杯形件落料、拉深、沖孔、復(fù)合模設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD】

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磨損系數(shù)X=0.75 ， 模具按IT6級(jí)、IT7級(jí)制造。校核滿足δA+δT≤（Zmax- Zmin） ?5 dT= dA= ?10 dT= dA= ?20 dT= dA= 孔心距 8 LA=LΔ/8 LA= 18 LA= 20 LA= 24 LA= 35 LA= 49 LA= 3.7卸料彈簧的設(shè)計(jì) 卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算見(jiàn)表四。選用的8根彈簧的高度務(wù)必一致，而且型號(hào)完全相同，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。由彈簧的相關(guān)規(guī)格工具書(shū)查的，初選彈簧規(guī)格為60mm10mm20mm。具體參數(shù)是：彈簧中徑D=60mm,材料直徑d=10mm,節(jié)距t=20mm,FJ=4180N,ΔHJ=27.1mm, 自由高度H0=75mm,n=3, L=848mm。 表五：卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注 卸料板工作行程h工 h工= h1+t+h2 4.5mm h1為凸模凹進(jìn)卸料板的高度1mm, h2為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度2mm 彈簧的工作行程H工 H工=h工+h修 8.5mm h修為凸模修磨量，取4mm 彈簧自由高度H0 75mm 由彈簧的型號(hào)及凸模的工作行程 綜合考慮的 彈簧的預(yù)壓縮量H預(yù) 15.2mm HJ為彈簧工作極限負(fù)荷下的變形量，F(xiàn)J為工作極限負(fù)荷。為每個(gè)彈簧的預(yù)壓力 每個(gè)彈簧承受的載荷 2345.9N 選用8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的彈簧，由卸料力計(jì)算得到 校核彈簧的實(shí)際總壓縮量 ΔH= + h工+ h修=23.7mm≤ΔHJ 滿足要求 ΔH彈簧實(shí)際總壓縮量 彈簧的安裝高度H安 H安=H0-H預(yù) 60mm 4模具總體設(shè)計(jì) 4.1模具類型的選擇 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。 4.2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)料板，無(wú)側(cè)壓裝置?？刂茥l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(zhǎng)度有一定余量，可以靠操作工目測(cè)來(lái)定。 4.3卸料、出料方式的選擇 因?yàn)楣ぜ虾駷?.5mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。 又因?yàn)槭菑?fù)合模生產(chǎn)，所以采用上出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 4.4導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具的壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 5主要零部件的設(shè)計(jì) 5.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于工件形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，所以模具的工作零件均采用整體結(jié)構(gòu)，拉深凸模、落料凹模和凸凹模、沖孔凸模的結(jié)構(gòu)如圖 所示。 為了實(shí)現(xiàn)先落料，次拉深，模具裝配后，應(yīng)使拉深凸模的端面比落料端面低，所以圖 所示拉深凸模，其長(zhǎng)度L1可按下式計(jì)算： L1=H固+H凹-H低=20+40-5=55mm 式中H固--凸模固定板的厚度，H固=20mm H凹—凹模的厚度，H凹=40mm H低—裝配后，拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度，根據(jù)板厚大小決定H低=5mm 圖三所示，凸凹模因?yàn)樾涂纵^多，為了防止淬火變形，除了采用工作部分局部淬火（硬度58-62HRC）外，材料也用淬火變形小的CrwMn模具鋼。 圖5-1：凸、凹模 5.1.1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（一般指孔徑小于被沖板料的厚度或直徑d<1mm的圓孔和面積A〈1mm2的異形孔〉所以沖孔凸模采用臺(tái)階式，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面便于裝配與更換，又因?yàn)椴捎玫氖菑?fù)合模沖裁，沖孔凸模相對(duì)比較細(xì)長(zhǎng)，因此，必須對(duì)它的強(qiáng)度進(jìn)行校核，采用階梯凸?？