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1、大連海洋大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
課程設(shè)計
設(shè)計題目:墊片復(fù)合膜
專業(yè):模具設(shè)計與制造
設(shè)計者 : 趙銳
班級:模具 09
摘要 :
通過在學(xué)校的學(xué)習(xí),設(shè)計該零件的沖裁模,首先對沖壓間進行工藝性分析,對沖
壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計,畫裝配圖。
沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備 (主要是壓力機) 上的模具對材料施加壓力, 使其分離或
塑性變形, 從而獲得所需零件(俗稱沖壓或沖壓件)的一種壓力加工方法。 沖壓通常在常溫
下對材料進行冷變形加工, 且主要采用板料來加工成所需零件, 所以也叫冷沖壓或板料沖壓。
沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一,隸屬于材料成型工程技術(shù)。
前言
模具是制造
2、業(yè)得一種基本工藝裝備, 它的作用是控制和限制材料 (固態(tài)或液態(tài)) 流動,
使之形成所需的形體, 用模具制造零件以其效率高產(chǎn)品質(zhì)量好, 材料廠消耗低, 生產(chǎn)成本低
而廣泛用于制造業(yè)中。
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè),是國際上公認的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高
低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志, 它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量, 效益
和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。
振興和發(fā)展我國的模具工業(yè), 正日益受到人們的關(guān)注。 早在 1989 年 3 月中國政府頒布的 《關(guān)
于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中,將模具列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。
模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分,又是
3、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化得重要領(lǐng)域。模具
在機械,電子,輕工,汽車,紡織,航空,航天等工業(yè)領(lǐng)域里,日益成為使用最廣泛的主要
工藝裝備,它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域的 60%~90% 的產(chǎn)品零件,組件和部件的生產(chǎn)加工。
模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上, 僅以汽車, 摩托車行業(yè)的模具市場為例。
汽車, 摩托車行業(yè)是模具的最大市場, 在工業(yè)發(fā)達的國家, 這一市場占整個模具市場一半左
右。 汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟五大支柱產(chǎn)業(yè)之一, 汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件, 經(jīng)濟型轎車
和重型汽車, 汽車模具作為發(fā)展重點, 已在汽車工業(yè)生產(chǎn)政策中得到了明確。 汽車基本車型
不斷增加, 一個型號的汽車所需模具達幾千
4、副,價值上億元。 為了適應(yīng)市場的不斷需求,汽
車將不斷換型,汽車換型時約有 80% 的模具須要更換。中國摩托車居世界第一,據(jù)統(tǒng)計,
中國共有 14 種排量 80 多個車型, 1000 多個型號。 單輛摩托車約有零件 2000 種, 共計 5000
多個,其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需 1000 副模具,總價值為 1000
多元。其他行業(yè),如電子及通訊,家電建筑等,也存在巨大的模具市場。
1
目錄
(一)零件的工藝性分析 3
1.材料分析 3
2. 結(jié)構(gòu)分析 3
3. 精度分析 3
(二)沖裁工藝方案的確定 3
(三)零件工藝計算 3
5、1. 刃口尺寸計算 4
2. 排樣計算 5
3. 沖壓力計算 6
4. 壓力中心計算 6
(四)沖壓設(shè)備的選用 6
(五)模具零部件結(jié)構(gòu)的確定 6
1. 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 6
2. 卸料裝置中彈性元件的計算 7
3. 其他零部件結(jié)構(gòu)圖 8
(六)模具裝配圖 11
(七)參考文獻 13
#
(一)零件工藝分析
工件為圖一所示的落料沖孔件 ,材料為Q235鋼,材料厚度 3mm,生產(chǎn)批量 為大批量。工藝性分析內(nèi)容如下:
<()35-0.62
1、材料分析
Q235為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼,具有良好的沖裁成形性能。
2結(jié)構(gòu)分析
零件簡單,結(jié)構(gòu)
6、對稱,無尖角對沖裁加工較為有力。零件內(nèi)部有兩個 8的孔和
一個孔,滿足沖裁最小孔徑 dmin >1.0t=3mm,另外,經(jīng)計算 e20的孔距零件外
形之間的最小邊距為 7.5mm ,滿足沖裁件最小邊距l(xiāng) min >1.5t=4.5mm。所以,該
零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求。
3、精度分析
零件上有5個尺寸標(biāo)注了公差尺寸要求, 沖裁件的經(jīng)濟公差等級不高于 IT11級, 一般落料公差等級最好低于 IT10級,沖孔件公差等級最好低于 IT9級,工件的 尺寸全為自由公差, 可看作IT14級,尺寸精度較低,普通沖裁完全能滿足要求。
(二)沖裁工藝方案的確定
零件為落料沖孔件,可提出的方案如下
7、:
方案一、單工序模:零件屬于中批量生產(chǎn),因此采用單工序模須要模具數(shù)量多, 生產(chǎn)率低,所以費用也高,不合理。
方案二、復(fù)合模:若采用復(fù)合沖裁,可以得出沖件的精度和平直度較好,生產(chǎn)率
較高,凸凹模最小壁厚為 3.2mm.
