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河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
1 緒 論
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束,畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié),是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)的發(fā)展,工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快,使模具的需要不斷增加,而對模具的質(zhì)量要求越來越高。模具技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用越來越顯得更為重要。
模具是一種特殊的模型,用來塑造(制造)產(chǎn)品;從工藝的角度,模具是一種成型制品的特殊工藝裝備。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備,在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中,60%—80%的零部件都依靠模具成形,模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低,因此,模具被稱之為“工業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”,用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值,往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。 目前,我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還比較的落后,主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距,導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。
隨著國民經(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)對模具的需求量越來越大,技術(shù)要求也越來越高。雖然模具種類繁多,但其發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)該是既能滿足大量需要,又有較高技術(shù)含量,特別是目前國內(nèi)尚不能自給,需大量進(jìn)口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對整個(gè)模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此,一些重要的模具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點(diǎn)發(fā)展,而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度,這樣才能不斷提高我國模具標(biāo)準(zhǔn)化水平,從而提高模具質(zhì)量,縮短模具生產(chǎn)周期,降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價(jià)格優(yōu)勢,因此對于出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點(diǎn)來發(fā)展。根據(jù)上述需要量大、技術(shù)含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則選擇重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品,而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術(shù)基礎(chǔ),屬于有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。
沖壓是一種先進(jìn)的少無切削加工方法,具有節(jié)能省材、效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、重量輕、加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車、航空航天、儀器儀表、家電、電子、通訊、軍工、日常用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用.據(jù)統(tǒng)計(jì),薄板成型后,制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。
在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí),我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識,對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解,達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題,我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí),我對于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識,豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識,而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下,我們對于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料,通過這些實(shí)踐,我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍,更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計(jì)中,將充分利用和查閱各種資料,并與同學(xué)進(jìn)行充分討論,盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)的過程中,將有一定的困難,但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力,相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限,而且缺乏經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)中難免有不妥之處,肯請各位老師指正。
2 零件的工藝性分析
工件名稱:焊片
生產(chǎn)批量:大批量
材料:H62
厚度:0.7mm
圖1 零件圖(焊片 材料H62)
2.1 零件的總體分析
圖示零件材料為H62,適合一般的沖壓加工。此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序,結(jié)構(gòu)相對比較簡單,具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能,能夠進(jìn)行一般的沖壓加工。零件形狀較為簡單,采用圓弧過渡,但零件對稱分布,有沖孔、落料兩個(gè)工序特征。
2.1.1外形落料的工藝性
此焊屬于中等尺寸零件,料厚0.7mm,外形較為簡單,采用圓弧過渡,以便于模具加工,減少熱處理開裂,減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過快磨損,尺寸精度要求一般。
2.1.2沖孔的工藝性
此焊片只有一個(gè)φ6.3與一個(gè)寬4.5長3的孔。圖示零件的尺寸全部為未注公差的一般尺寸,一般按IT14級取,尺寸精度較低,普通沖裁完全可以滿足要求。
2.1.3沖裁件的孔邊距和孔間距
為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度,孔邊距和孔間距不能過小?!?】其最小許可值當(dāng)?。?。根據(jù)工件的尺寸可得 ,所以工件的尺寸符合要求。
沖孔時(shí)因凸模強(qiáng)度限制孔的尺寸不應(yīng)太小,否則凸模易折斷,查表2.7.3【1】知,工件上孔的直徑大于或等于0.35倍的料度即。由任務(wù)書零件圖易于看出工件的尺寸符合要求。
2.1.4尺寸精度
圖示零件的尺寸均未注公差的一般尺寸,按慣例取IT14級,尺寸精度較低,符合一般沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。
3 工藝方案的確定
該零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔,可擬訂出以下三種工藝方案。
方案一:單工序模生產(chǎn)。
方案二:落料沖孔復(fù)合模。
方案三:沖孔落料級進(jìn)模。
采用方案一,生產(chǎn)率低,工件的累計(jì)誤差大,操作不方便,由于該工件為大批量生產(chǎn),方案二和方案三更具有優(yōu)越性。
該零件φ6.3mm的孔與外圓之間的最小距離為2.85mm,大于此凸凹模允許的最小壁厚),可以采用沖孔、落料復(fù)合模或沖孔、落料連續(xù)模。但復(fù)合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證,且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜但由于零件的幾何形狀簡單對稱,模具制造并不困難。級進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高,但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度,需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正,故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對上述三種方按的分析比較,該零件的沖壓生產(chǎn)采用方按二的復(fù)合模為佳。
4 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算
設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí),首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣,且為直對排的形式,雖然材料的利用率低于少廢料和無廢料排樣,但工件的精度高,且易于保證工件外形的圓角。
4.1確定搭邊與搭肩值
搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的,查表2.5.2【1】。取最小搭邊值為,最小搭肩值。
4.2確定零件的排樣方案
設(shè)計(jì)模具時(shí),條料的排樣很重要。分析零件形狀可知,確定排樣方案:條料從右至左送進(jìn),落料凸模的沖壓力比較均勻,零件形狀精度容易保證。條料的排樣如圖2所示。
圖2 排樣方案
4.3計(jì)算送料步距和條料的寬度
按如上排樣方式:
由公式計(jì)算如下: .