梢栽谙嗤瑳_壓力的條件下，加長(zhǎng)了凸模的長(zhǎng)度，沖?3 ?5 ?20的孔的凸模結(jié)構(gòu)如零件圖所示 沖孔凸模強(qiáng)度校核： 由于凸模形狀為圓形，采用有導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)，所以根據(jù)以下公式校核彎曲應(yīng)力，校核壓應(yīng)力。 彎曲應(yīng)力校核 L-凸模允許的最大自由長(zhǎng)度（mm） d-凸模最小直徑（mm） A-凸模最小斷面（mm2） F-沖裁力（N） 壓應(yīng)力校核 t-沖壓材料厚度（mm） -沖壓材料抗剪強(qiáng)度(Mpa) -凸模材料的許用壓應(yīng)力(Mpa)，碳素工具鋼淬火后的許用壓應(yīng)力一般為淬火前的1.5～3倍 根據(jù)以上公式的特點(diǎn)，彎曲應(yīng)力主要受到凸模最小直徑d的影響，其他的條件我們無(wú)法決定，例如：τb K-常數(shù)，t-材料厚度，τb-沖壓材料抗剪強(qiáng)度，因此，只要，最小的直徑能滿足要求，其他的都不用在校核了。 通過(guò)計(jì)算，直徑為3mm的凸模的最大長(zhǎng)度為32.75mm,因此，必須采用階梯形凸模才能滿足要求。 壓應(yīng)力主要受到凸模材料的制約，因此，必須根據(jù)-凸模材料的許用壓應(yīng)力選擇相應(yīng)的材料，根據(jù)公式計(jì)算得到，凸模材料的許用壓應(yīng)力≥600 Mpa， 根據(jù)有關(guān)材料，凸模材料應(yīng)選用T10A。 5.1.2凹模 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合，又因?yàn)闆_孔凹模型孔是開(kāi)在拉深凸模上，這樣拉深凸模的強(qiáng)度受到影響，因此，在進(jìn)行沖孔是必須對(duì)沖孔的凹模進(jìn)行強(qiáng)度校核，以及最小壁厚的核實(shí)，讓它盡可能的滿足使用要求，又沖孔凹模厚度H=Kb=55mm，由表2.9.5查得K=0.02～0.35，b=35(b-凹模刃口的最大尺寸)，最小壁厚為3mm（由工藝性分析可知） 凹模校核公式： d-凹模型口直徑（mm） d0-凹模墊板孔直徑（mm） F-沖裁力（N） -許用彎曲應(yīng)力 通過(guò)計(jì)算得到，=30mm,為了使凹模能滿足要求，我們?nèi)“寄５暮穸葹閔=60mm. 5.2定位零件的設(shè)計(jì) 起粗定距的活動(dòng)擋料銷、彈簧、和螺塞選用標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)格為816。 5.3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 1mm,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。因?yàn)榱虾駷閠=1.5mm,固定導(dǎo)料銷，因此選取H=7mm的導(dǎo)料板，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。 5.4卸料部件的設(shè)計(jì) 5.4.1卸料板的設(shè)計(jì) 因?yàn)闆_裁板料較厚（大于0.5mm）卸料力較大，采用固定卸料板，當(dāng)固定卸料板兼起導(dǎo)料作用時(shí)，一般按H7/h6配合制造，但應(yīng)保證導(dǎo)板與凸模之間間隙小于凸、凹模之間的沖裁間隙，以保證凸、凹模的正確配合。 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為H卸=20mm。 卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40-45HRC。 5.4.2卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置8個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為12mm。螺紋部分為M10 10mm。卸料螺釘尾部應(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，有誤差是通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。 5.5模架及其他零部件設(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?？沙惺茌^大的沖壓力，為防止裝模時(shí)，上模誤轉(zhuǎn)180度裝配，將模架中兩對(duì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套作成粗細(xì)不等，以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。 導(dǎo)柱d/mmL/mm分別為?50300，?55300；導(dǎo)套d/mmL/mmD/mm分別為?5016063，?5516063。 上模座厚度H上模取65mm，上模墊板厚度H墊取10mm,固定板厚度H固取20mm,下模座厚度H下模取80mm,那么，該模具的閉合高度： H閉=H上模+H墊+L+h + H固+H墊+H下模-h2 =（65+10+116+60+20+ 10+80-2）mm=359mm 式中：L–沖孔凸模長(zhǎng)度，L=116mm; h-落料凹模厚度，h=60 mm; h2-凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2mm 可見(jiàn)該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23-63B的最大裝模高度（360mm），可以使用。 