1 重慶科技學院 沖壓 模具課程 任務 書 設計題目 飛輪瑣片模 具 設計 院 系：機械工程學院 專 業(yè)：模具設計與制 學生姓名： 盧玉康 、劉淵波、白書全、趙新 指導老師：喻祖建、楊成林 完成日期 2008 年 1 月 11 日 2 目錄 一、 柴油機飛輪瑣片片圖紙 3 二、沖壓工藝與模具設計 3 1 零件沖裁工藝性分析 4 2 確定沖壓工藝方案 4 3 模具結構的確定 5 4 排樣設計 5 5 沖裁力及壓力中心計算 7 6 沖裁間隙的確定 8 7 沖模刃口尺寸及公差的計算 9 8 確定各主要零件結構尺寸 11 9 壓力機的選擇 13 三、 設計并繪制總圖、 非標準零件圖 及選取標準件 13 1 設計并繪制總圖 13 2 選取標準件 14 3 繪制非標準零件圖 15 四 、 其他零件設計選取 16 1 定位裝置： 導料板，側刃與側刃擋塊 16 2 推件裝置的設計 17 3 模架的確定 17 4 連接與固定零件 17 五、 總結 及 參考文獻 19 3 沖壓模具設計課程設計說明書 一、柴油機飛輪瑣片片圖紙 零件 零件簡圖：如圖所示 名稱： 柴油機飛輪瑣片 生產批量：大批量 材料： Q235 鋼 材料厚度： 1.2mm 要求設計此工件 采用 沖裁模。 4 二、 沖壓工藝與模具設計 1、 零件沖裁工藝性分析 1）材料 采用 Q253 作為材料，具有良 好的可沖壓性能。 2）工件結構 如圖一所示，該零件結構形狀簡單對稱，零件可分為沖孔、切舌、落料三 部分 3）零件有一切舌 ， 精度要求 較 高，切舌和沖孔的保證 是本設計的一個難點。 3）尺寸精度 （查極限測量 P27 表 3.1）零件精度采用 IT12 4）結論： 可以沖裁。 2、確定沖壓工藝方案 該產品要進行沖孔、落料、切舌 散三個 工序。 沖壓工藝方案： 方案一、采用先沖孔，后切舌 ， 再落料單工序模生產。 方案 二 、 采用 沖孔 -切 舌 -落料 復合模 生產 。 方案三、采用 沖孔 -切 舌 -落料 級進模 生產。 方案四、采用沖孔和切舌 -落料 復合模的 級進模 生產。 分析： 方案一模具結構簡單，但成本高而生產效率低 方案二工件的精度及生產效率都較高，但模具強度較差，制造難度大，且操作不方便， 復合模主要用于生產批量大、精度要求高的沖裁件 。 方案三生產效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求， 級進模比單工序模生產率高，減少了模具和設備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產自動化 ， 但級進模輪廓尺寸較大，制造較復雜，成本較高 ,模具的制造難度加大 。 方案 四 ： 結合方案三、四的優(yōu)點。 綜合方案一 、 方案二 、方案三和方案四 考慮， 為了滿足產品能夠大批量的生 5 產減少模具數(shù) 量，提高結構精度的要求， 減少模具的制造難度， 此采用方案 四 較為合理。 3、 模具結構的確定 復合模的結構可分為倒裝式與正裝式復合模兩個，在選擇模具結構時要根據(jù)沖壓件質量、生產批量、精度要求、方便操作等方面來確定。 正裝式結構與倒裝式結構 復合模 比較 正裝式結構較適用于沖制材質比較軟的或板料比較薄的平直度要求度較高的沖裁件，還可以沖裁孔邊距離較小的沖裁件，便由于沖裁過程中沖片廢料落在模具下模的表面，每次沖裁工人必需先清理廢料操作不便，而且正裝式結構需要三套卸料、頂料裝置，制造裝配不便。倒裝式不宜沖裁孔邊距離嬌小的沖 裁件，但倒裝式復合模結構簡單、又可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸件可靠，沖裁過程中的廢料直接從模具下面被推出，便于操作，并為機械化出件提供了有利條件，故應用十分廣泛。 本設計初步確定選擇正裝式結構，這種結構操作、維修較方便 。 經過分析和計算確定該產品可以采用級進模和復合模組合來加工。這樣利于批量生產。采用復合模和級進模是根據(jù)雙方共同具有的特點和產品的要求來確定的。 