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課 程 設(shè) 計(jì) 班級(jí) 1006091 學(xué)號(hào) 100609134 姓名 徐露絲 工件名稱 沖孔件 工作簡圖 如圖所示 生產(chǎn)批量 大批量 材料 Q235 材料厚度 1 2mm 1 沖壓件工藝性分析 此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序 材料為 Q235 鋼 具有良 好的沖壓性能 適合沖裁 工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單 有四個(gè) 10 的孔和四個(gè) 20 的圓角 孔與孔 孔與邊緣之間的距 離也滿足要求 工件尺寸全部為極限偏差 尺寸精度比較 低 普通沖裁完全能滿足要求 2 沖裁工藝方案確定 該工件包括落料 沖孔兩個(gè)基本工序 方案一 先落料 后沖孔 采用單工序模生產(chǎn) 方案二 落料 沖孔復(fù)合沖壓 采用復(fù)合模生產(chǎn) 方案三 沖孔 落料級(jí)進(jìn)沖壓 采用級(jí)進(jìn)摸生產(chǎn) 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單 但需要兩道工序兩副模具 成本高 而生產(chǎn)效率低 難以滿足大批量生產(chǎn)要求 方案二只需一 副模具 工件的精度及生產(chǎn)效率比較高 模具強(qiáng)度較差 制造難度大操作不方便 方案三也只需一副模具 生產(chǎn)效 率高 操作方便 工件精度也能滿足要求 通過對(duì)上述三 種方案的分析比較 該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳 3 主要設(shè)計(jì)計(jì)算 1 排樣方式的確定及其計(jì)算 設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模 首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖 方形的形狀用于直 排時(shí)材料利用率低 應(yīng)采用直排 如圖所示 可顯著地減 少廢料 搭邊值確定 查表 2 5 2 搭邊值 a 1 5mm a1 1 2mm 取 a 1 8mm a1 1 5mm 條料寬度確定 條料寬度 B Dmax 2a 式中 D 110mm a 1 8mm 代入上式得 B 113 6mm 步距 S 50 1 5 51 5mm 沖裁件面積 A 110 50 5 2 5425 一個(gè)步距的材料利用率為 A BS 94 2 沖壓力的計(jì)算 該模具采用級(jí)進(jìn)模 擬選擇彈性卸料 下出件 沖裁力 F KLt b 1 3 120 60 1 2 300 144331 卸料力 Fx KxF 0 05 144331 7216 推件力 Ft nKtF 6 0 55 144331 476292 n 710 B 6 沖壓工藝總力 Fz F Fx Ft 627839 3 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算 計(jì)算壓力中心時(shí) 先畫出凸模型圖 如圖所示 在圖中將 xOy 坐標(biāo)系建立在圖示的對(duì)稱中心線上 將沖裁輪廓線按 幾何圖形分解成 L1 L10 共 10 組基本線段 用解析法求得 該模具的壓力中心 基本要素長度 各基本要素壓力中心的坐標(biāo)值 X Y L1 15 7 50 20 L2 90 0 25 L3 15 7 50 20 L4 30 55 0 L5 15 7 50 20 L6 90 0 25 L7 15 7 50 20 L8 30 55 0 L9 31 4 45 51 5 L10 31 4 45 51 5 L11 31 4 45 81 5 L12 31 4 45 81 5 合計(jì) 805 0 226 由上述計(jì)算結(jié)果可以看出 該工件沖裁力不大 壓力中心 偏移坐標(biāo)原點(diǎn) O 較小 為了便于模具的加工和裝配 模具 中心仍選在坐標(biāo)原點(diǎn) O 4 工件零件刃口尺寸計(jì)算 在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前 首先要考慮工作零 件的加工方法及模具裝配方法 結(jié)合該模具的特點(diǎn) 工作零件 的形狀相對(duì)較簡單 適合采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模 凹模 凸模固定板以及卸料們板 這種加工方法可以保證這些 零件各個(gè)孔的同軸度 使裝配工作簡化 因此工作零件刃口尺 寸計(jì)算就按分開加工的方法來計(jì)算 具體見表 8 2 3 所示 尺寸及分類 尺寸轉(zhuǎn)換 計(jì)算公式 結(jié)果 備注 R10 R10 36 0 R Rmax X A0a R RA Zmin 2 Tt R 9 82A02 R 9 76T2 50 50 36 0 D 49 82A046 D 49 69T46 落料 110 110 52 0 D Dmax X A0a D DA Zmin Tt D 109 74A05 D 109 61T054 沖孔 10 10 024 d d X Tmint d d Z Ai0a d 10 18T27 d 10 24A0 90 90 0 07 L 90 0 018 孔心 距 30 30 0 05 L L 8A L 30 0 013A 查表 2 3 3 得 沖裁雙面間 隙 Zmax 0 180 Zmin 0 126 模具按 IT8 級(jí)制造 校核 滿足 A Z ZTmax in 磨損系數(shù) X 0 5 5 卸料橡膠的設(shè)計(jì) 卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算見表 8 2 4 選用的 4 塊橡膠板的厚度務(wù) 必一致 不然會(huì)造成受力不均勻 產(chǎn)生歪斜 影響模具的 正常工作 項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注 卸料板工作行程 h 工 h h t h工 124 2mm h 為凸模凹進(jìn)卸料板的高度 mm1 h 為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 mm2 橡膠工作行程 H 工 H h h工 工 修 9 2mm h 為凸模修磨量 取 mm修 橡膠自由高度 H自 由 H 4 H自 由 工 36 8mm 取 H 為 H 的 25 工 自 由 橡膠的預(yù)壓縮量 H 預(yù) H 15 H預(yù) 自 由 5 52mm 一般 H 10 15 H預(yù) 自 由 每個(gè)橡膠承受的載荷 F1F F 4卸 1111 5N 選用 4 個(gè)圓筒形橡膠 橡膠的外徑 D D d 1 27 F p 215 068mm 校核橡膠自由高度 H自 由 0 5 H D 0 54 1 5自 由 滿足要求 D 為圓筒形橡膠的內(nèi)徑 取 d 13mm p 0 5Mpa 橡膠的安裝高度 H 安 H H H安 自 由 預(yù) 31mm 4 模具總體設(shè)計(jì) 