x軸。軸。如圖所示：如圖所示：由壓力中心計算公式由壓力中心計算公式:X X0 0=(F(F1 1X X1 1+F F2 2X X2 2+F F3 3X X3 3+F F4 4X X4 4)/(F(F1 1+F F2 2+F F3 3+F F4 4)Y Y0 0=(F=(F1 1Y Y1 1+F+F2 2Y Y2 2+F+F3 3Y Y3 3+F+F4 4Y Y4 4)/(F)/(F1 1+F+F2 2+F+F3 3+F+F4 4)取取X X1 1=157,=157,X X2 2=115,=115,X X3 3=73,=73,X X4 4=10,=10,Y Y1 1=Y Y2 2=Y Y3 3=Y=Y4 4=40=40 將將F=F=KLtKLtb b代入上面方程代入上面方程,可求得可求得:X:X0 0=90.22 Y=90.22 Y0 0=40=40 即壓力中心在落料中心偏右距離為即壓力中心在落料中心偏右距離為17.22mm17.22mm的位置。的位置。n n6.6.6.6.模具結構示意圖模具結構示意圖模具結構示意圖模具結構示意圖 n n6.6.6.6.沖裁模刃口尺寸計算沖裁模刃口尺寸計算沖裁模刃口尺寸計算沖裁模刃口尺寸計算n n6.16.16.16.1落料凸、凹模刃口尺寸計算落料凸、凹模刃口尺寸計算落料凸、凹模刃口尺寸計算落料凸、凹模刃口尺寸計算n n 落料凸凹模的刃口尺寸由于零件的外形比較復雜落料凸凹模的刃口尺寸由于零件的外形比較復雜,為保證零件沖壓精度要為保證零件沖壓精度要求，采用凸、凹模配合加工的方法加工求，采用凸、凹模配合加工的方法加工,落料時應以凹模為基準來配作凸模落料時應以凹模為基準來配作凸模,根據(jù)凹模磨損后的尺寸變化情況將零件各尺寸分類根據(jù)凹模磨損后的尺寸變化情況將零件各尺寸分類:A:A1 1，A A2 2，C C。如下圖所示：。如下圖所示：根據(jù)零件的形狀，凹模磨損后其尺寸變化有兩種情況：根據(jù)零件的形狀，凹模磨損后其尺寸變化有兩種情況：（1 1）凹模磨損后變大的尺寸（圖中）凹模磨損后變大的尺寸（圖中A A1 1、A A2 2），即按一般落料凹模尺寸公式計），即按一般落料凹模尺寸公式計算，算，查表得查表得Z Zminmin=0.360=0.360，Z Zmaxmax=0.500=0.500，=0.75=0.75 按行業(yè)標準查制造精度得按行業(yè)標準查制造精度得1 1=0.30=0.30，2 2=0.25=0.25 A =(A-A =(A-1 1)=(70-0.75)=(70-0.750.300.30)=69.775)=69.775 A =(A-A =(A-2 2)=(40-0.75)=(40-0.750.250.25)=39.813)=39.8131d10+1d0+0.3/40+0.0752d20+2d0+0.25/40+0.063 (2)(2)凹模磨損后無變化尺寸凹模磨損后無變化尺寸(圖中圖中C),C),零件尺寸標注為零件尺寸標注為5 5。按行業(yè)標準制造精度查手冊得按行業(yè)標準制造精度查手冊得=0.12=0.12 C=C=c+c+=5=50.12/4=50.12/4=50.030.03 查表得查表得Z Zminmin=0.360,=0.360,可以保證雙邊間隙為可以保證雙邊間隙為0.3600.360。凸模尺寸按凹模實際尺寸配做凸模尺寸按凹模實際尺寸配做,A A ，A A ，C-C-凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸 A A1 1 ，A A，C-C-與與A A ，A A ，C C 相對應的沖裁件的基本尺寸相對應的沖裁件的基本尺寸 -零件的制造公差零件的制造公差 -凹模制造公差凹模制造公差 當標注為當標注為+或或-時取時取=/4/4；當標注為；當標注為 時取時取 =/8/8。A =69.775 mmA =69.775 mm，A =39.813 mmA =39.813 mm，C Cd d=5=50.030.03mmmm 而凸模的尺寸為相應的而凸模的尺寸為相應的 69.775mm69.775mm；39.813mm39.813mm；5mm5mm。dd1d2dd121d2dddddddd1d0+0.0752d0+0.063n n8.8.8.8.模具的裝配圖模具的裝配圖模具的裝配圖模具的裝配圖 如下：如下：謝謝 歡迎各位老師批評指正！