沖壓模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)

.../沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)模具模具課題設(shè)計(jì)班級(jí)：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：日期：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院CollegeofMaterialsScienceandEngineering...引言在工業(yè)產(chǎn)品中,板材件占據(jù)了一個(gè)大比例。許許多多的機(jī)械零件,產(chǎn)品覆蓋件都是用板料加工而成的,因此,研究板料的成形方法對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與加工有著重要的意義?，F(xiàn)在的板材成形方法有許許多多種,其中冷沖壓占據(jù)很大的一部分。冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需要的零件的一種壓力加工方法。冷沖壓可以分為兩大類(lèi),即分離工序和成形工序。分離工序是指使板料按一定的輪廓線(xiàn)分離而獲得一定形狀,尺寸和切斷面質(zhì)量的沖壓件的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸沖壓件的工序。冷沖壓過(guò)程主要依靠沖模和壓力設(shè)備完成加工的,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),生產(chǎn)率很高,操作簡(jiǎn)單。而且產(chǎn)品壁薄、質(zhì)量輕、剛度好、可以加工成形復(fù)雜的零件,小到鐘表的秒針,大到汽車(chē)縱梁,覆蓋件等。冷沖壓與其他加工方法相比具有獨(dú)到的特點(diǎn),所以在工業(yè)生產(chǎn)中,尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。本課程即將結(jié)束之時(shí),為了了解沖壓工藝的基本原理,掌握沖壓工藝的編制和模具的設(shè)計(jì),我將選擇了一個(gè)墊片零件。通過(guò)設(shè)計(jì)沖裁模實(shí)現(xiàn)零件的大規(guī)模的生產(chǎn)與制造。...目錄TOC\o"1-4"\h\z\u引言I一零件的工藝性分析11.1零件要求11.2沖裁件的工藝性分析11.3沖裁工藝方案的設(shè)定2二沖模設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算22.1排樣的相關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算22.2沖裁力的計(jì)算32.3沖裁壓力中心的計(jì)算42.4沖裁模刃口尺寸及公差的計(jì)算42.5主要零件的尺寸計(jì)算5三定位裝置的設(shè)計(jì)73.1橫向送料定位裝置設(shè)計(jì)73.2縱向送料定位裝置的設(shè)計(jì)7四標(biāo)準(zhǔn)件的選用94.1模座選用94.2壓力機(jī)選用104.3緊固件選擇10五模具加工工藝115.1凸模加工工藝115.2凹模加工工藝11六總結(jié)12參考資料：12七圖紙〔附錄136.1零件明細(xì)表136.2裝配圖〔見(jiàn)附圖136.3零件圖〔見(jiàn)附圖13一零件的工藝性分析1.1零件要求材料：10F零件無(wú)公差要求,取IT14級(jí)生產(chǎn)批量：大批量零件表面無(wú)污漬,平整光滑,無(wú)裂紋等缺陷表面去毛刺,要求平整度小于0.121.2沖裁件的工藝性分析零件的材料分析：10F鋼,碳含量0.07%~0.13%,是優(yōu)質(zhì)的碳素鋼,這種鋼強(qiáng)度不大,而塑性和韌性甚高,有良好的沖壓、拉伸和彎曲性能,可作塑性須好的零件。零件的結(jié)構(gòu)分析：工件所有結(jié)構(gòu)均采用圓弧過(guò)渡,最小壁厚為4mm,而沖裁臨界加工壁厚為1.5t,即2.25mm。因此,滿(mǎn)足沖裁件的最小壁厚要求。工件上最小沖孔為φ8,滿(mǎn)足最小沖孔要求。尺寸精度分析：工件未注明尺寸公差要求,因此所有的尺寸按照IT14級(jí)公差要求設(shè)計(jì)。按孔軸的公差尺寸,查表得各尺寸為：?80+0.36、?220+0.52、?401.3沖裁工藝方案的設(shè)定沖裁模按組合程度有單工序模,復(fù)合模,級(jí)進(jìn)模。