6.模架總裝圖 通過(guò)以上設(shè)計(jì)，可得到如圖所示的模具總裝圖，模具上模部位主要有上模板、墊板、凸模（8個(gè)）、凸模固定板、落料凹模等組成，卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、卸料板、落料凹模等組成。沖孔廢料由漏料孔漏出。 為了實(shí)現(xiàn)先落料、后拉深，應(yīng)保證模具裝配后，拉深凸模的端面比落料凹模的端面低5mm 模具工作工程：將條料送入剛性卸料板下長(zhǎng)方形槽中，平放在凹模面上，并靠槽的一側(cè)，壓力機(jī)滑塊帶著上模下行，凸、凹模下表面首先接觸條料，并與凸模一起壓住條料，先落料，后拉深，拉深結(jié)束后，繼續(xù)下行沖孔，沖孔完成后，上?；爻?，落料后的條料由剛性卸料板從凸凹模卸下，拉深成形后的工件，在完成沖孔后，卡在小凸模上，由于小凸模的回程，拉深成形的工件在彈簧及凸凹模作用下，由凸、凹模卸下，用手工將工件取走后，將條料往前送進(jìn)一個(gè)步距，進(jìn)行下一個(gè)工件生產(chǎn)。 圖6-1：總裝圖 7.沖壓設(shè)備的選定 通過(guò)校核。選擇J23-63開(kāi)式可傾壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：630KN 滑塊行程：120mm 最大閉合高度：360mm 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：90mm 工作臺(tái)尺寸（厚度孔徑）：90 ? 230 mm 模柄孔尺寸：?50mm70mm 最大傾斜角度：300 發(fā)生公稱壓力時(shí)滑塊距下死點(diǎn)距離: 8mm 行程次數(shù)( /次·min-1): 70 滑塊中心到床身距離: 260mm 立柱間距離：340mm 墊板厚度：80mm 8.模具零件加工工藝 本副模具零件加工的關(guān)鍵工作零件是旋轉(zhuǎn)體，形狀比較簡(jiǎn)單，加工主要采用車削。固定板以及卸料板，采用線切割加工技術(shù)，這些零件變得相對(duì)簡(jiǎn)單。 零件的加工工藝卡片見(jiàn)附表 9.模具的裝配 根據(jù)復(fù)合模裝配要點(diǎn)，本副模具的裝配選凸、凹模為基準(zhǔn)件，先裝上模，再裝下模，裝配后，應(yīng)保證間隙均勻，落料凹模刃口面應(yīng)高出拉深凸模工作面5mm， 并調(diào)整間隙、試沖、返修。具體裝配見(jiàn)表 。 表六：杯形件復(fù)合模的裝配 序號(hào) 工序 工藝說(shuō)明 1 凸、凹模預(yù)配 ① 裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。 ② 將各凸模分別與相應(yīng)的凹模孔相配，檢查其間隙是否加工均勻。不適合者應(yīng)重新修磨或更換 2 凸模裝配 以凹模孔定位，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固 3 裝配下模 ① 在下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模、導(dǎo)料板； ② 在下模座、導(dǎo)料板上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲； ③ 將下模座、導(dǎo)料板、凹模裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘 4 裝配上模 ① 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模； ② 預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔； ③ 用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊； ④ 將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上彈簧和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm; ⑤ 復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘； ⑥ 安裝導(dǎo)正銷、承料板； ⑦ 切紙檢查，合適后打入銷釘。 5 試沖與調(diào)整 裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)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)的專業(yè)知識(shí)同時(shí)也鞏固了先前學(xué)到的知識(shí)，同時(shí)感觸最深的是，所學(xué)知識(shí)只有在應(yīng)用中才能在更深刻理解和長(zhǎng)時(shí)間記憶。對(duì)一些原來(lái)一知半解的理論也有了清楚的認(rèn)識(shí)。特別是原來(lái)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、塑料模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使制造的模具既能滿足使用要求有不浪費(fèi)材料，保證了工件的經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)的合理性。