沖壓課程設計

1、沖壓課程設計目 錄前言課程設計任務書第一章 概論··········································1 1.1 沖壓的概念和其加工特點·&

2、#183;···································1 1.1.1 沖壓的概念············

3、··································1 1.1.2 沖壓技術的加工特點·············&

4、#183;··························1 1.2 沖壓技術和模具工業(yè)的重要地位····················

5、;·············1 1.3 沖壓工序的分類··································

6、3;·········2 1.4沖壓模具技術的發(fā)展前景······································

7、2第二章 零件的工藝性分··········································· 4 2.1 零件的工藝性分析··

8、83;········································ 4 2.2 確定沖裁件的工藝方案······

9、3;································ 5第3章 工作零件刃口尺寸的計算···············

10、;···················· 6 3.1 刃口尺寸的計算···························

11、83;················ 7第四章 排樣方式································

12、;················· 8 4.1 排樣·······························&#

13、183;······················· 9第五章 沖裁力和壓力中心的計算·······················

14、83;············ 10 5.1 沖裁力計算···································&#

15、183;············· 10 5.2 壓力中心的計算··································

16、;··········· 11第六章 工作零件結構尺寸····································&#

17、183;····· 12 6.1 卸料塊的設計··········································

18、····· 12 6.2 彈性元件橡膠的設計········································ 13 6.3 落料凹模板

19、尺寸 ············································ 14 6.4 凸凹模的設計 ···

20、··········································· 15 6.5 沖孔凸模的設計 ····&#

21、183;······································· 16第七章 模架及其它零件的設計·······

22、83;····························· 17 7.1 上下模座··················

23、83;································ 17 7.2 模柄················

24、;······································· 18第八章 總結·········&#

25、183;··········································· 19參考文獻·····&

26、#183;·················································&

27、#183;· 21 前 言沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素

28、，只有它們相互結合才能得出沖壓件。與機械加工及塑件加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。(1)沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化和自動化。(2)沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不壓件的表面質量，而模具的壽命一般較長，所以沖壓的質量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的特征。(3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加工沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。(4)沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需要其它加熱設備，因為是一種省料，節(jié)能的加工方

29、法，沖壓件的成本較低。由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是各種各樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類：分離工序是指將坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質量的沖壓（俗稱沖壓件）的工序；成形工序是指使坯料在不破壞的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉伸和成形四種基本工序，每種基本工序還包括有多種單一工序。在實際生產(chǎn)中，當沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟甚至難于達到要求。這時在工藝上多采用集

30、中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內完成，稱為組合的方法不同。復合沖壓在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一個工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。級進沖壓在壓力機上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復合-級進在一副沖模上包括復合和級進兩種方式的組合工序。沖模的結構類型也很多。通常按工序性質可分為沖裁模、彎曲模、拉伸模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，

31、坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環(huán)。此設計針對所給的零件進行了一套冷沖壓模具的設計，其中設計內容為分析零件的沖裁工藝性（材料、工件結構形狀、尺寸精度），擬定零件的沖壓工藝方案及模具結構，排樣，裁板，計算沖壓工序壓力，選用壓力機及確定壓力中心，計算凸凹模刃口尺寸，主要零部件設計和加工工藝編制，壓力機的校核。 沖壓工藝及模具設計課程設計任務書設計題目：“墊片”零件沖壓工藝及模具設計內容及任

32、務：一、設計的主要技術參數(shù)：見產(chǎn)品圖二、設計任務：完成該產(chǎn)品的沖壓工藝方案、設計說明書、模具裝配圖及工作零件圖。三、設計工作量 1、制訂沖壓工藝方案 2、模具總裝圖1張，凸模及凹模零件圖2張 3、設計說明書1份，20頁左右四、設計要求 1、圖紙用CAD繪制并交紙質圖及電子檔 2、本任務書應與說明書、圖紙一同裝訂成冊，并加封面，裝入資料袋中，否則不接收 3、設計必須認真仔細，允許討論，但嚴禁抄襲、復制或復印。名稱：墊片批量：大批量材料：10號鋼厚度：0.5mm 第一章 概論1.1 沖壓的概念和其加工特點1.1.1 沖壓的概念沖壓：是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，

33、從而獲得所需零件的一種沖壓加工方法。1.1.2 沖壓技術的加工特點沖壓加工是一種先進的金屬加工方法，與其他加工方法（切削）比較，它有以下特點：  1、采用沖壓加工方法，在壓床簡單沖壓下，可以得到壁薄、重量輕、剛性好、表面質量高、形狀復雜、用其他加工方法難以加工的工件。如汽車的前頂蓋、車門等薄殼零件。  2、沖壓件的尺寸精度是由模具保證的，制出的零件一般不進一步加工，可直接用來裝配，而且有一定精度，具有互換性。因此，沖壓加工的尺寸穩(wěn)定、互換性好。  3、在耗材不大的情況下，能得到強度高、足夠剛性而重量輕、外表光滑美觀的零件，因此，工件的