4、 排樣的設計 根據(jù)零件的外形結構以及工業(yè)性的要求，模具采用幾級進模所以為了滿足尺寸的精度要求，才用有側刃定距送料，條料寬度必須增加側刃切 除的部分故按以下式計算： 6 排樣圖條料寬度： 0)15.1m a x(0)1,2m a x(0 nbaLnbaLBaa 75.0, 通過查表 2-4 可查得最小搭邊值 mmaa 5.11 2n 2b 2.0 mmB 2.0035.682.0 0)225.175.021.32(0 導板之間的距離： yaLynbaLZBB 5.1m a x15.1m a x,Y 取 0.15mm mmB 9375.635.15.175.05.11.62, mmaDc 5.635.1621 254.30174262 mmA 7 一個進距的材料利用率 %5.69%1005.6335.68 54.30171 BcnA 此次方案的利用率滿足要求 因此 采用單排方案 5、 沖 裁 力與壓力中心計算 1） 、 沖裁力： bLtF mmmmL 68.1 9 462 mmt 2.1 MPab 350 NNF 6.8 1 7 6 5 63502.168.194 落2） 、 沖孔力： 孔F bt L L= 8.11637 2.1t MPab 350 6N.4 8 7 9 53502.118.116 孔F 5） 、切舌力 bLtF 舌mmmmL 04.1202.62 mmt 2.1 MPab 350 NF 58.50563502.104.12 舌NNNNFFFF 78.87150858.50566.487956.817656 舍孔落總 3）、 卸料力 FKF 卸卸 8 查表得： NNK 28.40886.81765605.0 卸 頂出力： FKF 頂頂 06.0頂K NNK 5936.40906.81765606.0 頂 4）、 推件力： FKF 推推 055.0推K NNK 108.44976.817656055.0 推 7） 、 確定模具壓力中心 如圖 所示 ，根據(jù)圖形分析，因為工件圖形對稱，故 沖孔 時 F 落的壓力中心在上O1； 切舌與落料是 F 孔 1、 F 孔 2 的壓力中心在 O1 與矩形中心 上。 6、 沖裁間隙的確定 凸、凹模具之間的沖裁間隙是沖裁過程的重要工藝參數(shù)。它對沖裁件斷面質量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等都有較大的影響，因此確定沖裁間隙非常重要，但嚴格說來，不存在一個同時滿足所有理想要求的合理間隙值。 一般沖裁間隙選取根據(jù)經驗值來選用。電子、電器行業(yè)對制件斷面質量和尺寸精度要求較高，一般選用較小間隙值。查表可得 出模具 雙邊間隙 9 Zmin=0.06,Zmax=0.10。 7、 沖模刃口尺寸及公差的計算 對沖孔 37 和切舌 62 的落料 用凸 凹 、凹模分開的加工方法 1） 沖孔部分 由表 2-23 查得 18.0max Z 126.0min Z 2.0 020.0p 030.0d 校核間隙： mmpd 03.002.0 mmZZ 055.0126.018.0m inm a x 0.055 0.05 故能滿足要求 mmpxddp 02.002.3702.00)2.05.01.37(0)m i n( mmZdpdd003.0326.37003.0)126.02.37(0m i n )( 2） 落料部 當以凹模為基準件時，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大，因此均屬于 A類尺寸 由表 2-23查得 mmZ 18.0max ，mmZ 126.0min =0.20 020.0p 030.0d x=0.5 校核間隙： mmdp 05.0 mmZZ 055.0126.018.0m inm a x 0.055 0.05 10 故能滿足要求 mmdxDDd 99.61003.0)2.005.01.62(0)m