沖壓工藝與模具設(shè)計課程設(shè)計說明書

1、<p>　　沖壓工藝與模具設(shè)計課程設(shè)計說明書</p><p><b>　　班級：</b></p><p><b>　　學號：</b></p><p><b>　　姓名：</b></p><p><b>　　目錄</b></p>&l

2、t;p>　　一、設(shè)計內(nèi)容及要求 -------------------------------3</p><p>　　二、沖壓工藝性分析 -----------------------------------------------3</p><p>　　三、工藝方案 --------------------------------------------------------3&

3、lt;/p><p>　　四、確定模具類型及結(jié)構(gòu)形式 ------------------------------------4</p><p>　　五、排樣圖的確定及計算 ------------------------------------------4</p><p>　　六、計算沖壓力并預選沖床 ---------------------------------

4、------6</p><p>　　七、確定模具壓力中心 ----------------------------------------------6</p><p>　　八、計算凸、凹模刃口尺寸 ----------------------------------------7</p><p>　　九、卸料裝置的選用及彈性元件的計算 --------------

5、------------8</p><p>　　十、凸、凹模結(jié)構(gòu)形式的確定與計算 -----------------------------9</p><p>　　十一、定位零件的選用與計算 --------------------------------------10</p><p>　　十二、標準件的選用 ---------------------------

6、------------------------10</p><p>　　十三、壓力計算與壓力機選擇 ---------------------------------------11</p><p>　　十四、總結(jié) ---------------------------------------------------------------11</p><p>　

7、　十五、參考文獻 ---------------------------------------------------------11</p><p><b>　　一、設(shè)計內(nèi)容及要求</b></p><p>　　連接片，材料：Q235，厚度：t=1.5，大批量生產(chǎn)，未注公差按IT14。</p><p><b>　　二、沖壓工藝性分析

8、</b></p><p>　　2.1材料：該零件的材料是Q235，是普通的碳素工具鋼，板厚為1.5mm，具有良好的可沖壓性能。</p><p>　　2.2沖裁件的形狀和尺寸：該零件結(jié)構(gòu)簡單，所沖的孔的尺寸是Ø5mm和Ø6mm，由表2-17查得，一般沖孔?？蓻_壓的最小直徑d≥1.5mm，因而Ø5mm和Ø6mm孔的尺寸符合工藝要求。整個零件的

9、結(jié)構(gòu)工藝性好。</p><p>　　2.3沖裁件的尺寸精度：零件上的孔的尺寸精度為IT10級，孔與圓弧的同軸度也是IT10級，其余尺寸都是未注公差，屬于自由公差，公差等級為IT14級。</p><p>　　查標準公差數(shù)值表可得制件外形尺寸公差為：R，R</p><p><b>　　結(jié)論：適合沖裁。</b></p><p>

10、;<b>　　三、工藝方案</b></p><p>　　該制件是大批量生產(chǎn)。包括落料、沖孔兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：</p><p>　　方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。

11、</p><p>　　方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。</p><p>　　方案二只需一副模具，工件的精度和生產(chǎn)效率都較高。</p><p>　　方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，但位置精度不如復合模具沖裁精度高。</p><p>　　結(jié)論：通過對上述三種方案的分析比較，成形該零

12、件采用方案二復合模具成形。</p><p>　　四、確定模具類型及結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　4.1模具類型的選擇：該零件質(zhì)量要求不高，板的厚度有1mm，孔邊距有4mm，所以可以選用倒裝復合模。</p><p>　　4.2定位方式的選擇：控制條料的送進方向采用兩個導料銷，控制條料的送進步距采用擋料銷。</p><p>　　4.3卸料、出件方

13、式的選擇：采用彈性卸料。下出件，上模剛性頂件。</p><p>　　4.4導向方式的選擇：為了方便操作，該模具采用后側(cè)導柱的導向方式。</p><p>　　結(jié)論：沖壓件的形狀簡單、精度要求不高、生產(chǎn)批量為大批量，為了使得模具壽命較高，采用有導向、彈性卸料、下出件的模具結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　五、排樣圖的確定及計算</p><p>　　

