導電片沖壓模具設計【含CAD圖紙和說明書】

導電片沖壓模具設計【含CAD圖紙和說明書】,含CAD圖紙和說明書,導電,沖壓,模具設計,cad,圖紙,以及,說明書,仿單 模具課程設計計算說明書 設計課題：導電片復合模具的設計 系部：機械工程技術系 班級： 姓名： 學號： 組別及序號: 指導教師： 完成時間： 學校： 前言 沖壓加工作為一種零件成型工藝技術，在產(chǎn)品制造中應用相當?shù)膹V泛。全世界的鋼材，有60%～70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成產(chǎn)品的。在沖壓加工中，沖壓工藝與模具的合理性和先進性決定了沖壓產(chǎn)品的質(zhì)量和沖壓加工的經(jīng)濟性。國內(nèi)模具技術水平正飛速的發(fā)展，隨著沖壓工藝與模具技術的深入研究和發(fā)展，新技術、新工藝得到了大量的應用。 現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步化為制造。生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。 沖壓成型作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板材的零件，具有很多獨特的優(yōu)勢，其形成件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好，成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力。 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高技術密集型產(chǎn)品，也是高新技術產(chǎn)業(yè)的重要領域，其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志。隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。 通過本次設計的復合模具，可以鞏固模具理論知識，訓練我的設計能力、創(chuàng)新能力、知識綜合應用能力，全面提高我的綜合素質(zhì)。在本設計報告中，可以清晰的看到每次設計的步驟和結果，不斷地討論和學習，給我的復合模具的設計帶來了很大的幫助。全面的設計都有自己的不斷努力的結果，相信在今后的設計中，能夠給自己更大的幫助。 本設計報告中有系統(tǒng)的模具設計要點、完整的典型模具設計、充足的設計步驟、清晰的設計繪圖技巧、一定的設計資料的查詢，可方便學者依據(jù)自己的知識基礎和興趣在不同的資料中查找到相關的理論。本設計也采用了合適的設計手段完成一套模具設計。本設計報告內(nèi)容淺顯易懂，圖文并茂，既有簡單的理論指導，又有實用性。 由于時間倉促、水平有限，本設計報告中難免出現(xiàn)紕漏和錯誤，敬請讀者批評指正，不勝感激。  目錄 一、 沖壓件 …………………………………………………………… 5 二、 成形工藝分析 …………………………………………………… 5 三、 沖壓模具總體的相關設計 …………………………………… 6 1. 排樣設計 …………………………………………… 6 2. 材料利用率 …………………………………………… 7 3. 沖壓力的計算 …………………………………………… 7 4. 壓力中心的確定 …………………………………………… 8 5. 工作零件刃口尺寸的計算 …………………………………… 8 6. 沖裁模具主要零部件的結構設計 …………………………… 10 7. 設計和選用卸料板及卸料螺釘 …………………………… 13 8. 彈性元件的選用 …………………………………………… 14 9. 選擇模架及其他模具零件 …………………………… 14 四、 壓力機的校核 …………………………………………………… 16 五、 復合模具的總裝配圖 …………………………………………… 17 六、 總結 …………………………………………………………… 18 七、 參考文獻 …………………………………………………………… 19 一、 沖壓件 沖壓件圖如下所示： 沖壓技術要求： 1、 材料：T2 2、料厚：t=0.3mm 3、生產(chǎn)批量：中批量 4、 工件精度：IT10 二、 成型工藝分析 導電片的沖裁件產(chǎn)品見任務書所示，導電片的技術要求為：材料為T2(銅)。厚度為t=0.3mm。工件精度為IT10。 根據(jù)導電片零件的結構特點，零件的沖裁成型工藝包括沖孔和落料兩個基本工序，可以采用單工序形式，也可以采用復合工序的形式，以及連續(xù)模具的工序形式。具體的工藝方案如下： 方案一：先落料，后沖孔，單工序模具結構形式。 