單工序模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,但是生產(chǎn)率低,精度不高,平整度較差,只適合生產(chǎn)批量小,形狀簡(jiǎn)單,批量小的工件。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)率最高,雖然模具制造復(fù)雜,但是可以大批量生產(chǎn)精度較高的制件。復(fù)合模精度最高,產(chǎn)品質(zhì)量好,生產(chǎn)率也比較高。但是模具制造復(fù)雜,制造精度高,成本高,比較適合生產(chǎn)批量較大精度要求高的工件。綜合工件的工藝性分析,該工件適合沖裁。由于工件精度要求不高,但是生產(chǎn)批量大,且零件尺寸不大,質(zhì)量要求不高,因此,該制件需要生產(chǎn)率較高的沖模,綜合各種沖模的特點(diǎn),采用級(jí)進(jìn)模加工。為了盡量滿(mǎn)足制件的質(zhì)量,采用有導(dǎo)柱,彈性卸料,導(dǎo)正銷(xiāo)的模具。二沖模設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算2.1排樣的相關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算排樣方案和搭邊值得確定根據(jù)板材厚度為1.5mm,查設(shè)計(jì)手冊(cè),確定a=1.8mm,工件之間的搭邊值取b=1.5mm確定排樣步距s=40+1.5=41.5mm條料寬度計(jì)算：排樣如圖所示按有側(cè)壓裝置計(jì)算公式：排樣如圖所示條料寬度：B-?0查表得?=0.5,Z=0.2因此條料寬度為：B=(62+2x1.8)-0.50導(dǎo)料板之間的間距：A=B+Z=65.8mm2.2沖裁力的計(jì)算沖裁力有沖孔壓力和落料壓力,由：F=KLtτ對(duì)10F鋼,取τb=300Mpa,K=1.3,t計(jì)算得：=π〔22+8+8=119mm,=155.4mm因此得：沖孔力：=69.6KN落料力：1.3x155.4x1.5x300=90.91KN采用下出料方式與鋼性卸料裝置,得：推件力：n取n=4、查表得：5x0.055x4=35.31KN總沖裁力：=所以：35.31+90.91+69.6=195.82KN2.3沖裁壓力中心的計(jì)算對(duì)落料工序,該工件是對(duì)稱(chēng)圖形,因此落料壓力中心在O1位置。對(duì)沖孔工序,壓力中心落在O沖裁壓力中心示意圖因此,合力中心一定在豎直軸線(xiàn)上。設(shè)O1,O2的中心為O,且沖裁壓力中心示意圖所以：=2.75mm2.4沖裁模刃口尺寸及公差的計(jì)算凸模與凹模有分別加工和配合加工兩種方法。其中配合加工工藝簡(jiǎn)單,可以適當(dāng)放大基準(zhǔn)件的公差,制造容易,成本低。該工件精度要求低,因此采用配合加工方法。凸、凹模刃口計(jì)算原則：落料以凹模為基準(zhǔn),沖孔以凸模為基準(zhǔn),孔心距的尺寸精度由凹模保證。落料模刃口尺寸計(jì)算落料凹模磨損后外形如圖所示：從圖可知：其中R1，由落料凹模尺寸計(jì)算公式,得：A查表得：R?C=凸模采用配做加工方法,查表雙面間隙值Z凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制,保證雙面間隙值為0.132~0.240mm沖孔模刃口計(jì)算沖孔時(shí)以凸模為基準(zhǔn)計(jì)算刃口尺寸如圖所示,凸模磨損尺寸變化情況,其中φ3,φ4均變小由公式得：??2.5主要零件的尺寸計(jì)算凹模相關(guān)尺寸的計(jì)算凹模的刃壁形式有直刃壁和斜刃壁。斜刃壁在刃口磨損后修磨會(huì)使模具尺寸增大。因此為了落料方便同時(shí)修模又不影響精度,采用上方直刃壁,下面為錐形的刃壁。由公式,得凹模高度H：H=ks<≥8>其中：S：垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離K：系數(shù),查表取k=0.3代入數(shù)據(jù)得：H=0.3×62=20mm垂直送料方向的凹模寬度B：B=S+<2.5~4.0>H得：B=123mm送料方向上凹模長(zhǎng)度L：L=其中：S1S2代入得：L=73+2×30=133mm查表取凹模尺寸標(biāo)準(zhǔn)尺寸,得：LxB=160mm×125mm凸模的長(zhǎng)度計(jì)算凸模長(zhǎng)度L：凸模尺寸圖其中：凸模尺寸圖h1：凸模固定板厚度,取0.8倍凹模厚度,的H1=16h2：固定卸料板厚度,取H2=0.8H<凹模厚度>,H2=16h3：導(dǎo)料板厚度,查表取H3=6h：增加長(zhǎng)度,包括凸模的修模量,凸模進(jìn)入凹模的深度,以及凸模固定板與卸料板之間的安全距離：取H=20mm代入得：L=16+16+6+20mm=58mm查表取凸模長(zhǎng)度為標(biāo)準(zhǔn)尺寸：L=60mm三定位裝置的設(shè)計(jì)3.1橫向送料定位裝置設(shè)計(jì)在級(jí)進(jìn)模中,橫向定位裝置通常有導(dǎo)料板,導(dǎo)料銷(xiāo),以及側(cè)壓裝置。