導(dǎo)電片沖壓模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】

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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(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其形成件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好，成本低、生產(chǎn)過(guò)程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平的重要標(biāo)志。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)模具的需求量越來(lái)越大，技術(shù)要求也越來(lái)越高。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)的復(fù)合模具，可以鞏固模具理論知識(shí)，訓(xùn)練我的設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力、知識(shí)綜合應(yīng)用能力，全面提高我的綜合素質(zhì)。在本設(shè)計(jì)報(bào)告中，可以清晰的看到每次設(shè)計(jì)的步驟和結(jié)果，不斷地討論和學(xué)習(xí)，給我的復(fù)合模具的設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的幫助。全面的設(shè)計(jì)都有自己的不斷努力的結(jié)果，相信在今后的設(shè)計(jì)中，能夠給自己更大的幫助。 本設(shè)計(jì)報(bào)告中有系統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)、完整的典型模具設(shè)計(jì)、充足的設(shè)計(jì)步驟、清晰的設(shè)計(jì)繪圖技巧、一定的設(shè)計(jì)資料的查詢(xún)，可方便學(xué)者依據(jù)自己的知識(shí)基礎(chǔ)和興趣在不同的資料中查找到相關(guān)的理論。本設(shè)計(jì)也采用了合適的設(shè)計(jì)手段完成一套模具設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容淺顯易懂，圖文并茂，既有簡(jiǎn)單的理論指導(dǎo)，又有實(shí)用性。 由于時(shí)間倉(cāng)促、水平有限，本設(shè)計(jì)報(bào)告中難免出現(xiàn)紕漏和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)讀者批評(píng)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(guān)設(shè)計(jì) …………………………………… 6 1. 排樣設(shè)計(jì) …………………………………………… 6 2. 材料利用率 …………………………………………… 7 3. 沖壓力的計(jì)算 …………………………………………… 7 4. 壓力中心的確定 …………………………………………… 8 5. 工作零件刃口尺寸的計(jì)算 …………………………………… 8 6. 沖裁模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………… 10 7. 設(shè)計(jì)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(jī)的校核 …………………………………………………… 16 五、 復(fù)合模具的總裝配圖 …………………………………………… 17 六、 總結(jié) …………………………………………………………… 18 七、 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………… 19 一、 沖壓件 沖壓件圖如下所示： 沖壓技術(shù)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(dǎo)電片的沖裁件產(chǎn)品見(jiàn)任務(wù)書(shū)所示，導(dǎo)電片的技術(shù)要求為：材料為T(mén)2(銅)。厚度為t=0.3mm。工件精度為IT10。 根據(jù)導(dǎo)電片零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，零件的沖裁成型工藝包括沖孔和落料兩個(gè)基本工序，可以采用單工序形式，也可以采用復(fù)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(jié)構(gòu)形式。 方案二：落料和沖孔同時(shí)進(jìn)行。復(fù)合模具結(jié)構(gòu)形式。 方案三：先沖孔、后落料的連續(xù)模具結(jié)構(gòu)形式。 三種方案中，單工序模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝相對(duì)簡(jiǎn)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(duì)較小，易于保證零件的精度，單個(gè)模具的制造成本低，但會(huì)導(dǎo)致綜合工序的模具數(shù)量過(guò)多，生產(chǎn)分序過(guò)多而導(dǎo)致總成本增加，降低生產(chǎn)率。級(jí)進(jìn)模具（也叫連續(xù)模具）結(jié)構(gòu)比較的復(fù)雜，針對(duì)導(dǎo)電片產(chǎn)品零件的精度和生產(chǎn)批量等要求，采用級(jí)進(jìn)?？商岣呱a(chǎn)率，但增加了成本，模具結(jié)構(gòu)與沖裁件產(chǎn)品的要求相比有些浪費(fèi)。復(fù)合模具可以把落料和沖孔兩個(gè)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(shí)，復(fù)合模具操作安全，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減少?zèng)_床場(chǎng)地面積，減少半成品的運(yùn)輸和倉(cāng)庫(kù)占用等。根據(jù)導(dǎo)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(fù)合模具比較的合理。其模具結(jié)構(gòu)成本都比較的合適，以導(dǎo)電片復(fù)合模具為載體的項(xiàng)目較為全面的將沖裁基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了應(yīng)用。合理的組合了項(xiàng)目理論知識(shí)并基于復(fù)合模具的結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)單工序的沖孔、落料模具知識(shí)。 三、沖壓模具總體的相關(guān)設(shè)計(jì) 1、排樣設(shè)計(jì) 設(shè)在沖孔和落料同時(shí)進(jìn)行的復(fù)合模具時(shí)，要先進(jìn)行條料的排樣圖設(shè)計(jì)。