所以確定條料的寬度B為27mm
步距
所以步距為18.5mm。
4.4計(jì)算材料的利用率
根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況,原材料選用200X400X0.7的H62的銅板。每塊可剪27X200規(guī)格條料10條,材料剪切利用率達(dá)96%。
材料利用率通用公式【1】
式中A—一個(gè)沖裁剪的面積。
n— 一個(gè)步距內(nèi)的沖裁件數(shù)量。
B—條料寬度
S—步距。
材料利用率:=
5 計(jì)算沖壓力和初選壓力機(jī)
5.1沖裁工序總力的計(jì)算
由工件結(jié)構(gòu)和前面所定的沖壓方案可知,本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模??紤]到模具刃部被磨損、凸凹模不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響。本模具采用普通平刃口模具沖裁,其沖裁力P按下式計(jì)算:
式中 P—沖裁力(KN)。
K—系數(shù),一般取1.3
L—沖裁件剪切周邊長度(mm)。
t—沖裁件材料厚度(mm)
—被沖材料的抗剪強(qiáng)度。
上式中抗剪強(qiáng)度與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān),可在手冊中查詢,為方便計(jì)算,可取材料的,故沖裁力表達(dá)式又可表示為:
查手冊【3】H62的 取極限值σb=450MPa
所以落料力F=Ltσb =
沖孔力F=Ltσb =
沖孔時(shí)的推件力F=nKF
取直筒形刃口形式,由表2.21查的,h=5mm,則n=h/t=5/0.7=7個(gè)
n—同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中n=h/t
h—凹模刃部直壁洞口高度(mm),
t—料厚( mm)
查表2.7得,K=0.05
所以推件力F=nKF= 落料時(shí)的卸料力F=KF
查表2.7得,K=0.03
卸料力F=KF=
所以總沖壓力F=F+F+F+F= 為保證沖壓力足夠,一般沖裁壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大30%,即F=
5.2初選壓力機(jī)
壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于工序總力。
查手冊【2】初選開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號為J23-16和J23-25,見表一。
表一 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)
型號
公稱壓力/kN
滑塊行程/mm
最大封閉高度/mm
工作臺尺寸/mm
可傾斜角/。
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm
J23-16
160
55
220
300×450
35
45
J23-25
250
65
270
370×560
30
55
5.3 確定壓力中心
用解析法求模具的壓力中心的坐標(biāo)。按比例畫出零件尺寸,選用坐標(biāo)系XOY。如下圖3所示。因零件左右對稱,即xc=0。故只需計(jì)算yc。將工件沖裁周邊分成L1、L2、L3、L4、…L10、L11基本線段,求出各段長度的重心位置:
L1=3mm Y1=0
L2=6mm Y2=11.3mm
L3=2.85mm Y3=11.6mm
L4=2.25mm Y4=15.97mm
L5=2.25mm Y5=22.68m 圖3 壓力中心的計(jì)算
6 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定
6.1 模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知,采用倒裝復(fù)合沖壓,所以模具類型為倒裝復(fù)合模。
6.2定位方式的選擇
因?yàn)樵撃>卟捎玫氖菞l料,所以選用導(dǎo)料銷和擋料銷來實(shí)現(xiàn)對沖裁條料的定位。
6.3導(dǎo)向方式的選擇
為了提高模具壽命和工作質(zhì)量,方便安裝調(diào)整,該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
6.4 卸料方式
該模具采用倒裝結(jié)構(gòu),沖孔廢料直接由沖孔凸模從凸凹模內(nèi)孔推下。工件厚度為0.7mm,料厚相對較厚,卸料力也比較小,故可采用彈性卸料。
6.5 送料方式
采用手動(dòng)送料。
7 模具工作零部件刃口尺寸的計(jì)算
該零件屬于無特殊要求的一般沖孔落料件,外形尺寸由落料獲得,小孔尺寸則由沖孔得到。
查表2.3.3可
沖孔φ6.3的孔凸凹模刃口尺寸的計(jì)算;由于制作簡單,精度要求不高,所以采用凸模和凹模分開加工方法制作凸凹模。其凸凹模刃口尺寸計(jì)算如下:查表2.5得凸凹模制造公差:
校核-=0.014,而+=0.04
滿足的條件
查表2.6得模具的精度等級為IT14級。
查表2.2【4】 取
