止動(dòng)件的沖裁復(fù)合模設(shè)計(jì)

止動(dòng)件的沖裁復(fù)合模設(shè)計(jì),止動(dòng)件,復(fù)合,設(shè)計(jì) 購(gòu)買后包含有CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢Q 197216396 摘 要 本論文介紹了止動(dòng)件的沖裁復(fù)合模設(shè)計(jì)的全過(guò)程。對(duì)模具設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面的介紹和分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了模具的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)包括沖裁壓力、沖裁刃口尺寸以及材料利用率的計(jì)算。確定各主要的零件結(jié)構(gòu)尺寸、設(shè)計(jì)并繪制排樣圖、零件圖以及裝配圖等一系列的工作。 關(guān)鍵詞：止動(dòng)件；沖壓；復(fù)合模 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1止動(dòng)件設(shè)計(jì) 2 1.1沖裁件分析 2 1.1.1 產(chǎn)品分析 2 1.1.2材料分析 2 2 沖裁件的分析 3 2.1沖裁件的工藝性 3 2.2材料利用率 3 2.2.1材料利用率的基本內(nèi)容 3 2.2.2材料利用率的計(jì)算公式 3 2.3材料搭邊值的計(jì)算 3 2.3.1排樣方式 3 2.3.2最小搭邊值的計(jì)算 3 3凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算及沖裁壓力計(jì)算 5 3.1凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算 5 3.1.1凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算原則 5 3.1.2凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算公式 5 3.2沖裁壓力 6 3.2.1沖裁壓力的計(jì)算 6 3.2.2降低沖裁力的措施 6 4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選擇 7 4.1選擇模具結(jié)構(gòu) 7 4.1.1復(fù)合模 7 4.1.2正裝與倒裝復(fù)合模的選擇 7 4.2凹模板 7 4.2.1凹模板的尺寸計(jì)算 7 4.2.2凹模板尺寸圖 8 4.3凸模 8 4.3凸凹模 9 5模具總圖及孔的放置 10 5.1螺紋孔和銷孔的放置 10 5.2裝配圖 11 總 結(jié) 12 致 謝 13 附錄 14 參考文獻(xiàn) 15 前 言 幾千年前，模具就已經(jīng)被我們的祖先用來(lái)制造青銅器，說(shuō)明我國(guó)在模具上的水平已經(jīng)領(lǐng)先國(guó)外了。經(jīng)過(guò)幾千年的沉淀，模具的種類越來(lái)越多，對(duì)我們的生活影響越來(lái)越大，在汽車、航空、電子、日常用品等產(chǎn)品中發(fā)揮了重要的作用。在數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的今天，冷沖模開(kāi)發(fā)的三個(gè)層面已經(jīng)高度集成緊密的融合在一起。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來(lái)越多，沖壓行業(yè)仍是蒸蒸日上，對(duì)各種不同種類的沖壓人才的需求持續(xù)增長(zhǎng)，所以我們身上的責(zé)任也越來(lái)越重。 我們學(xué)的模具有兩種分為：塑料模具和沖壓模具。沖壓模具的形式很多。根據(jù)工藝分類可分為：沖裁模、拉伸模、彎曲模、成形模；根據(jù)工序組合可分為：?jiǎn)喂ば蚰?、?jí)進(jìn)模、復(fù)合模。塑料模成型加工方法不同，可分為：注塑模、傳遞模、壓鑄模、擠出模、中空吹塑模和熱成型模具。而我這次設(shè)計(jì)的就是沖壓模中的復(fù)合模。 冷沖模模具設(shè)計(jì)是為模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)、基礎(chǔ)理論課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)的環(huán)節(jié)。綜合了材料力學(xué)、塑性力學(xué)、機(jī)械原理與設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝等多科學(xué)的應(yīng)用，這是一門應(yīng)用型和理論性很強(qiáng)的課程。