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畢業(yè)設計說明書 題 目 定位框沖壓模具設計 學院 直屬系 材料科學與工程學院 年級 專業(yè) 2002 級 模具專業(yè) 姓 名 高 占 生 學 號 20020529 指 導 教 師 儲 凱 教 授 完 成 時 間 2006 年 6月 1日 2006 6 第 1 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分摘 要 本次設計是在原有沖壓件的基礎上對其進行批量生產的一系列設計和加工制造 的全過程 定位框沖壓件的設計首先要從沖壓生產工藝上對我所要設計的定位框進 行沖壓工藝的分析與計算 然后在分析計算的基礎上并參看相關的沖壓設計資料確 定沖壓工藝方案 再在此基礎上確定各工序的復合關系后 再進入沖模各具體結構 的設計 在此基礎上對各副沖壓模具的主要零部件的尺寸進行設計與計算 期間要 參考大量與沖壓相關的資料和翻閱各種 沖壓手冊 并通過計算以確定各副模具具 體的結構及尺寸 通過不斷的計算與修改 并在指導老師的悉心關懷和耐心指導下 進行不間斷的反復修改 最終確定劃出了三副裝配圖和 18副零件圖 并在這個基 礎上對各副沖模的主要工作零件如 落料凹模 拉深凸模 凸凹模以及翻邊凸模 翻邊凹模和一些定位零件和固定零件進行制造工藝的設計 編制零件的制造加工工 藝卡片 以通過制造工藝的編制來熟悉并掌握模具由設計到加工成型再到使用的整 個工藝流程 使我們在以后的設計中能更加結合工廠的實際生產條件 使我們的設 計更加合理 更具有經濟價值和生產的實用性 可行性 另外 本次畢業(yè)設計是對我大學四年所學各種知識的檢驗和考查 通過這次畢 業(yè)設計使我了解和掌握了許多生產過程中的實際的東西 結合我在生產實習中所看 所想的一些東西 有了自己的一些小體會和小心得 在此我特別感謝學校 學院各 位老師給我的這次機會和悉心指導 關 鍵 詞 沖壓工藝性 沖模設計 總布置與校核 制造工藝的編制 2006 6 第 2 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 Abstract This design is at originally possessed hurtle as to it s foundation of press the piece is the batch quantity produce a series design for carry on Only for a pole box press the piece of the design want first from hurtled to press to produce the craft to carry on to a pole of limit box that I want to design hurtled to press the craft of analysis and calculation then on the analytical and calculating foundation also see also relatedly hurtled to press to design the data assurance to hurtle to press the craft project again after this foundation up made sure the compound relation of each work preface then enter blunt the mold is each the design of the concrete structur On this foundation to main parts of each blunt mold of size carry on the design and calculation the period want to consult a great deal of related data and browse the manual and pass the calculation with the concrete structure and sizes of the assurance pass the continuous calculation and modify and at guide the teacher to be concerned with concentrated effort and guide patiently under carry on modifying again and again without a break most the assurance