方案二：落料和沖孔同時進行。復合模具結構形式。 方案三：先沖孔、后落料的連續(xù)模具結構形式。 三種方案中，單工序模具結構簡單，工藝相對簡單，制造成本低，易于加工和模具的維修，但需要使用兩幅模具，也適用于小批量或試制件生產(chǎn)。其中所需工藝力相對較小，易于保證零件的精度，單個模具的制造成本低，但會導致綜合工序的模具數(shù)量過多，生產(chǎn)分序過多而導致總成本增加，降低生產(chǎn)率。級進模具（也叫連續(xù)模具）結構比較的復雜，針對導電片產(chǎn)品零件的精度和生產(chǎn)批量等要求，采用級進?？商岣呱a(chǎn)率，但增加了成本，模具結構與沖裁件產(chǎn)品的要求相比有些浪費。復合模具可以把落料和沖孔兩個工序組合在一副模具上，一次性完成沖裁。并且凹凸模容易受到最小壁厚的限制，而使得一些內(nèi)孔間距、內(nèi)孔與邊緣間距較小的制件采用。同時，復合模具操作安全，易于實現(xiàn)自動化，減少沖床場地面積，減少半成品的運輸和倉庫占用等。根據(jù)導電片的生產(chǎn)批量，材料的厚度，尺寸的精度要求等，選擇使用復合模具比較的合理。其模具結構成本都比較的合適，以導電片復合模具為載體的項目較為全面的將沖裁基礎知識進行了應用。合理的組合了項目理論知識并基于復合模具的結構，學習單工序的沖孔、落料模具知識。 三、沖壓模具總體的相關設計 1、排樣設計 設在沖孔和落料同時進行的復合模具時，要先進行條料的排樣圖設計。根據(jù)導電片工件的結構形狀，可采用下圖所示的排樣方法。由于T2為及軟的普通黃銅，強度、硬度很低。而韌性和塑性極高，但存在時效敏感性，淬硬性極低，同時考慮生產(chǎn)用原材料條料的取值特點： 條料的寬度B=D+2a=（6+2x1.5）mm=9mm 其中：B為條料寬度的基本尺寸；D為條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸；a為側搭邊值，查表1-11搭邊最小值可得。 模具的結構采用有側壓裝置進行送料，選取工件與條料之間的搭邊值為1.5mm，沖裁件之間的搭邊值為1.2mm（因為沖小孔時，凸模易折斷，間隙應取大值）。 2、材料利用率 η=A/(B×S)×100%=34% 其中：A為一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積；S為送料步距（相鄰兩個沖裁件對應點之間的距離）；B為條料的寬度。 3、沖壓力的計算 該模具采用復合模具結構，采用彈性卸料、打桿出件的結構形式，沖裁力的相關計算如下： （1） 沖裁力：F=KLtτ=1.3×77×0.3×235N≈7.1KN k為系數(shù)1.3；L為沖裁件的周邊長度，即刃口周長（mm）；t為材料的厚度；τ為材料的抗剪強度（MPa），查表《模具課程設計指導》——表5-2非鐵金屬材料的力學性能可得。 （2） 卸料力：Fx=Kx×F=0.06×7.1≈0.4KN （3） 推薦力：Ft=Kt ×F=0.08×7.1≈0.56KN （4） 頂件力：Fd=Kd×F=0.09×7.1≈0.63KN 其中KX、KT、Kd表示系數(shù)，其值查表1-14可得。 因為采用彈性卸料裝置和下出料方式，壓力機的公稱壓力Fz=F+Fx+Ft=8.06KN. 在上述計算中，沖裁力計算公式中的L值為制件的外輪廓和內(nèi)輪廓的總和，同時依據(jù)計算出的沖裁力并結合模具結構及外形尺寸，初選壓力機設備為J23-3.15。 其壓力機的主要工藝參數(shù)如下：最大壓力為31.5KN，滑塊行程25mm，滑塊行程次數(shù)200次/min，最大閉合高度120mm，閉合高度調(diào)節(jié)量25mm，工作臺尺寸（前后×左右）160mm×250mm，模柄尺寸￠25×40mm。 壓力機的選擇依據(jù)《模具課程設計指導》P118-5.12冷沖壓成型常用設備選取。 4、壓力中心的確定 導電片零件為y軸方向上的稱性規(guī)則形狀，因此壓力中心的y=3mm，其復合模具中的刃口形狀，所以，模具的沖裁壓力中心與幾何中心不重合，所以確定如下： L1=6.28，X1=0. L2=7，X2=3.5. L3=6.9，X3=3.45. L4=1.5，X4=21. L5=2，X5=1. L6=1.5，X6=21. L7=1.91，X7=0.95 x=（l1x1+l2x2+…+lnXn）/(l1+l2+…+ln)=（6.28*0+7*3.5+6.9*3.45+1.5*21+2*1+1.5*21+1.91*0.95）/（6.28+7+6.9+1.5+2+1.5+1.91）=10.5mm 因此壓力中心的坐標為（10.5,3） 5、工作零件刃口尺寸的計算 在進行零件刃口計算之前，先要考慮工作零件的加工方法及模具的裝配方法。