a x( mmpZDdDp 874.6102.0 0)126.062(0m i n )( 3） 切舌刃口尺寸計算： 根據(jù)圖形可知切舌屬沖孔工序所以我們以凹模為基計算凸凹模的 刃口尺寸根據(jù)寬邊的基本尺寸 L=12 查表可得 126.0minZ 180.0max Z 1x 18.0 02.0p025.0dmmdxLdL 0025.091.110025.0)18.0109.12(0)m a x （寬 根據(jù)長邊的基本尺寸 L=12 查表可得 126.0minZ 180.0max Z 02.0d 02.0p 12.0 1x mmdxLdL 002.024.5002.0)02.0125.6(0)m a x （長 mmpZdLPL 02.0 009.1102.0 0)126.091.11(0m i n )( 寬寬mmpxLpL 02.0 05 0 1 1 402.0 0)126.024.5(0)m a x （長 11 8、 確定各主要零件結構尺寸 1） 、凹模 ： 對于沖裁凹模的部分的設計，應將凹模上難加工的孔形，分解為若干簡單的孔形，分步沖出。這些孔的刃口應盡可能的交叉延伸，以降低對前、后工位刃口的接口要求。由于延伸部分的刃口是不直接加工工件的，因此可以作成圓角，以改善熱處理的條件。從而保證模具的質量要求。凹模的拚塊與下模座的固定方式，是精密多工位級進模關鍵的問題之一。應在考率材料強度、應力分析、零件公差、復雜程度 、批量大小、加工難度和使用經驗等因素后合理選擇固定方式。 模厚度 的確定： H= p1.03 H= 78.8715081.03 =25.32mm 取總壓力 384.3032.252.12.1 HW mm 1）凹模外形尺寸的確定 工件長 mmWB 768.122384.302622 mmB 62 凹模寬度 的確定： 步距 =63.5 工件寬 =65 mmHW 45255.15.12 12 mmBd 5.215452625.63 2） 、凸模 ： 級進模的沖裁部分多采用分解沖裁，是逐次完成沖裁的，它不僅要求送料精度高，條料在被壓緊的狀態(tài)下受沖裁，而且要求各工位的凸模部分都具有相當高的位置精度。同時級進模的凸模是需要經常更換的零件，通常都有備件庫存?zhèn)溆?，更換時不但要求方便快捷，而且要保持凸模的原始位置精度。因此在設計中注意保持凸模固定板的重復拆卸精度也是很重要的。在凸模的設計中除考慮其安裝牢固可靠之外，還要求更換方便，對細長的小凸模還應有保護的措施。 凸 凹 模長度 的確定 凸 凹 模長度計算為 其中初定： 導尺厚 卸料板厚 凸模固定板厚 凸模修磨量 則： 9、 壓力機的選擇 ： 先用沖床的公稱壓力應大于計算出的總壓力 NF 04.100322總 ；最大閉合高度應大于沖模閉合高度 ；工作臺臺面尺寸應能滿足模具的正確安裝。按上 13 述要求，結合工廠實際，可稱用 J23-16開式 雙柱可傾壓力機。并需在工作臺面上配備墊塊，墊塊實際尺寸可配制。 雙柱可傾壓力機 J23-16參數(shù)： 公稱壓力 滑塊行程： 55mm 最大閉合高度： 連桿調節(jié)量： 60mm 工作臺尺寸（前后 左右 ）： 160230 墊板尺寸（厚度 孔徑 ）： 11012 模柄尺寸（直徑 深度 ）： 最大傾斜角度： 三、設計并繪制總圖、 非標準零件圖 及選取標準件 1、 設計并繪制總圖 按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標準中選取標準模架。 繪制總圖。如圖 3-5所示，單排沖孔、切舌、落料連 續(xù)模。 按模具標準，選取所需的標準件，查清標準件代號及標記，寫在總圖明細表內，并將各零件標出統(tǒng)一代號。 14 2、 選取標準件 上模座： 45250/0 mmtmmD下模座： 45250/0 mmtmmD 導柱：導套：墊板： 8160230/ mmhmmBmmL 15 凸模固定板：20160230/ mmhmmBmmL 凹模：30160230/ mmhmmBmmL 卸料板：12160230/ mmhmmBmmL 3、 繪制非標準零件圖 繪制切舌凸模、凸凹模、沖孔凸模、凹模四個零件圖樣 沖孔凸模 技術要求 1、凸模的精度等級為 IT8。 