汽車墊片沖壓模具設(shè)計(全套含CAD圖紙)
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摘要
這次說明書對墊片的設(shè)計流程進(jìn)行了一個比較詳細(xì)的介紹。零件包括了成型加工工藝的分析、模具設(shè)計的結(jié)構(gòu)和計算、模具圖紙繪制、模具加工工藝編制、小結(jié)、附錄等一些內(nèi)容。
運用模具制造產(chǎn)品和零件,能夠高效率的進(jìn)行生產(chǎn),并且能夠大量的生產(chǎn)。操作還簡單;需要加工出的零件和制品可以快速一次成型,不需要再次加工;運用簡單的操作,可以做出復(fù)雜的零件;容易實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化的特點。
本次沖壓重點在于凸模、凹模尺寸設(shè)計,通過合理的設(shè)計,才會生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞:凸凹模刃口計算、模具裝配圖。
1
目 錄
前 言 1
1 成型工藝分析 2
1.1 材料分析 2
1.2 結(jié)構(gòu)分析 2
2 工藝方案的確定 4
3 排樣 5
3.1 排樣圖 5
3.2 材料的搭邊 5
3.3 步距長度的確定 6
3.4 條料寬度的確定 6
3.5 材料利用率 7
3.6 條料排樣圖 7
4 沖裁力計算、壓力中心的確定、壓力機(jī)的選擇 8
4.1 設(shè)計沖裁力 8
4.1.1 沖裁力的計算 8
4.1.2 推件力的計算 8
4.2 壓力機(jī)的選擇 8
5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 9
5.1 凸、凹模結(jié)構(gòu)形式 9
5.2 導(dǎo)料方式的選擇 10
5.3 卸料方式 10
6 模具尺寸計算 11
6.1 凸、凹模刃口尺寸的確定 11
6.2 基本尺寸計算 11
6.3 沖壓模閉合高度 12
7 模具圖紙繪制 13
7.1 裝配圖繪制 13
總結(jié) 14
參考文獻(xiàn) 15
前 言
在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中,模具運用十分的廣泛,在汽車、電器、通信、電子行業(yè)中80%零件都要靠模具成型。沖壓在沖模中是很重要的,沖模如果不符合規(guī)格,用沖壓進(jìn)行大量生產(chǎn)就很困難;沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素,只有它們相互結(jié)合就可以產(chǎn)出沖壓件。
在工業(yè)生產(chǎn)這個行業(yè)中運用是非常的寬廣的,而沖壓在模具中是不可缺少的加工工藝設(shè)備。沖模的設(shè)計程度會直接影響到零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本與操作者的安全。對于一般沖壓模具而言,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,模具的制造難度及精度要求比較高,制作周期長,因而對模具設(shè)計及工藝編排專業(yè)技術(shù)人員的要求更高。
1 成型工藝分析
1.1 材料分析
材料及板厚:材料為QSn4-3錫鋅青銅,厚度1.6mm。錫鋅青銅具有較高的強(qiáng)度,穩(wěn)定性好,適合沖裁。零件加工相對比較簡單一些,加工孔和邊緣的長度剛好,厚度為1.6mm,
級進(jìn)模完全能滿足要求。
1.2 結(jié)構(gòu)分析
材料為QSn4-3錫 鋅青銅,厚度1.6mm。錫鋅青銅具有較高的強(qiáng)度,穩(wěn)定性好,適合沖裁。零件結(jié)構(gòu)比較的簡單,孔和邊的長度也符合,壁厚為1.6mm,級進(jìn)模完全能滿足要求,如圖1-1所示。
圖1-1 零件圖
1.3 尺寸精度分析
所有的零件圖紙上面都沒有標(biāo)出公差,都是是自由的尺寸。按IT12級確定工件尺寸的偏差計算,如圖1-2所示。
圖1-2 尺寸圖
沖壓技術(shù)要求:
1.材料:錫鋅青銅
2.材料厚度:1.6mm
3.生產(chǎn)批量:大批量
4.未注公差:按IT12級確定.