7.1沖裁φ6.3孔的凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算
凸模尺寸
凹模尺寸
φ6.3凸緣強(qiáng)度的校核:經(jīng)查有關(guān)文獻(xiàn)得:黃銅的抗疲勞強(qiáng)度。凸模材料選用優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼淬火,其直徑d=6.3.凸模材料許用應(yīng)力[].
根據(jù)式(2.45)得:
d=6.30.27.故計(jì)算合理
7.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算
此落料件為形狀較為復(fù)雜的零件,所以利用凸凹模配作法,這種方法有利于獲得最小的合理間隙,放寬對模具的加工設(shè)備的精度要求。
以落料凹模為基準(zhǔn)件,由公差表查得工件個(gè)尺寸的公差等,確定x
采用配作法,計(jì)算凹模的刃口尺寸,首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大還是變小,還是不變這三種情況,然后分別按不同的計(jì)算公式計(jì)算。
a、凹模磨損后會(huì)增大的尺寸-------第一類尺寸A
第一類尺寸:
b、凹模磨損后會(huì)減小的尺寸-------第二類尺寸B
第二類尺寸:
c、凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 第三類尺寸C
第三類尺寸:
其落料凹模的基本尺寸計(jì)算如下:
第一類尺寸:磨損后增大的尺寸:
落料凸模的基本尺寸與凹模相同,分別是23.74mm,2.063,11.7不必標(biāo)注公差,但要在技術(shù)條件中注明:凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制,保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.100(落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖4、5)
圖4 落料凹模刃口部分尺寸
7.3凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
本模具為復(fù)合沖裁模,除了沖孔凸模和落料凹模外,還有一個(gè)凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要,凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如圖6所示。確定凸凹模安裝在模架上的位置時(shí),需要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù),使壓力中心與模柄中心重合。
校核凸凹模的強(qiáng)度:查表2.23得凸凹模最小壁厚為,而實(shí)際最小壁厚。故符合強(qiáng)度要求:凸凹模刃口尺寸按落料凹模尺寸配合,并保證雙面間隙為0.010-0.014mm。凸凹模上的孔中心與邊緣尺寸的公差應(yīng)比零件所標(biāo)的精度高3-4級。即()mm。
圖5 凸凹模設(shè)計(jì)
8 模具主要零部件設(shè)計(jì)
8.1工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
8.1.1落料凹模的設(shè)計(jì)
凹模采用整體式凹模,各沖裁的凹??拙捎镁€切割加工。安排凹模在模架上的位置時(shí),要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù),使壓力中心與模柄中心重合。整體式凹模裝于下模座上, 凹模高度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,即
凹模高度H=Kb
凹模壁厚C=(1.5~2)H
式中b----凹??椎淖畲髮挾龋ǖ獴不小于15mm)
C-----凹模壁厚, 指刃口至凹模外形邊緣的距離
K=系數(shù)(查表2-40【5】K=0.3)
凹模高度H=Kb=0.3X24=7.2mm
按表取標(biāo)準(zhǔn)值H=10mm
凹模壁厚C= C=(1.5~2)H =15mm~20mm
凹模壁厚取15mm。
凹模寬度
凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取(1.7~2.0)d,
根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板66×60×15(JB/T7643.1)【6】
8.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)
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,所以沖孔凸模采用臺階式。一方面加工簡單,另一方面便于裝配與更換。
查表1-214【5】沖一個(gè)孔的圓形凸模可選用標(biāo)準(zhǔn)件B型式。如圖7所示。
圖6沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式
凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的,其凸模長度用下列公式計(jì)算:
L=h1+h2+h3+h
式中 L—凸模長度, mm
h1—凸模固定板高度,mm
h2—卸料板高度,mm
h3—導(dǎo)料板高度,mm
h—附加高度,一般取15~20mm
沖裁6.3mm孔凸模尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化(包括外形尺寸和厚度)
凸模長度 L=12+8+2=22mm
由小凸模刃口d=11.15mm查手冊【2】表2.54可知 h=5mm, D1=6mm, D=4mm, L=22㎜。
小凸模強(qiáng)度校核
要使凸模正常工作,必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力,即
對于圓形凸模
式中 —圓形凸模最小截面直徑,mm
t—沖裁材料厚度,mm
—沖裁材料的抗剪強(qiáng)度,取254Mpa【3】
—凸模材料許用強(qiáng)度,取800Mpa【3】
dmin≥==0.9mm 所以承壓能力足夠。
抗縱向彎曲力校核
對于圓形凸模(有導(dǎo)向裝置)
式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度,mm
F ——沖模力,N
d——凸模最小截面的直徑,mm
= =26.72mm 所以長度適宜。
凸模固定端面的壓力
q =<
式中 q—凸模固定端面的壓力,MPa
F—落料或沖孔的沖裁力,N
—模座材料許用壓應(yīng)力(查表得120~160Mpa【3】)
q ==2.19MPa
凸模固定板端面壓力小于120~160Mpa,凸模固定板承受的壓力合適。
8.1.3落料凸模(凸凹模)的設(shè)計(jì)
結(jié)合工件外形并考慮加工,外形凸模用線切割機(jī)床加工成直通式凸模,用兩個(gè)M8的螺釘固定在墊板上,凸模按下式計(jì)算:
L=h1+h2+h3+h
其中: h1為固定板厚度(7 mm),h2為卸料板厚度(5mm),h3為導(dǎo)料板厚度(6 mm), h為附加長度,主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度(1mm)及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的安全距離(15mm~20mm)等因素。
所以:L=7+5+6+4=22 mm
凸模固定板材料可用45鋼,結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊【5】表15.57可得66×61×7。
8.2定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】
8.2.1擋料銷及導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
由設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可得該套模具所用擋料銷與導(dǎo)料銷的規(guī)格尺寸一樣,根據(jù)手冊【4】選用。
型號:JB/T7649.9 6×25mm
材料為45鋼的圓柱擋料銷,硬度43~48HRC
擋料銷位置設(shè)計(jì):根據(jù)排樣圖與搭邊值計(jì)算,當(dāng)所選毛坯板料的一邊完成沖裁之后。掉頭沖板料的另一側(cè),板料余量恰好能沖出一個(gè)制件。所以擋料銷位置不變,也不用使用使用擋料銷。
8.2.2擋料銷與導(dǎo)料銷位置的確定
由模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),導(dǎo)料銷及導(dǎo)料銷都應(yīng)通過卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具閉合狀態(tài)下,應(yīng)高出卸料板3mm【1】。
根據(jù)分析選用廢料孔后端定位時(shí)擋料銷位置如圖8
圖7擋料銷的位置
8.2.3導(dǎo)料銷位置的確定
導(dǎo)料銷位于條料的同一側(cè),采用從右向左的送料方式,送料的方向?qū)Я箱N應(yīng)裝在后側(cè)。
8.3卸料裝置的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化【7】
8.3.1彈性卸料板的結(jié)構(gòu)形式
模具采用倒裝結(jié)構(gòu),選用手冊【6】圖7-7(b)的卸料板形式。由表7-8查得彈性卸料板厚度為5mm。裝模具時(shí)卸料板孔與凸凹模得單邊間隙為0.10mm,在模具開啟狀態(tài),卸料板應(yīng)高出模具凸凹模工作刃口0.3~0.5mm,以便順利卸料,卸料板的工作行程為3.5mm。
8.3.2卸料螺釘?shù)倪x用
采用圓柱頭卸料螺釘45鋼,熱處理硬度35~45HRC
規(guī)格 M5×90 JB/T7650.5
8.3.3卸料彈簧的設(shè)計(jì)及選用
在滿足模具結(jié)構(gòu)要求的前提下,保證所選用的彈簧能夠滿足給出所要求的作用力和行程,所以本設(shè)計(jì)所選用的彈簧在裝模和試模過程中依據(jù)所需的力進(jìn)行選取.