rowed three assemble diagrams and 18 spare parts diagrams Thanks every teacher and the school of leaders Key words Hurtle to press the craft The blunt mold design Total arrange to check with school manufacture 2006 6 第 3 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 目錄 第一章 前言 6 第二章 設計任務書 6 第三章 沖壓件工藝分析 7 第四章 沖壓件工藝方案的確定 8 第五章 模具總裝圖的設計與計算 10 1 落料 沖孔 拉深復合模的設計與計算 11 1 沖裁排樣方式的確定與計算 11 2 工序壓力的計算 13 3 模具類型及結構形式的確定與計算 14 4 模具工作部分刃口尺寸的計算 15 5 模具其它零件的結構尺寸設計與計算 17 2006 6 第 4 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 2 第二副模具裝配圖的設計與計算 21 1 工序壓力的計算 21 2 模具類型及結構形式的確定與計算 22 3 模具工作部分刃口尺寸的計算 22 4 模具其它零件的結構尺寸設計 23 3 第三副翻邊?？傃b圖的設計與計算 24 1 工序壓力的計算及壓力機的初步選用 24 2 翻邊預制孔尺寸的計算 25 3 模具工作部分刃口尺寸的計算 27 4 模具類型及結構形式的確定與計算 27 5 模具其它零件的結構尺寸設計與計算 27 第六章 模具經濟技術分析 30 第七章 畢業(yè)設計總結 31 第八章 設計資料的選用 32 第九章 致謝詞 32 2006 6 第 5 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 第一章 前言 大學四年的學習 使我對模具知識有了一定的了解 而本次畢業(yè)設 計是對我大學四年所學的無論是基礎知識還是專業(yè)知識都是一次全面的 檢查和考核 同時也是培養(yǎng)我解決具體問題的一種能力和一次深入再學 習的過程 通過上學期末對壓鑄模具的課程設計和本學期的模具制造課程設計 我對模具設計的思路和程序有了一定的掌握 初步具備了設計模具的能 力 這次是沖壓模具的設計 要求對沖壓件進行沖壓工藝的設計 沖模 的裝配圖設計 利用電腦設計模具的零件圖以及模具零件的制造工藝設 計 這就需要我對以前所學過的知識進行全面的 系統(tǒng)的復習與回顧 并且通過借助于資料 手冊 圖冊等設計所需的工具書 在導師的指導 下 進行一次全面而系統(tǒng)的設計 同時在設計過程中要進行反復的修改 以不斷改進設計的質量 以順利完成本次畢業(yè)設計的各項任務 同時也 要力求自己設計的模具盡可能地有低成本 高生產率和生產的產品高合 格率的要求 使它具有較高的性價比 本次設計包括模具總裝配圖三張 工件圖一張 模具各零件圖二十 張左右 以及若干張沖模零件制造工藝卡和畢業(yè)設計說明書一份 由于本人水平有限和失誤等原因 因此在本次設計圖紙中還存在不 少錯誤和不足之處 懇請各位老師批評 指正 在此感謝學院各位領導特別是儲凱教授的悉心指導 2006 6 第 6 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 第二章 零件的沖壓工藝分析 本次畢業(yè)設計的沖壓件是定位框沖壓件的生產過程的設計 該沖壓件是一個高 27mm 長 84mm 寬 75mm 的矩形件 該盒形件是 10 鋼 厚度 t 為 1mm 底部圓角半 徑與壁與壁之間的圓角半徑相等 均為 6mm 在該盒形件底部一側有一直徑為 12mm 的圓孔 另一側有一非規(guī)則的孔 但他的外形具有對稱性 而且非規(guī)則的孔還向矩形 件內部翻邊深度為 3mm 此外 盒形件短邊兩側壁上有四個小圓孔 直徑為 5mm 均 勻分布在矩形件兩側對稱位置上 從以上對定位框的形狀分析當中不難看出 它需要經過落料 拉深 沖孔 翻邊 修邊等沖壓工序 但它需要幾次拉深 翻邊預制孔尺寸如何計算以及沖側孔應該采用 哪種方式和如何布置等成為本次設計的重點和難點 另外從沖壓件的用途分析可知 該沖壓件是定位框的上半件 它主要是防塵除塵 的作用 因此其本身精度要求并不高 而且底部的圓孔是觀察孔 兩側壁 4 小孔是通 氣孔 底部非規(guī)則孔是為了工藝的需要而添加的工藝孔 因此 翻邊的精度要求也不 是很高 綜合上述可知 本次設計的模具精度并不需要很高 達到 IT10 IT9 均可滿 足要求 至于需幾次拉深 拉深的圓角半徑等以及沖壓件工藝的計算將在后面加以敘述 在此就不在敘述 后附零件圖一份 2006 6 第 7 