本方案選用導(dǎo)料板導(dǎo)料,查表,取導(dǎo)料板厚度為6mm。3.2縱向送料定位裝置的設(shè)計(jì)縱向定位裝置通常有固定擋料銷(xiāo),活動(dòng)擋料銷(xiāo),以及始用擋料銷(xiāo),側(cè)刃與側(cè)刃擋塊,導(dǎo)正銷(xiāo)定位等等。其中固定擋料銷(xiāo),和導(dǎo)正銷(xiāo)組合定位方便,且易于設(shè)計(jì),是大多數(shù)級(jí)進(jìn)模的定位選擇。所以,本方案采用落料凸模上導(dǎo)正銷(xiāo),與凹模上擋料銷(xiāo)進(jìn)行組合定位。導(dǎo)正銷(xiāo)的設(shè)計(jì)計(jì)算凸模上導(dǎo)正銷(xiāo)直徑：d=d：導(dǎo)正銷(xiāo)圓柱段部分直徑d12c：導(dǎo)正銷(xiāo)與導(dǎo)正孔之間雙面間隙查表得：2c=0.1mmD=8.08mm擋料銷(xiāo)選擇查表,選擇擋料銷(xiāo)選擇d=10mm擋料銷(xiāo)材料選擇45鋼,淬火硬度43HRC~48HRC擋料銷(xiāo)與導(dǎo)正銷(xiāo)位置的確定導(dǎo)正銷(xiāo)與導(dǎo)料銷(xiāo)配合使用時(shí),導(dǎo)正銷(xiāo)與擋料銷(xiāo)位置關(guān)系如圖所示其中：e=代入數(shù)值得：e=27mm四標(biāo)準(zhǔn)件的選用4.1模座選用模座寬度與凹模尺寸相同,長(zhǎng)度可略大于凹模尺寸。模架可以分為鋼制模架和鑄鐵模架,本方案選用鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)模架。常用鑄鐵模架為HT200。由于沖件不大,常用中間導(dǎo)柱式模架比較合適。因此查表,取標(biāo)準(zhǔn)模座：L×B=160mm×160mm其中：上模座尺寸：160×160×40下模座尺寸：160×160×45導(dǎo)柱尺寸：?28×150和?32×150導(dǎo)套尺寸：28×100×38和32×100×384.2壓力機(jī)選用沖裁所需最大沖裁力為195.82KN,因此,選用壓力機(jī)型號(hào)為：JE21-25D壓力機(jī)公稱(chēng)力為250KN,滿(mǎn)足使用要求。其中：模柄尺寸為：?40mm×70mm4.3緊固件選擇1.凹模與下模座的銷(xiāo)釘選擇2×?8×30mm2.凹模與下模座的固定,采用6×M8×50mm螺釘3.凸模與上模座的固定,選擇6×M8×60mm五模具加工工藝5.1凸模加工工藝下料：鋸床下圓棒料。粗車(chē)：粗車(chē)臺(tái)階外圓。精車(chē)：兩頂尖精車(chē)臺(tái)階外圓。熱處理：保證硬度60~64HRC。磨外圓：磨兩外圓至尺寸。修整：全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求。檢驗(yàn)。5.2凹模加工工藝下料：鋸床或剪床下料。鍛造：將毛坯鍛成毛坯形狀。熱處理：退火,降低硬度便于加工。粗加工,精加工：加工凹模內(nèi)孔和外形。鉆孔,攻絲：定位后,鉆孔,攻螺紋。熱處理：保證硬度60~64HRC。精加工：磨上下平面至尺寸要求。精整：全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求。檢驗(yàn)六總結(jié)沖裁模是整個(gè)冷沖壓模具中最簡(jiǎn)單的模具,它只包括沖孔與落料工藝,不涉及彎曲,拉深等其他工序。沖裁模工件基本上都是在平面上進(jìn)行沖裁,因此沖裁模比其它沖模更加容易保證精度。工件沖裁精度要求的高低和批量的大小是影響沖裁模設(shè)計(jì)方案的主要因素。根據(jù)精度的要求和批量的大小,可以選擇單工序模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模中合適的沖裁方案。合理選擇沖裁方案對(duì)提高生產(chǎn)效率,生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品,提高經(jīng)濟(jì)效益都有非常重要的意義。沖裁模的凹、凸模、定位裝置是沖裁精度的主要保證。所以,在設(shè)計(jì)沖裁模是,凹、凸模,定位裝置的計(jì)算