沖壓模具課程設(shè)計(jì)例

1、沖壓模具課程設(shè)計(jì)例沖壓模具課程設(shè)計(jì) 例I目錄目錄1緒論緒論.1 1.1 概述.1 1.2沖壓的優(yōu)勢(shì).1 1.3沖壓加工的問(wèn)題和缺點(diǎn).2 2沖 壓件分析沖壓件分析 .2 2.1沖裁模.2 2.1.1沖壓件.3 2.1.2 沖裁件工藝分析.3 2.1.3確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式 .3 2.2 模具設(shè)計(jì)計(jì)算.3 2.2.1排樣計(jì)算條料寬度及確定步距 3 2.2.2 計(jì)算沖裁工序力.4 2.2.3確定壓力中心：.5 2.2.4沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算 5 2.2.5確定各主要零件 結(jié)構(gòu)尺寸.6 2.2.6壓力機(jī)的選用.7 2.3設(shè)計(jì)并繪制總裝圖、選 取標(biāo)準(zhǔn)件.7 2.4繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖.8 2.5模

2、具主要零件加工 工藝規(guī)程的編制.12 2.5.1凸凹模加工工藝規(guī)程的編制.12 3結(jié)論結(jié)論.13 4參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).13 1 1緒論緒論1.1概述概述沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動(dòng)力， 使板料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀，尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料，模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。按沖壓加工溫度分為熱沖壓和冷沖壓。前者適合變形抗力高，塑性較差的板料加工；后者則在室 溫下進(jìn)行，是薄板常用的沖壓方法。它是金屬塑性加工（或壓力加工）的主要方法之一 ，也 隸屬于材料成型工程技術(shù)。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模沖模是將材料(金屬或非金屬)批量加工成所需沖件

3、的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒(méi)有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工 藝就 無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要 素，只有它們相互結(jié)合才能得由沖壓件。1.2沖壓的優(yōu)勢(shì)沖壓的優(yōu)勢(shì) 與機(jī)械加工及塑性加工的其 它方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。(1)沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械 化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工，普通 壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。(2)沖壓時(shí)由于模具保

4、證了沖壓件的尺寸與形狀精度， 且一般不破壞 沖壓件的表面質(zhì)量 ，而模具的壽命一般較長(zhǎng) 所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定 ，互換性好，具有模一樣”的特征。(3)沖壓可加工由尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件， 如小到鐘表的 秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。(4)沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成，材料的消耗較少， 且不需其它加熱 設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法， 沖壓件的成本較低。由于沖壓具有如此優(yōu)越性，沖壓加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng) 域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。例如，在宇航，航空，軍工，機(jī)械，農(nóng)機(jī)，電子，信息， 鐵道，郵電，交通，化工，醫(yī)療器具，日用電器及輕工等 部門(mén)里都有沖

5、壓加工。不但整 個(gè)產(chǎn)業(yè)界都用到它，而且每個(gè)人都直接與沖壓產(chǎn) 品發(fā)生聯(lián)系。像飛機(jī)，火車 ，汽車，拖拉機(jī)上就有許多大，中，小型 沖壓件。小轎車的車身，車架及車圈等零部件都是沖壓加工由來(lái)的。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，自行車，縫紉機(jī)，手表 2里有80%是 沖壓件；電視機(jī)，收錄機(jī)，攝像機(jī)里有90%是沖壓件；還有食品 金屬罐殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不銹鋼餐具，全都 是使用模具的沖壓加工 產(chǎn)品；就連電腦的硬件中也缺少不 了沖壓件。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一 個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的 優(yōu)點(diǎn)