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 10 定 位 框儲 凱高 占 生 數 量 1比 例 1A4材 料材 料 學 院 02級 模 具 1班 校 核制 圖 4XR6 4XR7 第三章 零件沖壓工藝方案的計算 1 展開零件毛坯形狀和尺寸的計算 在確定毛坯的形狀和尺寸之前 先確定盒形件的拉深高度 H 盒形件的拉深高度為 H h h 式中 h 盒形件的修邊余量 查表得 h 0 03 0 05 H 取 h 0 04H h 27 H 27 0 04H 得 H 28 2006 6 第 8 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 將直邊按彎曲變形 1 4 的圓角部分按圓筒拉深變形分別展開 其中彎曲部分的展開長度 為 LZ H 0 57 r d 28 0 57X7 32 拉深部分展開后的毛坯半徑 R 為 當 r r D 時 R 2rH 1 2 R 2X7X28 1 2 20 然后平滑連接圓弧和直線 如圖 2 1 所示 1341258XR2041 32 150 42 630 圖 2 1 圖 1 1 2 零件的必要的工藝計算 a 拉深深度 一般拉深深度 H 一般不大于 2d 當一次可拉成時 其高度應符合 如下條件 矩形件 H 0 3 0 8 B 且 r 角 0 05 0 2 B 又圖可知 H 27 m1min 0 53 所以該拉深件的極限拉深系數滿足一次拉深成形的條件 由以上三點可知 拉深件滿足一次拉深成形的條件 d 翻邊的工藝性的分析 翻邊工藝計算有兩個方面的內容 一是根據翻邊工件的尺寸 計算毛坯預孔 的尺寸 二是根許允許的極限翻邊系數 校核一次翻邊可能達到的翻邊精度 由圖可知該翻邊屬于非圓孔翻邊 可以分別按圓孔翻邊 彎曲 拉深展開 然后用作 圖法把各展開線光滑連接即可 1 計算毛坯預孔的尺寸 圓角處按圓孔翻邊 do D 2 H 0 43r 0 72t do 11 2 3 0 43x1 5 0 72x1 7 73 2006 6 第 10 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 2 計算一次翻邊的極限高度 KO 0 085 0 9 KO 查表得 KOmin 0 68 所以 KOmin 0 578 0 618 Hmax D 1 KOmin 2 0 43r 0 72t Hmin 11 1 0 618 2 0 43X1 5 0 72X1 3 125 3 所以可以一次翻邊 尺寸如圖 1 2 所示 4XR7 4XR6 圖 1 2 第四章 零件沖壓工藝方案的計算 根據以上的計算和對零件結構的分析 總體確定以下方案 方案一 落料 拉深 沖孔 翻邊復合 沖孔 兩側 修邊 因為翻邊高度較小 所以沖孔 翻邊不能復合 方案二 落料 拉深 沖孔復合 翻邊 沖孔 兩側 修邊 在這個工藝方案中 翻邊和沖兩側孔不能復合 因為復合以后造成頂出工件比較 2006 6 第 11 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 比較困難 所以不選用此方案 方案三 落料 拉伸復合 沖孔 兩側 翻邊 修邊 方案三雖然工序較多 但思路較清晰 各副模具的設計比較簡單 且都具有可行性 綜合分析選取方案三 第一副 該副模具完成的主要任務為落料 拉深 沖底部圓孔及底部翻邊預制孔并 為后續(xù)工序做好準備 該副模具所完成的工序內容多 比較復雜 也是本 次設計的重點和難點所在 其計算工作量也是最大的 第二副 該副模具完成的工序內容是沖出矩形盒短邊兩側壁上的 4 個小圓孔 由 于該矩形盒是先拉深后再沖孔的 因此 在側壁上沖孔的難度就比較的 大 而且沖孔的直徑比較的小 因此要對沖孔凸模的強度 剛度進行嚴 格的校核 初步考慮有兩種方式來完成該工序的內容 一種方案是采用 側壓裝置 即斜契斜滑塊沖側孔裝置 采用此裝置可一次性將側壁上的 4 小孔同時沖出 第二種方案是將工件毛坯直接套在凹模支架上直接沖 壁上同一側的 2 小孔 然后 再對調沖另一側的 2 小孔 但是效率沒有 前一種的高 浪費工時 所以采用第一種方案 第三副 該副模具是一單工序模具 主要任務是完成工件底部上非規(guī)則形 狀的孔的翻邊 由于該工件在底部對非規(guī)則孔翻邊高度為 3mm 其目的是 為了避免矩形件底部的應力過于集中所引起的變形甚至是損壞 因此 它 是一種工藝孔 翻邊的精度要求并不高 但是本副模具的難點之處在翻邊 的形狀是一非規(guī)則形狀孔翻邊 計算比較困難 故此把它作為單工序模設 計 但設計比較簡單 暫時不進行設計和計算 第四副 該副模具的主要任務是完成工件的切邊修邊工作 由于拉深后的工件存在 修邊余量和局部凸緣 而所要求生產的工件沒有凸緣 因此要進行修邊工 2006 6 第 12 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 