支撐片工藝及沖孔落料復(fù)合模設(shè)計(jì)【全套13張CAD圖】
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1緒 論
目前,我國塑料技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈谒芰夏;A(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距,導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。
1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀
我國模具近年來發(fā)展很快,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2003年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬多家,從業(yè)人員約50多萬人,2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭,模具企業(yè)總體上訂單充足,任務(wù)飽滿,2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元,出口模具4.91億美元,分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1,進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元,為凈進(jìn)口量較大的國家。
在2萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中,有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中,產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家,中型企業(yè)幾十家,其余都是小型企業(yè)。?近年來,?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快,主要表現(xiàn)為:大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品;專業(yè)模具廠數(shù)量增加,能力提高較快;"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速;國企股份制改造步伐加快等。
雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。低檔模具過剩,高檔模具供不應(yīng)求,甚至有的依賴進(jìn)口,因此,模具企業(yè)必須找準(zhǔn)自己的弱點(diǎn),盡快縮短與國外的差距。
(1)體制不順,基礎(chǔ)薄弱
(2)開發(fā)能力差,經(jīng)濟(jì)效益欠佳
(3)藝裝備水平低,且配套性不好,利用率低
(4)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差
1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)
巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展,但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距,尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年,中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:????
(1) 模具日趨大型化;???
? (2)在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù);??
? (3).模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng);???
? (4).在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù);?
(5).提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率
(6).發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù);???
(7). 模具的精度將越來越高;?
? (8).模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化;??
?? (9).研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程;??
?(10).開發(fā)新的成形工藝和模具。
1.2國外模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備,在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中,60%-80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性,是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志,并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。近幾年,全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,世界模具市場(chǎng)年交易總額為600~650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上;國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時(shí),從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)(VDMA)工模具協(xié)會(huì)了解到,德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中(VDMA)會(huì)員模具企業(yè)有90家,這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%,可見其規(guī)模效益。