1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知 采用級(jí)進(jìn)沖壓 所以模具類型為級(jí) 進(jìn)模 2 定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料 控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)板 無側(cè)壓裝置 控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距 導(dǎo) 正銷精定距 而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定余 量 可以靠操作工目測(cè)來定 3 卸料 出件方式的選擇 因?yàn)楣ぜ虾駷?1 2mm 相對(duì)較薄 卸料力也比較小 故 可采用彈性卸料 又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn) 所以采用下出件 比較便于操作與提高生產(chǎn)效率 4 導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量 方便安裝調(diào)整 該級(jí)進(jìn)模 具采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式 5 主要零部件設(shè)計(jì) 1 工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 落料凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工 將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式 采 用線切割機(jī)床加工 2 個(gè) M8 螺釘固定在墊板上 與凸模固 定板的配合按 H6 m5 其凸模總長 L 可按公式 2 9 2 計(jì)算 凸模固定板 h 0 6 0 8 H 12 16mm 取 16mm 1 卸料板 h 10 12mm 取 12mm2 材料厚度 t 1 2mm 增加厚度 h 10 20mm 取 15mm L h h t h 16 12 1 2 15 44mm12 具體結(jié)構(gòu)可參見圖 8 2 4a 所示 沖孔凸模 因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形 而且都不屬于需要特別保護(hù)的小 凸模 所以沖孔凸模采用臺(tái)階式 一方面加工簡單 另一 方面又便于裝配與更換 其中沖 10 孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖所 示 凹模 凹模采用整體凹模 各沖裁的凹?？拙捎们懈顧C(jī)床加工 安排凹模在模架上的位置時(shí) 要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù) 將壓力中心與模柄中心重合 其輪廓尺寸可按公式 2 9 3 2 9 4 計(jì)算 凹模厚度 H kb 0 18 110 19 9mm 取 20mm 凹模壁厚 c 1 5 2 H 30 40mm 取 40mm 取凹模厚度 H 20mm 凹模壁厚 c 40mm 凹模寬度 B 50 2c 130mm 凹模長度 A 110 2C 110 80 190mm 凹模輪廓尺寸為 190mm 130mm 20mm 結(jié)構(gòu)如圖所示 2 定位零件的設(shè)計(jì) 落料凸模下部設(shè)置四個(gè)導(dǎo)正銷 分別借用工件上 10mm 的四個(gè)孔 10mm 導(dǎo)正孔的導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)如圖所示 導(dǎo)正 銷在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正 考慮銷和裝配后卸料 板下平面超出凸模前端 1mm 所以導(dǎo)正銷直線部分的長度 為 1 8mm 導(dǎo)正銷采用 H7 r6 安裝在落料凸模端面 導(dǎo)正銷 導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用 H7 r6 配合 固定擋料銷 標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的固定擋料銷如下圖 導(dǎo)正銷 3 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) 導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸 外側(cè)與凹模齊平 導(dǎo)料板與條 料之間的間隙取 1 mm 這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度 導(dǎo) 料板的厚度按表 2 9 7 選擇 8mm 導(dǎo)料板采用 45 鋼制作 熱處理硬度為 40 45HRC 用螺釘和銷釘固定在凹模上 導(dǎo) 料板的進(jìn)料端安裝有承料板 4 卸料部件的設(shè)計(jì) 卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板的周界尺寸與凹模尺寸相同 厚度為 14mm 卸料板采用 45 鋼制造 淬火硬度為 40 45HRC 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置 4 個(gè)卸料螺釘 公稱直徑為 12mm 螺紋部分 為 M10 10mm 卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間 卸料 螺釘擰緊后 應(yīng)使卸料板超出凸模端面 1mm 有誤差時(shí)通 過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整 5 模架及其他領(lǐng)部件設(shè)計(jì) 該模具采用中間導(dǎo)柱模架 這種模架的導(dǎo)柱在模具中間位 置 沖壓時(shí)可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜 以凹 模周界尺寸為依據(jù) 選擇模架規(guī)格 導(dǎo)柱 d mm L mm 分 別為 28 150 32 150 導(dǎo)套 d mm L mm D mm 分別為 28 100 38 32 100 38 上模座厚度 H 取 40mm 上模墊板厚度 H 取 10mm 固上 模 墊 定板厚度 H固 取 16mm 下模座厚度 H 取 45mm 那么 該模具的閉下 模 合高度 H H H L H H h閉 上 模 墊 下 模 2 40 10 44 20 45 2mm 157mm 式中 L 凸模長度 L 44mm H 凹模厚度 H 20mm h 凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 h 2mm 2 2 可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī) J23 25 的最大裝模高 度 220mm 可以使用