彎曲模沖壓課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、目 錄摘要前言 第一章 零件圖及工藝方案的擬訂1.1 零件圖及零件工藝性分析 51.2 工藝方案的確定 6第二章工藝設(shè)計(jì) 2.1計(jì)算毛坯尺寸 72.2確定排樣方案 82.3確定裁板方案 92.4工序的合并與工序順序 112.5計(jì)算各工序的壓力 112.6壓力機(jī)的選取 12第三章 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇 3.1模的設(shè)計(jì) 15 第四章 模具工作零件刃口尺寸及公差的計(jì)算 4.1 模刃口的計(jì)算 17第五章 模具零件的選用，設(shè)計(jì)及必要的計(jì)算 5.1 模19第六章 壓力機(jī)的校核 6.1壓力機(jī)的校核 26第七章 模具的動(dòng)作原理及綜合分析7.1 模具的動(dòng)作原理 27第八章 凸凹模加工工藝方案 8.1 凹模、

2、凸模加工工藝路線29 8.2 模具裝配33第九章 設(shè)計(jì)心得35【參考文獻(xiàn)】37摘要隨著模具制造的技能化逐步向科學(xué)化發(fā)展，逐漸由以前手動(dòng)方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來(lái)輔助設(shè)計(jì)的完成。冷沖模是其中的一種。學(xué)校課程設(shè)計(jì)是在模具專業(yè)理論教學(xué)之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次總檢驗(yàn)，是走向工作崗位前的一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)。其目的是，綜合運(yùn)用所學(xué)課程的理論和實(shí)踐知識(shí),設(shè)計(jì)一副完整的模具訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴(kuò)充模具專業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容，掌握模具設(shè)計(jì)與制造的方法、步驟和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。熟練查閱相關(guān)技術(shù)資料。掌握模具設(shè)計(jì)與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定

3、、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料，繪圖及編寫設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工廠的設(shè)備、人員等實(shí)際情況，從零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、勞動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)境的保護(hù)以及生產(chǎn)的安全性各個(gè)方面綜合考慮，選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、使用安全可靠的工藝方案和模具，以使沖壓件的生產(chǎn)在保證達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣上的各項(xiàng)技術(shù)要求，盡可能降低沖壓的工藝成本和保證安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料，繪圖及編寫設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。引言 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景分析：模具的發(fā)展是體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志，就我國(guó)而言，經(jīng)過(guò)了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行

4、業(yè)也初具規(guī)模，從當(dāng)初只能靠進(jìn)口到現(xiàn)在部分進(jìn)口已經(jīng)跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產(chǎn)只能通過(guò)進(jìn)口來(lái)滿足生產(chǎn)需要。隨著各種加工工藝和多種設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用使的模具的應(yīng)用和設(shè)計(jì)更為方便。隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，模具的設(shè)計(jì)和制造也越來(lái)越趨近于國(guó)際化?，F(xiàn)在模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）技術(shù)的研究和應(yīng)用。大大提搞了模具設(shè)計(jì)和制造的效率。減短了生產(chǎn)周期。采用模具CAD/CAM技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計(jì)和制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。尤其是pro/E和UG等軟件的應(yīng)用更進(jìn)一步推動(dòng)了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進(jìn)于自動(dòng)化。電火花

5、和線切割技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對(duì)模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在也比較明顯。特別是對(duì)一些通用件的使用應(yīng)用的越來(lái)越多。其大大的提高了它們的互換性。加強(qiáng)了各個(gè)地區(qū)的合作。對(duì)整個(gè)模具的行業(yè)水平的提高也起到了重要的作用。第一章 零件圖及工藝方案的擬訂1.1零件圖及零件工藝性分析一、零件圖 二、零件的工藝性分析（1）沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于

6、一個(gè)工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級(jí)、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對(duì)沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大的影響。此制件的形狀較簡(jiǎn)單，需要圓角過(guò)渡，可以加上R0.5，便于模具的加工和減少?zèng)_壓時(shí)在尖角處開裂的現(xiàn)象，同時(shí)也可以防止尖角部位刃口的過(guò)快磨損。（2） 沖裁件的尺寸精度沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個(gè)方面的指標(biāo)來(lái)衡量，根據(jù)零件圖上的

7、尺寸標(biāo)注及公差，可以判斷屬于尺寸精度為IT12IT14的經(jīng)濟(jì)級(jí)普通沖裁。1.2、工藝方案的確定一、沖壓工序的組合 沖裁工序可以分為單工序沖裁、復(fù)合工序沖裁和連續(xù)沖裁。 沖裁方式根據(jù)下列因素確定：（1） 根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級(jí)來(lái)確定 復(fù)合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級(jí)高，而連續(xù)沖裁比復(fù)合沖裁的沖裁件尺寸精度等級(jí)低。（2） 根據(jù)模具制造安裝調(diào)整的難易和成本的高低來(lái)確定, 對(duì)復(fù)雜形狀的沖裁件來(lái)說(shuō)，采用復(fù)合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因?yàn)槟＞咧圃彀惭b調(diào)整較容易，且成本較低。（3） 根據(jù)操作是否方便與安全來(lái)確定 復(fù)合沖裁其出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，連續(xù)沖裁較安全。 綜上所述分析，在滿足沖裁