此零件結(jié)構(gòu)簡單,技術(shù)要求低,所以適合沖裁。
2 工藝方案的確定
這沖裁件包括了沖孔與落料兩個基本的工序??梢赃x用的沖裁方案有單工序沖裁與復(fù)合沖裁和級進(jìn)沖裁三種。
方案一:先沖一個孔,然后連續(xù)落料,用了單一工序模生產(chǎn)。即采用一副模具進(jìn)行落料,后一副模具沖直徑為1mm和4.2mm的孔,該方案簡單,但需要兩幅模具才能完成,效率低,不符合生產(chǎn)要求。
方案二:先沖一個孔-然后連續(xù)落料復(fù)合沖壓,用了復(fù)合模生產(chǎn)。復(fù)核模是一種多工序模,生產(chǎn)效率高,沖裁件內(nèi)孔位置精度高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,不符合生產(chǎn)要求。
方案三:先沖一個定位孔,然后連續(xù)沖壓,沖出零件再落料。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。在級進(jìn)模中,只需要一副模具生產(chǎn)效率高。
終上所述,選擇方案三,級進(jìn)模生產(chǎn)零件。因為壁厚1.6mm小于倒裝式壁厚,所以采用正裝式級進(jìn)模生產(chǎn)。
3 排樣
3.1 排樣圖
沖壓零件的排樣圖,如圖3-1所示。
圖3-1 沖壓排樣圖
此零件結(jié)構(gòu)簡單,只有沖孔和落料工序:
工序一:沖一個位孔定位,沖R4的孔;
工序二:去除上下四塊廢料;
3.2 材料的搭邊
排樣的時候要加工的零件部分和條料側(cè)邊的剩料叫做搭邊。
搭邊它很浪費材料,不過在沖壓里面是不能缺少的一部分的,發(fā)揮的作用是很關(guān)鍵的,保證了可以沖出一個合格的零件,但是也浪費了一些材料。
因為該零件長25mm,寬24mm,圓角R≤2t,并且該零件厚度為1.6mm,所以根據(jù)下表可知,工件間搭邊值為a=2mm,側(cè)搭邊值為a=2.2mm。如表3-2所示
表3-2 最小搭邊值
材料厚度t
(mm)
圓件及r>2t圓角
矩形邊長L≤50
矩形邊長L≥50或圓角r≤2
工件間a1
側(cè)邊a
工件間a1
側(cè)邊a
工件間a1
側(cè)邊a
<0.25
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.0
≥0.2~0.5
1.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
≥0.5~0.8
1.0
1.2
1.5
1.8
1.8
2.0
≥0.8~1.2
0.8
1.0
1.2
1.5
1.5
1.8
≥1.2~1.6
1.0
1.2
1.5
1.8
1.8
2.0
≥1.6~2.0
1.2
1.5
1.8
2.5
2.0
2.2
≥2.0~2.5
1.5
1.8
2.0
2.2
2.2
2.5
≥2.5~3.0
1.8
2.2
2.2
2.5
2.5
2.8
3.3 步距長度的確定
由于該零件圓角為R=1mm,根據(jù)表3-1可知搭邊值a1=2mm,所以計算出該零件的步S=26mm
3.4 條料寬度的確定
要計算出零件條料的寬度,首先要算出零件的排樣方式與搭邊值。
條料一直沿著導(dǎo)料板送進(jìn),公式計算為:
條料寬度 B=(D+2a)=(25+4.4)=29.4
式中 Dmax—條料寬度方向沖件的最大尺寸;
a—側(cè)搭邊值;
△—條料寬度的單向偏差;
3.5 材料利用率
材料利用率的高低很關(guān)鍵,運用比較好的材料。我們的排樣圖利用了零件的特點,結(jié)構(gòu),采用了少廢料排樣,從而提高材料利用率。
選用板料規(guī)格為1.6mm×29.4mm×1280mm。
根據(jù)計算,得出單個零件面A=600mm2
材料面積A=29.4×26=764.4mm2
一個工件的材料利用率=A/A×100%=78%
3.6 條料排樣圖
排樣方式和搭邊值確定后,即可計算出條料寬度,進(jìn)而確定模具導(dǎo)料板之間的距離。
公式計算為:
條料寬度 B=(D+2a)=(25+4.4)=29.4
a—側(cè)搭邊值;如圖3-3所示
圖3-3 條料圖
4 沖裁力計算、壓力中心的確定、壓力機(jī)的選擇
4.1 設(shè)計沖裁力
4.1.1 沖裁力的計算
根據(jù)零件圖,用CAD可計算出沖一次零件內(nèi)外周邊之和L=82.112mm,我們的材料選用的是錫鋅青銅,而錫鋅青銅的抗拉強(qiáng)度=539MPa,t=1.6mm,取K=1.3,則根據(jù)公式F沖=KLtτb即F沖= 1.3x539x82.112x1.6≈92057N。
4.1.2 推件力的計算
將工件或廢料順著沖裁方向從凹模內(nèi)推出的力F推=KtF,根據(jù)材料厚度取凹模刃口直壁高度h≦2mm,為了修模時能保證模具仍具有足夠的強(qiáng)度,所以直壁高度取3mm,故n=h/t=3/0.3=10,查表3-22,取KT=0.07則F推=0.07x10x9402=6581.4N。
4.2 壓力機(jī)的選擇
模具的總沖壓力=F1+F3=92057+6581.4=98638.4N
壓力機(jī)的公稱壓力必須大于沖裁時總壓力的1.1到1.3倍,故可以計算壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)大于(1.1~1.3)x16=(17.6~20.8)kn,
閉合高度:H=100mm
外廓尺寸:152x147mm
根據(jù)設(shè)計指導(dǎo)書查表可知選擇壓力機(jī)型號為J23-6.5壓力機(jī)最合適
5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.1 凸、凹模結(jié)構(gòu)形式
如圖5-1 圖5-2 所示
圖5-1 凹模
圖5-2 凸模
常見的凹模安裝有鑲嵌式、整體式、壓肩式,這套模具采用的是整體式,便于加工常見的凸模安裝有鑲嵌式、整體式、壓肩式,我選用的是鑲嵌和壓肩混合使用,便于加工和安裝。
5.2 導(dǎo)料方式的選擇
常用的導(dǎo)料方式有導(dǎo)料銷,導(dǎo)料板,等導(dǎo)料方式,此次我們選用的導(dǎo)料方式導(dǎo)料銷導(dǎo)料。因為我們的產(chǎn)品尺寸精度不高,結(jié)構(gòu)簡單,采用導(dǎo)料板導(dǎo)料節(jié)約材料,所以用導(dǎo)料板導(dǎo)料。
5.3 卸料方式
卸料方式有兩大種:剛性卸料和彈性卸料。
此次我們采用的方式是剛性卸料,因為本次產(chǎn)品精度要求不高,厚度一般,粗糙度要求不是很高,所以我們選用剛性卸料。
6 模具尺寸計算
6.1 凸、凹模刃口尺寸的確定
查表2-4得 初始沖裁間隙:Zmin=0.02,ZMAX =0.04,則ZMAX -ZMIN=0.02mm。零件的各尺寸精度為IT12,刃口磨損系數(shù)統(tǒng)一取為x=0.75.