方案三、級進模:大批量生產(chǎn),沖裁精度較高,沖裁件孔與孔、孔與邊緣尺寸較
小時使用,計算該件的最小壁厚為 6.6ms
綜上所述,可選方案二的復(fù)合膜。
(三)零件的工藝計算
1刃口得尺寸計算
根據(jù)零件的形狀特點,刃口尺寸計算采用分開制造法。
(1)落料件的基本尺寸計算公式為
Da = (Dmax-X 3 0A
Dt =(Da —Zmin)\
①尺寸420
8、00.52 mm。由表2.2.3可得凸凹模最小間隙Zmin = 0.460 mm ,
Zmax =0.640 mm。
查表得 5T =0.020, 16A =0.0250,磨損系數(shù)為 x=0.5
校核:回 | + 歸A =0.045< Zmax - Zmin =0.18
a 0.025 0.025
Da =(Dmax -X ) 0A =(20 -0.5X 0.52) 0 =19.74。
0 0 0
Dt = (Da -Zmin ) _T =(19.74 一0.64) ,0.020 =19.1 9.020
②尺寸 @3500.62mm,由材料厚度可得 Zmin =0.460mm
9、, Zmax = 0.640 mm。
查表彳導(dǎo)6T =0.020, 6A =0.030,磨損系數(shù)為 x=0.5。
校龍亥;16Tl + 16A =0.005< Zmax - Zmin =0.18
A_ 0.030 0.030
Da =(Dmax —X4)號=(35 —0.5X 0.62 ) 0 =34.69 0
0 0 0
Dt = (Da _Zmin ) = (34.69-0.64) _0.020 =34.05 _0.020
(2)沖孔的基本尺寸計算公式為
dT =&所? 乂,),
dA - (dT Zmin )0
①沖孔尺寸 2X 18 f^mm,可查得 Zmin =0
10、.460mm , Zmax =0.640mm 。
許=0.020 , 6a =0.020 ,磨損系數(shù) x=0.5
校核:16T + — 1 =0.04W Zmax ^min =0.18
dT =(dmin +xA)\= (8+0.5X0.36) 00.02 =8.18 01).02
A .0.02 0.02
dA=(dT + Zmin)乎=(8.18+0.46) 0 =8.64 0
0.52
②沖孔尺寸 200 mm ,可查得 Zmin =0.460mm, Zmax=0.640mm ,
6T =0.020, 6A =0.025 ,磨損系數(shù) x=0.5 。
(3)孔心距計算:尺
11、寸 60 0.74
L d= (L min +0.5 △ ) 0.125 2
=((60—0.74) +0.5X 1.48 ) mmt 0.125x 1.48mm
=60 _ 0.185mm
2、排樣計算
(1)根據(jù)零件形狀和增大利用率而采用斜排。
2 2) 搭邊值設(shè)定 a1=2.5 , a=2.8 。
3 3)條料寬度與導(dǎo)料板寬度間距離計算
采用無側(cè)壓裝置條料寬度與導(dǎo)料板間距離
一 一、 0 _ 0
條料寬度B」=(Dmax+2a+c) 3
查得條料寬度偏差 A=0.9mm,導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙 c , c=0.5 。
B=(35+2X 2.8+0.5) 00.
12、9 =41.1 00.9,實際板料寬度為 42mm。
導(dǎo)料板間的距離: A=B+C=42+0.5=42.5mm 。
步距 S=2x+a1。如圖,x=35.28
S=35.28X 2+2.5=73.06
73.06
35.28 2.5
(4) 條料利用率n =(VBS)X100%
2
一個零件面積為 1600.77 mm
一個進距內(nèi)的坯料面積:
_ _ _ _ 2
BX S=42X 73.06=3068.52mm
因此,材料利用率:
n =(A/ BS) x 100%
二(1600.77/3068.52) 100%
=53%
3、沖壓力計算
可知
13、沖裁力基本計算公式:
F二KLt .