其目的是：讓我們具體應(yīng)用和理解課程及有關(guān)模具的理論知識(shí)及生產(chǎn)知識(shí)， 了解沖壓模模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和步驟；培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力；結(jié)合生產(chǎn)和使用等條件，獨(dú)立地完成模具總體結(jié)構(gòu)及其零部件的設(shè)計(jì)。熟練掌握手工繪圖的能力和AutoCAD、UG等軟件的應(yīng)用能力，熟悉了解有關(guān)國(guó)家（部頒）標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等，加強(qiáng)對(duì)模具設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 1止動(dòng)件設(shè)計(jì) 1.1沖裁件分析 1.1.1 產(chǎn)品分析 如圖1-1所示沖裁零件， 產(chǎn)品名稱：止動(dòng)件 材料:Q235， 厚度:t=2mm， 適合大批量生產(chǎn)。 圖1-1 沖裁零件 1.1.2材料分析 沖裁變形的零件應(yīng)該具有較好的塑性、一定的硬度和剛性。如果零件的塑性太差，剪切過(guò)程時(shí)間短，會(huì)得不到足夠的光亮帶，從而大大使沖裁質(zhì)量和精度變差；硬度太低，會(huì)使零件的平整度變差，而且會(huì)產(chǎn)生材料附著，但是硬度太高塑性差，還影響模具的壽命；零件剛度太差，不便于送料、取件。因此選用Q235。 2 沖裁件的分析 2.1沖裁件的工藝性 沖裁件的工藝工藝性能是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性，所以零件的材質(zhì)、形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及公差等對(duì)沖裁工藝要求的符合程度，良好的沖裁工藝可以顯著的降低零件的生產(chǎn)成本。 2.2材料利用率 2.2.1材料利用率的基本內(nèi)容 排樣時(shí)，在保證制件質(zhì)量的前提下，主要考慮如何提高材料的利用率（沖裁件的實(shí)際面積 與用了的材料的面積之比），利用率越大，制造的沖裁件就越多。 2.2.2材料利用率的計(jì)算公式 材料利用率η的計(jì)算公式：η=A /Bs×100 % A表示沖裁件的實(shí)際面積；B表示條料的的寬度；s表示沖裁時(shí)條料在模具上每次送進(jìn)的距離，它的值為兩個(gè)沖裁件間對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離。如圖2-1得，材料利用率： η＝A /Bs×100 %＝5320/（75×78）%≈89.7 % 2.3材料搭邊值的計(jì)算 2.3.1排樣方式 在對(duì)沖裁件進(jìn)行排樣時(shí)，要根據(jù)零件的形狀尺寸精度要求生產(chǎn)率結(jié)構(gòu)和壽命以及操作安全方便等因素來(lái)進(jìn)行。這樣會(huì)使綜合經(jīng)濟(jì)效益提高。 因?yàn)榇藳_裁件適合批量生產(chǎn)。排樣時(shí)為了避免材料的浪費(fèi)，因此選擇直排。這種排樣方式是有廢料排樣，模具根據(jù)工件外形進(jìn)行沖裁，工件旁邊都留有搭邊。這樣既能保證沖裁質(zhì)量，也能是沖裁件的壽命延長(zhǎng)。 2.3.2最小搭邊值的計(jì)算 如圖2-1所示排樣圖根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表2-19最小搭邊值來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 圖2-1排樣圖 a=2.2 a1=2.8 t=2 L=78 B=75所以最小搭邊值為2.5。 3凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算及沖裁壓力計(jì)算 3.1凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算 3.1.1凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算原則 因?yàn)橥?、凹模之間存在間隙，所以沖裁件旁邊都是帶有錐度的，且落料件的尺寸等于凹模的尺寸，沖孔件的尺寸等于凸模尺寸。沖裁過(guò)程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料會(huì)發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，從而使間隙變得越來(lái)越大。