8.4推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【5】
8.4.1剛性推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
本套模具的推件裝置所需推件力大,且為了推件平穩(wěn)可靠,應(yīng)采用剛性推件裝置。其結(jié)構(gòu)形式見手冊【5】
8.4.2推件塊的設(shè)計(jì)
本推件塊的端面外形應(yīng)跟落料凹模的刃口形狀一致,整體外形應(yīng)設(shè)計(jì)成臺階式以便與凹模配合完成推件,而在沖裁時(shí)不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應(yīng)高出凹模面0.2~0.5mm。
推件塊和凹模的配合:由于外形件的相對尺寸較大,外形形狀相對復(fù)雜,所以推件內(nèi)形與凹模為間隙配合H8/f8,推薦外形與凹模為非配合關(guān)系,屬內(nèi)導(dǎo)向。
8.4.3連接推桿的選用
為了使推件裝置推出平穩(wěn)采用3根推桿。每根推桿所承受的力為:
由手冊查取適合本裝置的推桿規(guī)格為:φ2×22mm
8.4.4推板的設(shè)計(jì)
由推出結(jié)構(gòu)需要,推板適宜選用圓形即手冊的A型。
8.4.5打桿的設(shè)計(jì)
打桿選用帶肩A型打桿與推板配合以起到平穩(wěn)推件作用。
其材料45鋼 熱處理硬度43~48HRC
規(guī)格: A11×55mm JB/T7650.1
8.5支撐固定零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】
由凹模周界L=63mm,B=60mm,及卸料板的外形尺寸,材料選為HT200,0I級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。技術(shù)要求按JB/T8050—1999的規(guī)定。
8.5.1模架的選用
上模座標(biāo)記:63×63×20 GB/T2855.5
下模座標(biāo)記:63×63×25 GB/T2855.6
8.5.2 凸模固定板的設(shè)計(jì)
因凸凹模的尺寸較大所以直接用螺釘緊固在下模座上。
凸模固定板的設(shè)計(jì):
為了保證安裝、固定牢靠,凸模固定板必須有一定的厚度,由經(jīng)驗(yàn)公式【6】計(jì)算凸模固定板厚度。
H=(1~1.5)D=(1~1.5)×11.215mm=11.215mm~16.823mm
查手冊【6】表7-2本模具取H=7mm,其外形尺寸應(yīng)與凹模的外形尺寸一致規(guī)格為66mm×61mm×7mm
8.5.3墊板的設(shè)計(jì)【6】
在本模具采用的彈性卸料裝置中,上模座中設(shè)有推板等零件的裝置和讓位空間,會(huì)使的其厚度變薄,影響其抗壓強(qiáng)度,所以應(yīng)設(shè)一塊墊板。其規(guī)格根據(jù)凹模外形尺寸選取66mm×61mm×4mm。
8.6導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】
本組模具采用的是后側(cè)導(dǎo)柱模座只需兩對相同型號的導(dǎo)柱導(dǎo)套。本模具沖裁間隙小應(yīng)按H6/h5配合,材料選用20鋼熱處理要求滲碳深度0.8~1.2mm,硬度58~62HRC ,技術(shù)要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。
導(dǎo)柱標(biāo)記: 16×90 GB/T2861.2
導(dǎo)套標(biāo)記: 16×60×18 GB/T2861.2
8.7 緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】
本模具采用螺釘固定,銷釘定位。其具體數(shù)據(jù)如下:
內(nèi)六角圓柱頭螺釘標(biāo)記:GB/T70.1 M6×36
螺釘標(biāo)記:GB/T5782 M6×15
銷釘標(biāo)記:GB/T11.21 8m6×36
9 沖壓設(shè)備的的選用
通過前面的設(shè)計(jì)知道,上模座厚度為20mm,上模墊板厚度為4mm,固定板厚度為7mm,凸模長度為22mm,凹模厚度為15mm,下模座厚度為25mm,凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度為0.7mm。
該模具的閉合高度:
=
模具閉合高度90mm,根據(jù)前面初選的壓力機(jī),選擇JC23—25型壓力機(jī),其工作臺尺寸為370×560mm,最大閉合高度為270mm,連桿調(diào)節(jié)長度為55mm.最終經(jīng)過校核,選擇JC23—25型壓力機(jī)能滿足使用要求。
其主要技術(shù)參數(shù)如下:
工稱壓力:250KN
滑塊行程:55mm
最大閉合高度270mm
最大裝模高度:250mm
連桿調(diào)節(jié)長度:55mm
工作臺尺寸(前后×左右):360mm×560mm
墊板尺寸(厚度×孔徑):40mm×210mm
模柄孔尺寸:φ60×75mm
最大傾斜角度:300
10 模具總裝圖