6、才能充 分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益的。1.3沖壓加工的問(wèn)題和缺點(diǎn)沖壓加工的問(wèn)題和缺點(diǎn)當(dāng)然，沖壓加工也存在著一些問(wèn)題和缺點(diǎn)。主要表現(xiàn)在沖壓加工時(shí)產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)兩種公害，而且操作者的安全事故時(shí)有發(fā)生。不過(guò)，這些問(wèn)題 并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來(lái)的，而主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備及落后的手工操作造成的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步，這些問(wèn)題一定會(huì)盡快而完善的得到 解決。2沖壓件分析沖壓件分析2.1沖裁模沖裁模 2.1.1沖壓件沖壓件零件名稱：托扳（見(jiàn)圖2-1）生產(chǎn)批量：大批量材料：08F t=2mm要求設(shè)計(jì)此工件的沖裁模。圖圖2-1產(chǎn)品零件圖產(chǎn)品

7、零件圖3 2.1.2沖裁件工藝分析沖裁件工藝分析沖裁件為 08F鋼板，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能；沖裁件結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單，但內(nèi)、外形有尖銳清角。為了提高模具壽命，建議將所有90°清角改為 R1的圓角；零件圖上所有尺寸均未標(biāo)注公差， 屬自由尺寸，可按IT14 級(jí)確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：200-0.52、90-0.36、60 此37、 300+0.52、 100+0.36 結(jié)論：可以沖裁 2.1.3確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式確定工藝方 案及模具結(jié)構(gòu)形式 綜上分析，沖裁件尺寸精度要求不高， 形狀不大，但產(chǎn)量較大，根據(jù)材料較厚（2mm）的特點(diǎn)，為保證孔位精度，沖

8、模有較高的生產(chǎn)率，實(shí)行工序集中 的 工藝方案，既采取利用導(dǎo)正釘進(jìn)行定位、剛性卸料裝置、自 然漏料方式的連 續(xù)沖裁模結(jié)構(gòu)形式。2.2模具設(shè)計(jì)計(jì)算模具設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1排樣計(jì)算條料寬度及確定步距排樣計(jì)算條料寬度及確定步距首先查有關(guān)表確定搭邊值。根據(jù)零件形狀，兩工件間按矩形取搭邊值a1=1.8mm,側(cè)邊按圓形取搭邊值 a=1.5mm。連續(xù)模送料步距為 1 40 1.84L842DammA條料寬度按相應(yīng)的公式計(jì)算，并查有關(guān)表得：0 0 0 0 0.5 0.5 2 7821.50.50.883 BLab mm根據(jù)計(jì)算結(jié)果，最終確定工件搭邊值為2mm ,側(cè)邊搭邊值為2.5mm,畫(huà)由排樣圖，如圖 2-2。4

9、圖圖2-2排樣圖排樣圖 2.2.2計(jì)算計(jì)算沖裁工序力沖 裁工序力 由于沖模采用剛性卸裝置和自然漏料方式，只用 計(jì)算沖裁力和推件力即可。(1)沖裁力包括沖裁外形的落料力和沖裁3個(gè)孔的沖孔力。經(jīng)測(cè)量得兩段切線長(zhǎng)均為27.91mm,兩段小圓弧的圓心角均為，兩136.98段大圓弧的圓心角均為。43,02 查相關(guān)表，計(jì)算沖裁外形的落料力為11136.9843.02 1.32 182 404 27.912 300 1000 360360 144 c FKLtKN2213210302300 1000 122 c FKLt KN式中沖裁力，N; c FK 系數(shù)，常取K=1.3; 材料的抗剪強(qiáng)度，MPa；L沖裁

10、斷面的周長(zhǎng)， mm; t 材料厚度，mm。(2)推件力包括沖孔和落料兩個(gè)工序。512 3 0,055144 12244 ttctcc FnK FnKFFKN式中沖裁力，N; c F推件力系數(shù)，取 0.055; t K n 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖落部分制件或廢料的數(shù)量。(3)計(jì)算沖裁工序力 12 144 12244310 cctFFFFKN2.2.3確定壓力中心：確定壓力中心：見(jiàn)圖2-2,根據(jù)圖形分析，因?yàn)楣ぜD形對(duì)稱， 故落料時(shí)P 落的壓力中心在 O1上；沖孔時(shí) P沖的壓力中心在 O2上?？偟膲毫χ行脑趛軸上，1122 12 1846705042 19 184.6 750 c L yL y ymm