序 同時也把它作為最后的一道工序來安排 該模具主要是為了提高工件 的精度和質量而設計的 結構相對復雜 設計中主要搞前一 二 四副模 具的設計 第三副暫時不進行設計和計算 第五章 模具總裝圖的設計與計算 1 落料 拉深 沖孔復合模的設計 1 沖裁排樣方式的設計及計算 根據前邊的作圖及計算確定零件的毛坯尺寸最大為 134x125mm 綜合各種因素 及查看相關的資料后決定采用單排形式 為了進料方便 采用橫排方式 并根據 沖 壓手冊 p44 頁表 2 17 查得 搭邊值 a 2mm 間距 a1 1 5mm 為 1 排樣 用有搭邊值的排樣 直排 搭邊值查表得 a 2 a1 1 5 a 是側邊的搭邊值 a1 是相鄰兩工件的搭邊值 寬度 B 129 如圖 3 1 所示排樣129 圖 3 1 2 材料利用率 F O FX100 2006 6 第 13 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 13911X4 129X 134X4 1 5X5 79 4 2 第一副模具各工序壓力的計算及壓力機的初步選用 1 計算沖裁力 查看 沖壓簡明手冊 以確定 10 號鋼 優(yōu)質碳素結構鋼 的抗拉強度 b 400MPa 則 P 落料 1 3P 式中 P 計算沖裁力 p L t cp L 沖裁周邊長 t 沖件材料厚度 cp 抗剪強度 0 8 0 86 b 抗彎強度 由圖形用 CAD 查詢面積得 L1 422 4 L2 144 78 L3 15 08 L L1 L2 L3 582 26 p 582 26X1X0 8X400 186 32KN P 落料 1 3X186 32 242 22KN 2 第一工序的卸料力 推件力 頂件力 a 卸料力 查課本 P43 頁表 2 9 取卸料力系數 K1 0 05 則 F 卸 K1 F 落料 0 05X242 22 12 11KN b 推件力 P2 n K2 P 2006 6 第 14 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 6X0 055X242 22 79 8KN c 頂件力 P3 K3 P 0 06X242 22 14 53KN 3 壓邊力的計算 查沖壓手冊 P310 頁表 4 83 得單位壓邊力 P 2 25MPa F PA 其中 A 為沖壓件的底部表面積 F 壓邊力 PA 其中 A 5320mm 2 故 F 壓邊力 2 25XA 11 970 KN 其中由 沖壓模具簡明設計手冊 P33 頁表 2 40 查得凹模刃口高度 h 6mm 則 n 6 t 6 1 6 個 4 沖翻邊預制孔各壓力的計算 各參數與上步取相同數據 L 5320 mm 2 則 F 沖 1 3Lt b 1 3x 154 41 x1x400 101 40 KN 卸料力 F 0 05x F 沖 0 05x101 40 5 07 KN 推件力 F 推 6x0 063x101 4 38 2 KN 2006 6 第 15 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 5 壓力機的選擇 綜上計算所知 因為選用的是彈性卸料結構 所以總壓力 F 總 為各力的總和 其中包 括卸料力 故 F 總 242 22 12 11 79 8 14 53 11 970 101 40 5 07 38 2 505 3KN 在考慮各因素后 取一安全系數 0 7 左右 所以必須選用大于 7721 86KN 的公稱壓力 機 則根據所需總壓力初選公稱壓力為 1250KN 的開式壓力機 參看 沖壓手冊 相 關章節(jié) 543 頁 技術參數如下表 1 所示 工作臺 模柄孔尺寸合高度調節(jié)量 前后 左右 直徑 深度 120 970 650 60 75 表 1 3 模具類型及結構形式的選擇與計算 本次設計第一副模具采用落料 沖孔 拉深的復合模結構 雖然本次設計的沖壓 件可一次拉深到所要求的高度 原則上屬于淺拉深矩形件 但是實際情況是該矩形件 高度達到 27mm 只是由于矩形件的長寬的參數都比較的大 因此才使拉深的相對高 度 相對圓角半徑比較的小 因此 采用落料和拉深復合的裝置 另外基于矩形件的 公稱壓力 滑塊行程 mm 行程次數 min 1 最大閉合高 度 mm 1250 140 50 430 2006 6 第 16 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 長寬參數都比較的大 從而使凸凹模的壁厚能夠滿足強度和剛度的要求 而沖底部 2 孔時 相對于沖壓件外形尺寸 沖孔尺寸較小 對拉深凸模強度影響不大 能保證該 零件有足夠的強度和剛度 所以無論從結構上 經濟上 還是生產效率綜合考慮都可 采用將落料 拉深 沖孔的復合模結構 另外在下模座下部設有緩沖器 它驅動托桿向上運動 