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時(shí)，必須遵循下述原則： 沖孔模先確定凸模的刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最大極限尺寸，保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的孔。刃口的基本尺寸要根據(jù)沖裁性質(zhì)、刃口磨損的方向和最小的間隙尺寸來(lái)確定，保證沖裁件在磨損之后還能達(dá)到所需的公差要求。 凸、凹模的刃口公差尺寸應(yīng)該根據(jù)凸、凹模的結(jié)構(gòu)、加工方法以及沖裁間隙來(lái)確定。 3.1.2凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算公式 根據(jù)刃口尺寸計(jì)算原則，得到刃口尺寸的計(jì)算公式為： 落料 Dd=(Dmax-xΔ)+δd 0 Dp=(Dmax-xΔ-Zmin)0 -δp 沖孔 Dd=(dmin+xΔ)0 -δp dd=(dmin+xΔ+Zmin)+δd 0 式中Dd、Dp ——落料凹、凸模的刃口尺寸（mm） dp、dd——沖孔凸、凹模刃口尺寸（mm） Dmax——落料的最大尺寸（mm） dmin——沖孔的最小尺寸（mm） Δ——沖裁件的公差（mm，如果沖裁件是任意尺寸，按IT14級(jí)精度處理） Zmin——最小間隙（mm） δp、δd——凸凹模的刃口公差（mm） x——磨損系數(shù)，x值在0.5～1之間，它與沖裁件的精度有關(guān)，可按下列關(guān)系選擇： 沖裁件精度較高（IT10）時(shí)：x=1; 沖裁件精度一般（IT11～I(xiàn)T13）時(shí)：x=0.75； 沖裁件精度較低（IT14以下）時(shí)：x=0.5。 落料（Φ30+0.24 +0.11) 由參考文獻(xiàn)[1]表2-3得知，Zmin=0.10,Zmax=0.14.所以x=0.5。 確定刃口尺寸公差，由參考文獻(xiàn)[1]表2-7得知凸、凹模的刃口尺寸公差δp=0.02mm ,δd=0.03mm。 將上述得到的數(shù)值代入得刃口尺寸為： Dd=（36.24-0.5×0.04）+0.03 0=36.2+0.03 0 mm Dp=（36.22-0.10）0 -0.02=36.10 -0.02 mm 沖孔（Φ220 -0.02） 由參考文獻(xiàn)[1]表2-7得知刃口磨損系數(shù)x=0.75. 確定刃口尺寸公差，得知刃口尺寸公差為δp=0.02mm，δd=0.02mm。將上述所得數(shù)值代入得到刃口尺寸為： dp=（22+0.75×0.12）0 -0.02 =22.090 -0.02 mm dd=（22.09+0.10）+0.02 0 =22.19+0.02 0mm 3.2沖裁壓力 3.2.1沖裁壓力的計(jì)算 沖裁力是凸模沖穿板件時(shí)所需的壓力，通常指沖裁力的最大值。沖裁力的影響因素有很多，比如材料的厚度、剛度模具、間隙大小等。所以沖裁力可按下式計(jì)算：F=KLtτb 式中F指沖裁力； L指沖裁件長(zhǎng)度; T指材料厚度; τb指材料抗剪強(qiáng)度； K指的是一些不確定因素，一般取K=1.3 抗剪強(qiáng)度由參考文獻(xiàn)[1]附錄1 所得： 即F=1.3×78×2×304≈61651N 3.2.2降低沖裁力的措施 在零件加工時(shí)，沖裁力較大會(huì)對(duì)零件生產(chǎn)造成不必要的影響。所以要采取一些措施：凸模階梯布置、加熱沖裁、斜刃沖裁。 4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選擇 4.1選擇模具結(jié)構(gòu) 4.1.1復(fù)合模 復(fù)合模是一種多工序沖模，在壓力機(jī)的一次行動(dòng)中模具的同一個(gè)工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上不同沖壓工序。復(fù)合模的主要特征是：至少有一個(gè)具有雙重作用的工作零件，就是凸凹模。 4.1.2正裝與倒裝復(fù)合模的選擇 復(fù)合模分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。區(qū)別在于正裝式復(fù)合模落料凹模裝在下模時(shí)，正裝復(fù)合模沖出的工件表面平整 ，精度較高。倒裝復(fù)合模是為落料凹模裝在上模時(shí)，倒裝復(fù)合模對(duì)凸凹模的最小壁厚有要求，不能太小，其最小壁厚值與材料和板料厚度有關(guān)。因此選用倒裝式復(fù)合模更為合理。 4.2凹模板 4.2.1凹模板的尺寸計(jì)算 沖裁件凹模板的輪廓尺寸包括凹模板的長(zhǎng)度（L）、寬度（B）、和厚度（H）。