《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》課程設(shè)計

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1、設(shè)計任務(wù)書 2 序言 3 一、零件的沖裁工業(yè)分析 4 二、擬定制件的沖裁工藝方案 4 三、模具的結(jié)構(gòu)形式 4 四、模具的設(shè)計以及計算 4 1.排樣 5 2.裁板 5 3.計算工序壓力、總壓力，選擇壓力機(jī) 6 4.壓力中心的確定 6 5.凸凹模刃口尺寸及公差的計算 6 6.各主要零件尺寸的確定 7 五、編寫沖壓工藝卡 8 六、繪制模具總裝圖 9 七、繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 11 八、模具主要零件的加工的加工工藝規(guī)程的編制 13 1.凸凹模的加工工藝 13 2.墊板的加工工藝 14 3.凸模固定板的加工工藝 14 4.落料凸模的加工工藝 14 5.導(dǎo)正銷的加工工藝

2、 14 6.沖孔凸模的加工工藝 15 7.卸料板加工工藝 15 8.凹模加工工藝 15 9.導(dǎo)料板加工工藝 15 10.始始擋料銷的加工工藝 16 后記 17 參考文獻(xiàn)： 17 設(shè)計任務(wù)書 一、課程設(shè)計的目的 《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》課程設(shè)計是冷沖模課程的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，同時是第一次對學(xué)生進(jìn)行全面的模具設(shè)計訓(xùn)練。其基本目的是： （1）綜合運用冷沖模課程和其它有關(guān)先修課程的理論及生產(chǎn)實踐的知識去分析和解決模具設(shè)計問題，并使所學(xué)專業(yè)知識得到進(jìn)一步鞏固和深化。 （2）學(xué)習(xí)模具設(shè)計的一般方法，了解和掌握常用模具整體設(shè)計、零部件的設(shè)計過程和計算方法，培養(yǎng)正

3、確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力，特別是總體設(shè)計和計算的能力。 （3）通過計算和繪圖，學(xué)會運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)模具設(shè)計的基本技能。 二、課程設(shè)計的內(nèi)容 課程設(shè)計的題目為常用簡單沖壓零件的沖模設(shè)計，具體題目見每組的分組名單。其具體內(nèi)容如下： （1）模具整體方案設(shè)計，包括零件的工藝分析、模具類型的確定、壓力中心計算、刃口尺寸計算、壓力機(jī)選擇等； （2）模具整裝配圖和模具重要零件設(shè)計； （3）編寫設(shè)計計算說明書。 要求每個學(xué)生完成：模具整體裝配圖1 張，凸模、凹模或凸凹模等零件圖3－5張，設(shè)計計算說明書1份（不少于20頁）。 三、設(shè)計成績 課程

4、設(shè)計單獨計算一門課程成績，成績分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五等。 四、設(shè)計課題 如圖所示零件：托扳 生產(chǎn)批量：大批量 材料：08F t=2mm 設(shè)計該零件的沖壓工藝與模具 。 序言 自從我國進(jìn)入WTO以來，機(jī)械制造行業(yè)迎來了空前發(fā)展的機(jī)遇，也正逐步向成為“世界制造中心”而努力著。為了提高競爭力，我國的制造行業(yè)開始廣泛的使用數(shù)控技術(shù)和模具技術(shù)。而我國的模具工業(yè)在近20年來更是迅猛發(fā)展，模具及模具加工設(shè)備市場需求潛力巨大，前景也很廣闊。 模具生產(chǎn)便于實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)效率高，操作簡單，特別是在冷沖壓技術(shù)方面應(yīng)用廣泛。而冷沖壓在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上有著它自身的特別之處。因

5、而在現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位?，F(xiàn)在有這么一句話：一個國家模具工業(yè)發(fā)展水平能反映出這個國家的工業(yè)現(xiàn)在化程度。 而我國的模具制造業(yè)相對于發(fā)達(dá)國家來說還比較落后，技術(shù)也有待提高。為了了解這方面的知識，借著這次設(shè)計的機(jī)會，我選擇了沖壓模具設(shè)計以提高認(rèn)識。 設(shè)計者：xxx 沖裁模具設(shè)計——————托板 一、零件的沖裁工業(yè)分析 該沖裁件作用