8、件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下，選擇單工序沖裁方式，其模具壽命較長(zhǎng)，生產(chǎn)率高，操作較方便和工作安全性高。二、沖壓順序的安排落料，彎曲共兩道工序，本設(shè)計(jì)中只需要設(shè)計(jì)落料模。第二章 工藝設(shè)計(jì)2.1 計(jì)算毛坯尺寸產(chǎn)品展開尺寸的計(jì)算： 彎曲公式是L=L1 +L2 +L3+t經(jīng)過(guò)實(shí)際計(jì)算 L=20 此尺寸目前是待定，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)需調(diào)節(jié)。展開圖紙如下圖所示：2.2、確定排樣方案 排樣時(shí)需考慮如下原則：（1）提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當(dāng)改變沖件的形狀）。（2）合理排樣方法使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全。（3）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)。（4）保證沖件的質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。一、 搭邊與料寬

9、搭邊 搭邊值的大小與材料的力學(xué)性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關(guān)。搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)確定，根據(jù)所給材料厚度=1.2mm，確定搭邊工作間a1為2.0mm, a為2.0mm。具體可見排樣圖，如下：二、送料步距和條料寬度的確定（1） 送料步距 條料在模具上每次送進(jìn)的距離成為送料步距。每次只沖一個(gè)零件的步距S的計(jì)算公式為 S=D+a1 S=6+2=8mm式中 D平行于送料方向的沖裁寬度；a1沖裁之間的搭邊值。（2） 條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的

10、間隙。當(dāng)用孔定距時(shí)，可按下式計(jì)算條料寬度 B-=(Dmax+2a)- =(20+22) -0.5 =24-0.5 mm式中 B條料的寬度（mm）；Dmax沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；a側(cè)搭邊值；條料寬度的單向（負(fù)向）公差；剪切條料寬度偏差=0.5, 因此B=24-0.5 。三、材料利用率的計(jì)算 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為=nF/Bs100% =1119.78/248100%=62.4%式中 F一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）；n一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目；B條料寬度（mm）；s步距； 2.4 工序的合并與工序順序采用落料沖孔一次成型2.5 計(jì)算各工序的壓力一、沖壓力 沖壓力是指沖

11、裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。2、 沖裁力的計(jì)算 平刃口沖裁力可按下式計(jì)算F=KL F=1.351.21.2380=30351.36N =30.35KN式中 F沖裁力（N）；L沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm）；材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；材料厚度；(mm)K系數(shù)，通常K=1.3；三、卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 生產(chǎn)中常用下列公式計(jì)算 F卸=K卸F (4-4) =0.04530.35=1.37KN 綜上所述，總的沖裁力為F總=31.72 KN2.6 壓力機(jī)的選擇一、壓力中心的計(jì)算采用解析法求壓力中心，求XG，YG本設(shè)計(jì)中產(chǎn)品是四邊對(duì)稱，規(guī)則形狀。所以 YF到X軸的力臂 Y=0 XF到Y(jié)軸的力臂 Y=0

12、 根據(jù)合力距定理： YG = YF/F YGF沖壓力到X軸的力臂；YG =0 XG = XF/F XGF沖壓力到Y(jié)軸的力臂；XG =02、 壓力機(jī)的選用初步確定壓力機(jī)的型號(hào)： F公稱F總 因此選擇壓力機(jī)的型號(hào)為：JH2316壓力機(jī) 型號(hào)為JH2316壓力機(jī)的基本參數(shù)如：（表一）公稱壓力/KN160墊板尺寸/mm厚度40滑塊行程/mm50孔徑210滑塊行程次數(shù)/（次/min）150模柄孔尺寸/mm直徑40深度60最大封閉高度/mm220工作臺(tái)尺寸/mm前后300封閉高度調(diào)節(jié)量45左右450立柱距離/mm220床身最大可傾角20第三章 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇落料模結(jié)構(gòu)形式：第4章 模具工作零件刃

13、口尺寸及公差的計(jì)算一、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。二、凸模和凹模配合加工 配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹?；蛲鼓Ｆ渲幸粋€(gè)，然后依此為基準(zhǔn)再按最小合理間隙配做另一件。采用這種方法不僅容易保證沖裁間隙，而且還可以放大基準(zhǔn)件的公差，不必檢驗(yàn)d+pZmax-Zmin 。同時(shí)還能大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)模具的繪圖工作。目前，工廠對(duì)單件生產(chǎn)的模具或沖制復(fù)雜形狀的模具，廣泛采用配合加工的方法來(lái)設(shè)計(jì)制造。3、 刃口尺寸計(jì)算 沖孔凸模和落料凹模刃口尺寸按下列公式計(jì)算：沖孔時(shí) dp=(dmin+X)-