使壓邊圈兼做頂件和壓 邊的作用 且在上模上設有剛性推件裝置 并在下模上設有剛性卸料板裝置 采用這 些結構的特點主要是 結構緊湊 布局合理且制造使用都簡單方便 唯一的不足是 拉深件有可能留在剛性卸料板內不易出件 有時還需要工人用手工去把它拿出 帶來 了操作的不便 但是只要托桿長度設計合理 緩沖器橡皮彈力足夠 就能克服這點不 足 另外考慮到裝模方便 模具采用后側布置導柱 導套的模架 下附第一副模具裝配簡圖 9 工 件 圖材 料 10 厚 度 排 樣 圖3029 設 計校 對審 核批 準日 期 第 1頁共 5頁質 量 比 例 高 占 生儲 凱 西 華 大 學 材 料 學 院模 具 班定 位 框 落 料 拉 深 沖 孔 復 合 模序 號 名 稱 數 量 材 料 熱 處 理 頁 次代 號 規(guī) 格標 準 零 件 備 注9下 模 座凹 模導 柱導 套上 模 座卸 料 板橡 皮固 定 板墊 板圓 柱 銷內 六 角 螺 釘凸 模模 柄打 桿推 板連 接 推 桿固 定 板卸 料 螺 釘凸 凹 模圓 柱 銷托 桿內 六 角 螺 釘 蓋 板內 六 角 螺 釘凸 模壓 料 器內 六 角 螺 釘擋 料 銷內 六 角 螺 釘頂 出 器 12345 678910213156174 819201 2324256278 8765432110234561789203456278930124678102314553 技 術 要 求 沖 裁 凸 凹 模 刃 口 間 隙 不 均 勻 度 0 3 2成 形 凸 凹 模 刃 口 間 隙 不 均 勻 度 6 4XR7 4XR6 圖表 1 第一副模具剖視圖及主要結構 2006 6 第 17 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 4 模具工作部分刃口尺寸和公差的計算 1 落料凸 凹模的刃口尺寸 由表可查出間隙范圍為 7 10 t 則 Zmin 0 07 Zmax 0 1 Zmax Zmin 0 03 由表可查出 32 11 的 K 1 32 11 為 IT11 精度 0 16 凸 凹模的制造精度都 取 IT8 級 則 Tp Td 0 039 但因為 Tp Td 0 078 Zmax Zmin 0 03 所以應該選用 凸模和凹模配合加工 落料沖裁模應以凹模為基準件配制凸模 由圖可知 32 11 尺寸為凹模磨損后尺寸變大 它們在落料沖裁模上 相當于沖 孔凸模計算 Ad 0TP K A 32 11 1x0 16 039 32 27 039 其它尺寸同理算出 20 86 32 27 41 11 125 19 0 039 039 063 134 19 063 配制凸模的圖樣上須注明 凸模尺寸按凹模實際尺寸配制 保證上面間隙值 0 07 0 1 2 拉深凸 凹模的刃口尺寸 1 凸 凹模圓角半徑 矩形件拉深時 圓角部分的間隙應較直邊部分間隙大 0 1t 所以 r a 7 rt 6 0 1 6 1 ra 凹模圓角半徑 rt 凸模圓角半徑 2 凸 凹模的間隙值 Z Z 2 1 1 1 t max t 1 2006 6 第 18 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 取 Z 2 2 3 凸 凹模的刃口尺寸 84 為 IT11 精度 0 22 凸 凹模的制造精度都取 IT9 級 則 Tp Td 0 087 84 84 222 0 02 當尺寸標注在外行時 Dd Dmax 0 75 TP 0 84 22 0 75X0 22 87 84 06 087 Dd Dmax 0 75 Z 0Td 84 22 0 75X0 22 2 2 087 81 86087 同理算出其它尺寸 75 05 72 85 074 074 沖孔凸凹模刃口尺寸的計算 a 翻邊預孔和零件的底面孔凸 凹模的刃口尺寸 a 底面孔凸 凹模的刃口尺寸 由表可查出間隙范圍為 7 10 t 則 Zmin 0 07 Zmax 0 1 Zmax Zmin 0 03 由表可查出 12 的 K 0 75 12 為 IT10 精度 0 58 凸 凹模的制造精度都取 IT7 級 則 Tp Td 0 015 但因為 Tp Td 0 03 Zmax Zmin 0 03 所以凸模和凹模可 以分別加工 dp d k 0TP 12 0 75x0 058 015 2006 6 第 19 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 12 04015 dd dp Zmin dp 0 12 04 0 07 15 12 11 015 a 翻邊預孔的凸 凹模的刃口尺寸 同上式一樣由表可查出間隙范圍為 7 10 t 則 Zmin 0 07 Zmax 0 1 Zmax Zmin 0 03 同前面公式 同理得凸 凹模尺寸 凸模在前 凹模在后 28 33 28 40 7 8 7 87 7 82 7 89 052 