14、確定最佳排樣方式，并計算材料利用率，選擇板料的規(guī)格。</p><p>　　該零件為角形零件，可設(shè)計直排，對排，斜排三種排樣方式，根據(jù)決定排樣方案時應遵循的原則，對排方式不便于操作，故不選擇，直排和斜排的排樣圖如圖5-1a，5-1b所示：</p><p><b>　　5-1a斜排</b></p><p><b>　　5-1b直排<

15、/b></p><p>　　查表2-12板料沖裁時的合理搭邊值</p><p>　　工件間的搭邊值=2mm，側(cè)邊的搭邊值a=2.5mm</p><p><b>　　工件面積</b></p><p>　　=1/2*7*7*π+1/2*6*6*π+14*(35+6)+12*(30-7)-(25*25-1/4*25*25

16、*π)+(15*15-1/4*15*15*π)=897.68 mm2</p><p>　　直排：取工件間的搭邊值=2mm，側(cè)邊的搭邊值a=2.5mm</p><p>　　條料寬度B=（D+2a+⊿）=（48+2*2.5+1.2）mm=54.2mm</p><p>　　（式中條料寬度偏差由表2-13查得⊿=-1.2mm） </p><p&g

17、t;　　步距 h=43mm+2mm=45mm</p><p>　　材料利用率：η=/（h*B）*100%=897.68/（45*54.2）*100%=36.8%</p><p>　　斜排：取工件間的搭邊值=2mm，側(cè)邊的搭邊值a=2.5mm</p><p>　　條料寬度B=64.09mm（由CAD算出，如圖5-1a所示）</p><p&g

18、t;　　步距 h=21.26mm（由CAD算出，如圖5-1a所示）</p><p>　　材料利用率：η=/（h*B）*100%=897.68/（64.09*21.26）*100%=65.9%</p><p>　　結(jié)論：比較直排、斜排兩種排樣方式，斜排材料利用率較高，故采用斜排。斜排的排樣圖如圖5-1a所示。</p><p>　　查板材標準“冷軋鋼板的尺寸”，選

19、用1500mm*750mm的鋼板，采用橫排。每張鋼</p><p>　　板可剪裁23塊條料（64.09mm*750mm），每塊條料可沖35個工件。</p><p>　　則η總=n*/（h*B）*100%=23*35*849.77/（1500*750）=60.8%</p><p>　　即每張板材的材料利用率為60.8%。</p><p>　　六

20、、計算沖壓力并預選沖床</p><p>　　該模具采用彈性卸料和下出料方式。</p><p><b>　　落料力</b></p><p>　　零件外輪廓線長度L=153.7mm，則</p><p>　　F=Ltσb=153.7*1.5*450=103747.5N</p><p>　?。ㄊ街笑襜為材

21、料的抗拉強度，查設(shè)計手冊，未經(jīng)退火Q235鋼板σb=450MPa）</p><p><b>　　沖孔力</b></p><p>　　內(nèi)孔輪廓線長度L=18.85+15.71=34.56mm ，則</p><p>　　F=Ltσb=34.56*1.5*450=23328N</p><p><b>　　落料時的卸料

22、力</b></p><p>　　由表2-11查得K=0.05，則</p><p>　　F= K F=0.05*103747.5N=5187.375N</p><p><b>　　推件力</b></p><p>　　取凹模刃口直臂高度h=20mm，n=h/t≈13（n為同時卡在凹模洞口的件數(shù)）</p>

23、;<p>　　由表2-11查得K=0.055，則</p><p>　　F= nKF=13*0.055*23328N=16679.52N</p><p>　　選擇沖床時的總沖壓力為</p><p>　　F=F+ F+ F=103747.5+23328+5187.375+16679.52N 148.94KN</p><p>　　根據(jù)

24、總沖壓力預選J23-16的開式雙柱可傾壓力機。</p><p>　　七、確定模具壓力中心</p><p>　　如圖6-1所示建立坐標系。</p><p>　　X1=0 X2=7 X3=7 X4=14 X5=19.45 X6=30.5 X7=39.55 X8=37 X9=31 X10=9.1</p><p>　　Y1=33

25、Y2=43.97 Y3=41 Y4=36 Y5=17.45 Y6=12 Y7=6 Y8=6 Y9=0 Y10=9.1</p><p>　　L1=16 L2=22 L3=18.85 L4=14 L5=23.56 L6=8 L7=18.85 L8=15.71 L9=12 L10=39.27</p><p>　　X=(L1X1+L2X2+…+L10X10)/(L1+

