. 落料沖孔復合模設計說明書 院 系： 機電工程學院 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 班 級： 09及材控二班 學 號： 20091185 姓 名： 李明紅 指導老師： 周健老師 目錄 1、 概論______________________________________2 2、 工藝分析方案及確定________________________2 3、 模具結構的確定____________________________4 4、 工藝計算__________________________________5 5、 主要工作零件的設計________________________9 6、 總裝配圖__________________________________15 7、 參考文獻__________________________________16 1、 概論 模具是工業(yè)生產的基礎工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關注。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產制件所表現出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。 設計出正確合理的模具不僅能夠提高產品質量、生產率、模具使用壽命，還可以提高產品的經濟效益。本次設計的是一套落料沖孔模，經過查閱資料，對零件進行結構和工藝分析，通過沖裁力、頂件力卸料力等力計算并確定壓力機的型號。對模具各部分進行強度校核，確認其是否滿足使用要求?？偠灾ㄟ^合理的設計，能夠制造出既節(jié)省原材料，又能加工出符合要求的零件的落料沖孔模。 2、 工藝方案分析及確定 2.1零件沖壓工藝分析 （1）、產品結構形狀分析 圖2-1 材料：08F 料厚：1 生產批量：大批量生產 由圖分析，零件為一落料圓形中間沖制一個星形而成。在設計時，需滿足以下要求： 、必須保證操作安全、方便。 、保證生產率和高質量件的同時，力求低成本和模具的壽命長。 、保證模具的強度和外形的美觀。 （2）、工藝方案的確定。 完成此工件需要沖孔落料兩道工序，加工方案有三種： 序號 工藝方案 機構特點 1 單工序模生產：先完成落料在沖孔或先沖孔后落料 模具結構簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成模具的加工，難以滿足模具大批量生產的要求。且兩道工序中產的定位誤差，將導致中心孔的精度難以保證。 2 復合模生產：落料沖孔復合 同一副模具完成兩道不同的工序，大大減小了模具的規(guī)模，降低了模具成本，提高了生產效率，并能滿足零件精度要求，操作簡單方便適合大批量生產。 3 級進模生產：沖孔落料連續(xù) 同一副模具不同的工位完成兩道不同的工序，成產效率高模具規(guī)模相對復合模要大，成本也高，且要求兩道工序間的定位精度高。 結合以上分析，該工件采用第二種方案比較合理。 3、 模具結構的確定 （1）、模具形式確定 復合模又可分為正裝式復合模和倒裝式復合模，正裝式復合模沖出的沖件平直度較高，但沖孔廢料落在下模工作面上不易清楚，有可能影響操作和安全，從而影響生產率。倒裝飾復合模沖孔廢料直接由沖孔凸模從凹模內孔推下，無頂件裝置，結構簡單。操作方便。通過以上分析，該工件采用倒裝式復合模。 （2）、定位裝置 采用伸縮式擋料銷縱向定位。 （3）、卸料裝置 條料卸除：采用彈性卸料版，由于是倒裝復合模，彈性卸料版安裝在下模。 工件卸除：采用打料裝置將工件從落料凹模中推下，落在模具工作表面上。 沖孔廢料卸除：下模座直接由漏料孔排出 （4）、導向零件 采用滑動式導柱導套極限導向。 （5）、模架 采用中間導柱模模架，導柱分布在矩形凹模的對稱中心線上，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便。 