本課題設(shè)計(jì)進(jìn)度的安排如下:
1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀,所用時(shí)間20天;
2.確定加工方案,所用時(shí)間5天;
3.模具的設(shè)計(jì),所用時(shí)間30天;
4.模具的調(diào)試.所用時(shí)間5天.
2模具工藝分析
2.1原始資料:
工件名稱:支撐片
工件簡(jiǎn)圖:如下圖所示
生產(chǎn)批量:大批量生產(chǎn)
材料:20F
材料厚度:1.2mm
設(shè)計(jì)方案:復(fù)合模一次沖壓完成
圖1-1零件圖
2.2工藝方案的確定
該工件只需要采用沖孔和落料兩道工序即可完成,材料為A3鋼,A3鋼具有良好的沖壓性能,適合沖裁。
該零件形狀簡(jiǎn)單,是由圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT11——IT14級(jí),孔尺寸與邊緣距離的尺寸公差為正負(fù)0.5mm.將以上精度與零間的精度相比較,可以認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證,其尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況,也均符合沖裁加工的工藝要求,故決定用沖壓方式進(jìn)行加工。
沖壓工藝方案的選擇
該工件僅包含落料和沖孔兩個(gè)基本工序,可以采用以下三種工藝方案:
第一:先落料,后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。
第二:落料—沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
第三:沖孔—落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案一:模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低,但需要兩道工序兩副模具,由于兩次定位使得工件的形位誤差難以保證,尺寸較小,制件的質(zhì)量較差,成本高而生產(chǎn)效率低,難以滿足大批量生產(chǎn)要求,操作也不安全,故不宜采用。
方案二:只需一副模具,由于一次成形,減少了多次定位出現(xiàn)的定位誤差,并且在模具結(jié)構(gòu)中采用彈性壓料裝置,使其制件質(zhì)量較好,工件的精度及生產(chǎn)效率都較高。
方案三:也只需一副模具,生產(chǎn)效率高,操作較方便,工件精度也能滿足要求,但是成本較復(fù)合模高。
通過對(duì)上述三種方案分析比較,該件的沖壓生產(chǎn)采用第二種方案進(jìn)行沖裁為好。
2.3主要設(shè)計(jì)計(jì)算
2.3.1排樣方式的確 設(shè)計(jì)復(fù)合模,首先要設(shè)計(jì)的就是排樣方式,該零件形狀較規(guī)則,斜排可以顯著地減少廢料,所以采用斜排的方式排樣,根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)需要沖孔和落料兩個(gè)工序就可以完成零件的制造。工序方案如圖所示。
圖2-1排樣圖
下面對(duì)工件的搭邊值進(jìn)行確定,各部分尺寸的確定由[4]P65表2.5.2查得最小搭邊值a`=1.8,a`1=2.0可取a=2.0,a=2.5,由零件圖和排樣圖可以計(jì)算條料的寬度b=26.4mm,一個(gè)步距的長度為s=10mm可以計(jì)算出一個(gè)步距的材料利用率為62.2%,查板料的標(biāo)準(zhǔn)可得適宜選用如下:板料的寬度為280mm,長度為200mm,每張鋼板可裁為10條條料,條料尺寸為28mm×200mm。故材料的剪切的利用率為95%。可得下表:
項(xiàng)目
公式
結(jié)果
備注
沖裁件的面積A
A=8.5×5+3.5×11.3
82.05mm2
查表2.5.2得最小搭邊值a=1.8mm
a1=2.0mm采用導(dǎo)料銷導(dǎo)料
條料寬度B
B=16.3+1.8×2+1.5+5
26.4mm
步距S
S=8.5+1.5
10mm
一個(gè)步距材料利用率η
η=nA/BS×100%
62.2%
材料的利用率η總
η=0.95×62.2%
59.09%
表2-1材料利用率
2.3.2、沖壓力的計(jì)算
該模具采用的復(fù)合模,擬選擇彈性卸料,上出件,沖壓力的計(jì)《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
算如下,由[3]p29可得沖裁力《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
F=KLtτb
式中:F——沖裁力
L——是沖裁圓周的長度
t——材料的厚度為1.2mm
τb——材料的抗剪強(qiáng)度取450MP
K——安全系數(shù)是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中,模具間隙值的波動(dòng)和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取1.3。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)得計(jì)算可得 落料力:F=29.152KN
沖孔力:F=12.078KN
下面我們分別對(duì)卸料力、推件力和頂件力進(jìn)行計(jì)算:
卸料力 Fx=KxF
推件力 Ft=nKtF
式中: F——為沖裁力
Fx——卸料力系數(shù)
Ft——推件力系數(shù)
