沖孔模具設(shè)計(jì)說明書(共17頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上成績 東南大學(xué)成賢學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告題 目 沖壓模具課程設(shè)計(jì) 課 程 名 稱 沖壓模具課程設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 11模具1班 學(xué) 生 姓 名 曹維帥 學(xué) 號(hào) 設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn) 東南大學(xué)成賢學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師 葛永成 專心-專注-專業(yè)目 錄第三章 工藝計(jì)算4第四章 模具設(shè)計(jì)與設(shè)備選用.8參考文獻(xiàn)16第一章 緒論1.1 產(chǎn)品介紹 圖1.1 產(chǎn)品三維圖 此產(chǎn)品為固定板沖孔，其三維造型如圖1.1所示，生產(chǎn)此零件采用的材料為Q235鋼，生產(chǎn)批量為少量。1.2課題介紹本次課題主要是分析固定板沖壓產(chǎn)品的工藝性，繪制產(chǎn)品的三維圖，在多中工藝方案中選擇其

2、最優(yōu)沖壓工藝方案，然后進(jìn)行工藝計(jì)算、確定其模具結(jié)構(gòu)并設(shè)計(jì)其模具。第二章 工藝設(shè)計(jì)2.1 產(chǎn)品沖壓工藝性分析沖壓工藝設(shè)計(jì)主要包括沖壓件的工藝性分析和沖壓工藝方案的確定兩個(gè)方面的內(nèi)容。良好的工藝性和合理的工藝方案，可以用最小的材料消耗，最少的工序數(shù)量和工時(shí)，穩(wěn)定地獲得符合要求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并使模具結(jié)構(gòu)簡單，模具壽命高，因而可以減少勞動(dòng)量和沖裁成本。沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性，一般情況下，對沖裁件工藝性影響較大的是制件的結(jié)構(gòu)形狀、精度要求、形位公差及技術(shù)要求等。沖壓件的工藝性合理與否，影響到?jīng)_壓件的質(zhì)量、模具壽命、材料消耗、生產(chǎn)效率等，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能提高其工藝性。從材料方面：此零件使用

3、的材料是Q235，Q235具有好的塑性，具有好的沖壓性能。從零件精度方面：此零件未標(biāo)注公差按IT13來處理，沖壓生產(chǎn)出的零件精度能夠符合零件精度要求。從工藝方面：此零件的工藝大致可以分為：沖孔，沖孔，拉深，翻邊。固定板沖壓的主體部分形狀為板型，此沖壓件上的孔徑都大于沖壓所能沖制的最小半徑。從固定板的結(jié)構(gòu)上分析來看，此零件比較適合沖壓成形。2.2工藝方案確定 此零件的沖壓基本工序?yàn)椋簺_孔。 本次設(shè)計(jì)按照分析方案方案分析最終確定方案的思路進(jìn)行。(1)方案對比該工件包括沖孔，一個(gè)基本工序，可以有以下一種工藝方案：采用直接沖孔沖孔。采用單工序模生產(chǎn)； (2)方案分析 結(jié)構(gòu)簡單，成本高，生產(chǎn)效率低，難以

4、滿足大批量生產(chǎn)的要求； (3)方案確定 綜合以上分析，得出結(jié)論是：該零件工藝要求簡單，適于單工序模進(jìn)行沖壓。確定了工藝方案以后，就可以進(jìn)行該方案的模具結(jié)構(gòu)形式的確定，這道工序的沖壓力計(jì)算和沖壓設(shè)備的選用。第三章 工藝計(jì)算工藝計(jì)算是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，只有正確的計(jì)算出各道工序的凸模、凹模尺寸、沖壓力等，才能設(shè)計(jì)出正確的模具。本設(shè)計(jì)中的工藝計(jì)算比較多，具體計(jì)算如下：3.1 工藝力的計(jì)算3.1.1沖孔凸、凹模的有關(guān)計(jì)算凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算(1)凸凹模間隙查表可以確定其凸、凹模的間隙為：=0.46mm，=0.64mm。（材料厚度為3mm，材料為Q235）(2沖孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算其沖孔凹模的尺寸如圖3

5、.1，其凹模尺寸計(jì)算采用凸模與凹模分別加工的方法。長為52.5，寬為55。先確定凸、凹模的刃口尺寸，再減去便是凸模刃口尺寸。 DA= (DMax-x ) DT=（DA-） 式中 DA、 DT-凸、凹模刃口尺寸（mm）； D-零件孔徑公稱尺寸（mm）； -零件公差（mm）； -最小合理間隙（mm）； X-磨損量，磨損系數(shù)x是為了使零件的實(shí)際尺寸盡量接近零件公差帶的中間尺寸。X值在0.51之間，與零件的制造精度有關(guān)。零件精度為IT11IT13時(shí)，x=0.75；零件精度為IT10以上時(shí)，x=1；零件精度為IT14時(shí)，x=0.5。根據(jù)上述的公式可以計(jì)算出凸凹模的刃口尺寸：DA1 =(43.94mm-0