4、 工藝計算 （1）、排樣設計 零件外形為圓形，可以采用單排，交叉雙排或多排；考慮到工件為大批量生產，若采用雙排或多排會增大模具尺寸結構，從而增加模具的生產成本，故采用單排結構；如圖所示： 圖4-1：排樣圖 確定搭邊值：根據參考文獻當ｔ=1時,ａ＝2,ｂ＝1.5. 計算調料寬度：采用無側壓裝置，所以Ｚ=0.1,?=0.5 B=(Dmax+2a+Z) =(30+22+0.1) =34.1㎜ 導料銷之間的距離A=B+Z=34.2㎜ 材料利用率計算：?總=100% 式中：n——一張板料上的沖裁件總數目； A———一個沖裁件的實際面積； B———板料的寬度； L———板料的總長度； 若取工件工件數為14，則：L=1430+151.5=442.5 ㎜ ?。蹋?43 ㎜，所以條料規(guī)格為443 ㎜34.1㎜1 ㎜ 利用CAD計算得一個沖裁件的面積A1=545.2083 ㎜2 ?總=100%=50.585% （2）、計算沖裁力 沖裁力計算公式為F=F孔+F落 式中：F——沖裁力(N) Ｆ孔——沖孔沖裁力(N) 　 　 F落——落料沖裁力(N) ① 沖孔沖裁力的計算： F孔=KL孔tb 式中： L孔——沖裁周邊長度（㎜），L孔= 87.1851㎜ t——材料厚度（㎜），t=1㎜ b——材料抗剪強度（MPa）b≈210~400Mpa,取b=350 Mpa K——系數（取K=1.3）。 所以F孔=1.387.18531350 =39.67 KN ② 落料沖裁力的計算： F落= KL落tb 式中L落=94.2478㎜ 所以Ｆ落＝1.394.24781350=42.89 KN 故沖裁力F=F孔+F落=39.67 KN+42.89KN=82.56 KN （3）、卸料力FX、推件力FＴ計算： 　 　 查表可得相應的KX、KT、KD分別為0.05、0.055。由于為倒裝式復合模，故每沖孔一次，工件都會被推件板推出，故n=1. FＸ=KXF落＝0.0542.89KN= 2.14KN ＦT=nKTＦ落=10.05542.89 KN=2.36KN （4）、總沖壓力的計算 沖裁時，壓力機的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力，當采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時： Ｆ總＝F+FX+FT=(82.56+2.14+2.36) KN=87.06 KN 所以選擇壓力機噸位為J23-25 （5）、計算模具壓力中心 由于該工件為對稱工件，所以模具的壓力中心為其幾何中心。 （6）、計算模具刃口尺寸 ①、沖孔凸凹模尺寸計算 由基本尺寸可查的最大初始雙面間隙Ｚman＝0.140 ㎜，最小初始雙面間隙Ｚmin=0.100 ㎜。查表得x=0.75,取 p=0.4(Ｚman-Ｚmin)=0.40.040 ㎜=0.016㎜ d=0.6(Ｚman-Ｚmin)=0.60.040 ㎜=0.024 ㎜ 可滿足+=0.040≤Ｚman-Ｚmin的條件。 由計算公式得：dp=(dmin+x)=24.036 ㎜ dd=（dp+Ｚmin）=24.136 ㎜ ②、落料凸凹模尺寸計算 由基本尺寸可查的最大初始雙面間隙Ｚman＝0.140 ㎜，最小初始雙面間隙Ｚmin=0.100 ㎜。查表x=1,同樣取p=0.016㎜，d=0.024 ㎜可滿足使用要求。 Ｄd=(Ｄmax- x)=29.90 ㎜ Ｄp=(Ｄd-Ｚmin) =29.80 ㎜ 5、主要工作零件的設計 (1)、落料凹模設計計算 凹模高度　 Ｈ＝ks s——垂直送料方向的凹模刃壁間的最大距離（㎜） k——　系數，考慮板厚的影響，查表得k=0.4。 所以　 Ｈ＝ks＝0.430 ㎜=12 ㎜ 因該工件為圓形，故可選用圓形凹模，取凹模刃壁至凹模邊緣的距離S2=30 ㎜ ，故凹?？偝叽纾?90㎜，凹模形狀尺寸如圖： 圖5-1 ：落料凹模 （2）、沖孔凸模長度L及校核 　 ?、?、 沖孔凸模長度：L=Ｈ1+Ｈ＋Ｈ墊； 　 　 　 　 　 　 Ｈ1=（0.6～0.8）Ｈ； 　 　 　 式中：Ｈ1——凸模固定板厚度, Ｈ1=0.712=8.4㎜?。?=9㎜ 　 　 　 　 Ｈ——落料凹模厚度； 　 　 　 　 Ｈ墊——墊板的厚度，?。葔|＝15㎜。 