有[1]p62表2.6.1得他們分別取0.08、0.1;
n——同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件或廢料的個(gè)數(shù),根據(jù)凹模的修《課本》P65表2.5.2
模余量的一般要求,我取h=6mm 則n =h/t=6/1.2=5
可得Fx=0.87KN Ft=3.02KN
因?yàn)椴捎玫膹椥孕读虾蜕铣隽戏绞?,可知沖壓的總工藝力為
F總=Fx+Ft+F=45.12KN
為了保證沖壓力充足,一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大30%左右,即
F=1.3×45.12=58.656KN
2.3.3、壓力中心的確定及相關(guān)尺寸的計(jì)算
計(jì)算壓力中心,首先根據(jù)前面的設(shè)計(jì)畫出凹模型口圖如下圖,為了盡可能保證模柄軸線、壓力機(jī)滑塊的中心和壓力中心重合,依次防止偏載對(duì)模具和壓力機(jī)帶來的損害,所選用的壓力機(jī)的型號(hào)為J23-16。計(jì)算步驟如下:
1)建立坐標(biāo)系XOY如圖所示
圖2-2壓力中心
2)將組成此圖形的輪廓?jiǎng)澐譃閹讉€(gè)簡(jiǎn)單的線段,求出各個(gè)線段的長度,如下:
L1=8.5mm(4.25,0);
L2=5mm(8.5,2.5);
L3=5mm(6,5);
L4=11.3mm(3.5,10.65);
L5=3.5mm (1.75,16.3);
L6=12.8mm(0,99);
L7=7.14mm (3,2.5);
L8=1.5mm (0,0.75)
L9=6.28mm (6.2,2.5)
壓力中心點(diǎn)的確定,由[1]P73的壓力中心位置分析可得,計(jì)算公式如下
Xc=(L1×X1+……Ln×Xn)/(L1+……Ln)=3.52 mm
Yc=(L1×Y1+……Ln×Yn)/(L1+……Ln)=6.165 mm
可以得到壓力中心為圖坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)為(3.52,6.165)。這個(gè)壓力中心確定以后,在下面的設(shè)計(jì)中就要盡量保證這個(gè)中心和模柄的中心線重合,同時(shí)還要考慮到裝配和加工的方便的要求,還與壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)相關(guān)。
2.3.4、工作零部件刃口尺寸的計(jì)算
在確定工作零件刃口尺寸之前,首先要考慮到工作零件的加工方法和模具的裝配方法,結(jié)合該模具的特點(diǎn),工作零件的形狀相對(duì)比較簡(jiǎn)單,適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料凸凹模、凹模、凹模固定板以及卸料板等,這種加工方法可以保證這些零件各孔的同軸度,使裝配工作簡(jiǎn)化,因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分別加工的方法來計(jì)算。
1.計(jì)算凸、凹模刃口尺寸 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》書中表2.4得間隙值Zmin=0.126mm,Zmax=0.180mm。
1)沖孔φ2mm和非圓孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算
由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,精度要求不高,所以采用凹模和凸模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下:
查【5】書中表2.5得φ6mm凸、凹模制造公差:
δT =0.020mm δA =0.020mm
校核: Zmax-Zmin =0.054mm
而δT+δA =0.020+0.020=0.040mm
滿足 Zmax-Zmin≥δT+δA的條件
查【5】書中表2.6得:IT14級(jí)時(shí)磨損系數(shù)X=0.5,
按式(2.5) d凸圓形==(2+0.5×0.24)mm=2.12mm
D凹圓形==(2.12+0.126) =2.246 mm
d凸非圓形==(3+0.5×0.24) =3.12 mm
D凹非圓形==(3.12+0.126)=3.246 mm
2)外形落料凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算
由于外形形狀簡(jiǎn)單,精度要求不高,所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。
其凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下:
當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí),凹模磨損后,刃口部分尺寸增大,因此屬于A類尺寸。
工件中未標(biāo)注公差的尺寸,查閱相關(guān)資料得出其極限偏差:.
查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》書中表2.6得磨損系數(shù)x為:
當(dāng)△≥0.50時(shí),x=0.5
當(dāng)△≤0.5時(shí),x=0.75
按式(2.8):Aj=(Amax-x△)
落料凸模的基本尺寸與凹模相同,分別是15.98mm,8.23mm,4.775mm,39.69mm,3.275mm不必標(biāo)注公差,但在技術(shù)要求中注明:凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制,保證最小雙面合理間隙Zmin=0.126mm。
2.3.5、卸料件的設(shè)計(jì)
由以上計(jì)算可知卸料力為F=0.87KN,這個(gè)力相對(duì)較小,采用橡膠卸料裝置較為合適。
(1)橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算:
