襯套沖壓工藝及模具設計課程設計

1、沖壓工藝及模具設計課程設計說明書題 目: 襯 套 學 院: 工學院 專業(yè) 班級: 材 控 班 姓 名: 學 號: 指 導 教 師: 完 成 時 間: 2011年1月1日 目 錄1摘要 32零件的工藝性分析 33零件沖壓工藝方案的確定 33.1確定工藝方案 33.2 按凸緣筒形件的拉深 33.3 沖裁排樣方式的設計及計算 44 落料、拉深復合模的設計與計算 4 4.1各工序壓力的計算 4 4.2壓力機的初步選定 6 4.3模具類型及結構形式的選擇與計算 64.4模具工作部分刃口尺寸和公差的計算 74.4.1 落料凸、凹模的刃口尺寸 74.4.2 拉深凸、凹模的刃口尺寸84.5 落料、拉深凸、凹模

2、高度的確定94.6落料凹模外形尺寸的設計與粗略計算 9 4.7模具其他零件的設計與計算 94.7.1 模架的選用 94.7.2 定位零件 104.7.3 卸料與推（頂）件裝置 104.7.4 固定與連接零件105模具材料的選擇及校核:105.1模具材料的選擇 105.2模具的校核 10 6心得與體會 11 7參考文獻 11八.填寫模具零件加工工藝卡 12摘 要本次畢業(yè)設計是完成摩托車油箱注油口沖壓工藝及模具設計。采用落料、拉深工藝。設計中分析了工件的沖壓工藝性，計算了毛坯排樣、沖壓力、刃口尺寸計算等。進行了模具總體結構、主要零部件的設計，繪制了落料、拉深、沖孔復合模具裝配圖和零部件圖。 關鍵詞

3、: 沖壓工藝 沖壓模具設計 裝配圖2 工件的沖壓工藝分析2.1 產(chǎn)品結構形狀的分析 本產(chǎn)品由薄板落料拉伸而成，帶凸緣的圓筒件，形狀簡單對稱，尺寸精度沒有具體要求2.2產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析 1）尺寸精度：沒有具體標明，查沖壓工藝及模具設計得知沒標注尺寸公差時，按一般精度it13，模具按it7-it6，本次去it7。 2）沖裁斷面質(zhì)量：因為為一般沖裁方式?jīng)_2mm以下的金屬板是，其斷面粗糙度ra可達12.5-3.2um，毛刺高度0.01-0.05mm;本產(chǎn)品在粗糙度和毛刺高度上沒有太嚴格的要求，所以只要模具精度達到要求，沖裁剪的粗糙度及斷面質(zhì)量就可以達到要求；3 零件沖壓工藝方案的確定

4、3.1落料、拉深復合3.2計算毛坯尺寸:按凸緣筒形件的拉深確定修邊余量值：=1.64 查表得=3.6mm所以拉計算毛坯直徑： df= dt+2=110+2×3.6=117.2mm 當rr深件實際凸緣直徑：d0= =125.67126mm取d0=130mm確定能否一次拉深成形：由相對凸緣直徑和相對毛坯厚度查表 =1.749=×100=0.634%查表5-14得【h1/d1】max=0.370.44而實際零件h/d=17.5/67=0.26<【h1/d1】max=0.370.44查表得m1=0.47而且m= d1/d0=67/126=0.531>0.47故此件能一次

5、拉深3.3沖裁排樣方式的設計及計算工件毛坯直徑130mm尺寸較大，考慮到操作方便，采用單排。查有關表得搭邊值： =1.53mm,取a=2.0mm進距：s=d+2a =130+2×2.0=134mm導軌間寬度：查表知 =3.0mm， 故導軌間寬度=b+=134+3.0=137mm 導軌厚度 h=2mm 拉料銷高度h=2mm凸模夾料板厚度 t=15mm4 模具（落料、拉深復合模）的設計與計算4.1各工序壓力的計算=×100=0.634%<(0.090.17) ×(1-m)=4.211%-7.973%故需采用壓邊裝置查表材料知：20攝氏度時b =540mpa 單邊

6、壓邊力p=3.04.5mpa 取p=4.0mpa1)壓邊力 f（壓）= /4 d02-( d2+2r)2×p= /41262-(67+2×3.5) 2 ×4.0= 32656nd0-毛坯直徑d2-r-凹模圓角半徑2)落料力 p=ltb=0.8×3.14×130×540=176342.4n式中b (抗拉強度)= 540 mpa，由沖壓手冊表8-7查得。d毛坯直徑t沖件材料厚度l沖裁周邊長度 3)卸料力 p（卸）=k1 ×p（落）=0.07×176342.4 =12343.968n式中：k1 = 0.07， 由沖壓手冊

7、表2-37查得。4)推件力 f（推）=n.k2 f（落）=1×0.1×176342.4=17634.24n式中：k2 = 0.1， 由沖壓手冊表2-37查得。n = 1,同時卡在凹模里的廢料片數(shù)。5)頂件力 f（頂）= f（落） =0.14×176342.4 =24687.936n 6)拉深力 采用壓邊圈拉伸圓筒形零件所需的拉伸力 p3=3.14××t×b k1 =3.14×67×0.8×540×1.0 =90884.16n式中： = 540 mpa , 由沖壓手冊表8-7查得。 k1 = 1.