6、的說08F沖裁，而08F是碳素結(jié)構(gòu)鋼，它具有良好的沖壓成型性能。 工件的內(nèi)形、外形應(yīng)該要盡量避免有尖銳清角,以免產(chǎn)生毛刺和塌角，避免過緊公差為了提高模具壽命，建議將所有90度的清角改為R=1的圓角。 零件圖山的所有尺寸均未注公差，屬于自由尺寸。按IT14級確定工件尺寸的偏差，以外形尺寸按基軸制、內(nèi)形尺寸按基孔制以及定位尺寸取中間偏差，各尺寸偏差為：58-0.74/38-0.62、30-0.52、16-0.44、Φ3.5+0.3、14±0.22、17± 總結(jié)以上特點：該制件符合沖裁工藝性，所有適合沖裁。 二、擬定制件的沖裁工藝方案 托板所需的基本沖壓工序為落料、沖孔

7、，所以擬定出下列幾種方案： 方案一：先落料后沖孔 方案二：先沖孔后再落料 方案三：沖孔、落料一次復(fù)合沖裁 方案四：沖孔、落料連續(xù)沖裁 若采用方案一、方案二，工序分散，則生產(chǎn)率低，工件尺寸的累積誤差大，而且還會影響到孔的定位精度。 若采用方案三，沖裁時結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)率較高，沖出制件精度高、平整。但是，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，成本較高，而且操作不安全，需要采取安全措施。 若采用方案四，采用工序集中原則，生產(chǎn)率比較復(fù)合模要高，可保證零件的尺寸精度和孔德定位精度。但是可以減少模具和設(shè)備的數(shù)量，容易實現(xiàn)自動化，換件比較安全。 三、模具的結(jié)構(gòu)形式 由于工件尺寸精度要求不高，形狀不大

8、，料厚（2mm）而且還是大批量生產(chǎn)這個特點。為了保證孔德定位精度及沖模的生產(chǎn)率。將以上四種方案經(jīng)行比較后，采用方案四，根據(jù)方案四來決定采用導(dǎo)正釘進(jìn)行定位，剛性卸料裝置，自然漏料方式的連續(xù)沖裁模具的結(jié)構(gòu)形式。 四、模具的設(shè)計以及計算 因為排樣方法的不同，材料的領(lǐng)域率也不同。合理的排樣對沖裁件質(zhì)量和模具壽命等有著影響。 零件外輪廓尺寸為58x30,考慮到操作方便和保證制件精度，決定采用單排有廢料排樣。 （1）條料寬度的計算和步距地確定 由于搭邊值對沖裁工藝有著很大的影響，它能夠補(bǔ)償條料送進(jìn)時的下料誤差和定位誤差，可以保持調(diào)料的剛性，還可以避免沖裁時毛刺掉入模具間隙，從而提高了模具的使

9、用壽命。 查課本表可以確定它的搭邊值。根據(jù)厚度兩工件間按矩形取其搭邊值a=2，而側(cè)邊則按圓形取其搭邊值b=1.5。 （2）步距 連續(xù)模的步距S=D+a=32mm (3) 該沖裁件采用的是有測壓裝置，查表（《冷沖壓工藝及模具設(shè)計》中表3-14） 可得到條料的寬度B的計算公式：B-Δ=(DMAX+2b) –Δ =（58+2×1.5）–Δ =61–Δ 查表(《冷沖壓工藝模具設(shè)計》中表3-15）可得到Δ 所有：條料寬度B=61–(mm) 由此

10、，可以畫出排樣圖，如右圖 2.裁板 步距S=30+a=30+2=32（mm） 根據(jù)所確定的搭邊值和步距 選用板料規(guī)格為2mm×900mm×1800mm，采用縱裁，剪切條料尺寸為61mm×900mm 一塊板可裁的條數(shù)：n1=1800/61=29條，余50mm 每條可沖零件的個數(shù)：n2 每板可沖零件的個數(shù)：n= n1× n2=29×28=812個 ×8×8+64+38×30-4××× =1302 材料利用率： η=nA0/A×100％ =812×1320/900×1800×1

11、00％ ％ 3.計算工序壓力、總壓力，選擇壓力機(jī) 由于該制件采用剛性卸料裝置和下出料方式?jīng)_裁 查表得到δ=3800MPa 查表得到推件力系數(shù)KT=0.055, 落料力F1=KLtδ=2.2[2*(58-16)+2*(30-16)+16*3.14]*2*380 沖孔力F2=KLtδ=2.2*4*3.14*3.5*2*380 沖孔力Fr=nKtF =3*0.055*（271265.28+73501.12） 總壓力P=F1+F2+Fr ~1.3倍，最大閉合高度應(yīng)大于沖模閉合高度+5mm，工作臺臺面尺寸應(yīng)能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結(jié)合工廠