1)根據(jù)分析采用的復(fù)合模沖壓力比較小,相應(yīng)的卸料力也比較小,要求卸料裝置的承載能力也比較小,所以采用橡膠是合適。
2)根據(jù)卸料力求橡膠的橫截面積
由 FX≤FXY=Ap
可得,橡膠的橫截面面積為
A=FXY/p
式中:FXY——橡膠產(chǎn)生的壓力,設(shè)計(jì)時(shí)取大于或等于卸料力FX;
p——橡膠所產(chǎn)生的單位面積壓力,與壓縮量有關(guān),其值可按確定,設(shè)計(jì)時(shí)取預(yù)壓量下的單位面積;
A——橡膠的面積
卸料板的工作行程:
h工=h1+h2+t
式中:h1——凸模進(jìn)入卸料板的高度1mm;
h2——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度1mm;
t——板料的厚度
即: h工=1mm+1mm+1.2mm=3.2mm
橡膠的工作行程:H工=h工+h修
其中h修為凸模的修磨余量取5mm。
即: H工=3.2mm+5mm=8.2mm
橡膠的工作高度取自由高度的25%,根據(jù)以上的計(jì)算可以得知橡膠的自由高度為
H自由=4H工=32.8mm
每個(gè)橡膠承受的載荷為F1=F卸/4=0.87/4KN=0.218KN
試取壓縮量為40%查[3]p122單位壓力約為3MPa則
P=20%×3=0.6MPa
由上式 A=FXY/p=0.218KN/0.6=363.3N
再由A可以計(jì)算出等效的外徑D= /π1/2=21.5mm取24mm
3)橡膠的校核
橡膠的校核要求橡膠的高徑比在0.5-1.5之間則
0. 5<HO/D=32.8/24=1.36<1.5
即選1塊即可以滿足要求。
3 模具的總體設(shè)計(jì)
3.1模具零部件的選擇
3.1.1模具結(jié)構(gòu)的確定
由沖壓工藝分析可知,采用復(fù)合沖壓,所以模具類型為復(fù)合模,凸凹模在下,落料凹模和沖孔凸模在上,為典型的倒裝沖孔落料復(fù)合模。
3.1.2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)料銷,控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷定距,簡(jiǎn)單,可靠,定位方便。
3.1.3卸料、出件方式的選擇
因?yàn)楣ぜ虾駷?.2mm,相對(duì)較薄,卸料力也比較小,故可以采用彈性卸料。又因?yàn)槭菑?fù)合模生產(chǎn),所以采用上出件比較便于操作和提高生產(chǎn)效率。
3.1.4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)整等因素該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
4 模架及工作零件的設(shè)計(jì)和加工
根據(jù)模具設(shè)計(jì)的基本形式,可以確定模具的基本結(jié)構(gòu)原理圖
圖4-1模具總裝圖
4.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1.1沖孔凸模的設(shè)計(jì)
根據(jù)制件的零件圖可以知道,沖孔凸模的結(jié)構(gòu)為圓形,具體結(jié)構(gòu)可以根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需要而定。因?yàn)樗玫臎_孔凸模為圓形,而且[1]P38(3)的數(shù)據(jù)可得,這里所用的凸模是不需要特殊保護(hù)的小凸模,所以沖孔凸模采用圓頭直桿凸模,其總長L可根據(jù)具體設(shè)計(jì)按如下方式計(jì)算:
L=h1+h2 =35mm
其中:H1為凸模固定板厚為28mm
H2為凹模的厚度,為了設(shè)計(jì)更適合標(biāo)準(zhǔn),取7mm
這里包含了后面的固定板、卸料板和橡膠的設(shè)計(jì),其取值是根據(jù)他們的具體設(shè)計(jì)而確定的。
圖4-2沖孔凸模
4.1.2落料凹模的設(shè)計(jì)
結(jié)合工件外形并考慮加工,凹模采用整體凹模,將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式,各沖裁的凹模孔均采用線切割機(jī)床加工,4個(gè)M8的螺釘固定在墊板上,與凸模固定板配合按H6/m5。安排凹模在模架的位置時(shí),要根據(jù)壓力中心的數(shù)據(jù),將壓力中心和模柄中心重合,其落料凸模的長度根據(jù)沖孔凸模的長度進(jìn)行設(shè)計(jì),取L=35mm根據(jù)前面凸模的設(shè)計(jì)時(shí)的尺寸計(jì)算可以得出,下面對(duì)其輪廓尺寸進(jìn)行計(jì)算:
凹模的高度 H=KB 取K=0.22 則H=19.6mm
此為最小值圓整到20mm即H=20mm
取凹模壁厚為10mm
凹模的寬度 L1 =80mm
凹模的長度 取L2=150 mm
即凹模的輪廓尺寸為150mm×80mm×20mm 結(jié)構(gòu)詳圖如下所示:
圖4-3落料凹模
4.1.3凸凹模的設(shè)計(jì)
結(jié)合工件外形并考慮加工,凸凹模采用整體凸凹模,將落料凸凸模設(shè)計(jì)成直通式,沖裁的凸凹模外形及孔均采用線切割機(jī)床加工,1個(gè)M8的螺釘固定在下墊板上,與凸模固定板配合按H6/m5。
圖4-4凸凹模
4.1.4導(dǎo)料銷及擋料銷的設(shè)計(jì)
條料采用兩個(gè)導(dǎo)料銷導(dǎo)料,送進(jìn)方向上采用一個(gè)擋料銷進(jìn)行定位,導(dǎo)料定位都較可靠,方便,將其固定在卸料板上,在凹模板上設(shè)置避讓孔,其深度稍大于銷頭部高度。
4.1.5卸料部件的設(shè)計(jì)
(1)卸料板的設(shè)計(jì)
卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同,厚度為10mm。
卸料板采用45鋼制造,淬火硬度為45~45HRC。
