沖壓課程設(shè)計(jì)----止動(dòng)件沖壓模具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　《課程設(shè)計(jì)》</b></p><p>　　設(shè)計(jì)名稱 止動(dòng)件沖壓模具設(shè)計(jì) </p><p>　　系 別 機(jī)械工程系 </p><p>　

2、　專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 </p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)的原始資料及設(shè)計(jì)技術(shù)要求</p><p><b>　　零件圖</b></p><p><b>　　零件名稱：止動(dòng)件</b><

3、/p><p><b>　　零件所用材料：35</b></p><p><b>　　材料厚度：2 mm</b></p><p><b>　　生產(chǎn)批量：大批量</b></p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)工作內(nèi)容及完成時(shí)間</p><p>　　1.分析零件的成型工藝

4、性</p><p>　　2.工藝方案和模具零件結(jié)構(gòu)尺寸的確定</p><p><b>　　3.壓力機(jī)的選用</b></p><p><b>　　4.繪制模具裝配圖</b></p><p><b>　　5.繪制模具零件圖</b></p><p><b

5、>　　6.編制設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　三、主要參考資料、文獻(xiàn)</p><p>　　1.《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　2.《沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　3.《沖壓成型

6、工藝與模具設(shè)計(jì)》 高等教育出版社</p><p>　　4.CAD、Pro/E、CAM等軟件工具書</p><p>　　5.機(jī)械制圖、公差、金屬材料與熱處理等書</p><p><b>　　止動(dòng)件沖壓模具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一、零件的工藝性分析</p><

7、p>　　1.零件的材料：35號(hào)鋼</p><p>　　特性：35號(hào)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼有良好的塑性和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，工藝性能較好，焊接性能尚可，大多在正火狀態(tài)和調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用。</p><p>　　用途：35號(hào)鋼廣泛用于制造各種鍛件和熱壓件、冷拉和頂鍛鋼材，無縫鋼管、機(jī)械制造中的零件，如曲軸、轉(zhuǎn)軸、軸銷、杠桿、連桿、橫梁、套筒、輪圈、墊圈以及螺釘、螺母等。</p><p&

8、gt;<b>　　2.零件的結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　從零件圖可知，該零件結(jié)構(gòu)簡單，上下對(duì)稱，在零件外形輪廓無圓角過渡，因此較適合于沖裁。</p><p><b>　　3.零件尺寸精度：</b></p><p>　　尺寸均為未注公差的自由尺寸，在沖壓工序中一般按IT14級(jí)來確定。查表可知各零件尺寸的公差為：<

9、;/p><p>　　外形尺寸：Ф42 0-0.62</p><p>　　內(nèi)形尺寸：Ф20＋0.520 22＋0.520 4＋0.30</p><p><b>　　4.結(jié)論：</b></p><p>　　以上零件各組成尺寸的精度要求,都滿足沖裁工藝要求.</p><p><b>

10、;　　二、沖壓工藝方案：</b></p><p><b>　　1.沖壓模的定義：</b></p><p>　　單工序模就是只有一個(gè)工序，只能對(duì)零件進(jìn)行一種加工。</p><p>　　復(fù)合膜就是同時(shí)完成兩道及其以上的加工。</p><p>　　多工位連續(xù)級(jí)進(jìn)模說通俗點(diǎn)就像流水線，原料從一端送入，依次經(jīng)過各個(gè)工位

11、，沖壓一個(gè)行程，送進(jìn)一個(gè)步距，逐步?jīng)_出所要求的零件。</p><p>　　2.沖壓工藝方案的選擇：</p><p>　　該零件包括落料，沖孔兩個(gè)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(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。</p><p&g

12、t;　　方案三沖孔－－落料連續(xù)沖壓，采用連續(xù)模生產(chǎn)。</p><p>　　方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具，生產(chǎn)效率較低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二只需一副模具，沖壓件的行為精度和尺寸精度難以保證，且生產(chǎn)效率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的集合形狀簡單對(duì)稱，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的行為精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，

13、故其模具制造 安裝較復(fù)合模復(fù)雜，通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二位佳。</p><p><b>　　三、排樣：</b></p><p>　　沖裁件的板料 帶料或條料上的布置方法稱為排樣。合理的排樣石降低成本和保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則：、</p><p><b>　　提高材料的利用率。

14、</b></p><p>　　合理排樣方法使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全。</p><p>　　模具結(jié)構(gòu)簡單壽命長。</p><p>　　保證沖件質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。</p><p><b>　　排樣的方法：</b></p><p>　　根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法可分為三

