沖壓模具畢業設計說明書最終版(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 沖F = 2L tτ = 250= kN. 總沖裁力 總F = 落F + 沖F =. XX 大學 2020 屆畢業設計說明書 第 11 頁 共 99 頁 其中 L—— 剪切刃口剪下材料周邊總長度（ mm） t—— 板材厚度（ mm） τ —— 材料的剪切應力，查表 =220~ =250MPa. 表 部分常用 沖壓 材料的力學性能 材料名稱 牌號 材料狀態 抗剪強度 τ /Mpa 抗拉強度 b? /MPa 伸長率 δ /% 屈服強度 s? /MPa 普通碳素鋼 Q195 未退火 260～ 320 320～ 400 28～ 33 200 Q235 310～ 380 380～ 470 21～ 25 240 Q275 400～ 500 500～ 620 15～ 19 280 優質碳素結構鋼 08F 已退火 220～ 310 280～ 390 32 180 08 260～ 360 330～ 450 32 200 10 260～ 340 300～ 440 29 210 20 280～ 400 360～ 510 25 250 45 440～ 560 550～ 700 16 360 65Mn 已退火 600 750 12 400 不銹鋼 1Cr13 已退火 320～ 380 400～ 470 21 ― 1Cr18Ni9Ti 熱處理退軟 430～ 550 540～ 700 40 200 鋁 L L L5 已退火 80 75～ 110 25 50～ 80 冷作硬化 100 120～ 150 4 ― 鋁錳合金 LF21 已退火 70～ 110 110～ 145 19 50 XX 大學 2020 屆畢業設計說明書 第 12 頁 共 99 頁 壓力中心計算與確定 模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點位置，為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌間產生過大磨損，模具導向零件加速磨損，降低了模具和壓力機的使用壽命。 模具的壓力中心，可安以下原則來確定： 對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。 工件形狀 相同且分布對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 各分力對某坐標軸的力矩之代數和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用點的坐標位置 0， 0（ x=0,y=0） ，即為所求模具的壓力中心。 Xo=L1X1+L2X2+…… LnXn/L1+L2+…… Ln Yo=L1Y1+L2Y2+…… LnYn/L1+L2+…… Ln 由于本沖壓件前后左右對稱，則壓力中心正好位于落料件的幾何中心。 0x =XX 大學 2020 屆畢業設計說明書 第 13 頁 共 99 頁 0y = 卸料方式及卸料力計算 根據 模具結構，落料件卡在下面的凹模中，由橡膠卸料方式向上彈頂出。 1F =K 落F = =. 沖孔廢料向上卡在凸凹模洞口中，由推桿向下推出， 2F = 沖F = =. 初選壓力機 由以上得出的沖壓力及卸料力，得： F= 總F + 1F + 2F =++ =. 選擇設備時，乘以系數 K=： P== =. 選擇通用型的開式雙柱壓力機。型號 J23100，其主要技術參數如下： 公稱壓力： 100t 滑塊行程： 130mm 最大閉合高度： 480mm 最大裝模高度： 380mm 連桿調節長度： 100 mm 工作臺尺寸：前后 710 mm 左右 1080 mm 模柄孔尺寸：Φ 60 75 mm 沖裁刃口尺寸計算 XX 大學 2020 屆畢業設計說明書 第 14 頁 共 99 頁 沖裁模間隙值確定 設計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質量、尺寸精度滿足產品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數值，只是彼此接近。考慮到制造中的偏差及使用中的磨損、生產中通常只選擇一個適當的范圍作為合理間隙，只要間隙在這個范圍內，就可以沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙 minC ，最大值稱為最大合理間隙 maxC ?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設計與制造新模具時要采用最小合理間隙值 minC 。 沖裁間隙的大小對沖裁件的斷面質量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應力越大，摩擦也越嚴重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可使凸模側面及材料 間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，雖然提高了模具壽命而，但出現間隙不均勻。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設計中的一個非常重要的工藝參數。 由于硬鋁與中碳剛的間隙取值是一樣的，所以硬鋁材料的間隙值與中碳剛的間隙取值一樣。 表 8— 1 沖裁模初始用間隙 2c(mm) 材料 厚度 0 3 09Mn、 Q235 16Mn 50 65Mn 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 小于 極小間隙 XX 大學 2020 屆畢業設計說明書 第 15 頁 共 99 頁 . .460 刃口尺寸計算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要取決與模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設計沖裁模主要任務之一。