(2)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8mm,螺紋部分為10×10。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)使卸料板超出凸凹模端面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。
4.1.6推件塊的設(shè)計(jì)
推件塊用來推出卡在凹模里的之間,要有一定的行程空間,材料選用45鋼。
4.2模架的設(shè)計(jì)
該模具采用中后側(cè)導(dǎo)柱模架,這種模架的導(dǎo)柱在模具后側(cè)位置,模具較敞開。以凹模周界尺寸為依據(jù),選擇模架規(guī)格。根據(jù)模具周界的具體尺寸,查[2]P273得采用中間導(dǎo)柱模架最適合具體規(guī)準(zhǔn)是:
上模座的厚度30 ,
下模座的厚度35,材料為Q235。
上模座厚度H上模取30mm,上模墊板的厚度H墊取10mm,凸模固定板的厚度為14mm,空心墊板厚度為10mm,凹模厚度為20mm,凸凹模厚度為45mm,,下模座的厚度35mm,那么,該模具的閉合高度:
H閉= H上座+ H下座 + H上墊 + H空心墊板+ H固 +H凸凹模+ H凹模- h2
=30+35+10+10+14+45+20-1=169mm
式中: H上座——上模座厚度
H下座——下模座厚度
H上墊——上墊板厚度
H空心墊板——空心墊板厚度
H固——凸模固定板厚度
H凸凹?!拱寄5拈L度
H凹模——凹模厚度
h2——凸凹模沖裁后進(jìn)入凹模的深度,此處取1mm.
可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23—16,最大閉合高度為490mm,可以使用。
根據(jù)設(shè)計(jì)出來的最大閉合高度設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套,有模座上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的尺寸確定選擇的尺寸查[2]得:
導(dǎo)柱A22h5×150 GB/T2861.1—81
導(dǎo)套A22H6×80×35 GB/T2861.6—81
模柄的設(shè)計(jì)
根據(jù)壓力的相關(guān)參數(shù),由[2]選擇模柄為壓入式模柄其參數(shù)為42.5×80 GB/T2862.1—81Q235。
由圖4-1知:模具上模部分主要由上模座、上墊板、凸模、凸模固定板、推件塊、凹模等組成。卸料方式采用彈性卸料,以橡膠為彈性組件。下模部分由下模座、凸凹模板、卸料板、橡膠等組成。沖孔廢料由漏料孔漏出,制件由推件塊從上模推出。
4.3沖壓設(shè)備的選定
通過校核,選擇閉式單點(diǎn)動(dòng)壓力機(jī)J31-250B能夠滿足使用要求。其主要參數(shù)如下:
公稱壓力:250KN
滑塊行程:315mm
公稱壓力行程:10.4mm
滑塊行程次數(shù):20次/min
最大閉合高度:490mm
裝模具高度調(diào)節(jié)量:200mm
導(dǎo)軌間距離:810mm
滑塊底面前后尺寸:850mm
工作臺(tái)墊板尺寸:950mm*1000mm
主電機(jī)功率:30KW
氣墊個(gè)數(shù):1個(gè)
氣墊單個(gè)推出力:6.3/40
氣墊行程:150mm
外形尺寸:2262mm×2070mm
地面以上高度:5660mm
壓力機(jī)整機(jī)質(zhì)量:30.5T
4.4模具零件的加工工藝
本副模具,模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件、固定板以及卸料板,若采用線切割加工技術(shù),這些零件的加工就變得相對(duì)簡(jiǎn)單。
凹模、固定板以及卸料板都屬于板類零件,其加工工藝比較規(guī)范。其具體加工過程是:凹模,導(dǎo)料板等零件均是需要淬硬的零件,凹模淬硬以前,在模架的上模板上進(jìn)行裝配,在凹模板上劃出各個(gè)孔的圓孔的線,并根據(jù)劃出壓力中心線,使壓力中心線與下模座中心線對(duì)正、鉆、攻螺孔,將下模座、凹模、導(dǎo)尺進(jìn)行校配,校正導(dǎo)尺間距后,鉆、鉸銷釘孔,將三板固定,鉆孔并安裝擋料銷,安裝承料板。然后,將下模全部拆開,將凸凹模熱處理淬硬(在淬硬以前要加工出傳絲孔)后,進(jìn)行線切割加工,用平面磨床磨平后重新裝配。
固定在上模座的上模部分,各凸模和凸模固定板都應(yīng)淬硬,裝配前將凸模淬硬,并完成全部加工,墊板裝配前不淬硬。
4.5 模具的裝配
根據(jù)復(fù)合模裝配要點(diǎn),選凹模作為裝配基準(zhǔn)件,先裝下模,在裝上模,并調(diào)整間隙、試沖、返修。
具體的裝配如下:
首先,凸凹模的預(yù)裝配,這個(gè)過程就是仔細(xì)檢查一下各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔,是否符合圖紙要求的尺寸精度、形狀。并且將各凸模分別與相應(yīng)的凹模孔相配合,檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應(yīng)重新修磨或更換。這一步也是相當(dāng)重要的,防止因?yàn)橐恍┑图?jí)的錯(cuò)誤而造成裝配的不能順利進(jìn)行。
其次,凸模的裝配,為了下一步裝配的方便,所以要先裝配凸模的部分,即將各個(gè)凸模插入到的相應(yīng)孔內(nèi)。然后,將凸模壓入固定板凸模固定板的相應(yīng)孔內(nèi),在墊板上鉆孔,將外型凸模固定在墊板上,在與卸料板穿在一起。然后放在一邊待用。
再次,下模的裝配,裝配的過程和前面加工過程一樣,總結(jié)起來就是要先把要裝配的各個(gè)部分定位劃線,再淬火,線切割加工。具體為,將下模部分的所用部件固定在下模座上,根據(jù)設(shè)定的零部件的相對(duì)位置定位,并根據(jù)劃出壓力中心線,使壓力中心線與下模座中心線對(duì)正、鉆、攻螺孔,將下模座、凹模、導(dǎo)尺進(jìn)行校配,校正導(dǎo)尺間距后,鉆、鉸銷釘孔,將三板固定,鉆孔并安裝擋料銷,安裝承料板。