11、 LL圖圖2-3壓力中心壓力中心 2.2.4沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算刃口尺寸計(jì)算方法及演算過(guò)程不再贅述，僅將計(jì)算結(jié)果列于表2-1中。6在沖模刃尺寸計(jì)算時(shí)需要注意：在計(jì)算工件外形落料時(shí)，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，凸模尺寸按相應(yīng)的凹模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙為0.220.26mm。在計(jì)算沖孔模刃口尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，凹模尺寸 按 凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙為0.220.26mm。表表2-1沖模刃口尺寸沖模刃口尺寸尺寸精度查公差表均為尺寸精度查公差表均為IT14級(jí)，見(jiàn)下表工作尺寸；級(jí)，見(jiàn)下表工作尺寸；查設(shè)計(jì)手冊(cè)磨損系數(shù)查設(shè)計(jì)手冊(cè)磨損系數(shù) x=0.5 1 Zmax=0.26 Z

12、min=0.22 沖裁性質(zhì)沖裁性質(zhì)工 件尺寸工件尺寸計(jì)算公式計(jì)算公式刃口尺寸刃口尺寸尺寸配置尺寸配置0 Q52 20 0J3 0 19.7落料落料0 0.36 9凹模計(jì)算凹模計(jì)算： maxOAAx0,0908.8 凸模尺寸按凹模刃凸模尺寸按凹模刃口實(shí)際尺寸配 置口實(shí)際尺寸配置，保證雙邊間隙保證雙邊間隙022-026mm 036 0 100 0.09 103 沖孔沖孔 0.52030凸模計(jì)算：凸模計(jì)算：0 min BBx0 0.13 30,4凹模尺寸按凸模刃凹模尺寸按凸模刃口實(shí)際尺寸配置，口實(shí)際尺寸配置， 保證雙邊間隙保證雙邊間隙0.220.26mm中心距尺寸： 中心距尺寸：0.37 60600

13、.0934 c注：在計(jì)算模具中心距尺寸時(shí)，制造偏差值取工件公差的注： 在計(jì)算模具中心距尺寸時(shí),制造偏差值取工件公差的1/4。O2.2.5確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸1）凹模外形尺寸的確定凹模厚度的確定 a H，查資料圓整取標(biāo)準(zhǔn)值=30mm o33 0.10,1 31000031.4aHFmm aH 凹模寬度B和長(zhǎng)度L的確定：c=1.3 =39mm,取 40mm。aH 2782 4O158Bbcmm二步距+工件寬+2c 即 240422 40162Llscmm根 據(jù)GB/T8057-1995 ,確定凹模外形尺寸為：160 M60 M0 7 2）凸模長(zhǎng)度L1的確定 凸模長(zhǎng)度計(jì)算為:

14、L1=h1+h2+h3+Y 其中 導(dǎo)料板厚 h1=8;卸料板厚 h2=12;凸模固定板厚 h3=18;凸模修磨量 Y=18 則 L1=8+12+18+18=56mm 2.2.6壓力機(jī)的選用壓力機(jī)的選用 選用壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于沖裁工序力，即；最大閉1.2372P FFKN合高度應(yīng)大于沖模閉合高度 +5mm ;工作臺(tái)臺(tái)面尺寸應(yīng)能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結(jié)合工廠實(shí)際，可選用J23-40開(kāi)式雙柱可 傾壓力機(jī)。并需在工作臺(tái)面上配備墊塊，墊塊實(shí)際尺寸可配制2.3設(shè)計(jì)并繪制總裝圖、選取標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)并繪制總裝圖、選取標(biāo) 準(zhǔn)件 按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo) 準(zhǔn)模架。繪制模具總裝圖。如