8、0 , 由沖壓手冊表4-86查得。4.2 壓力機的初步選用綜上計算所知，因為選用的是彈性卸料結構,所以總壓力f總為各力的總和，其中包括卸料力.故f（總）=f（落）+f（卸）+f（拉）+f(壓)+f(推)= 176342.4+12343.968+90884.16+32656+17634.24= 329860.768n330 kn在考慮各因素后，取一安全系數(shù)0.7左右，所以必須選用630kn的公稱壓力機.則根據(jù)所需總壓力初選公稱壓力為630kn的開式壓力機。（參看沖壓手冊相關章節(jié)543頁。壓力機的主要技術參數(shù)如下表4-1所示表4-1 壓力機的主要技術參數(shù)公稱壓力滑塊行程/行程次數(shù)/min-1最大閉

9、合高度/63012070360封高度調(diào)節(jié)量工作臺模柄孔尺寸前后左右直徑深 度9048071050704.3 模具類型及結構形式的選擇與計算本次設計模具采用落料、拉深的復合模結構。本次設計的沖壓件可一次拉深到所要求的高度，原則上屬于淺拉深凸緣形件，落料、拉深復合模采用典型結構，即落料采用正裝式，拉深采用倒裝式。下模座的壓邊圈兼作壓邊和 頂件裝置，另設剛性推件裝置。該結構的優(yōu)點是操作方便，出件暢通無阻，生產(chǎn)率高。適合于拉深深度不太大，材料較薄的情況。在上模部分，為了不讓工件底部變形，使其不讓剛性接觸，采用了連接推桿裝置來推動推件塊來推出工件。對于此工序，由于拉深深度為17.5，不算太大，材料厚度為

10、0.8較薄，采用剛性卸料板。模具的裝配圖如下圖所示4.4 模具工作部分刃口尺寸和公差的計算4.4.1 落料凸、凹模的刃口尺寸圓形凸模和凹?？刹捎梅珠_加工。落料件光面的尺寸與凹模尺寸相等，故應以凹模尺寸為基準，又因落料件尺寸會隨凹模的磨損而增大，故落料凹模基本尺寸應取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸，而落料凸模基本尺寸則按凹?；境叽鐪p最小間隙值。落料前的毛坯未注公差尺寸的極限偏差，故取落料件的尺寸公差為由沖壓工藝及模具設計表3-3知=0.072mm, =0.056mm查手冊知：=0.06mm， =-0.04mm因為| |+|=0.06+0.04=0.10mm>|+|=0.016mm由公式 =

11、0.6（-） =0.4（-）計算得=0.096mm ，=0.064mm=mm=mm其中 查沖壓工藝及模具設計表3-1知： x=0.75 落料凹模最小模壁c ，由沖壓手冊表，實際取為92.54.4.2 拉深凸 、凹模的刃口尺寸拉深件按未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標注內(nèi)形尺寸，故拉深件的尺寸為66.2z單面間隙:z= +kt=0.8+0.8×0.2 =0.96mm查表知=0.05mm， =-0.03mm由沖壓工藝及模具設計207的公式計算=mm=mm拉深凹模最小模壁c ，由沖壓手冊實際取31.5拉伸凸凹模圓角半徑 = =5.7mm =3.995.7mm 4.5 落料、拉深凸凹模高度的確

12、定l=h1+h2+h3+h其中：h1為凸模固定板厚度，一般為凸模高度的40%左右，計算取為38。h2為卸料板的厚度，查課本p23頁一般為612 ，取為10。 h3為導料板厚度2 。 h為附加長度，包括修模余量和安全長度，取77。綜上，則：l=38+10+2+77 故：l=126即凸凹模的長度為126，具體長度根據(jù)實際情況調(diào)整后再確定。4.6 落料凹模外形尺寸的設計與粗略計算 (具體情況根據(jù)裝配圖確定)凹模厚度h=kb（大于15），凹模壁厚c=（1.52h）（大于3040）其中：b沖裁件最大外形尺寸 k系數(shù)，形狀簡單取較小值，形狀復雜取較大值。故根據(jù)課本p64頁表33取k=0.20，則：查沖壓設