接下來,裝配上模,在以裝好的下模上放等高的墊鐵,再在凹模中放入0.1mm的紙片,然后將凸模與固定板組合裝入凹模。下面預(yù)裝上模座,劃出與凹模固定板相應(yīng)螺孔、銷孔位置,并鉆絞螺孔、銷孔。用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起,但不要擰緊。將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上,裝上橡膠和卸料螺釘,并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量,使卸料板高出凸模下端約1mm。然后,復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后,緊固螺釘。切紙檢查,合適后打入銷釘。
最后,裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)的調(diào)整。直到試沖合格后,將模具連同合格制件一同歸庫。
5.結(jié)束語
本畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的,它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我從新系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)專業(yè)知識(shí)同時(shí)也鞏固了先前學(xué)到了的知識(shí),同時(shí)感觸最深刻的是:所學(xué)知識(shí)只有在應(yīng)用中才能在更深刻理解和長時(shí)間記憶。對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課:如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解,使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題,如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料,保證工件的經(jīng)濟(jì)性,加工工藝的合理性。
在設(shè)計(jì)的過程中通過沖壓手冊(cè)、模具制造簡(jiǎn)明手冊(cè)、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)等隊(duì)要設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行查詢,我了解了通過更多的途徑去了解我要做的設(shè)計(jì),使設(shè)計(jì)更具合理性。也使我學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)過程中對(duì)資料的查詢和運(yùn)用。通過這次設(shè)計(jì),我更加深入地學(xué)習(xí)了冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及沖模制造三方面內(nèi)容,盡管三者的工作內(nèi)容不同,但三者之間存在著相互滲透、相互補(bǔ)充、相互依存的關(guān)系。
冷沖壓工藝設(shè)計(jì)是針對(duì)給定的產(chǎn)品圖樣,根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設(shè)備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件,從對(duì)產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計(jì)算,制定出合理的工藝方案,最后編寫沖壓工藝卡的一個(gè)綜合分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定,工序順序的安排,工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。
沖壓模具設(shè)計(jì)則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程,在認(rèn)真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后,設(shè)計(jì)計(jì)算并構(gòu)思出與沖壓設(shè)備相適應(yīng)的模具總體結(jié)構(gòu),然后繪制出模具總裝圖和所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的整個(gè)設(shè)計(jì)繪圖過程。
歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束,在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料,請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問題,并且和同學(xué)的探討,模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題,使我在這短暫的時(shí)間里,對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
從陌生到開始接觸,從了解到熟悉,這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程,我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過近三個(gè)月的努力,我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào),為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
致 謝
本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過程中得到了老師的大力支持和幫助,再次表示誠摯的感謝!