根據(jù)模具結構及產(chǎn)品的生產(chǎn)情況，比較合適采用配合加工的制造方法，這樣易于保證沖裁的刃口間隙，降低制造成本，簡化模具裝配工作，所以工作零件的刃口尺寸按照配合加工的方法進行計算。安裝板復合模具的刃口零件主要尺寸計算（單位：mm）如下： 根據(jù)圖樣尺寸的精度和技術要求，因為圖中未標注尺寸公差，所以都選用IT14，查《互換性與測量技術》可得到以下結果： 基本尺寸/mm 標準公差等級 IT6 IT7 大于 至 um 3 6 8 12 18 30 13 21 其中，凸模的設計按IT6，凹模的設計按IT7選用，零件的主要尺寸為：21±0.26mm，3.8±0.18mm。凹凸模刃口尺寸計算中X=1，因為沖裁件的公差等級高于IT10或生產(chǎn)批量較大時，取X=1。 由于導電片材料的塑性較大，材質(zhì)偏軟，結合經(jīng)驗考慮，刃口間隙值取17%t=0.051mm，通常刃口間隙的經(jīng)驗值取值范圍為17%t（因為沖裁件剪切面、尺寸精度要求不高），該間隙查閱資料《沖壓成型工藝與模具設計》可得：當t=0.3mm時，Zmax=0.06mm，Zmin=0.04mm，所以0.06>0.051>0.04符合模具的設計要求。 1) 對于落料的公稱尺寸 Ad=（Amax-X△）=（21-1×0.52）=24.48mm，上偏差為+0.021mm，下偏差為0； Ap=（Ad-Zmax）=（21-0.060）=24.94mm，上偏差為0，下偏差為-0.013mm。 經(jīng)∣￡p∣+∣￡d∣≤Zmax-Zmin校核，滿足模具的設計要求。 其中￡p=0.6(Zmax-Zmin) ￡d=0.4(Zmax-Zmin) 2) 對于沖孔的公稱尺寸 Bp=（Bmin+X△）=(3.8+1×0.36)=4.16mm; Bd=（Bp+Zmin）=（3.8+0.04）=3.84mm。 經(jīng)∣￡p∣+∣￡d∣≤Zmax-Zmin校核，滿足模具的設計要求。 6、沖裁模具主要零部件的結構設計 工作零件的設計 （1）凹模結構設計 沖裁時凹模受沖裁力和側向擠壓力的作用，由于凹模各結構形式的固定方法不同，受力情況又比較的復雜，目前還不能用理論方法確定凹模的輪廓尺寸。 查表1-18（系數(shù)k值）可得：k=0.3mm a、 凹模的厚度H（≥15mm）=kb1=6×0.3=1.8mm，所以H=15mm。 其中b1為凹模寬度方向上刃口孔壁間的最大距離。 b、 凹模寬度B的計算公式為 B=b1+（2.5～4）H=6+4×15=66mm c、 凹模長度L的計算公式為 L=L1+2C=21+2×20=61mm。 其中L1為凹模長度方向刃口孔壁間的最大間隙；C為凹模長度方向上孔壁間與凹模邊緣最小，可查表1-19凹?？妆谥吝吘壍木嚯x得C=20mm。 凹模結構如下圖： 凹模 （1） 凸模結構設計 凸模的結構設計形式主要由沖裁件的形狀、尺寸及加工工藝等條件決定，凸模刃口截面輪廓形狀通常為規(guī)則和不規(guī)則的，其結構形式有整體式，鑲拼式，臺肩式，直通式和護套式等。由于凸模直接成型產(chǎn)品零件，所以凸模本身有較高的加工精度要求，其與固定板安裝通常采用H7/m6的過度配合或較小的間隙配合形式。 h1=12為凸模固定板的厚度；h2=12為卸料板的厚度；h3=8為到料板的厚度；h=15為附加長度，包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離，一般為15～30mm。 查閱相關資料可知：h1=（60%～80%）H;h2=（80%～100%）H; h3取6～8mm。H為凹模的設計。由以上的分析可得凸模的結構設計如下圖： 凸模 (3)、擋料銷的設計 擋料銷起定位作用，用它擋住搭邊或沖裁件輪廓以限定條料送進距離。查表1-23（固定擋料銷）可得基本尺寸： 擋料銷 7、設計和選用卸料板及卸料螺釘 （1）卸料板：卸料以卸料板卸料，固定卸料板的平面尺寸一般與凹模板相同，其厚度由上面的設計可得h2=12mm，固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。根據(jù)以上信息可設計得出卸料板的結構如下圖所示： 卸料板 （2） 卸料螺釘：選用45鋼，熱處理硬度HRC35～40的圓柱內(nèi)六角卸料螺釘，卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑為￠8mm，卸料釘尾部應留有足夠的行程空間，卸料螺釘擰緊后應使卸料板超出凹模端面1mm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。 卸料螺釘 8、彈性元件的選用 采用彈簧進行自動復位，撤掉外力后，彈簧自動恢復原狀。這樣可以很好的達到預期的效果，減少時間，提高效率。 