根據(jù)導(dǎo)電片工件的結(jié)構(gòu)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(qiáng)度、硬度很低。而韌性和塑性極高，但存在時(shí)效敏感性，淬硬性極低，同時(shí)考慮生產(chǎn)用原材料條料的取值特點(diǎn)： 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(cè)搭邊值，查表1-11搭邊最小值可得。 模具的結(jié)構(gòu)采用有側(cè)壓裝置進(jìn)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?yàn)闆_小孔時(shí)，凸模易折斷，間隙應(yīng)取大值）。 2、材料利用率 η=A/(B×S)×100%=34% 其中：A為一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；S為送料步距（相鄰兩個(gè)沖裁件對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離）；B為條料的寬度。 3、沖壓力的計(jì)算 該模具采用復(fù)合模具結(jié)構(gòu)，采用彈性卸料、打桿出件的結(jié)構(gòu)形式，沖裁力的相關(guān)計(jì)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(zhǎng)度，即刃口周長(zhǎng)（mm）；t為材料的厚度；τ為材料的抗剪強(qiáng)度（MPa），查表《模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》——表5-2非鐵金屬材料的力學(xué)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?yàn)椴捎脧椥孕读涎b置和下出料方式，壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力Fz=F+Fx+Ft=8.06KN. 在上述計(jì)算中，沖裁力計(jì)算公式中的L值為制件的外輪廓和內(nèi)輪廓的總和，同時(shí)依據(jù)計(jì)算出的沖裁力并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)及外形尺寸，初選壓力機(jī)設(shè)備為J23-3.15。 其壓力機(jī)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(tái)尺寸（前后×左右）160mm×250mm，模柄尺寸￠25×40mm。 壓力機(jī)的選擇依據(jù)《模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》P118-5.12冷沖壓成型常用設(shè)備選取。 4、壓力中心的確定 導(dǎo)電片零件為y軸方向上的稱(chēng)性規(guī)則形狀，因此壓力中心的y=3mm，其復(fù)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(biāo)為（10.5,3） 5、工作零件刃口尺寸的計(jì)算 在進(jìn)行零件刃口計(jì)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(jié)構(gòu)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(jiǎn)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(jìn)行計(jì)算。安裝板復(fù)合模具的刃口零件主要尺寸計(jì)算（單位：mm）如下： 根據(jù)圖樣尺寸的精度和技術(shù)要求，因?yàn)閳D中未標(biāo)注尺寸公差，所以都選用IT14，查《互換性與測(cè)量技術(shù)》可得到以下結(jié)果： 基本尺寸/mm 標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí) IT6 IT7 大于 至 um 3 6 8 12 18 30 13 21 其中，凸模的設(shè)計(jì)按IT6，凹模的設(shè)計(jì)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(jì)算中X=1，因?yàn)闆_裁件的公差等級(jí)高于IT10或生產(chǎn)批量較大時(shí)，取X=1。 由于導(dǎo)電片材料的塑性較大，材質(zhì)偏軟，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)考慮，刃口間隙值取17%t=0.051mm，通常刃口間隙的經(jīng)驗(yàn)值取值范圍為17%t（因?yàn)闆_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(shè)計(jì)》可得：當(dāng)t=0.3mm時(shí)，Zmax=0.06mm，Zmin=0.04mm，所以0.06>0.051>0.04符合模具的設(shè)計(jì)要求。 1) 對(duì)于落料的公稱(chēng)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(mǎn)足模具的設(shè)計(jì)要求。 其中￡p=0.6(Zmax-Zmin) ￡d=0.4(Zmax-Zmin) 2) 對(duì)于沖孔的公稱(chēng)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(mǎn)足模具的設(shè)計(jì)要求。 6、沖裁模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工作零件的設(shè)計(jì) （1）凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 沖裁時(shí)凹模受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用，由于凹模各結(jié)構(gòu)形式的固定方法不同，受力情況又比較的復(fù)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(jì)算公式為 B=b1+（2.5～4）H=6+4×15=66mm c、 凹模長(zhǎng)度L的計(jì)算公式為 L=L1+2C=21+2×20=61mm。 其中L1為凹模長(zhǎng)度方向刃口孔壁間的最大間隙；C為凹模長(zhǎng)度方向上孔壁間與凹模邊緣最小，可查表1-19凹模孔壁至邊緣的距離得C=20mm。 凹模結(jié)構(gòu)如下圖： 凹模 （1） 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)形式有整體式，鑲拼式，臺(tái)肩式，直通式和護(hù)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(guò)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(zhǎng)度，包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)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(guān)資料可知：h1=（60%～80%）H;h2=（80%～100%）H; h3取6～8mm。H為凹模的設(shè)計(jì)。