14、 p (5-2)落料時(shí) Dp=(Dmax-X-Zmin)- p (5-3)孔心距 Lp=Lp (5-4)式中 Dp dp分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（mm）；Dmax 為落料件的最大極限尺寸（mm）；dmin為沖孔件的最小極限尺寸（mm）；工件公差；p凸模制造公差，通常取p=/4；p刃口中心距對(duì)稱偏差，通常取p=/8；Lp凸模中心距尺寸（mm）；L沖件中心距基本尺寸（mm）；Zmin最小沖裁間隙（mm）；落料凹模刃口尺寸： Aj1=(Amax-X)+ =20-0.50.04=19.98+0.02; Aj2=(Amax-X)+ =6-0.50.04=5.98+0.02;Aj3=(Amax-X)

15、+ =0.5-0.50.04=0.48+0.02;落料凸模刃口尺寸： Hj1=(Aj1-2Z)+ =20-20.05=19.9+0.02; Hj2=(Aj2-2Z)+ =6-20.05=5.9+0.02;Hj3=(Aj3-2Z)+ =6-20.05=5.9+0.02; 第五章 模具零件的選用，設(shè)計(jì)及必要的計(jì)算6.2 凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定凹模設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的事項(xiàng)是關(guān)于凹模強(qiáng)度、制造方法及其加工精度等。特別是凹?？椎某叽纾趯?shí)用上是和制件尺寸一起來(lái)考慮的。它關(guān)系到制件質(zhì)量的好壞，因此對(duì)其加工表面質(zhì)量亦必須予以充分的考慮。凹模的厚度和外形尺寸，對(duì)于其承受的沖裁力，必須具有不引起破損和變形的足夠強(qiáng)度。沖裁時(shí)

16、，凹模承受沖裁力和水平方向的作用，由于凹模的結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)又比較復(fù)雜，特別是對(duì)于復(fù)雜形狀的沖件，其凹模的強(qiáng)度計(jì)算就相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。因而，在目前一般的生產(chǎn)實(shí)際情況下，通常都是根據(jù)沖裁件的輪廓尺寸和板料厚度、沖裁力的大小等來(lái)進(jìn)行概略的估算及經(jīng)驗(yàn)修正。結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算如下：（1）凹模外形尺寸 ，由于產(chǎn)品在沖孔時(shí)以平板外形做定位，所以沖孔凹模尺寸即為產(chǎn)品內(nèi)擋尺寸。（2）凹模厚度：凹模厚度h根據(jù)沖裁力F按文獻(xiàn)10圖14-15選擇。先算沖裁力：F=3.035KNN由文獻(xiàn)10圖14-15中取凹模厚度h=28mm。（3） 刃壁高度垂直于凹模平面的刃壁，其高度h0可以按下列規(guī)則計(jì)算10：沖件料厚t3 mm，h0

17、=3 mm；沖件料厚t3 mm，h0=t；所以，這里取h0=3 mm。6.3 卸料樹脂的選用先算卸料力，F(xiàn)卸=K卸F=0.04530.35=1.37 KN根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)初定4根樹脂，每根樹脂分擔(dān)的卸料力為：1.37/4=0.34KN，選用直徑25的樹脂，能滿足卸料力的要求。6.4 其他標(biāo)準(zhǔn)件零件的選用由模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表5-4，可得復(fù)合模的典型組合尺寸10080（單位為mm）（JB/T8066.11995）。而由此典型組合標(biāo)準(zhǔn)，即可方便的確定其他沖模零件的數(shù)量、尺寸及主要參數(shù)。其零件參數(shù)如下表所示：凹模周界凸模長(zhǎng)度配用模架閉合高度H最小最大10080129147零件名稱及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)墊板凸模固定板凹模

18、卸料板100808100801510080281008015螺釘圓柱銷卸料螺釘樹脂螺釘圓柱銷M860850M650M840840選擇標(biāo)準(zhǔn)模架由凹模周界尺寸及模架閉合高度在129147mm之間，查模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表5-7選用5#后側(cè)標(biāo)準(zhǔn)模架：上模座16713025，下模座16713030，導(dǎo)柱18110，導(dǎo)套2880。第六章 模具的動(dòng)作原理及綜合分析 第七章 凸凹模加工工藝方案81凸模,凹模加工工藝路線1、凸模的加工工藝凸模的加工工藝卡工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成25mmX10mmX60mm2熱處理退火3銑銑六面，銑床4鉗工劃線，鉆鋼絲孔4，鉆床5熱處理淬火,回火,保證HRC60646磨加工磨上下平面平面磨床7退磁鉗工退磁8線切割線切割加工外形，保證尺寸和粗糙度線切割9鉗工磨各配合面達(dá)要求10檢驗(yàn)2、落料凹模的加工工藝凹模加工工藝卡工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成110mmX90mmX30mm2熱處理退火3銑六面銑加工，保證外行尺寸，留0.3-0.5的磨量車床4鉗工劃線，鉆螺紋孔M8，銷釘孔7.8,和型腔部分的穿絲孔5mm，鉆床5熱處理淬火