2、凹模經熱處理后要求硬度達到 HRC60 62。 3、材料為： Cr12MoV 16 切舌凸模 技術要求 1、凸模的精度等級為 IT8。 2、凹模經熱處理后要求硬度達到 HRC60 62。 3、材料為： Cr12MoV 凸、凹模 技術要求 1、凸模的精度等級為 IT8。 2、凹模經熱處理后要求硬度達到 HRC60 62。 3、材料為： Cr12MoV 17 凹模 技術要求 1、凸模的精度等級為 IT8。 2、凹模經熱處理后要求硬度達到 HRC60 62。 3、材料為： Cr12MoV 四 、其他零件設計選取 1、 定位裝置 ： 導料板，側刃 與側刃擋塊 級進模的定位裝置是保證條料正確送進的裝置。通常包括條料的定位和導向。 在條料送進方向的定位，旨在保證送料的步距，也稱作是擋料， 使用的裝置有擋料銷、側刃等。 國家標準的側刃的工作端面形狀分為平面型和臺階型兩類，每類又有三個型號（ A、 B、 C 三型）臺階型的多用于厚度為 1mm 以上的板料的沖裁。經過分析和考慮該沖裁件選用 B 型側刃。 B 型側刃的 沖裁刃口為單燕尾型能克服 A 型側刃的缺點，即使在角部留下毛刺，對定距和導料也沒有影響。 2、推件裝置的設計 推件裝置主要有剛性推件裝置和彈性推件裝置兩種。一般剛性的用得較多，它由 18 打桿、推板連接推桿和推件塊組成。 3、模架的確定 根據(jù)標準規(guī)定，模架主要有兩大類：一類是由上模座、下模座、導柱、導套組成的導柱模模架；另一類是由彈壓導板、下模座、導柱導套組成的導板模模架。導柱模模架按導向結構形式分為滑動導向和滾動導向兩種。 按導柱的位置不同，又分為對角導柱模架、中間導柱模架、四角導柱模架等結構。 根據(jù)本付模具的設計精度要求及沖裁方案的設計，該模具采用后側導柱模架，該模架主要用于窄長零件和特殊沖壓工藝的模架。其凹模周界范圍為：250*80800*200mm.精度選擇為 I 級，這樣可以更好保護小凸模的壽命， 按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標準中選取標準模架 。 4、連接與固定零件： （ 1）模柄。中小型模具一般是通過模柄將上模固定在壓力機滑快上。模柄是作為上模與壓力機滑塊連接的零件。對它的基本要求是：一要與壓力機滑塊上的模柄孔正確 配合，安裝可靠；二要與上模正確而可靠連接。凸緣模柄，用 34個螺釘緊固于上模座，模柄的凸緣與上模座的窩孔采用 H7/js6 過渡配合。多用于較大型的模具。模柄材料通常采用 Q235 或 Q275 鋼，其支撐面應垂直于模柄的軸線 根據(jù)所選模架，選取標準模柄 40*60mm 壓入式模柄一個。配合 H7/js6 過渡配合。 （ 2）固定板。將凸模或凹模按一定相對位置壓入固定后，作為一個整體安裝在上模座或下模座上。模具中最常見的是凸模固定板，固定板分為圓形固定板 和矩形固定板兩種，主要用于固定小型的凸模和凹模。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的 0.60.8 倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同，但還應考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢谩９潭ò宓耐鼓０惭b孔與凸模采用過渡配合 H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。固定板材料一般采用 Q235 或 45鋼。 19 （ 3）墊板。墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，從而影響凸模的正常工作。是否需要用墊板，可按下式校