26、L2+…+L10)=17.21mm</p><p>　　Y=(L1Y1+L2Y2+…+L10Y10)/(L1+L2+…+L10)=17.62mm</p><p>　　取X=17.21mm ，Y=17.62mm作為模具壓力中心的位置。</p><p><b>　　圖6-1</b></p><p>　　八、計算凸、凹模刃口尺

27、寸</p><p>　　落料以落料凹模為基準計算，落料凸模根據(jù)凹模和最小間隙計算，也可以根據(jù)凹模實際尺寸和間隙值配做。沖孔以沖孔凸模為基準計算，沖孔凹模根據(jù)凸模和最小間隙計算，也可以根據(jù)凸模實際尺寸和間隙值配制。沖孔用分別加工法進行計算，落料、中心尺寸用配合加工法進行計算。</p><p>　　由表2-5得間隙值Zmax = 0.240 Zmin =0.132</p>&

28、lt;p><b>　　8.1沖孔</b></p><p>　　采用凸、凹模分開加工方法。由表2-7查得凸、凹模制造偏差分別為</p><p>　　δp=-0.020mm，δd=+0.020mm</p><p>　　因︱δp︱+︱δd︱=0.020+0.020=0.040</p><p>　　Zmax-Zmin=0.

29、108</p><p>　　滿足︱δp︱+︱δd︱< Zmax-Zmin的條件。</p><p>　　由表2-6查得磨損系數(shù)X=0.75</p><p>　　dp、dd—— 沖孔凸模和凹模的基本尺寸，mm</p><p>　　沖Ø5孔：dp =（dmin+X*△） =（5+0.75*0.12）=5.09mm</p>

30、<p>　　dd =（dp+ Zmin）=（5.09+0.132）=5.222 mm</p><p>　　沖Ø6孔：dp =（dmin+X*△） =（6+0.75*0.12）=6.09mm</p><p>　　dd =（dp+ Zmin）=（6.09+0.132）=6.222 mm</p><p><b>　　8.2落料<

31、/b></p><p>　　落料凹模磨損后變大尺寸R6，R7，R15，R25，為A類尺寸。</p><p>　　根據(jù)表2-6得X=0.5</p><p>　　A=（A-X△）+ζd 0</p><p>　　A=（6-0.5*0.36）mm=5.82mm</p><p>　　A=（7-0.5*0.36）mm=6

32、.82mm</p><p>　　A=（15-0.5*0.43）mm=14.785mm</p><p>　　A=（25-0.5*0.52）mm=24.74mm</p><p>　　中心尺寸凹模磨損后不變，尺寸有30±0.05，35±0.05</p><p><b>　　C=C±ζd</b>&l

33、t;/p><p>　　C=30±0.25*0.05=30±0.0125mm</p><p>　　C=35±0.25*0.05=35±0.0125mm</p><p>　　凸模固定板按凹模實際尺寸配做，保證間隙0.132-0.240mm</p><p>　　九、卸料裝置的選用及彈性元件的計算</p>

34、;<p>　　9.1卸料裝置的選用</p><p>　　采用彈性卸料裝置，由卸料板、彈性組件和卸料螺釘組成。下出件，上模剛性頂件。</p><p>　　9.2彈性元件的確定</p><p>　　橡膠允許承受的負荷較彈簧大，并且安裝調(diào)整方便，所以選用橡膠。</p><p>　　卸料力為F=5187.375N</p>

35、<p>　　卸料板工作行程L=t+1=1.5+1=2.5mm</p><p>　　凸?？傂弈チ縇一般取5～10mm，這里取L=5mm</p><p>　　橡膠壓縮工作行程L=L+L=2.5+5=7.5mm</p><p>　　橡膠自由厚度H=L/（0.25～0.30）=25～30mm，取H=25mm</p><p>　　橡膠的面積：

36、A= F/p=5187.375/（0.26～0.5）=10374.75～19951.44mm</p><p>　?。ㄊ街衟為橡膠在預壓縮（壓10%~15%H自由）時單位面積上的壓力，取0.26～0.5MPa。）</p><p>　　取一塊整開凸?？缀退膫€卸料螺釘孔160mm*125mm*45mm的聚氨酯橡膠</p><p>　　面積校核：160*125-897.68