052 036 036 036 036 5 82 5 90 22 93 23 00 036 36 0052 52 0 落料 拉深凸凹模高度的確定 參見課本 P61 頁圖 3 100 L h h1 h2 h3 其中 h 1為凸模固定板厚度 一般為凸模高度的 40 左右 h2為卸料板的厚度 查課本 P23 頁取為 15mm h3橡皮的厚度 計算取為 50mm h 為附加長度 包括修模余量和安全長度 取 30mm 綜上 則 L 0 4L 15 50 30 故 L 145mm 即凸凹模的長度為 145mm 具體長度根據實際情況調整后再確定 落料凹模外形尺寸的設計與粗略計算 具體情況根據裝配圖確定 參見課本 P63 頁圖 3 12 凹模厚度 h Kb 大于 15mm 凹模壁厚 c 1 5 2h 大于 30 40mm 其中 2006 6 第 20 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 b 沖裁件最大外形尺寸 K 系數 形狀簡單取較小值 形狀復雜取較大值 故根據課本 P64 頁表 3 3 取 K 0 18 則 查 沖壓設計簡明手冊 P34 頁 h Kb 0 18x134 24 mm 但是本次模具不是落料單工序模 因此 落料凹模的對 應尺寸應該比拉深凸模原則上高 1 個料厚 t 才可滿足強度要求 但是在此模具設計 凹模里面還有卸料結構 根據作圖得初 h 取 60mm 凹模壁厚 c 1 5 2 5 h 取 48mm 但因為是異行孔 壁厚不同 在此求的為最 小壁厚 5 模具其他零件的設計與計算 模架的選用 根據落料凹模的周界尺寸 查 沖壓手冊 P591 頁相關資料 同時為了安裝方 便 故采用后側導柱式模架 由于本次落料凹模的周界尺寸長度在 250mm 左右 按資 料中的 LXB 選用則上模座為 315x250 x65mm 設計過程中 厚度 50mm 時 頂件的行程 不夠 所以加大上模座的厚度 下模座為 315x250 x60mm 的規(guī)格 其他結構的尺寸值 不變 此時 再反過來校核所初步選用的壓力為 1250KN 的公稱壓力 工作臺尺寸 左右為 970mm 前后 650mm 工作臺的閉合高度為 430mm 顯然可以放下該模座 且 最大閉合高度也滿足要求 因此所選壓力機符合要求 則模柄的規(guī)格為直徑 60 高 96mm 其它結構的尺寸參見 沖壓簡明手冊 P436 頁 與此同時 在模座確定以后 導柱 導套的規(guī)格和結構尺寸也隨之確定下來由 沖壓簡明手冊 相關章節(jié)查得 定位零件 本副模具采用兩個導料銷導向送料 為使條料順利通過導料銷的間隙 在計算排 樣尺寸圖時一并算出 此處不在敘述 結構和規(guī)格與擋料銷相同 同時在本副模具中 采用固定擋料銷來限制條料的送近步距 使用圓形擋料銷 規(guī)格為 10X13 該結構 的擋料結構簡單 制造容易 使用方便 適用于固定卸料板及手工送料的冷沖模結構 2006 6 第 21 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 卸料與推 頂 件裝置 由于板料厚度為 1mm 大于 0 8mm 故要采用固定卸料板結構 其結構簡單 卸料 力大 卸料板只起卸料作用 卸料板的型孔與凸模的單面間隙為 0 5mm 厚度為 14mm 打桿長度 H 模柄總長 凸凹模高度 推件高度 但是由于使用了四爪推板推出機構 因此打桿長度應在 模柄總長 推板厚度 具 體情況根據裝配圖確定 托桿長度 L l h 3 其中 l 氣墊長度 h3 氣墊上平面與下平面之間隙 綜上 取 L 90mm 固定與連接零件 采用固定板將凸凹模固定在上模座上 固定板與凸凹模之間采用階梯固定的形 式 固定板與上模座之間采用內六角螺釘與圓柱銷來連接和定位 螺釘尺寸與圓柱銷 尺寸根據被連接的兩部分零件厚度來確定 此外 由于本副模具的尺寸所需沖裁力較 大 因此采用墊板的結構 第一副模具壓力中心的設計與計算 由于落料 拉深和沖圓孔的凸 凹模形狀均為對稱性形狀 因此其壓力中心均為 其各自的幾何形心 沖翻邊預制孔凸凹模的形狀雖然是不規(guī)則的形狀 但是它也是對 稱的 因此其中心也在其形心上 故以模座中心為原點 建立直角坐標系 則落料 和拉深的壓力中心均在原點上 2 第二副模具的設計與計算 1 各工序壓力的計算與壓力機的初步選用 沖孔力的計算 沖壓件的材料為 10 查 沖壓手冊 得 b 400MPa 則 P 沖 1 3P 2006 6 第 22 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 式中 P 計算沖裁力 p L t cp L 沖裁周邊長 t 沖件材料厚度 cp 抗剪強度 0 8 0 86 b 抗彎強度 L 15 08X2 30 6 p 15 08X1X0 8X400 9 12KN P 沖 1 3X9 72 12 64KN 