34、成本較低。 4、沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣，大量切削金屬，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約金屬。操作簡單，勞動強度低，材料利用率高（一般為70%85%）。    5、生產(chǎn)率高，沖床沖一次一般可得一個零件，而沖床一分鐘的行程少則多次，多則幾百次。同時，生產(chǎn)出的毛坯和零件形狀規(guī)則，便于實現(xiàn)機械化和自動化。最近幾年發(fā)展起來的簡易沖模、組合模具、鋅基合金沖模等為單件大批量生產(chǎn)創(chuàng)造了條件，因此，產(chǎn)品造價成本低。  1.2 沖壓技術和模具工業(yè)的重要地位沖壓模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。沖壓模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的

35、基礎工業(yè)。沖壓模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用沖壓模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價的軋制鋼板或鋼帶為坯料，且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高、質量好、重量。輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質量。1.3 沖壓工序的分類1、根據(jù)工藝性質分：分離工序、成形工序。分離工序：指坯料在模具刃口作用下，沿一定的輪廓線分離而獲得沖件的加工方

36、法 。 成形工序：指坯料在模具壓力作用下，使坯料產(chǎn)生塑性變形，但不產(chǎn)生分離而獲得具有一定形狀和尺寸的沖件的加工方法。2、根據(jù)工序組合程度分：單工序、復合工序、連續(xù)工序。1.4 沖壓模具技術的發(fā)展前景現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在600億至650億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計，2004年國內模具進口總值達到600多億，同時，有近200個億的出口），到2005年模具產(chǎn)值預計為600億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2005年的2億美元左右。

37、單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2003年我國汽車產(chǎn)銷量均突破400萬輛，預計2004年產(chǎn)銷量各突破500萬輛，轎車產(chǎn)量將達到260萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。第二章零件的工藝性分析

38、 2.1零件的工藝分析零件圖 名稱：墊片 批量：大批量 材料：10號鋼 厚度:0.5mm 該零件的外形規(guī)則結構對稱，適用于普通沖壓加工，材料為10號鋼，厚度t=0.5mm，零件無特殊要要求，按IT=14級選取。其公差查互換性與測量技術基礎P18頁得到如下圖：零件公差圖2.2、確定沖裁工藝方案該工件包括落料沖孔兩個基本工序，可有以下幾種方案方案一：先落料后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：先沖孔后落料，采用級進模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料同時進行，采用復合膜生產(chǎn)各方案的特點比較如下：方案一:膜結構簡單制造方便，但需要兩道工序，兩幅模具，成本相對較高，生產(chǎn)效率低，在第一道工序完成后進入第二道工序，必然會

39、增加誤差，使工件精度降低，達不到要求，故不選用。方案二：級進模能滿足生產(chǎn)效率高的要求，但其難以保證內部的相對精度，故不選用。方案三：復合膜適用于生產(chǎn)效率高，精度高，結構形狀簡單的工件，其最窄的距離為4，而工件厚度為t=0.5mm，能滿足a1.5t的要求。故選用此方案第3章 工作零件刃口尺寸的計算3.1、刃口尺寸的計算根據(jù)沖裁件結構的不同，刃口尺寸的計算方法如下：落料 如圖a為工件圖，圖b為沖裁該工件所用落料凹模刃口的輪廓圖，圖中虛線表示凹模刃口磨損后尺寸的變化情況 沖裁件結構圖 （a） （b）落料時應以凹模為基準件來配作凸模。從圖b中可以看出，凹模磨損后刃口尺寸有變大、變小和不變三種情況：1)

40、凹模磨損后變大的尺寸（圖中A和A），按一般落料凹模尺寸公式計算，系數(shù)x課本44頁表3-5得0.5代入公式得： 2) 凹模磨損后變小的尺寸（圖中B和B），按一般沖孔凸模尺寸公式計算，因它在凹模上相當于沖孔凸模尺寸，系數(shù)x都為0.5，即： 3)凹模磨損后無變化的尺寸（圖中C），即：凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配置，保證雙面間隙值為第四章排樣方式4.1、排樣 1可采用以下兩種排樣方式1）少廢料排樣2）無廢料排樣 由于該工件結構比較簡單，無論采用一方案還是二方案都能滿足要求。相比而言少廢料排樣材料利用率低，但無廢料排樣會加快模具的磨損，使模具壽命減少，并直接影響工件的斷面質量，所以采用少廢排樣即一方案。