此例中零件的周長 L1=186.6mm,沖孔內(nèi)周邊之和 L2=113.1mm,又因為
= =300MPa , t=3mm, K=1.3.
F1 = K L1t T =1.3X 186.6X 3X 300=218.322KN
沖孔力: F2=K L2tT =1.3X 113.1 X 3X300=132.327KN
總沖裁力: F 二 F1 F2=218.322+132.327=350.649KN
推件力:根據(jù)材料厚度取凹模刃口直壁高度 h=9mm ,故n=h/t=9/3=3,
KT =0.45,貝U: FT=n KT F沖=3X 0.45X
14、132.327=178.641KN
卸料力:Kx =0.04,則:Fx = Kx x F落=0.04 x 218.322 = 8.372KN
所以,F(xiàn)z= F Fx F[ 二 350.649 178.641 8.732-538.02KN
公稱壓力:f = 1.3 F2 =1.3x 538.02 = 699.43KN
4、壓力中心計算
該零件結(jié)構(gòu)簡單對稱,取該件幾何中心。
(四)、沖壓設(shè)備的選用
根據(jù)沖壓力的大小,選取開式雙柱可傾壓力機 J23-80,其主要技術(shù)參數(shù)
如下:
公稱壓力:800KN
滑塊行程:130 mm
最大封閉高度:380 mm
閉合高度調(diào)節(jié):90 mm
15、
滑塊中心線到床身距離: 290 mm
工作臺尺寸:540 mm x 800 mm
工作臺孔尺寸: 230 mm x 360 mm
模柄孔尺寸:^60 mm x 80 mm
墊板厚度;100 mm
(五卜模具零部件結(jié)構(gòu)的確定
1、標(biāo)準(zhǔn)模架的選用
標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸,所以應(yīng)首先計算凹模周界得大
小,由凹模高度和壁厚的計算公式,得
凹模高度 H=Kb=0. 3X 78=23.4 mm,取整數(shù) 24 mm
5
凹模壁厚 c=(1.5~2)H=40 mm
凹模長度 L=b+2c=35+ 2X40=115 mm
由以上計算凹模輪廓尺寸 LXBXH=158X
16、 115X 24,查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并無厚度合
適,選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸是 LXB=160X 125 ,凹模材料選用:Cr4WmoV
模具采用后置導(dǎo)柱模架,根據(jù)以上計算結(jié)果,可查得模架規(guī)格為上模座:
160 mm x 125mm x 40,下模座:160mm x 125mm x 50mm ,導(dǎo)柱:25 mm x 160 mm ,導(dǎo)套:25 mm x 95 mm x 38 mm o
2、卸料裝置中彈性元件的計算
模具采用彈性卸料裝置,彈性元件選用橡膠,其尺寸計算如下:
(1) 確定橡膠的自由高度 H0
H0= (3.5~4) H 工
HH = h工作 + h 修磨=t+1+(5~10)=(2+
17、1+7) mm=10mm
由以上兩個公式,取 H0=40 mm。
(2)確定橡膠的橫截面積 A
A =Fx/P
查得矩形橡膠在預(yù)壓量為 10%~15%時的單位壓力為 0.6MPa,所以
八 9850N 2
A= 16417 mm
0.6MPa
(3)確定橡膠的平面尺寸
根據(jù)零件的形狀特點,橡膠墊的外形應(yīng)為矩形,中間開有矩形孔以避讓凸 模。結(jié)合零件的具體尺寸,橡膠墊中間的避讓孔尺寸為 78 mm x 46 mm ,
外形暫定一邊長為160 mm ,則另一邊長b為
bx 160-78 X46= A
16417 78X46
b= - mm 115mm
(4)校核橡膠的自
18、由高度 Ho
Ho
D
為滿足橡膠墊的高徑比要求,將橡膠墊分割成四塊裝入模具中,其最大外 形尺寸為80 mm ,所以
40 一
0.5
80
橡膠墊的高徑比在
0.5~1.5之間,所以選用橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的裝模
高度約為 0.85X40mm=34 mm。
7
3.其他零部件結(jié)構(gòu)圖
1 .沖孑L凸模
2.凸凹模
#
3凹模
9
5.凸
19、模固定板
4.卸料螺釘
6.模柄
#
(六)裝配圖
口
11
(七)參考文獻
《沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》
《沖壓工藝與模具設(shè)計》
《沖壓模具設(shè)計結(jié)構(gòu)圖冊》
#