12、實際，可選J23-63開式雙柱可傾壓力機(jī)。并需在工作臺面上配備墊板，墊板實際尺寸可配置。 4.壓力中心的確定 為了避免壓力機(jī)的滑塊受到偏向載荷而損壞導(dǎo)軌及模具，就必須使模具的壓力中心與滑塊軸線重合。 該沖裁件是個對稱幾何圖形，則落料時的壓力中心是O1，沖孔時壓力中心是O2 設(shè)沖裁壓力中心距離O1為x，根據(jù)力矩平衡原理， F1x=（32-x）F2 5.凸凹模刃口尺寸及公差的計算 （1）落料時以凹模為基準(zhǔn)件來配作凸模，在使用過程中凹模刃口尺寸有變大、變小和不變這三種。 a 變大的有：58、38、30、16、R8 其計算公式：

13、AA=（Amax-xΔ）+δ 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計》得到：X=0.5 δ=Δ/4 將已知數(shù)據(jù)代人公式得： A1 A2 A3 A4 A5 c.尺寸不變的由：14和17 未注公差，按IT14查公差表確定其公差，各尺寸為：14±0.22、17± 將已知數(shù)據(jù)代人得： CA1=（13.78+0.5*0.44）±± CA2=（16.78+0.5*0.44）±± (2)沖孔時以凸模尺寸為基準(zhǔn)。其中Φ3.5沒有標(biāo)注公差，按IT14查公差表確定公差，用基孔制表示Φ 計算公式為：dT=（dmin+xΔ）-δT dA=(dr+Zmin)+

14、 δA =(dmin+xδ+Zmin)+ δA 查表（《冷沖壓工藝及模具設(shè)計》）中得到： δT=，δA 校核條件： |δr|+ |δA| (Zmax-Zmin 滿足條件|δr|+ |δA|≤(Zmax-Zmin) 將已知數(shù)據(jù)代入公式，得到 dT dA （1）凹模外形尺寸的確定 凹模的厚度H的確定 H= 將數(shù)據(jù)代入得到： H=34mm 凹模長度L的確定 W1=2.1H=31 工件b=58 L=b+2W1=58+2*31=120mm 凹模寬度B的確定

15、 B=步距+工件寬+2W2 取 B2=32+30+2*39 =140mm 依據(jù)設(shè)計尺寸，按沖模標(biāo)準(zhǔn)確定凹模外形尺寸為：120mm×140mm×25mm。 （2）凸模長度L1的確定 凸模長度計算為： L1=h1+h2+h3+Y 其中 導(dǎo)料板厚h1=8；卸料板厚h2=12；凸模固定板h3=18;凸模修磨量Y=18 則： L1=8+12+18+18=56mm 五、編寫沖壓工藝卡 托板沖壓工藝卡 （廠名） 冷沖壓工藝卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件名稱 托板 共 頁 產(chǎn)品名稱 零

16、（部）件型號 第 頁 材料牌號及規(guī)格 材料技術(shù)要求 毛坯尺寸 每毛坯可制件數(shù) 毛坯重量 輔助材料 08F2×900×1800 條料2×61×900 28 工序號 工序名 工序內(nèi)容 工序簡圖 設(shè)備 工藝設(shè)備 工時 0 下料 剪板61×900 1 沖孔 J23-63 連續(xù)模 2 落料 按零件形狀落料 J23-63 連續(xù)模 3 檢驗 按零件圖樣 繪制日期 審核日期 會簽日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽名 日期

17、 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 六、繪制模具總裝圖 圖四總裝圖 1.簧片 2.螺釘 3.下模座 4.凹模 5.螺釘 6.承料板 7導(dǎo)料板 七、繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 此次設(shè)計的托板只繪制凹凸模、凹模、凸模固定板和卸料板四個零件圖樣 凸凹模 落料凹模 凸模固定板 卸料板 八、模具主要零件的加工的加工工藝規(guī)程的編制 1.凸凹模的加工工藝 1.備料 2.將模柄裝入9上模座后磨平，然后用手槍鉆直徑6mm的齊縫銷孔配鉸大 入12銷 3.將13導(dǎo)正銷裝入1

18、4落料凸模中，把再把落料凸模組和7沖孔凸模裝入到6凸模固定板中然后鉚緊磨平 4.用等高塊把9上模座支起，將8墊板，6固定板，調(diào)整后用4螺釘固定，配鉸直徑8mm的孔，大入10銷 5.把9上模座放下到一定高度，保證模架的 移動平穩(wěn)，靈活，無瀉止現(xiàn)象，讓凸模刃口在凹模刃口下，調(diào)整間隙，保證圖紙設(shè)計要求，用螺釘緊固，15卸料板，16導(dǎo)料板，19始沖檔料銷及17凹模。再用3螺釘緊固17凹模和1下模座然后配餃銷孔大入銷， 6.試模 7.調(diào)整到合格 8.入庫 2.墊板的加工工藝 1.備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊160×140×10） 2.按圖紙要求畫線， 3.在鉆洗床上加工 4.檢驗 5.入庫