9、選擇模架及其它模具零件 （1） 選擇模架： 根據(jù)GB/T2861.5-90，由凹模周界61mm×51mm，厚度15mm，及安裝要求，選取凹模周界：L×B=（80×63）mm，閉合高度H=95mm～120mm，上模座：（80×63×25）mm，下模座：（80×63×30）mm，導柱：（28×80）mm，導套（28×40×50）mm。 由以上可得模架如下圖所示： 模架 （2） 模柄： 由于壓力機的型號J23-3.15。可查的模柄孔的直徑為￠25，深度為40，根據(jù)裝配的要求，模柄與模柄孔的配合為H7/m6的過渡配合并加防轉(zhuǎn)銷釘，模柄長度比模柄孔深度小5～10mm，由于采用固定卸料裝置，上模座回程時受力較大，因此選用壓入式模柄比較的合理，所以根據(jù)《模具零件材料及熱處理的選用》可查的模柄的結構設計如下圖所示： 模柄 （3） 墊板： 墊板的作用是承受并擴散凸模傳遞的壓力，以防止模座被擠壓損傷，因此在與模座接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板。墊板的外形尺寸與凸模固定板相同，厚度可取3～10mm，此處設計選取規(guī)格為L×B×H=61mm×51mm×8mm； （4） 凸模固定板： 凸模固定板的外形尺寸與凸模的外形尺寸一致，厚度為12mm，選取的規(guī)格為L×B×H=61mm×51mm×12mm。 四、壓力機的校核 （1） 公稱壓力 根據(jù)公稱壓力選取的壓力機型號為J23-3.15，它的壓力為 31.5KN〉Fz=8.06KN.所以壓力得以校核； （2） 閉合高度 由于壓力機型號可得Hmax=120mm，M=25mm，H1=30mm Hmin=Hmax-M=120mm-25mm=95mm。（M為閉合高度的調(diào)節(jié)量；H1為墊板的厚度，可查表開式雙柱可傾壓力機技術規(guī)格得到）；根據(jù)GB/T 2851.3-90得模具的閉合高度為105mm≤H≤130mm，根據(jù)公稱壓力選用的壓力機比和高度為95mm≤H≤120mm，H墊=30mm，因為Hmin+10mm≤H≤Hmax-5mm，即：105mm ≤H≤ 115mm，所以H=129mm，選預定壓力機J23-3.15不符合要求。 H=H上+H下+H凹+H凸+H墊-18=25mm+30mm+15mm+47mm+30mm-18=129mm。 所以選擇J23-6.3的壓力機，其閉合高度為125mm≤H≤145mm.符合要求。 主要參數(shù)如下： 滑塊行程35mm，滑塊行程次數(shù)170次/min，最大封閉高度150mm，工作臺尺寸（前后×左右）200mm×310mm。 五、根據(jù)以上的設計分析，可以得出復合模具的總裝配圖（見附表） 總結 項目化的教育給我最大的觸動就是我能夠通過自己的努力去設計一套完整的工藝裝備。在這里，能夠找到自己的自信，同時，項目化的教育是一個很好的展現(xiàn)自我的平臺。 針對本次的沖壓模具設計，我深刻體會到設計其中隱含的困惑與疑慮。而這些的問題都要靠自己去查取相關的知識與理論，這不僅開拓我的知識面，也增強了我的動手能力和思維能力。圖表的識別是非常的重要，因為其中好多的零部件都是國家標準的，不需要過多的設計。這樣，自己的讀圖能力就必需要好。 通過這次訓練，我對摸具基礎知識及公差、機械制圖等專業(yè)的綜合運用有了一個較為系統(tǒng)的認識，將課本原來比較抽象的內(nèi)容聯(lián)系實際實現(xiàn)為具體內(nèi)容，有效深刻地鍛煉了我們綜合運用模具設計和相關課程的理論，結合實際分析和解決了問題的能力，鞏固和加深了有關模具設計個方面的知識。 一分耕耘一分收獲，沒有徒勞而獲的好事。雖然說本次的設計，每個人的數(shù)據(jù)都是大不相同的，但是方法都是類似，結果的交流也是很有必要的。比如，當某個設計步驟不太清楚地時候，組員之間可以相互的進行溝通交流，或者通過對老師的咨詢來解決疑難問題。讓自己能夠得到更好地發(fā)展。所以，學習，重要的是學習它的方式方法，懂得其中，鍛煉思維創(chuàng)新能力，而不是簡單的照本宣科。 對我來說，設計是我很大的興趣。每當通過一次的設計，我都能夠找到其中的設計，無形之中，計算、查閱、分析等等各方面的能力就得到了提升。此次的設計是我走向未來工作的重要一步，從最初的選題、開題到計算、繪圖直到完成設計，期間查找資料、老師們的指導與同學的交流，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。不但使我更進一步理解和懂得了以前學到的知識而且還把以前課本上學到的知識連接在了一起。使我能更好的融會貫通。 相信在今后的設計中能夠更好地展現(xiàn)自己的才華。 參考文獻 [1] 袁小江，劉進明.沖壓模具設計項目教程[M].北京：機械工業(yè)出版社,2012. 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