15、圖2-4,單排沖孔落料連續(xù)模。8圖圖2-4單排沖孔落料連續(xù)模單排沖孔落料連續(xù)模1-簧片2-螺釘3-下模座4-凹模5-螺釘6-承導(dǎo)料7-導(dǎo)料板 8-始用擋料銷 9、27-導(dǎo)柱10、26-導(dǎo)套11-擋料釘12-卸料 板13-上模座14-凸模固定板15-落 料凸模16、17-沖孔凸 模18-墊板19-圓柱銷20-導(dǎo)正銷21-模柄22-防轉(zhuǎn)銷23- 內(nèi)六角螺釘24-圓柱銷25-螺釘2.4繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖繪制 非標(biāo)準(zhǔn)零件圖本實(shí)例只繪制凸模、沖孔落料凹模、凸模固定板和卸料板四個(gè)零件圖樣，供初學(xué)者參考。見(jiàn)圖2-5至圖2-8。9圖圖2-5凸模凸模10圖圖2-6沖孔沖孔 落料凹模落料凹模 11圖圖2-7凸模固定

16、板凸模固定板12圖圖2-8卸料板卸料板 2.5部分模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制部分模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 2.5.1落料凹模加工工藝規(guī)程的編制落料凹模加工工藝規(guī)程的編制 工序1下料：165M65M5 （按等體積法計(jì)算后再加上鍛造的上燒損量）；工序2鍛造：鍛成161X161X31工序3熱處理：退火（消除鍛后殘余內(nèi)應(yīng)力；降低硬度）；工序4刨（或銃）：刨（或銃）六面達(dá)尺寸160.5 M60.5刈0.5 （磨 削余量單面0.5 mm） 工序5平磨：磨上下大平面，留精磨余量0.2 mm；與卸料板、凸模固定板疊合磨一對(duì)垂直側(cè)基面，并對(duì)角尺； 工序6鉗工：畫(huà)銷孔、螺釘過(guò)孔及漏料孔中心位置線；鉆、較

17、銷釘孔134一8+0.016 ;鉆螺釘過(guò)孔 4一8.5 o工序7立銃：銃各漏料孔；工序8坐標(biāo)鍵：與卸料板、凸模固定板疊合，以一對(duì)側(cè)基面定位，按圖示位置，在各型孔中心鉆穿絲孔2 mm；并鏈固 定擋料釘安裝孔 6+0.013 mm； 工序9熱處理：淬火、回火達(dá)硬度 6064HRC; 工序10平磨：磨上下平面達(dá)圖；磨一對(duì)垂直側(cè)基面對(duì)角尺；工序11退磁；工序12線切割：按程序切割各型孔，切割型面留研磨量 0.015 mm；工序13 鉗工：研磨型孔達(dá)設(shè)計(jì)要求，研磨銷孔3結(jié)論結(jié)論20多天的模具設(shè)計(jì)就快要結(jié)束了，在這段時(shí)間里，我覺(jué)得我的專業(yè)知識(shí)、 查找資料和獨(dú)立思考的能力有了一定的提高，也從中學(xué)會(huì)了 遇到困難時(shí)應(yīng)當(dāng)如何去解決，這對(duì)我走進(jìn)社會(huì)從事工作有著重要的影響。現(xiàn)在就本次設(shè)計(jì)談?wù)勎?的體會(huì)：首次，我學(xué)會(huì)拿到任務(wù)時(shí)應(yīng)當(dāng)如何去解決。當(dāng)拿到自己設(shè)計(jì)的題目時(shí)，心里一片茫然，不知如何入手。后來(lái)翻閱很多有關(guān)的專業(yè)書(shū)籍，如：沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)、模具設(shè)計(jì)與制造等等。也在這個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程是學(xué)會(huì)了如何