19、 3.凸模固定板的加工工藝 1.備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊160×140×18） 2.按圖紙要求畫線， 3.在鉆洗床上加工四個凸模孔和兩個銷孔四個螺釘通孔 4.攻4×M8螺紋孔 5.在電火花滿走絲上加工落料凸?？? 6.檢驗 7.入庫 4.落料凸模的加工工藝 1.備料 2.鍛造成68×32×60的模塊 3.在刨床上先刨一平面 4.以該面為基準(zhǔn)按圖紙要求畫線 5.在數(shù)控銑床上銑出圖紙上的外形 6.在鉆銑床上鉆出導(dǎo)正銷的孔 7.按圖紙要求做熱處理 8.檢驗 9.入庫 5.導(dǎo)正銷的加工工藝 1.備料 2.鍛造成直徑8×60的胚料 3.在數(shù)控車床上加工零件按圖紙要求

20、4.按圖紙要求熱處理 5.檢驗 6.入庫 6.沖孔凸模的加工工藝 1.備料 2.鍛造成直徑為14×60的胚料 3.在數(shù)控車床上加工零件按圖紙要求 4.按圖紙要求熱處理 5.檢驗 6.入庫 7.卸料板加工工藝 1.備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊160×140×12） 2.按圖紙要求畫線， 3.在鉆洗床上加工四螺釘通孔和兩個銷孔及四個通過凸模的孔 4.在銑床上加工剩余的部分 5.檢驗 6.入庫 8.凹模加工工藝 1.備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊160×140×28） 2.按圖紙要求畫線， 3.在鉆洗床上加工兩銷孔和四螺紋孔 4.攻絲 5.用點火花加工工作刃口 6.按圖紙要求

21、做熱處理 7.檢驗 8.入庫 9.導(dǎo)料板加工工藝 1.備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊130×140×8）在 標(biāo)準(zhǔn)模塊上切割成兩塊130×35×8 2.按圖紙要求畫線， 3.在刨床上把不平整的邊刨床平及始沖擋料銷的槽，在插床上加工始沖擋料銷的剩余部分 4.在鉆銑床上加工兩銷孔和四個螺紋通孔 5.攻螺紋絲4×M8 6.檢驗 7.入庫 10.始始擋料銷的加工工藝 1.備料 2.鍛造成55×5×10的胚料 3.在刨床上先刨一平面做基準(zhǔn) 4.在基準(zhǔn)上劃線 5.在銑床上加工出零件圖的樣子 6.按圖紙要求做相應(yīng)的熱處理 7.檢驗 8.入庫

22、 后記 大學(xué)的四年時光已匆匆的飛逝而去，回首過去，感到只是虛度光陰。幸虧這次的畢業(yè)設(shè)計讓我感覺到以往的知識沒白學(xué)，老師講的很有用處，通過這次的課程設(shè)計，我的自學(xué)能力得到了更進(jìn)一步的提高，繪圖軟件方面如：CAD、CAM和pro/E有了很大的幫助。 此次的設(shè)計，使我對模具制造方面有了正確的認(rèn)識，也把我學(xué)過的知識點系統(tǒng)地概括一遍。能夠順利的完成課程設(shè)計，要感謝胡老師對我們的指導(dǎo)和幫助，同時也要感謝幫助我的同學(xué)。 參考文獻(xiàn)： 1：《冷沖壓技術(shù)》 翁其金主編 北京機(jī)械工業(yè)出版社

23、 2000年11月版 2：《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》（第四版）廖念釗 許金釗 主編 中國計量出版社 2008年2月版 3：《現(xiàn)代工程制圖》 李麗 主編 高等教育出版社 2005年3月版 4：《模具設(shè)計與制造簡明手冊》（第二版） 馮炳堯 韓泰來 蔣文森 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1998版 5：《模具設(shè)計與制造實訓(xùn)教程》 李學(xué)峰 成虹 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2005年1月版 6：《沖壓模具設(shè)計與制造》 劉建超 張寶忠 主編 高等教育出版社 2004年6月版 7：《材料成形設(shè)備》 王衛(wèi)衛(wèi) 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2009年6月版 8：《材料力學(xué)》 (第四版) 北京科技大學(xué)和東北大學(xué)編 高等教育出版社 2008年1月版