13、計簡明手冊p34頁：h=kb=0.20x87=17.4（）（但是本次模具不是落料單工序模，因此，落料凹模的對應尺寸應該比拉深凸模原則上高1個料厚t才可滿足強度要求.但是在此模具設計，凹模里面還有卸料結構，根據(jù)作圖得初h取42）凹模壁厚 ：c=（1.52.5）h，取102.5。4.7 模具其他零件的設計與計算4.7.1 模架的選用 根據(jù)落料凹模的周界尺寸，查沖壓手冊p591頁相關資料，同時為了安裝方便，故采用后側導柱式模架.由于本次落料凹模的周界尺寸長度在400左右，按資料中的lxb選用則上模座為576×438×70，下模座為576×200438×55的規(guī)

14、格，其他結構的尺寸值不變。此時，再反過來校核所初步選用的壓力為630kn的公稱壓力。工作臺尺寸：左右為710，前后480。工作臺的閉合高度為360，顯然可以放下該模座，且最大閉合高度也滿足要求，因此所選壓力機符合要求。則模柄的規(guī)格為直徑50mm，高70，其它結構的尺寸參見沖壓簡明手冊p436頁，與此同時，在模座確定以后，導柱，導套的規(guī)格和結構尺寸也隨之確定下來由沖壓簡明手冊相關章節(jié)查得。4.7.2 定位零件本副模具采用導料板送料，為使條料順利通過導料板的間隙，在計算排樣尺寸圖時一并算出，此處不在敘述。4.7.3 卸料與推（頂）件裝置由于板料厚度為0.8mm，采用固定卸料板結構，其結構簡單，卸料

15、力大，用于板料厚度較薄的情況。卸料力前面已算出 f卸=12343.967n采用帶導尺的固定卸料板，卸料板只起卸料的作用，卸料板的型孔與凸模的單面間隙為0.5，厚度為10。打桿長度：h（模柄總長+凸凹模高度-推件高度）但是由于使用了三爪推板推出機構，因此打桿長度應在（模柄總長-推板厚度）具體情況根據(jù)裝配圖確定。頂桿長度：ll（墊板）+l（凹模固定板）+l（下墊板）+l（下模座） =32+32+10+70 =144mm綜上，取l=144 。4.7.4 固定與連接零件 采用固定板將凸凹模固定在上模座上，固定板與凸凹模之間采用階梯固定的形式。固定板與上模座之間采用內(nèi)六角螺釘與圓柱銷來連接和定位，螺釘尺

16、寸與圓柱銷尺寸根據(jù)被連接的兩部分零件厚度來確定。此外，由于本副模具的尺寸所需沖裁力較大，因此采用墊板的結構。5模具材料的選擇及校核: 5.1模具材料的選擇:沖裁模具的刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖裁力，所以需要有較高的硬度和一定的韌性，形狀復雜且模具有較高壽命要求的材料取cr6wv，熱處理硬度56-60hrc，尾部回火40-45hrc， 5.2模具的校核: 1）凸模承載能力的校核;因為d>>t,所以時符合強度要求其中t-板料厚度； d-凸模直徑； -材料的抗剪強度； -凸模材料的許用壓應力，常用合金工具鋼可取18002200mpa代入數(shù)據(jù)得=882.7<所以合格2

17、）凸模失穩(wěn)彎曲極限強度的校核：其中e-凸模材料彈性模量，取e=210000mpa代入數(shù)據(jù)得 =14209.9mm由于l<<,所以凸模不會失穩(wěn)彎曲6心得與體會這次模具設計忙碌而充實，收獲不少。通過對無凸緣筒件的相關模具的設計、計算，使我對沖裁模的設計流程有了更深的了解，包括零件的工藝分析、工藝方案的確定、模具結構的形式的選擇、必要的工藝計算、主要的零件設計、壓力機的選擇、總裝配圖及零件圖的繪制，提高了繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準，同時各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。在這次設計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設計模具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞

18、動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。在此感謝老師的指導同學的幫助7參考文獻：1）沖壓工藝及模具設計翁其金 徐新成主編 機械工業(yè)出版社 2）模具設計與制造簡明手冊第三版馮炳堯 韓泰榮 蔣文森編 上?？茖W技術出版社3）冷沖壓工藝手冊梁炳文主編 北京航空航天大學出版社4）使用沖壓工藝及模具設計手冊 楊玉英主編 機械工業(yè)出版社5）冷沖壓模具設計圖冊陳劍鶴、宋志國、于云程主編 清華大學出版社6)典型零件模具圖冊何忠保、陳曉華、王秀英編 機械工業(yè)出版社八.填寫模具零件加工工藝卡翻邊凸模的加工工藝過程卡零件名稱翻邊凸模零件編號1零件簡圖模具名稱主機連接座翻邊模模具編號材料牌號cr12件數(shù)1毛坯種類棒料毛坯尺寸38mm×130mm工序號工序名稱工序內(nèi)容及要求設備工時備注1備料（棒料）選棒料按尺寸40mm×130mm切斷鋸床2車、粗車右端面，打中心孔，粗糙度為ra=3.2um.臥式車床3、夾左端外圓，以右端中心孔定位，粗車、半精車外圓，粗糙度為ra=3.2um4、夾右端外