37、-4*6*6*3.14=18650.16 mm>10374.75 mm可行。</p><p>　　十、凸、凹模結(jié)構(gòu)形式的確定與計算</p><p><b>　　10.1落料凹模</b></p><p>　　落料凹模采用螺釘和銷釘直接固定在支承件上的凹模，這種凹模板已經(jīng)有標準，它與標準固定板、墊板和模座等配合使用。凹模刃口形式為圓柱形孔口凹

38、模。如圖9-1所示。</p><p><b>　　圖9-1</b></p><p><b>　　其外形尺寸如下：</b></p><p>　　查表3-3得凹模厚度系數(shù)K=0.3</p><p>　　根據(jù)斜排排樣圖得b=64.09mm</p><p>　　凹模厚度H=Kb=0.

39、3*64.09=19.227mm，取H=20mm</p><p>　　凹模壁厚C=（1.5～2）H=30～40mm</p><p>　　凹模長度L≥64.09+2*C=124.09～144.09mm</p><p>　　凹模寬度B≥29+2*C=89～109mm</p><p>　　根據(jù)凹模尺寸計算，取標準凹模尺寸：</p>&

40、lt;p>　　L=160mm，B=125mm</p><p>　　故凹模整體輪廓尺寸=L*B*H=160mm*125mm*20mm</p><p>　　10.2沖孔凸模（采用彈壓卸料板）</p><p>　　凸模固定板厚度h=（0.6～0.8）H=12～16mm，取h=16mm</p><p>　　凹模厚度H=20mm</p>

41、;<p>　　材料厚度t=1.5mm</p><p>　　附加長度h一般取10～20mm，這里取h=10mm</p><p>　　故凸模的長度L= h+H+t+ h=16+20+1.5+10=47.5mm</p><p>　　由于沖裁件厚度較小，且凸模結(jié)構(gòu)合理，所以不用進行強度校核</p><p><b>　　10.3

42、凸凹模設(shè)計</b></p><p>　　為了便于加工凸凹模設(shè)計成直通式，1個M8沉頭螺釘固定在墊板上，與凸凹模固定板的配合按H7/m6。</p><p>　　固定板長度H=（0.6～0.8）H=（0.6～0.8）*20=12～16mm，取H=12mm</p><p>　　橡膠自由厚度H=25mm</p><p>　　橡膠預壓厚度H

43、=（0.10～0.15）H=2.5～3.75mm，取H=3mm</p><p>　　卸料板厚度H=0.8H=0.8*20=16mm</p><p>　　凸凹?？傞L度L= H+ H+（H- H）=12+16+（25-3）=50mm</p><p>　　十一、定位零件的選用與計算</p><p>　　控制條料的送進方向采用兩個導料銷，控制條料的送

44、進步距采用直徑D=18mm，厚度d=12mm，高度h=6mm，L=18mm的A型固定擋料銷，間隙配合H11/d11，材料用45鋼，淬火43～48HRC。 </p><p>　　h1=h-d/2+D/2+0.1</p><p><b>　　h-送料步距</b></p><p><b>　　d-落料凸模直徑</b></p

45、><p>　　D-擋料銷柱形部分直徑</p><p>　　h1-擋料銷與凸凹模中心的距離</p><p>　　h1=21.3-5.222/2+18/2+0.1=27.789mm</p><p>　　導料銷兩個，直徑D=18mm，間隙配合H11/d11 ,材料用45鋼，淬火43～48HRC。</p><p><b&g

46、t;　　十二、標準件的選用</b></p><p><b>　　上、下模座</b></p><p>　　上模座采用材料為HT200，L=160mm、B=125mm、厚度H=40mm的滑動導向后側(cè)導柱模架上模座。</p><p>　　下模座采用材料為HT200，L=160mm、B=125mm、厚度H=50mm的滑動導向后側(cè)導柱模架上模

47、座。</p><p><b>　　導柱、導套</b></p><p>　　A型滑動導柱25mm*180mm，A型滑動導套25mm*95mm*38mm，II級精度模架，間隙配合H7/h6。</p><p>　　導套與上模座過渡配合H6/m5，導柱與下模座過盈配合R7/h6。</p><p><b>　　模柄<