15、種：</p><p>　　有廢料排樣。如a圖所示。沿沖件的全部外形沖裁，沖件與沖件之間，沖件與條料側(cè)邊之間都存在有搭邊廢料。有廢料排樣，材料利用率低，沖裁件質(zhì)量及模具壽命高，用于沖裁形狀復(fù)雜 尺寸精度要求較高的沖裁件。</p><p>　　少廢料排樣。如b圖所示。沿沖件的部分外形切斷或沖裁。只在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。這種排樣，材料的利用率較高，用于某些尺寸要求精度不高

16、的沖裁件排樣。</p><p>　　無廢料排樣。如c圖所示。沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間均無搭邊廢料。沖件與沖件之間沿直線或曲線的切斷而分開。這種排樣，材料利用率最高，但對(duì)沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀有要求，設(shè)計(jì)沖裁件時(shí)，應(yīng)考慮這方面的工藝性。</p><p>　　采用少無廢料排樣可以簡化沖裁模結(jié)構(gòu)，減少?zèng)_裁力。但是，因條件本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，

17、由于是模具單面受力，不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。為此，排樣時(shí)必須統(tǒng)籌兼顧，全面考慮。</p><p><b>　　最佳的排樣方法：</b></p><p>　　有廢料排樣，材料利用率低，沖裁件質(zhì)量及模具壽命高，用于沖裁形狀復(fù)雜 尺寸精度要求較高的沖裁件。</p><p><b>　　搭邊和料寬：&

18、lt;/b></p><p>　　搭邊 排樣種相鄰兩個(gè)零件之間的余料或零件與條料邊緣間余料稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。</p><p>　　搭邊值要合理確定，搭邊值過大，材料利用率低；搭邊值小，材料利用率雖高。但過小時(shí)搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷不僅會(huì)增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞

19、模具刃口，為了避免這一現(xiàn)象，搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度，一般可取等于材料的厚度。</p><p>　　2．搭邊值的大小與以下因素有關(guān)：</p><p>　　1）材料的力學(xué)性能。 軟材料 脆材料，搭邊值要大一些，硬材料，搭邊值可小一些。</p><p>　　2）材料的厚度。 材料越厚，搭邊值也越大。</p><p>　　3）零件

20、的形狀和尺寸。 零件的外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大。</p><p>　　4）排樣的形式。 對(duì)排樣的搭邊值大于直排的搭邊。</p><p>　　5）送料及擋料方式。 用手工送料，且有側(cè)壓裝置的搭邊值可小一些，用側(cè)刃定距比用擋料銷定距地搭邊值小一些。</p><p>　　6）卸料方式。彈性卸料比剛性卸料的搭邊值要小一些。</p>&l

21、t;p>　　工作間a1=1.2 側(cè)面a=1.5</p><p>　　送料步距和條料寬度的確定：</p><p>　?。?）送料步距條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距。每個(gè)部距可以沖出一個(gè)零件，也可以沖出幾個(gè)零件。送料步距地大小應(yīng)為條料上的兩個(gè)對(duì)應(yīng)沖裁件的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離。 S=L工件+a1=42+1.2=43.2mm</p>

22、<p>　?。?）條料寬度 條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度。要能在沖裁時(shí)順利地導(dǎo)料板之間送出，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。因此，在確定條料寬度是必須考慮到模具的結(jié)構(gòu)中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　條料寬度：B=（Dmax+2a）0-△</p><p>　　B=（42+2×

23、1.5）0-0.5</p><p><b>　　B=450-0.5</b></p><p>　　零件排樣圖如圖所示：</p><p><b>　　材料的利用率：</b></p><p>　　沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，柸料材料費(fèi)用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性。合理性的指標(biāo)

24、是材料的利用率。其計(jì)算公式如下。</p><p>　　一個(gè)距內(nèi)的材料利用率η為:</p><p>　　η= F／BS×100%</p><p>　　=1062.74／45×43.2</p><p><b>　　=54.67%</b></p><p>　　一張板料上總的材料利用率

25、η0為：</p><p>　　(鋼板標(biāo)準(zhǔn)：900mm×1000mm</p><p>　　η0=NF1／BL×100% </p><p>　　η0=400×1062.74／900×1000 </p><p><b>　　η0=47.23%</b></p><p&g

26、t;<b>　　四、沖壓力的計(jì)算：</b></p><p><b>　　落料力：</b></p><p>　　F落= K Lδτ</p><p>　　= 1.3×3.14×42×2×500</p><p>　　= 171.44 KN</p>

27、<p><b>　　沖孔力：</b></p><p>　　F沖= K Lδτ</p><p>　　= 1.3×74.08×2×500</p><p>　　= 96.3 KN</p><p><b>　　卸料力：</b></p><p