由于采用一次沖孔 1 次同時沖 4 孔的結構設計故 總壓力 F 水平 4x12 64 50 56 KN 所以 F 總 50 56 sin30 sin60 116 76 KN 則根據總壓力初步選用開式壓力機公稱壓力為 250KN 其模柄規(guī)格為直徑 50mm 高度 91mm 具體結構尺寸參見 沖壓手冊 相關章節(jié) 2 模具結構類型及形式的選擇與設計 本次畢業(yè)設計第二副模具設計的主要目的是在拉深工序完成后 在其側壁上完成 4 個小孔的沖裁 由于前面所述 采用斜契斜滑塊結構 采用彈性卸料和壓料機構 因為孔的直徑較小 所以凹模采用鑲嵌式結構 采用過盈配合和環(huán)氧樹脂連接 來降 低加工難度 3 凸凹模工作部分刃口及公差的計算 和 12 孔的計算方式一樣 5 的計算原理一樣 5 為 IT10 精度 0 048 Tp Td 0 012 因為 Tp Td 0 024 Zmax Zmin 0 03 所以應該選用凸模 和凹模配合加工 沖裁模應以凸模為基準件配制凹模 由圖可知 75 尺寸為凸模磨損后尺寸變小 應按沖孔凸模尺寸計算刃口尺寸 AP 0TP K 75 1x0 074 03 75 074 0 其它尺寸同理算出 84 087 035 配制凹模的圖樣上須注明 凹模尺寸按凸模實際尺寸配制 保證上面間隙值 2006 6 第 27 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 0 07 0 1 模具結構形式的選擇計算 本副模具主要目的是為了修邊工序 因為材料在拉深的過程中 常因受到材料 力學性能的方向性影響 模具間隙分布不均勻 磨擦阻力不均勻以及定位誤差的影響 使拉深件的口部或凸圓周邊不齊 以至拉深成型后不得不進行修邊 在本副修邊模的設計中 它需在第一次拉深時 盒形件底部需要一定的小凸緣 其目的只是在此副模具中利用沖裁的原理把它切除 在本副修邊模的設計中 修邊凹模設計在上模座上 預先拉深后的矩形毛坯件也 放在定位塊上 然后用凸模內六角螺釘和圓柱銷釘將其連接與緊固在凸模上 利用利 用臺階的方式由固定板固定 而固定板利用內六角螺釘和圓柱銷釘將其連接與緊固在 上模座上 卸料時 上模采用打桿和推件塊的方式將坯料從修邊凹模中推出 廢料采 用廢料切刀切斷 排除廢料 模具其它結構零件的設計與計算 模座的選用 在本副模具設計中根據凹模支架的尺寸來選用后側導柱式模架選 用模座的規(guī)格如下 上模座 315x250 x50mm 下模座 315x250 x60m 其具體的結構尺寸如下 上模座 L 315 B 250 H 50 h 35 L1 325 S 305 A 1 160 A 2 290 S2 200 R 55 d2 M16 t 32 下模座 L 315 B 250 H 60 h 45 L1 325 S 305 A 1 160 A 2 290 S2 280 R 55 d2 M16 t 32 2006 6 第 28 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 導柱導套尺寸具體參數參考 沖壓手冊 P606 612 頁相關的章節(jié) 壓力中心的計算 由于本副模具翻邊中心位置雖然在盒行件的底部的中心位置上 但由于翻邊的形 狀屬于對稱形狀 其幾何中心位置就是壓力中心的位置所在處 下附第四副模具裝配結構簡圖 141219876532035678內 六 角 螺 釘打 板打 桿模 柄凸 模圓 柱 銷固 定 板上 模 座導 套導 柱凹 模下 模 座9備 注標 準 零 件規(guī) 格代 號 頁 次熱 處 理材 料數 量名 稱序 號 修 邊 模 西 華 大 學 材 料 學 院模 具 1 班儲 凱高 占 生 比 例 質 量共 頁 第 頁日 期批 準審 核校 對設 計 12345 6789 19817615413 1012 內 六 角 螺 釘內 六 角 螺 釘定 位 塊內 六 角 螺 釘 4圓 柱 銷廢 料 切 刀圓 柱 銷 技 術 要 求 沖 裁 凸 凹 模 刃 口 間 隙 不 均 勻 度 0 3 2成 形 凸 凹 模 刃 口 間 隙 不 均 勻 度 6 圖 3 邊模具裝配圖結構簡圖 第六章 技術經濟分析 2006 6 第 29 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 本次畢業(yè)設計需要完成的是要求年產上萬件的定位框沖壓件的沖模設計 根據對 零件尺寸 形狀 結構等諸因素的分析 綜合沖壓生產的實際情況 我采用的方案是 落 料 拉深 沖底面圓孔 沖預制孔復合模 沖側壁 4 小孔 翻邊模 切邊模 在制定本次設計的工藝時 工序的分散與集中是比較復雜的問題 它取決于零件的批量 結 構 質量要求 工藝特點 對于板材沖壓件 一般來說 考慮到生產批量較大 應盡量把 工序集中起來 同時對模具結構盡可能的采用鑲拼形式 以便于即時更換損壞部件 