41、查沖壓模具與制造表搭邊值如下： 根據(jù)制件的厚度和排樣方法得到如下：搭邊值工件間，沿邊排樣方式結構圖（橫排） 排樣方式結構圖（縱排）2 條料寬度的確定采用有側壓裝置，條料寬度公差查下表：條料寬度偏差（單位mm）條料寬度b材料厚度 t11223355050100100150150220220300-0.4-0.5-0.6-0.7-0.8-0.5-0.6-0.7-0.8-0.9-0.7-0.8-0.9-1.0-1.1-0.9-1.0-1.1-1.2-1.3條料寬度： 條料的步距： 一個步距內材料利用率為：第五章 沖裁力和壓力中心的計算5.1、 沖裁力的計算通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓

42、力機和設計模具的重要依據(jù)之一。平刃口沖裁模的沖裁力F一般按下式計算：式中 F沖裁力（N）L沖裁周邊長度（mm）t材料厚度（mm）材料抗剪強度（MPa）查表的K系數(shù)系數(shù)K是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)，一般取K=1.3 、 、卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，見下表料 厚K卸K推K頂 鋼0.1>0.10.5>0.52.5>2.56.5>6.50.0650.0750.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.0

43、60.050.03鋁、鋁合金、純銅、黃銅0.0250.08 0.020.060.30.070.030.09表2-8 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)注：卸料力系數(shù)K卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復雜說取上限值。卸料力 推件力 頂件力 式中 F沖裁力（N）；n同時梗塞在凹模內的工件（或廢料）數(shù)；n=h/th凹模洞口的直壁高度（mm）;t材料厚度（mm）；卸料力推件力 頂件力根據(jù)模具結構，總的沖壓力為壓力機公稱壓力的確定：對于沖裁工序，壓力機的公稱壓力應大于或等于沖裁時總壓力的1.11.3倍，即 根據(jù)冷沖壓模具設計指導書p210頁初選壓力機為：開式雙柱可傾壓力機J23-255.2、壓力中心的計算模具壓力中心是

44、諸沖壓合力作用點的位置，為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導軌間產(chǎn)生過大磨損，模具導向零件加速磨損，降低了模具和壓力機的使用壽命。模具的壓力中心，可按以下原則來確定(1)對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁的幾何中心。(2)工件形狀相同且分布對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。(3)各分力對某坐標軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用點的坐標位置0,0（x=0，y=0），即為所求模具的壓力中心。 由于該零件是一個矩形圖形，屬于對稱中心零件，所以該零件的壓力中心在圖形的幾何中

45、心O處。如圖 壓力中心結構圖第六章工作零件結構尺寸6.1、卸料板的設計卸料裝置一般是彈性的,其基本零件是卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成，彈性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的0.60.8倍。卸料螺釘一般采用標準的階梯形螺釘，其數(shù)量按卸料板形狀與大小確定，卸料板為圓形時常用34個，為矩形時一般用46個。卸料螺釘?shù)闹睆酱笮】蛇x 812mm，各卸料螺釘?shù)拈L度應一致，以保證卸料板水平和均勻卸料。彈性卸料裝置依靠彈簧或橡皮的彈力來卸料，卸較力不太大，但沖壓時可兼起壓料的作用。 6.2、彈性元件橡膠的設計（1）橡膠的形狀及數(shù)量由于橡膠允許承受的載荷較大，安裝靈活方便

46、，因而是沖裁模中常見的彈性元件。假設數(shù)量為n=1（2）確定橡膠的自由高度其中：卸料板工作行程 為凸凹模凹進卸料板的深度，取1mm 為凸凹模沖載后進入凹模的深度3mm t為材料厚度0.5mm 其中：橡膠工作行程 為凸凹模修磨量，取5.5mm綜合上述，（3）確定橡膠的預壓縮量(4)橡膠的裝模高度約為： 6.3、落料凹模板尺寸凹模厚度： （其計算結果大于或等于15mm）其中b沖壓件最大外形尺寸：k系數(shù)，考慮板材厚度的影響，其值可查表315.考慮到推件塊的安裝空間和運動空間，凹模的實際厚度應增加取 凹模壁厚： （其計算結果大于或等于3040mm）實際取C=30mm凹模長度：取凹模寬度：取B=150mm 所以，凹模輪廓尺寸為 ，為了保證螺孔間、螺孔與銷釘孔之間的強度和模具的壽命，一般開的孔與孔之間的距離、銷孔與螺紋孔之間的距離不應小于5mm，螺紋孔與凹模刃口間的距離取大于兩倍孔徑值。凹模結構圖如下圖所示：凹模結構圖6.4、凸凹模的設計凸凹模的內、外緣均為刃口，內、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，為保證凸凹模的強度，凸凹模應有一定的壁厚。凸凹?？傞LL：其中為凸凹模固定板厚度，為橡膠安裝高度，為彈性卸料板厚度。其結構如圖所示:凸凹