從生產實踐中可以發現： 由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。 在尺量與使用中，落料件 是以大端尺寸為基準，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準。 XX 大學 2020 屆畢業設計說明書 第 16 頁 共 99 頁 沖裁時，凸、凹模要與沖裁件或廢料發生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，結果使間隙越來越大。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時需要考慮以下原則： 落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時的尺寸由凸模尺寸決定。故設計落料模時，以凹模為基準，間隙去在凹模上：設計沖孔模時，以凸模尺寸為基準，間隙去在凹模上。 考慮到沖裁中凸、凹模的磨損，設計落料凹模時，凹模基本尺寸應取尺寸公差范圍的較小尺寸；設計沖孔模時，凹?；境叽鐟?取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。這樣在凸凹麼磨損到一定程度的情況下，人能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。 確定沖模刃口制造公差時，應考慮制件的公差要求。如果對刃口精度要求過高（即制造公差過小），會使模具制造困能，增加成本，延長生產周期；如果對刃口要求過低（即制造公差過大）則生產出來的制件有可能不和格，會使模具的壽命降低。若工件沒有標注公差，則對于非圓形工件安國家“配合尺寸的公差數值”IT14 級處理，沖模則可按 IT12 級制造；對于圓形工件可按 IT7～ IT9 級制造模具。沖壓件的尺寸公 差應按“入體”原則標注單項公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。 刃口尺寸的計算 沖裁模凹、凸模刃口尺寸有兩種計算和標注的方法，即分開加工和配做加工兩種方法。前者用于沖件厚度較大和尺寸精度要求不高的場合，后者用于形狀復雜或薄板工件的模具。 對于該工件厚度只有 （ mm）屬于薄板零件，并且各個孔有位置公差要求，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞始缓笠源嘶鶞始膶嶋H尺寸來配合加工另一件，使它們之間 保留一定的間隙值，因此，只在基準件上標注尺寸制造公差，另一件只標注公稱尺寸并注明配做所留的間隙值。這 p? 與 d? 就不再受間隙限制。根據經驗，普通模具的制造公差一般可取δ =△ /4（精密模具的制造公差可選 4~6μ m）。這種方法不僅容易保證凸、凹模間隙枝很小，而且還可以放大基準件的制造公差，使制XX 大學 2020 屆畢業設計說明書 第 17 頁 共 99 頁 造容易。 模具刃口尺寸計算如下，為便于標識，將各邊分別以 a、 b、 c、 d、 e、 f 等表示。如圖所示： 序號 計 算 1 制件的尺寸如下： 落料部分： a= ? b= ? c= ? d= e= 0 ? f= ? 沖孔部分： ?? ?? 2 查表取雙面間隙： mmZmmZ 。 m a xm in ?? 3 查表確定模具制造偏差： 落料部分： b、 c、 d 凸模 ；凹模 +。 a、 e、 f 凸模 ；凹模 + 沖孔部分：凸模 ；凹模 + XX 大學 2020 屆畢業設計說明書 第 18 頁 共 99 頁 4 驗證制造偏差是否合理： +=＞ Z? == 不滿足凸、凹模分別加工的要求，故采用配作法分別加工。 5 對 簡單零件基準圖的繪制尺寸可根據分開加工的計算方法得到，對于復雜零件在繪制產品基準圖后： 對落料件，凹模按基準圖加工。凸模按基準圖 合理間隙加工 對沖孔件，凸模按基準圖加工，凹模按基準圖 +合理間隙加工 7 落 料 部 分 凹凹 ????? 0m ax )( xDD a= )( ?? ??? mm b= ( ?? ??? ）mm c= )( ?? ??? mm d= ?? ??? ）（ mm e= )( ??? = mm f= 0 4 ) 2 0( ??? = ? mm. 0m in 凸）（ 凹凸 ??? ZDD 落料凸模根據凹模尺寸，保證凸凹模間隙配作加工。則凸模尺寸為： 39。a =a minZ =()? =? mm 39。b =b minZ =() ? =? mm 39。c =c minZ =() ? =? mm 39。d =d minZ =() ? =? mm 39。e =e minZ =() ? =? mm 39。f =f minZ =() ? =? mm. 8 沖 孔 部 0 凸）（凸 ????? xdd 1d =（ ） ? = ? mm 2d =( ) ? =? mm 凹）凸凹 ???? 0( miZdd XX 大學 2020 屆畢業設計說明書 第 19 頁 共 99 頁 分 39。1d =() ? =? mm 39。2d =() ? =? mm. 其中， ? 為工件基本公差， 凹? ， 凸? 為凸、凹模制造公差，查閱表 公稱尺寸 /mm 凹?? 凸?? ≤ 18 + ＞ 18~30 + ＞ 30~80 + ＞ 80~120 + ＞ 120~180 + ＞ 180~260 + ＞ 260~360 + ＞ 360~500 + ＞ 500 + 沖裁模具外形尺寸確定 凹模的設計 在設計模具時，凹模的外形尺寸還不能僅用理論計算來確定，在設計模具時，由 H=Kb 可以確定凹模的厚度 : K