6、.75×0.025mm)= 43.92mm(上偏差為+0.00625mm)DT1 =(44.4mm-0.75×0.12mm)= 44.49mm(下偏差為-0.03mm)（3）沖孔的沖裁力的計(jì)算 查表可知材料Q235的抗拉強(qiáng)度=375MpaF=kLtb=1.3××43.85/1000×3/1000m×375×100MPa=201.5KN因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用剛性卸料裝置和下出料方式，則=F+=F=0.04×201.5KN=8.06KN =F=0.05×201.5KN=10.075KN=nF=1×0.04

7、5×201.5KN=9.0675KN則=201.5KN+9.0675KN+8.06KN=218.6275KN、為卸料力、頂件力和推件力系數(shù)，可以通過查表獲得，=0.030.04，=0.05, =0.045。初選壓力機(jī)為J11-50 （4）沖裁壓力中心的計(jì)算壓力中心坐標(biāo)值(0,0)即工件中圓心。3.2.1沖孔凸模的有關(guān)計(jì)算 圖3.3沖孔凸模凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算凸、凹模間隙查表可以確定其凸凹模的間隙為：Zmin=0.46mm，Zmax=0.64mm。（材料厚度為3.0mm，材料為Q235）沖直徑為43.85mm孔的凸、凹模刃口尺寸計(jì)算計(jì)算此凸、凹模的刃口尺寸采用凸模與凹模分別加工的方法

8、。首先確定凸模刃口尺寸dT，再加上Zmin便是凹模刃口尺寸。 dT=(d +x ) dA=(d +x )+式中 dT、dA-沖孔凸、凹模刃口尺寸（mm）； X-磨損量，磨損系數(shù)x是為了使零件的實(shí)際尺寸盡量接近零件公差帶的中間尺寸。X值在0.51之間，與零件的制造精度有關(guān)。零件精度為IT11IT13時(shí)，x=0.75；零件精度為IT10以上時(shí)，x=1；零件精度為IT10時(shí)，x=1。 沖直徑為43.85mm孔的凸、凹模刃口尺寸計(jì)算=(d +x )=43.85mm+0.75×0.12mm=43.94mm(其下偏差為-0.025mm)=(43.85mm+0.75×0.12+0.46m

9、m)=44.4mm(上偏差為+0.03mm)第四章 模具設(shè)計(jì)與設(shè)備選用4.1 沖孔模零件相關(guān)設(shè)計(jì)4.1.1沖孔模的凸模，凹模設(shè)計(jì)根據(jù)上述計(jì)算出的凸模，凹模的刃口尺寸，設(shè)計(jì)出的凸模，凹模和凸模固定板，凹模固定板如圖4.1和如圖4.2。 圖4.1 凹模圖4.2凸模固定板 4.1.2 沖孔模的模架的設(shè)計(jì)沖模模架的技術(shù)要求（摘自GB/T2850-90）（1） 裝入模架的每對導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合間隙值應(yīng)符合要求。（2） 裝配后的模架，其上模座沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)和無滯住現(xiàn)象。（3） 裝配后的導(dǎo)柱，其固定端面與下模座下平面應(yīng)保留12mm距離，選用B型導(dǎo)套時(shí)，裝配后其固定端面應(yīng)底于上模座上平面12mm。（4）

10、 模架的個(gè)零件工作表面不允許有裂紋和影響使用的沙眼、縮孔、機(jī)械損傷等缺陷。（5） 在保證本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定質(zhì)量的情況下，允許用其他工藝方法固定導(dǎo)柱、導(dǎo)套，其零件結(jié)構(gòu)尺寸允許作相應(yīng)改動(dòng)。本設(shè)計(jì)中選用滑動(dòng)導(dǎo)向型模架，根據(jù)排樣圖和零件的具體尺寸，選擇的模座，上下模座的厚度分別為60、65mm，其長、寬分別為705mm、510mm，其導(dǎo)柱、導(dǎo)套為中心導(dǎo)柱圓形模架形式。導(dǎo)柱導(dǎo)套的尺寸可以查標(biāo)準(zhǔn)獲得。沖模模架零件技術(shù)要求（摘自GB/T12446-90）（1）零件的尺寸、精度、表面粗糙度和熱處理等符合有關(guān)零件標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求和本技術(shù)條件的規(guī)定。（2）零件的材料除按有關(guān)零件標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定使用材料外，允許代料，但代料的力學(xué)性