通過(guò)塑料模手冊(cè)、模具制造簡(jiǎn)明手冊(cè)、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)等了解到許多原來(lái)未知的知識(shí)。由于能力有限，設(shè)計(jì)中難免有疏漏之處，懇請(qǐng)老師給予指正。我在此衷心謝謝原老師的大力幫助與指導(dǎo)。 此模具為簡(jiǎn)單的拉深模，此模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，采用了剛性卸料，，且此模具生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，適用于大中小型企業(yè)及大批量生產(chǎn)。 本次設(shè)計(jì)我查閱了大量的資料，特別是有關(guān)冷沖模方面的。這無(wú)疑拓寬了我在這方面的知識(shí)，對(duì)今后的發(fā)展將會(huì)起到一定的幫助，通過(guò)翻閱大量的模具書(shū)籍，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)有了近一步的了解，在其方法上有了深刻的體會(huì)，由于本設(shè)計(jì)設(shè)及模具的安裝、調(diào)試等知識(shí)，在查閱過(guò)程中又從新對(duì)它們進(jìn)行了一遍系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，進(jìn)一步加強(qiáng)了所學(xué)知識(shí)。使它們系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化。 限于水平和經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)和不足之處在所難免，希望老師和同學(xué)提出批評(píng)和建議。總之，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到學(xué)與用之間還差很多。對(duì)于論文中存在的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在原紅玲老師的指導(dǎo)下完成的，原老師除了給出了參考題目外，又幫助解釋論文格式。在設(shè)計(jì)論文的過(guò)程中，又幫助分析題目，給出具體的設(shè)計(jì)方案和思路，分析設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題和解決方法，并幫助找到相關(guān)方面的書(shū)籍。同時(shí)在本設(shè)計(jì)中得到了翟老師，楊老師的幫助，對(duì)于老師門(mén)給與的熱情幫助，再次表示衷心的感謝！ 在完成本論文的過(guò)程中還得了廣大同學(xué)的熱情幫助，才使論文得以順利完成。在此對(duì)各位老師和同學(xué)們表示衷心的感謝！由于本人能力有限，論文中難免存在一些漏洞，還請(qǐng)指導(dǎo)老師加以指正。 參考文獻(xiàn) [1]、劉建超 張寶忠 主編。沖壓模具設(shè)計(jì)與制造。高等教育出版社 [2]、翟德梅 主編。模具制造技術(shù) [3]、薛翔 主編。沖壓模具與制造 化學(xué)工業(yè)出版社。 [4]、許發(fā)樾 主編 模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 [5]、馮炳堯 朝泰榮 蔣文森 主編 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)，（第二版）。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998 [6]、陳錫棟 主編。實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)。 [7]、許發(fā)樾 主編。實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)。機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [8]、史鐵梁 主編。冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社 1996 [9]、王樹(shù)勛 主編。模具實(shí)用技術(shù)綜合手冊(cè)。華南理工大學(xué)出版社， [10]、徐起賀 孟玲琴 劉靜香 主編?，F(xiàn)代機(jī)械原理。陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2004 [11]、劉明保 李宏德 王志偉 等編著。吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2003 [12]、肖祥芷 主編 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 江西科學(xué)技術(shù)出版社 [13]、王孝培 主編 模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2000.06 [14]、馬正元、韓啟 主編《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社 22