故 我在設計第一張模具時將落料 拉深沖孔等復合在一起 這樣一來既提高了生產效率 又能保證安全生產 而且在模具制造中節(jié)約了成本 而在第二副模具的設計中由于要 沖盒形件側壁的 4 個小孔 為了提高工作的效率 所以 4 個孔盡量一次沖出 因此造 成模具的設計相對較復雜 但提高了效率 在第三副模具的設計中 由于翻邊本來就 只是為了滿足沖壓件的工藝結構要求 因此精度要求并不高 故在設計模具時可以采 用比較簡單的結構來完成本道工序的任務 在此沒有涉及 另外由于平板毛坯在拉深成型的過程中 常因受到材料力學性能的方向性影響 模具間隙分布不均勻 磨擦阻力不均勻以及定位誤差的影響 使拉深件的口部或凸圓 周邊不齊 以至拉深成型后不得不進行修邊 因此最后一道工序 修邊是必不可少 的 此次設計能夠基本上達到高效率 低成本的要求 在本副模具的制造中可采用較 為簡單的方式進行加工 但還存在許多不足之處 第七章 總結 通過本次畢業(yè)設計 在理論知識的指導下 結合認識實習和生產實習中所獲的實 踐經驗 在老師和同學的幫助下 獨立地完成了本次畢業(yè)設計 在本次設計的過程中 通過自己實際的操作計算 我對以前所學過的專業(yè)知識有了更進一步更深刻的認識 也認識到了自己的不足之處 到此時才深刻體會到 以前所學的專業(yè)知識還是有用的 而且都是模具設計與制造最基礎 最根本的知識 本次畢業(yè)設計歷時四個月左右 從最初的領會畢業(yè)設計的要求 到對拿到自己手 上的沖壓件的沖壓性能的分析計算 諸如沖壓件對結構的分析 對形狀的分析等 通 過不斷地分析計算 對要進行設計的沖壓件有了一個比較全面深刻的認識 并在此基 2006 6 第 30 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 礎上綜合考慮生產中的各種實際因素 最后確定本次畢業(yè)設計的工藝方案 然后是對 排樣方式的計算 直到模具總裝配圖的繪制 歷時近兩個月左右 在這段時間里 我 進行了大量的計算 從材料利用率的計算 到工序壓力的計算 再工作部分刃口尺寸 及公差的計算 到各種零件結構尺寸的計算以及主要零部件強度剛度的核算 其間在 圖書館翻閱了許多相關書籍和各種設計資料 因此從某種意義上講 通過本次畢業(yè)設 計的訓練 也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料 獲取有價值信息的能力 總之 通過本次畢業(yè)設計的鍛煉 使我對模具設計與模具制造的整個過程都有了 比較深刻的認識和全面的掌握 先后幾次不同的設計 從壓鑄模的設計 到模具制造 工藝卡的設計 再到本次畢業(yè)設計的沖壓模的設計與制備 使我接受了一個模具專業(yè) 的畢業(yè)生應該有的鍛煉和考查 我很感謝學校和各位老師給我這次鍛煉機會 我是認 認真真的做完這次畢業(yè)設計的 也應該認認真真的完成我大學四年里最后也是最重要 的一次設計 但是由于水平有限 錯誤和不足之處再所難免 懇請各位導師 各位教 授批評指正 不勝感激 2006 6 第 31 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 第八章 參考資料 1 萬戰(zhàn)勝 沖壓模具設計 中國鐵道出版社 2 彭建聲 沖壓技術問答 機械工業(yè)出版社 3 王孝培 沖壓設計資料 機械工業(yè)出版社 4 王孝培 沖壓手冊 機械工業(yè)出版社 5 涂光祺 沖模技術 機械工業(yè)出版社 6 黃毅宏 模具制造工藝 機械工業(yè)出版社 7 胡石玉 模具制造技術 東南大學出版社 2006 6 第 32 頁 畢業(yè)設計畢業(yè)設計 0550555 創(chuàng)創(chuàng) 建時間 建時間 06 5 20 21 時時 14 分分 第九章 致 謝 首先感謝學校及學院各位領導的悉心關懷和耐心指導 特別要感謝 儲凱教授 給我的指導 在實驗和論文寫作過程中 我始終得到儲老師的悉心教導和認真指點 使得我的理論知識和動 手操作能力都有了很大的提高與進步 對模具設計與制造的整個工藝流程也有了一個基本的掌 握 在他身上 時刻體現著作為科研工作者所特有的嚴謹求實的教學風范 勇于探索的工作態(tài) 度和求同思變 不斷創(chuàng)新的治學理念 他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學要求 端正了 我的學習態(tài)度 使我受益匪淺 另外 還要感謝和我同組的其他同學 他們在尋找資料 解答疑惑 實驗操作 論文修 改等方面 都給了我很大的幫助和借鑒 最后 感謝所有給予我關心和支持的老師和同學使我能如期完成這次畢業(yè)設計 謝謝各位 老師和同學 感謝學校對我這四年的培養(yǎng)和教導 感謝材料學院各位領導各位老師四年如一日的諄諄教 導 學生 李定強 2005年 6月