由以上設(shè)計(jì),可得到模具的總裝圖(裝配圖見附圖)。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模固定板、凹模板、推件塊等組成。推件方式由剛性推件裝置憑借壓力機(jī)的壓力來完成廢料的推出。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料,以彈簧為彈性元件。
其工作過程是:條料在送進(jìn)模具時(shí)由擋料銷限位,導(dǎo)料銷導(dǎo)向,使得條料精確定位。模具在工作時(shí),上模部分隨壓力機(jī)下行,當(dāng)上模部分與條料接觸時(shí),卸料板起壓料作用與凹模一起作用將條料壓緊隨上模下行,壓力機(jī)滑塊繼續(xù)下行沖孔凸模進(jìn)入凸凹模在壓力及刃口作用下完成沖裁。
壓力機(jī)滑塊回程,上模部分跟著一起上行,在打料桿等一系列推件裝置的作用下將制件推出凹模腔內(nèi),沖孔廢料從凸凹模型孔內(nèi)落下,與此同時(shí)卸料板在彈簧恢復(fù)的作用下也將條料從凸凹模上撥落下來,完成卸料,卸料裝置復(fù)位。條料再送進(jìn)一個(gè)步距等待下一次回程沖裁。
圖8 模具裝配圖
1 下模座 2 導(dǎo)柱 3卸料螺釘 4 凸凹模5 卸料板 6 活動(dòng)擋料銷
7 凹模 8 導(dǎo)套 9 凸模固定板 10 連接打桿 11 上模座 12 螺釘
13 打桿 14 模柄 15 推板 16 墊板 17 銷釘 18 螺釘 19沖孔凸模
20 推件塊 21 彈簧 22 螺釘 23 銷釘
結(jié)束語
焊片屬于形狀較為簡單的沖壓件,分析其工藝性,并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定本制件的排樣方案及沖裁力,然后選取合適的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是工件為外形是圓弧過渡,工件為非對稱件,必須計(jì)算好壓力中心使壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心相重合。最后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年學(xué)習(xí)中的最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié),是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí),我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識,對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解,達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題,我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí),我對于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識,豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識,而對于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下,同時(shí)在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體,明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍,設(shè)計(jì)中,將充分利用和查閱各種資料,并與同學(xué)進(jìn)行充分討論,盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)的過程中,難免遇到了一定的困難,但在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力下,相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限,而且缺乏經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免,肯請各位老師指正。
致 謝
首先感謝本人的導(dǎo)師原紅玲老師,她對我的仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。原紅玲老師淵博的知識,誠懇的為人,她我受益匪淺,在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中,特別是遇到困難時(shí),她給了我鼓勵(lì)和幫助,在這里我向她表示真誠的感謝!
感謝母校——河南機(jī)電高等專科學(xué)校的辛勤培育之恩!感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境,使我學(xué)到了許多新的知識,掌握了一定的操作技能。
感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗同學(xué),和他們在一起討論、研究使我受益非淺。
最后,我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué),并感激師友的教誨和幫助!
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