【正文】 ......................... 17 導向與定位結構的設計 ................................... 18 編寫機械零件加工工藝 ................................... 18 第三部分 沖壓模、注塑模 UG 設計 ..................................................................... 19 沖壓模具設計 ........................................... 19 塑料模具設計 ........................................... 28 結束語 .......................................................................................................................... 35 參考文獻 ...................................................................................................................... 36 1 第一部分 冷沖壓工藝與模具設計 沖壓件制件圖 工件如下圖所示，材料為 Q235，材料厚度為 t=1mm，表面不允許有明顯的劃痕。設計該制件的成型模具。 圖 制件圖 材料：該零件的材料是 Q235，是普通的碳素工具鋼，板厚 ，具有良好的可沖壓性能。 該零件結構簡單，并在轉角處有 R R3 的圓角，所沖的孔是 Φ 10 的尺寸，工藝性比較好。 尺寸精度，零件尺寸精度為 IT1314級，查公差表可以得到： 400 ? 。320 ? ； 280 ? ； 190 ? ； 180 ? ； 100 ? ； 200 ? 。480 ? ； 結論：適合沖壓。 該工件包括落料、沖孔兩個基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產。 方案二：落料 沖孔復合沖壓。采用復合模生產。 方案三：沖孔 落料級進沖壓。采用級進模生產。 方案一模具結構簡單，但需要兩道工序兩幅模具，生產成本高而生產率低，難以滿足中批量生產要求。 方案二只需一副及生產效率模具，工件的精度都較高。 方案三也只需一副模具，生產效率高，操作方便，但位置精度不如復合模具沖裁精度高。 通過對上述三種方案的分析比較，成形該零件采用方案二復合模具成形。 2 該零件質量要求不高，板的厚度有 ，孔邊距有 3mm，所以可選用倒裝復合模。 定位方式選擇：控制條料的送進方向采用兩個導料銷，控制條料 的送進步距采用擋料銷。 卸料、出件方式的選擇：采用彈性卸料。下出件，上模剛性頂件。 導向方式的選擇：為了方便操作，該模具采用后側導柱的導向方式。 沖壓件的形狀簡單、精度要求不高、生產批量為中批量，為了使得模具壽命較高，采用有導向、彈性卸料、下出件模具結構形式。 確定最佳排樣方式 確定最佳排樣方式，并計算材料利用率的規(guī)格。 該零件有直排、對排兩種排樣方式，如下： 圖 直排 圖 直對排 查《沖壓手冊》表 218，最小搭邊值是： 工件間 ，側面 . 工件面積： 48 10+40 9+32 820 10π 52 = 直排：取搭邊值 2 mm。 條料寬度 B=32mm 步距 L=50mm； 材料利用率： η =247。 (32 50)=％ 對排：取搭邊值 2mm。 條料寬度 B=32mm 步距 L=94mm； 材料利用率： η =( 2)247。 (32 94)=％ 3 比較直排、對排兩種排樣方式，雖然對排的材料利用率高，但是兩者只相差大約 3 個百分點。相較于 3 個百分點的材料利用率而言，模具制造與設計成本的附加成本以及制造 難度遠遠大于節(jié)省下來的成本；就本制件而言，選擇直排方式，而且就該制件而言，無論是從模具設計難度、還是制造成本的節(jié)約上來說，都是既經濟而且更易于操作。故采取直排式排樣。 選取條料規(guī)格： 1mm 900mm 1200mm，可以裁 37條，每一條可以沖裁 18件。 總的材料利用率為：η =37 18 247。 (900 1200)=％ 計算沖壓合力并預選機床 L=48 2+28 2+10 2+10 π =㎜ t= ㎜ ?b =450 MPa 沖壓力： F=Lt?b = 450=91530 N 選用倒裝復合模：頂件力等于零 查《沖壓工藝與模具設計》表 39 KX= KT= 卸料力： FX=KX F= 91530 =4576 N 推件力：刃口高度取 10mm，則 n=10/1=10 FT=KT F n=91530 10=50342 N 沖壓合力： F 合 =F＋ FX＋ FT=91530+4576+50342=146448 N≈ 147 KN 根據沖壓合力，預選 J2316 型的的曲柄壓力機。 表 壓力機主要參數 確定沖裁壓力中心 X1=7 X2=2 ?? X16=14 X17=24 Y1=0 Y2=5 ?? Y16=5 Y17=19 L1=14 L2=10 ?? L16=10 L17=10π X0 =172117172211 LLL LXLXLX ???? ??????? ≈ 24 Y0 = 172117172211 LLL LYLYLY ???? ??????? ≈ 13 所以去 X0=24， Y0=13為模具壓力中心。 確定沖裁凸模和凹模工作刃口尺寸 落料以落料凹模為基準計算，落料凸模根據凹模和最小間隙計算，也可以根據凹模實際尺寸和間隙值配制。沖孔以沖孔凸模為基準計算，沖孔凹模凸模實際標稱壓力（ KN） 160 最大閉合高度（ mm） 220 工作臺尺寸 （左右 X 前后） 450X300 模柄規(guī)格 Φ 30X50 滑塊行程（ mm） 30 封閉高度調節(jié)量（ mm） 60 4 尺寸和間隙值配制。沖孔、落料尺寸用配合加工 計算。 間隙值查《沖壓工藝及沖模設計》表 34， Zmin=， Zmax= 落料凹模磨損后變大尺寸： ? ； 0 ? ； ? ； ? ； ? ； ? ； ? 凹模公差按4/? 磨損系數查 《沖壓工藝及沖模設計》 表 35， x＝ 或 。 1 5 )( ?? ????A )( ?? ????A )( ?? ????A 0 4 )( ?? ????A )( ?? ????A )( ?? ????A )( ?? ????A 中心尺寸凹模磨損后不變，尺寸有 ? ；凹模公差按? 0 2 ????C 落料凹模磨損后變小尺寸 ? ，凹模公差按 ? ? 0 4/ ?? ????B 按上述尺寸制造出凹模，凸模按其實際尺寸配做，保證合理間隙 。 沖孔凸模磨損后變小尺寸 ? ，凹模公差按? ? ? 0 4/ ?? ????D 確定彈性元件 聚氨酯橡膠允許承受的載荷較彈簧大，并且安裝調整方便，所以選用橡 膠。 卸料力為 : F 卸 = KN 橡皮的高度： H 自由 =H 工作 /（ ～ ） =～ 32,取 30 式中 H 工作 =t+1+H 修磨 =1+1+6=8 橡皮的面積： A=F 卸 /p=17602～ 9158 mm2 式中 p為橡皮預壓（壓 10%15%H 自由 ），取 工作零件的結構及尺寸設計 1．凸凹模：為了便于加工，凸凹模設計成直通式， 1個 M6沉頭螺釘固定在墊板上，與凸凹模固定板的配合按 H7/m6。 5 其總長 L＝ H 固定板 ＋ H 卸料板 ＋ (H 橡膠 － H 預壓 )＝ 16＋ 10＋ 30－ 4 mm＝ 53mm； 2．凹模：凹模采用薄凹模結構，薄凹模厚度尺寸（可以參考單工序模具凹模的厚度計算方法 H＝ Ks＝ 48＝ ） 取 18mm。 凹模壁厚尺寸 C＝（ ） H＝ 2736 式中 Ks 查《沖壓工藝及沖模設計》表 315 得 ，取 凹模板邊長 L≥ 48＋ 2（ 2736）＝ 102120 mm，取 125mm； B≥ 28＋ 2（ 2736）＝ 82100 mm，取 100mm； 所以凹模的尺寸為 125mm 100mm 18mm 3．沖孔凸模：沖孔凸模采用臺階式，與凸模固定板的配合按 H7/m6。 其總長： L＝ H 固定板 ＋ H 凹模 ＋ H 空心墊板 ＝ 14＋ 12＋ 18 mm＝ 44mm， 小端長： L1=L/2=22mm. 4．模具剛性校核 凸凹模尺寸較大，模具強度較大，所以不需要進行模具強度校核。只需進行小凸模校核。都采用有導向情況的校核公式。 小凸模 :單個凸模所受力。 ??F KN FT= = KN F 合 =F+FT= KN Lmax≤ 95F2d =＞ 22mm. 無導向：可行。 其他板的尺寸 參考典型組合結構 凸凹模墊板 125 100 6 凸凹模固定板 125 100 16 卸料板 125 100 10 空心墊板 125 100 12 凸模固定板 125 100 14 凸模墊板 160 125 6 模架的規(guī)格 上模座 125 100 30 下模座 125 100 35 模柄 B40 100 導套 A22H7 80 28 導柱 A22h6 160 模具閉合高度的計算 H=30+6+14+12+18+10+27+16+6+351=173mm。