其中尺寸L和B的確定有幾下幾個(gè)因素：凹模刃壁到凹模板的距離（w1、w2、w3、w4）一般取凹模板厚度的1.5～2倍。凹模板的幾何中心應(yīng)盡量與沖裁壓力中心重合。凹模板厚度可按以下公式確定，但不能小于15mm。 H=KS2（≥15mm） 式中H——凹模板厚度； S2——凹模寬度方向最大距離； K——考慮板料厚度的影響系數(shù)可按表4-1查取。 表4-1系數(shù)K值 S2/mm 材料厚度t/mm 0.5 1 2 3 ＞3 ≤50 ＞50～100 ＞100～200 ＞200 0.3 0.2 0.15 0.1 0.35 0.22 0.18 0.12 0.42 0.28 0.2 0.15 0.5 0.35 0.24 0.18 0.6 0.42 0.3 0.22 根據(jù)表4-1得K=0.2,因此凹模板厚度為： H=0.2×136=27.2mm 即w1=w2=w3=w4=13.6mm 因此得出L=167mm，B=163mm。 根據(jù)凹模板的尺寸我們可以凸模固定板、導(dǎo)料板凸模墊板的長(zhǎng)、寬都與凹模板相同，高度分別為40mm、10mm、15mm。因?yàn)閷?dǎo)柱、導(dǎo)套以及上下模座都是與凹模配做的，因此選用單側(cè)導(dǎo)柱模架。 4.2.2凹模板尺寸圖 如圖4-1凹模板。尺寸未注公差I(lǐng)T14。 圖4-1凹模板 4.3凸模 凸模長(zhǎng)度計(jì)算。凸模長(zhǎng)度主要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，并考慮修模、裝配、操作安全等需要來(lái)確定。由于是沖裁復(fù)合模，因此選用彈性卸料。計(jì)算公式為： L=h1+h2+ha 式中L——指凸模長(zhǎng)度（mm）； h1——凸模固定板厚度（mm）； h2——卸料板厚度（mm）； ha——導(dǎo)料板厚度（mm）；因此根據(jù)公式得L=40+10+15=65,為了防止凸模與凹模固定板相碰損壞模具，因此留有1mm的間隙，即凸模長(zhǎng)度為64mm。 圖4-2凸模 4.3凸凹模 復(fù)合模中即作為落料凹模又是沖孔凸模的零件就是凸凹模。當(dāng)凸凹模在模具的上模是則稱為正裝復(fù)合模，反正就是倒裝復(fù)合模。由于本套模具凸凹模在下模，因此選用倒裝復(fù)合模。如圖4-3為凸凹模，尺寸未注公差I(lǐng)T14。 圖4-3凸凹模 5模具總圖及孔的放置 5.1螺紋孔和銷孔的放置 表5-1螺孔銷孔的最小布置尺寸 簡(jiǎn)圖 螺釘孔 M6 M8 M10 M12 M16 M20 M24 A 淬火 10 12 14 16 20 25 30 不淬火 8 10 11 13 16 20 25 B 淬火 7 8 9 10 12 13 17 C 淬火 5 不淬火 3 銷釘孔 ?4 ?6 ?8 ?10 ?12 ?16 ?20 D 淬火 7 9 11 12 15 16 20 不淬火 4 6 7 8 10 13 16 由于工作零件較大，因此選用了M24和M10型號(hào)的螺釘，銷孔則選用了Φ8。為了可以增加凸模與上模座的可靠性及穩(wěn)定性，所以采用了4個(gè)螺釘。而銷釘?shù)拈L(zhǎng)度則是根據(jù)連接模具之間的厚度決定的。 5.2裝配圖 圖5-1裝配圖 1-下模座；2-導(dǎo)柱；3-彈簧；4-導(dǎo)套；5-推件塊；6-圓柱銷；7-模柄；8-螺釘；9-上墊板；10-凸模；11-擋料銷；12-凸凹模；13-卸料板；14-卸料螺釘；15-圓柱銷；16-螺釘；17-下墊板；18-凸凹模固定板；19-凹模板；20-推桿；21-凸模固定板；22-上模座板。 總 結(jié) 這次的課題我選擇的是止動(dòng)件沖裁復(fù)合模。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)我感慨良多，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我更加了解到模具加工在實(shí)際生產(chǎn)中的重要地位。不僅使自己的專業(yè)技能有所發(fā)揮并且掌握的更加熟練，也加強(qiáng)了所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)的鞏固。系統(tǒng)地鞏固了如：《冷沖模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐》、《模具加工工藝》、《機(jī)械制圖》等許多課程。 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先要考慮的就是零件是否符合沖裁的條件。從零件的材料看，我選擇了Q235，這個(gè)材料十分適合沖壓加工。而且沖裁件的剛性較好。