確定刃口尺寸公差
根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)尺寸,凸、凹模刃口均可用線切割加工。查表2-8,線切割加工的尺寸精度可保證0.01mm,滿足條件。取凹凸模刃口的孔徑,軸類尺寸公差為:0.02mm;取刃口間隙均勻度允許公差為0.35Zmin
入體原則標(biāo)注形式為110-0.6
凹模刃口尺寸A1d=(11-0.75x0.6)0.020=10.320.020
凸模刃口尺寸A1p=(10.7-0.02)0-0.02=10.680-0.02
入體原則標(biāo)注形式為250-0.7
凹模刃口尺寸A2d=(25-0.75x0.7)0.020=24.470.020
凸模刃口尺寸A2p=(24.65-0.02)0-0.02=24.630-0.02
入體原則標(biāo)注形式為4.40-0.2
凹模刃口尺寸A3d=(4.4-0.75x0.2)0.020=4.250.020
凸模刃口尺寸A3p=(4.4-0.02)0-0.02=4.380-0.02
入體原則標(biāo)注形式為R4.1
凹模:A4d=R(4.1-0.75x0.2)0.010=R3.950.010
凸模:A4p=R(3.9-0.01)0.010=R3.90-0.01
6.2 基本尺寸計算
卸料板尺寸:221x125x25;
凹模尺寸:221x125x20
凸模固定板:221x125x25
6.3 沖壓模閉合高度
如圖6-1所示。
圖6-1 閉合高度
經(jīng)過設(shè)計我們可知各板的高度,各板符合沖壓的強(qiáng)度,經(jīng)計算:H=22.5+12.5+4+10+12.5+22.5+25+3.5=100,在壓力機(jī)上可以使用。符合要求。
7 模具圖紙繪制
7.1 裝配圖繪制
模具上模部分由上模板,凸模,凸模固定板,凹模,卸料板,導(dǎo)柱,導(dǎo)套等組成。卸料方式采用鋼性卸料,以彈簧為彈性元件。下模部分由下模板,卸料板,凹模組成沖孔廢料由漏料孔漏出,該模具采用導(dǎo)料板導(dǎo)正。如圖7-1所示
圖7-1 裝配圖
總結(jié)
時光飛逝 ,轉(zhuǎn)眼大學(xué)三年的生活就快結(jié)束了,作為一位學(xué)習(xí)模具專業(yè)的學(xué)生,我們要完成畢業(yè)設(shè)計,完成即將離校邁入社會的最后一課作業(yè),畢業(yè)設(shè)計做 了那么久終于做好了,非常的開心,在完成作業(yè)的過程中遇到了困難,有許多的問題是自己不能解決的,在老師和同學(xué)的幫助下都得到了解決。謝謝老師的幫忙細(xì)心指導(dǎo)還有同學(xué)朋友。使我加深了對專業(yè)知識的理解,減少了阻礙. 但是,在設(shè)計的過程中還是有較多困難,例如選取凹模長寬高的選取,在選取這些尺寸的時候,不能只靠公式去計算,時間和理論有區(qū)別。
刃口尺寸的設(shè)計可能也有些不是很合理;還有就是材料選擇不足等,這對我們來說可能要將來工作后,在工作中累積經(jīng)驗,經(jīng)過本次的畢業(yè)設(shè)計收獲到了很多,首先,以前在課堂上沒有好好學(xué)的,現(xiàn)在都重新學(xué)習(xí)了一遍,其次,對于模具設(shè)計有了進(jìn)一步的認(rèn)識和加深了,最后,這次的畢業(yè)設(shè)計真的學(xué)會了很多很綜合的運用到了大學(xué)三年所學(xué)的東西,即將走上工作崗位,希望有一個好的開始。
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