由以上的分析可得凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖： 凸模 (3)、擋料銷(xiāo)的設(shè)計(jì) 擋料銷(xiāo)起定位作用，用它擋住搭邊或沖裁件輪廓以限定條料送進(jìn)距離。查表1-23（固定擋料銷(xiāo)）可得基本尺寸： 擋料銷(xiāo) 7、設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)得出卸料板的結(jié)構(gòu)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(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱(chēng)直徑為￠8mm，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)使卸料板超出凹模端面1mm，有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。 卸料螺釘 8、彈性元件的選用 采用彈簧進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位，撤掉外力后，彈簧自動(dòng)恢復(fù)原狀。這樣可以很好的達(dá)到預(yù)期的效果，減少時(shí)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(dǎo)柱：（28×80）mm，導(dǎo)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(jī)的型號(hào)J23-3.15?？刹榈哪１椎闹睆綖椤?5，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(guò)渡配合并加防轉(zhuǎn)銷(xiāo)釘，模柄長(zhǎng)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(shí)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示： 模柄 （3） 墊板： 墊板的作用是承受并擴(kuò)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(shè)計(jì)選取規(guī)格為L(zhǎng)×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(zhǎng)×B×H=61mm×51mm×12mm。 四、壓力機(jī)的校核 （1） 公稱(chēng)壓力 根據(jù)公稱(chēng)壓力選取的壓力機(jī)型號(hào)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(jī)型號(hào)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(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)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(chēng)壓力選用的壓力機(jī)比和高度為95mm≤H≤120mm，H墊=30mm，因?yàn)镠min+10mm≤H≤Hmax-5mm，即：105mm ≤H≤ 115mm，所以H=129mm，選預(yù)定壓力機(jī)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(jī)，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(tái)尺寸（前后×左右）200mm×310mm。 五、根據(jù)以上的設(shè)計(jì)分析，可以得出復(fù)合模具的總裝配圖（見(jiàn)附表） 總結(jié) 項(xiàng)目化的教育給我最大的觸動(dòng)就是我能夠通過(guò)自己的努力去設(shè)計(jì)一套完整的工藝裝備。在這里，能夠找到自己的自信，同時(shí)，項(xiàng)目化的教育是一個(gè)很好的展現(xiàn)自我的平臺(tái)。 針對(duì)本次的沖壓模具設(shè)計(jì)，我深刻體會(huì)到設(shè)計(jì)其中隱含的困惑與疑慮。而這些的問(wèn)題都要靠自己去查取相關(guān)的知識(shí)與理論，這不僅開(kāi)拓我的知識(shí)面，也增強(qiáng)了我的動(dòng)手能力和思維能力。圖表的識(shí)別是非常的重要，因?yàn)槠渲泻枚嗟牧悴考际菄?guó)家標(biāo)準(zhǔn)的，不需要過(guò)多的設(shè)計(jì)。這樣，自己的讀圖能力就必需要好。 通過(guò)這次訓(xùn)練，我對(duì)摸具基礎(chǔ)知識(shí)及公差、機(jī)械制圖等專(zhuān)業(yè)的綜合運(yùn)用有了一個(gè)較為系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，將課本原來(lái)比較抽象的內(nèi)容聯(lián)系實(shí)際實(shí)現(xiàn)為具體內(nèi)容，有效深刻地鍛煉了我們綜合運(yùn)用模具設(shè)計(jì)和相關(guān)課程的理論，結(jié)合實(shí)際分析和解決了問(wèn)題的能力，鞏固和加深了有關(guān)模具設(shè)計(jì)個(gè)方面的知識(shí)。 一分耕耘一分收獲，沒(méi)有徒勞而獲的好事。雖然說(shuō)本次的設(shè)計(jì)，每個(gè)人的數(shù)據(jù)都是大不相同的，但是方法都是類(lèi)似，結(jié)果的交流也是很有必要的。比如，當(dāng)某個(gè)設(shè)計(jì)步驟不太清楚地時(shí)候，組員之間可以相互的進(jìn)行溝通交流，或者通過(guò)對(duì)老師的咨詢(xún)來(lái)解決疑難問(wèn)題。讓自己能夠得到更好地發(fā)展。所以，學(xué)習(xí)，重要的是學(xué)習(xí)它的方式方法，懂得其中，鍛煉思維創(chuàng)新能力，而不是簡(jiǎn)單的照本宣科。 對(duì)我來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)是我很大的興趣。每當(dāng)通過(guò)一次的設(shè)計(jì)，我都能夠找到其中的設(shè)計(jì)，無(wú)形之中，計(jì)算、查閱、分析等等各方面的能力就得到了提升。此次的設(shè)計(jì)是我走向未來(lái)工作的重要一步，從最初的選題、開(kāi)題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)，期間查找資料、老師們的指導(dǎo)與同學(xué)的交流，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。不但使我更進(jìn)一步理解和懂得了以前學(xué)到的知識(shí)而且還把以前課本上學(xué)到的知識(shí)連接在了一起。使我能更好的融會(huì)貫通。 相信在今后的設(shè)計(jì)中能夠更好地展現(xiàn)自己的才華。 參考文獻(xiàn) [1] 袁小江，劉進(jìn)明.沖壓模具設(shè)計(jì)項(xiàng)目教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2012. 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