48、;/b></p><p>　　A型凸緣式模柄，模柄與模座孔采用過盈配合H7/n6，模柄與壓力機采用間隙配合H9/d11。</p><p><b>　　墊板</b></p><p>　　墊板外形尺寸為160mm*125mm，厚度取4.5mm。</p><p><b>　　固定板</b></

49、p><p>　　凸模固定板外形尺寸為160mm*125mm，厚度為16mm。</p><p>　　凸凹模固定板外形尺寸為160mm*125mm，厚度為12mm。</p><p><b>　　推板</b></p><p>　　推板為A型推板，推板直徑D=50mm，高度H=6mm。</p><p><

50、;b>　　卸料螺釘</b></p><p>　　卸料板上安裝4個卸料螺釘，采用M10規(guī)格，卸料螺釘和螺孔的配合為間隙配合H9/h8。</p><p><b>　　固定螺釘</b></p><p>　　上模座的固定采用的是4個規(guī)格為M8*70的沉頭螺釘，下模座的固定采用的是4個規(guī)格為M6*60的沉頭螺釘。模柄的固定采用的是規(guī)格為

51、M6*40的內(nèi)六角螺釘。</p><p>　　十三、壓力計算與壓力機選擇</p><p>　　F= 148.94KN</p><p>　　最大閉合高度H=53+47.5+40+50+4.5=205mm</p><p>　　根據(jù)以上信息，選擇開式雙柱可傾式壓力機J23-40。</p><p>　　其主要技術(shù)參數(shù)如下：&

52、lt;/p><p>　　公稱壓力：400KN</p><p><b>　　滑塊行程：80mm</b></p><p>　　最大裝模調(diào)節(jié)高度：80mm</p><p>　　最大裝模高度：220mm</p><p>　　工作臺尺寸（前后×左右）：460mm*700mm</p>&l

53、t;p>　　模柄孔尺寸（直徑×深度）：Ø50mm*70mm</p><p>　　電動機功率：5.5KW</p><p><b>　　十四、總結(jié)</b></p><p>　　冷沖模設(shè)計是材料成型及控制工程專業(yè)學生在學完基礎(chǔ)課理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。其目的是：</p>

54、;<p>　　1.應用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際知識，進行一次冷沖模設(shè)計工作的實際訓練，從而培養(yǎng)和提高學生工作的能力。</p><p>　　2.鞏固與擴充“冷沖模設(shè)計”等課程所學的內(nèi)容，掌握冷沖模設(shè)計的方法和步驟。</p><p>　　3.掌握冷沖模設(shè)計的基本技能，如計算，繪圖，查閱設(shè)計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。</p><p>　　4.希望通

55、過本次冷沖模設(shè)計答辯能夠更好的熟悉和掌握里面所學的知識點。</p><p>　　通過本次冷沖模的設(shè)計，使我對沖裁模有了更多的了解，在設(shè)計中我遇到了很多問題，在老師和室友的幫助下終于完成了這次課程設(shè)計。通過這次實習，使我在原來的理論基礎(chǔ)上增加了不少實戰(zhàn)性的知識。</p><p>　　此次設(shè)計中，我們利用計算機輔助設(shè)計（CAD）來進行冷沖模的設(shè)計，特別是排樣圖的設(shè)計，由于選圖較為復雜，動手畫圖

56、根本無法準確計算出步距以及條料寬度，有了CAD，使設(shè)計達到最佳水平，比動手畫圖更加清晰明了，可見（CAD）技術(shù)在冷沖模設(shè)計中已從理論階段走上了實用階段。</p><p>　　雖然花了三周的時間設(shè)計，但是還會存在一些問題，希望老師在答辯過程中能夠加以指導，在這里，也謝謝指導老師在這次課程設(shè)計中對我的幫助。</p><p><b>　　十五、參考文獻</b></p&

57、gt;<p>　　1.《沖壓工藝與模具設(shè)計》 熊志卿主編 —北京：高等教育出版社，2011.6</p><p>　　2.《機械設(shè)計課程設(shè)計》 朱家誠主編 —合肥：合肥工業(yè)大學出版社，2005.8</p><p>　　3.《畫法幾何及工程制圖》 王蘭美，殷昌貴主編 —北京：機械工業(yè)出版社，2007.8</p><p>　　4.《互換性與技術(shù)測量》 廖