11、能不得底于原定材料。（3）零件圖上未標(biāo)注公差尺寸的極限偏差按GB/1804規(guī)定的IT13級(jí)精度。（4）零件圖上未注明倒角尺寸，所以銳邊銳角均應(yīng)倒角或倒圓，示零件大小，倒角尺寸為0.5×45°2×45°，倒圓角尺寸為R 0.51mm。4.1.3沖孔模卸料裝置的設(shè)計(jì)卸料板的主要作用是把材料從凸模上卸下，有時(shí)也可以做壓板用以防止材料變形，并能幫助送料導(dǎo)向和保護(hù)凸模等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面。（1） 卸料力一般取5%20%沖裁力。（2） 卸料板應(yīng)有足夠的剛度、厚度H可按下式計(jì)算，即H=（0.81.0）式中 H-卸料板厚度，mm； 凹模厚度，mm。（3）卸料板

12、要求耐磨，材料一般選擇45鋼，淬火，粗糙度為0.40.8mm。（4）卸料板的安裝尺寸，計(jì)算要考慮凸模有46mm的刃磨量。（5）卸料板可根據(jù)工件形狀制作成圓形或矩形，型孔與凸模的配合量為H7/h6或者H8/f7。本設(shè)計(jì)中的卸料板根據(jù)工件的形狀做成矩形，具體的尺寸見圖4.5。在本設(shè)計(jì)中使用的是剛性卸料方式，卸料板與固定板之間通過卸料螺釘來連接。根據(jù)板的厚度和標(biāo)準(zhǔn)選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)的卸料螺釘。 圖5.3沖孔模卸料板4.2 設(shè)備的選擇4.2.1壓力機(jī)選擇的要求壓力機(jī)型號(hào)的確定主要取決于沖壓工藝的要求和沖模結(jié)構(gòu)情況，選用壓力機(jī)時(shí)，必須滿足以下要求：（1）壓力機(jī)的公稱壓力必須大于沖壓計(jì)算的總壓力。（2）壓力機(jī)

13、的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求，即-5mm +10mm式中、分別為壓力機(jī)的最大、最小裝模高度（mm）-模具閉合高度（3）壓力機(jī)的滑塊行程必須滿足沖壓件的成型要求。 （4）為了便于安裝模具，壓力機(jī)的工作臺(tái)面尺寸應(yīng)大于模具尺寸，工作臺(tái)面上的孔應(yīng)保證沖壓件或廢料能落下。（5）模柄孔和模柄尺寸應(yīng)匹配。4.2.2 選擇壓力機(jī)與技術(shù)參數(shù)的校核根據(jù)F總 （70%80%）F ，總的沖裁和拉深力在第三章已經(jīng)計(jì)算出?？紤]上述的選擇壓力機(jī)的要求，選擇的壓力機(jī)為JC23-35。此壓力機(jī)的有關(guān)主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力（F）1000KN 固定滑塊行程（S）320mm 最大閉合高度 320mm 工作臺(tái)尺寸 600&

14、#215;800mm。 4.3 模具總裝圖繪制與模具零件材料的選用4.3.1總裝圖的繪制 圖4.8沖孔?？傃b圖1上模座 2導(dǎo)柱 3導(dǎo)套 4緊固螺釘 5凸模固定板 6橡膠墊7卸料板 8凹模固定板 9銷釘 10下模座 11模柄 12限位螺釘 13卸料螺釘 14墊板 15凹模 16緊固螺釘 17銷釘 18緊固螺釘 4.3.2 模具零件材料的選擇凸模選用材料牌號(hào)：W18CrV、 Cr12、 Cr12MoV、GCr15、W6Mo5Cr4V2、60Si2 熱處理硬度為：6264HRC凹模（銅零件、鋼零件）選用材料牌號(hào)；Cr12、Cr12MoV、CrWMn、YG20、YG15 熱處理硬度為：6264HRC上

15、、下模座選用材料牌號(hào)：HT400、HT250、ZG270-500、ZG310-570、厚鋼板刨制的Q235、Q275。模柄選用材料牌號(hào)：Q275。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套選用的材料牌號(hào)：20、T10A 熱處理硬度為：6062HRC凸、凹模固定板材料牌號(hào)：45。卸料板選用材料牌號(hào)：45 墊板：T8A（熱處理硬度為4348HRC）、T8A（5458HRC） 螺釘：45（熱處理硬度為4348HRC） 銷釘：45（4348HRC）、T7（5254HRC） 推桿、頂桿：45（4348HRC） 定位板：45（4348HRC）、T8（5256HRC） 本設(shè)計(jì)中零件選擇的具體的材料見總圖的明細(xì)欄。參考文獻(xiàn)1 王新華，袁聯(lián)富. 沖壓結(jié)構(gòu)圖冊M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2001: 23-772 葉偉昌. 機(jī)械工程及自動(dòng)化簡明設(shè)計(jì)手冊M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001：25-553 中國機(jī)械工程.中國模具設(shè)計(jì)大典J. 江西科學(xué)技術(shù)出版版，2003, 23 (3): 33-434 王孝培. 實(shí)用沖壓技術(shù)手冊M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2001: 66-1125