所以L=Ｈ1+Ｈ＋Ｈ墊=(8.4+12+10) ㎜=36㎜,如圖示： 圖5-2：沖孔凸模 　 　 　 　 　 　 ②、承壓能力的校核： 凸模承壓能力按下式校核：=≤[]; 式中:——凸模最小截面的壓應力（MPa） F——凸模縱向所承受的壓力，即Ｆ孔＝39.67KN ; A——凸模最小截面積；由CAD面積查詢得Ａ＝161.6501 ㎜2 []——凸模材料需用抗壓強度。查表可得：[]≥295 MPa。 所以==245.406 MPa≤[]，滿足使用要求。 ③、失穩(wěn)彎曲應力的校核： 對于截面為星形的凸模有：Lmax≤1200, 式中：J——凸模最小截面慣性矩。 F——凸?？v向所承受的壓力，即Ｆ孔＝39.67KN ; 利用CAD計算星形的慣性矩Ｊ＝2822.2454㎜４。 所以1200=1200=320.07 Lmax=35.4㎜。滿足使用要求。 （3）、凸凹模長度確定，壁厚校核； 凸凹模長度L1 =H卸+H彈+Ｈ固 -0.5; 取凸凹模的固定板Ｈ固=0.812=9.6㎜ 故取凸凹模固定板厚度為10 ㎜。由橡膠的計算可得H彈=46㎜,取卸料版厚度H卸=10㎜。 所以L1 =H卸+H彈+Ｈ固 -0.5=10+46+10-0.5=65.5㎜。 圖5-3：凸凹模 凸凹模壁厚校核：查參考文獻知倒裝式凸凹模壁厚最小值hmin=2.7 本設計中n=(29.8-24.136) ㎜=5.664㎜,滿足使用要求。 （4）、橡膠的選用與計算： 橡膠允許的負荷較大，安裝調整靈活方便，是沖裁模中常用的彈性元件。 橡膠墊產生的力 F=AP 式中：Ｆ——橡膠所產生的壓力，設計時取大于或等于卸料力。此處取F=2.14 KN； P——橡膠所產生的單位面積壓力（N/㎜2）,與壓縮量有關，其值可按查資料確定。 ?。粒?02-302-492=5400.23㎜2. 所以 P==0.396 MPa。 取壓縮量為25%，預壓縮量20%，工作行程t2.3. 所以H彈==46 ㎜。 校核橡膠高度與直徑的比值=0.51 滿足使用要求。如圖所示： 圖5-4：彈性橡膠 （5）、卸料版的選取 取卸料版的厚度為10㎜，其上因有導料銷和擋料銷，其設計如圖示： 圖5-5：彈性卸料版 （6）、墊板的選取 為避免硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖擊力而出現凹陷，致使凸模松動，在模座與凸模間加墊板，墊板厚度一般為6～10㎜，該設計取墊板厚度為7㎜。 （7）、壓力機校核 模具的閉合高度H閉=156㎜ 壓力機的最大閉合高度Ｈmax＝220㎜,Hmin=120㎜. 所以Ｈmax-5≥H閉≥Hmin+10.故壓力機可用。 6、裝配圖 零件的裝配圖如下： 5-6：裝配圖 1-打桿 2-凸模固定板 3-落料凹模 4-彈壓卸料版 5-彈壓橡膠 6-凸凹模固定板 7-導料銷 8-擋料銷 9-凸凹模 10-推板 11-沖孔凸模 12-推桿 13-推板 參考文獻： 【1】、林承全主編. 沖壓模具課程設計指導與范例 北京：化學工業(yè)出版設 【2】、王衛(wèi)衛(wèi)主編 材料成型設備 機械工業(yè)出版社 【3】、張榮清主編. 模具制造工藝 北京：高等教育出版社 【4】、羅圣國、吳宗澤主編. 機械設計課程設計手冊 高等教育出版社 【5】、馬正元、韓啟主編 沖壓工藝與模具設計 北京機械工藝出版社 設計總結 　 本次畢業(yè)設計歷時一周，在設計中我遇到了許多困難，但是在一些同學的指導、幫助與督促下，我都一一解決，在此表示衷心的感謝！通過此次課程設計，我加深了對模具的理解，對模具的基本結構和工作原理有了更深層次的了解，也能更熟練的運用ＣＡＤ等機械制圖軟件。設計中，參考了很多的教材和資料，培養(yǎng)了自己查閱相關資料的能力。當然，本次設計還發(fā)現了許多的問題，主要體現在：第一，對課本上的知識掌握的不夠；第二，對材料這一塊沒有足夠的了解，導致在設計中材料的硬度、屈服極限等數據的模糊運用。 現在正處于十二五計劃的關鍵時期，而模具制造業(yè)是中國發(fā)展?jié)摿艽蟮男袠I(yè)，因此，想要在此行業(yè)中有所建樹，就必須努力學習，不斷的思考，借鑒國外高端的模具加工技術，不斷創(chuàng)新，爭取為我國的模具行業(yè)開辟一個新的天地。 精選word范本！