感謝各位老師在三年之中的教導(dǎo)和在做設(shè)計(jì)的過程中對(duì)我的幫助。使我在大學(xué)三年里不但學(xué)到了更多知識(shí),而且學(xué)到了怎么做人、怎么做事。在此衷心對(duì)各位老師的辛勤教導(dǎo)表示感謝。雖然我就要走出學(xué)校進(jìn)入社會(huì),但是老師對(duì)我的教導(dǎo)和幫助我想我一輩子也不會(huì)忘記!那講課的聲音在我耳邊久久回蕩,那寫字的身影在腦海里留下了深深的印記,如果還有下一次做學(xué)生我仍然選擇做您的學(xué)生!
畢業(yè)之后,我一定會(huì)努力工作的,不辜負(fù)各位老師對(duì)我們的深切期望,在這里也說一聲:老師你辛苦了。
祝各位老師,身體健康、萬事如意!
參考文獻(xiàn)
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[4]王秀鳳 萬良輝主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.北京航空航天大學(xué)出版社,2005
[5]楊玉英主編.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004
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[7]王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998
[8]李易、于成功、聞小芝主編.現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試與維修實(shí)用手冊(cè)[M].北京:金版電子出版公司,2003
[9]翟德梅主編.模具制造技術(shù)[M].河南機(jī)電高等專科學(xué)校
[10]任嘉卉主編.公差與配合手冊(cè)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000
[11]劉建超主編.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 [M]. 北京:高等教育出版社,1996
[12]原紅玲主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008
[13]孫鳳勤 閻亞琳主編.沖壓與塑料成型設(shè)備.南京:高等教育出版社,2007
目錄
1緒 論 1
1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 1
1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 1
1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 2
1.2國外模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 2
2模具工藝分析 4
2.1原始資料 4
2.2工藝方案的確定 4
2.3主要設(shè)計(jì)計(jì)算 5
2.3.1排樣方式的確 5
2.3.2、沖壓力的計(jì)算 6
2.3.3、壓力中心的確定及相關(guān)尺寸的計(jì)算 7
2.3.4、工作零部件刃口尺寸的計(jì)算 9
2.3.5、卸料件的設(shè)計(jì) 10
3 模具的總體設(shè)計(jì) 13
3.1模具零部件的選擇 13
3.1.1模具結(jié)構(gòu)的確定 13
3.1.2定位方式的選擇 13
3.1.3卸料、出件方式的選擇 13
3.1.4導(dǎo)向方式的選擇 13
4 模架及工作零件的設(shè)計(jì)和加工 14
4.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
4.1.1沖孔凸模的設(shè)計(jì) 14
4.1.2落料凹模的設(shè)計(jì) 15
4.1.3凸凹模的設(shè)計(jì) 16
4.1.4導(dǎo)料銷及擋料銷的設(shè)計(jì) 17
4.1.5卸料部件的設(shè)計(jì) 17
4.1.6推件塊的設(shè)計(jì) 17
4.2模架的設(shè)計(jì) 17
4.3沖壓設(shè)備的選定 19
4.4模具零件的加工工藝 19
4.5 模具的裝配 20
5.結(jié)束語 22
致 謝 24
參考文獻(xiàn) 25
25
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