在沖壓的工藝方案選擇時(shí)，我選擇了倒裝復(fù)合模，這樣的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。 在設(shè)計(jì)中，我還運(yùn)用了UG 3D繪圖軟件和CAD2D制圖軟件，雖然這些老師之前都教過(guò)，但是我總是不熟練，正好通過(guò)這次的機(jī)會(huì)，練習(xí)了一把，讓自己的制圖水平有了提高。 做畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)遇到難題，比如凸凹模的設(shè)計(jì)、 刃口尺寸的計(jì)算。有許多的專業(yè)術(shù)語(yǔ)我都不認(rèn)識(shí)。不懂就問(wèn)是我們從小被老師教育的，畢業(yè)設(shè)計(jì)怎么能少得了同學(xué)們和老師的幫助呢？在同學(xué)們和老師的悉心的指導(dǎo)下，我克服了一個(gè)又一個(gè)難題，如果沒(méi)有他們的幫助，我是不能這么順利的完成這份畢業(yè)設(shè)計(jì)的。而且在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，特別是模具在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)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。使我對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，主要零件的設(shè)計(jì)，主要工藝參數(shù)的計(jì)算，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零部件的設(shè)計(jì)等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會(huì)生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計(jì)方法對(duì)我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。 總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我自己認(rèn)真的結(jié)果，也是我為以后架起“工作”的關(guān)鍵一步，檢驗(yàn)了我大學(xué)幾年學(xué)習(xí)的成果，文中上述所有內(nèi)容主要是在講述模具設(shè)計(jì)的過(guò)程，利用對(duì)零件圖形的工藝分析，設(shè)計(jì)出適合加工零件的模具，以及達(dá)到生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，零件的沖裁工藝性分析、模具結(jié)構(gòu)的確定是模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，只要合理就可以保證其加工精度及其各項(xiàng)指標(biāo)要求。通過(guò)這次止動(dòng)件沖裁復(fù)合模設(shè)計(jì)，讓我增加了不少專業(yè)方面的知識(shí)，提高了動(dòng)腦、動(dòng)手的能力。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)也存在著許多不足之處，希望各位指導(dǎo)老師批評(píng)出來(lái)，只有這樣，我才能發(fā)現(xiàn)自己的不足，才能去完善。 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我知道了團(tuán)隊(duì)重要性。謝謝大家的幫助。時(shí)光荏苒，如白駒過(guò)隙，又似流雨煙云，不知不覺(jué)，大學(xué)三年就這樣結(jié)束了?；厥淄拢磺卸?xì)v歷在目，就如發(fā)生在昨日。謝謝大家陪我走過(guò)了那些光彩有落寞的青春，那孤單卻不可缺失的歲月，謝謝你們的包容，幫助和陪伴。 除了謝謝同學(xué)之外還要感謝的就是老師了，記得剛上大一時(shí)，我們還對(duì)大學(xué)的新生活懵懵懂。而你就像人生道路上的一盞明燈，幫我指明方向。在我們無(wú)能為力時(shí)，您就會(huì)伸出援助之手幫我們渡過(guò)難關(guān)。你教會(huì)了我們很多，讓我們少走了很多彎路，也讓我們知道社會(huì)的險(xiǎn)惡?？傊?，真的謝謝您！ 附錄 止動(dòng)件沖裁復(fù)合模3D圖參考文獻(xiàn) [1] 丁友生，鄒吉權(quán).冷沖模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐. 浙江：浙江大學(xué)出版社，2007. 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