28、><b>　　F卸= K卸F落</b></p><p>　　= 0.05×171.44</p><p>　　= 8.57 KN</p><p><b>　　推件力：</b></p><p>　　F推= n K推F沖</p><p>　　=7×0

29、.055×96.3</p><p><b>　　=47.08 KN</b></p><p><b>　　總沖壓力：</b></p><p>　　F總=F落+F沖+F卸+F推</p><p>　　=171.44+96.3+8.57+47.08</p><p>　　=3

30、23.39 KN</p><p>　　五、壓力中心的計(jì)算：</p><p>　　坐標(biāo)系如圖所示： </p><p>　　x 1=11 y 1=2</p><p>　　x 2=12 y 2=0</p><p>　　x 3=11 y 3=-2</p&g

31、t;<p>　　x 4=4.5 y 4=0</p><p>　　X 0= L1X1+L2X2+L3X3+L4X4 </p><p>　　L1+L2+L3+L4 </p><p>　　= 2×11+4×12+2×11+126.88×4.5 </p><p&

32、gt;　　2+4+2+126.88</p><p><b>　　= 4.9</b></p><p>　　因此壓力中心坐標(biāo)為（4.9，0）</p><p>　　六、凸凹模刃口尺寸計(jì)算： </p><p>　　Zmax=0.360mm</p><p>　　Zmin=0.246mm</p>

33、<p>　　δd=0.6（Zmax-Zmin）=0.0684mm</p><p>　　δp=0.4（Zmax-Zmin）=0.0456mm</p><p>　　落料尺寸： Ф42 0-0.62</p><p>　　Dd+δd0 =(Dmax-X△) +δd0</p><p>　　=(42-0.5×0.62)+0.0684

34、0</p><p>　　=41.69+0.06840mm</p><p>　　Dp0-δp =Dd-Zmin)0-δp</p><p>　　=(41.69-0.246)0-0.0456</p><p>　　=41.4440-0.0456mm</p><p>　　2) 沖孔尺寸：Ф20＋0.520 22＋0.

35、520 4＋0.30</p><p>　　dp0-δp=(dmin+ X△) 0-δp</p><p>　　=(20+0.5×0.52)0-0.0456</p><p>　　=20.260-0.0456mm</p><p>　　dd+δd0 =(dp+Zmin) +δd0</p><p>　　=(20

36、.26+0.246)+0.06840</p><p>　　=20.506+0.06840mm</p><p>　　dp0-δp=(dmin+ X△) 0-δp</p><p>　　=(22+0.5×0.52) 0-0.0456</p><p>　　=22.260-0.0456mm</p><p>　　dd+δ

37、d0 =(dp+Zmin) +δd0</p><p>　　=(22.26+0.246) +0.06840</p><p>　　=22.506+0.06840mm</p><p>　　dp0-δp=(dmin+ X△) 0-δp</p><p>　　=(4+0.5×0.3) 0-0.0456</p><p>　

38、　=4.150-0.0456 mm</p><p>　　dd+δd0 =(dp+Zmin) +δd0</p><p>　　=(4.15+0.246) +0.06840</p><p>　　=4.396+0.06840 mm</p><p>　　七、工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：</p><p><b>　　1.凹模的結(jié)構(gòu)

39、設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?）凹模刃口形式</b></p><p>　　整體式： 在整體凹模內(nèi)，將加工部分以工位為單元分開</p><p>　　鑲拼式： 當(dāng)?shù)犊趬牡臅r(shí)候可以直接更換入塊，不必將整個(gè)板重新新制或設(shè)變板，這樣可以節(jié)省時(shí)間。但鑲嵌式的不好的地方就是費(fèi)用高。</p><p><

40、b>　　最佳選擇形式：</b></p><p>　　采用鑲拼的結(jié)構(gòu)，這樣對(duì)于原材料可以大大的節(jié)省，并對(duì)于后期的修改和維修，以及配件的更換都極為的方便。也可以在實(shí)際的安裝過程中進(jìn)行調(diào)整累積誤差，用后期的裝配來彌補(bǔ)加工的不足。此外，卸料塊的設(shè)計(jì)模式也和凹模鑲塊一樣采用拼裝式的，只是由于卸料塊是精確定位的，而且它不受很大的力，在沖壓過程中，一般不容易損壞，所以在它的周圍沒有用于維修等鋼型鑲塊。在級(jí)進(jìn)沖

41、壓模中，凸模是安裝于凸模的固定板上，由于精密多工位級(jí)進(jìn)沖壓模的凸模的精確定位是用卸料塊來導(dǎo)向定位的，即卸料塊和凸模的間隙比凹模和凸模間有間隙還要小，為了方便定位，凸模式的固定方式采用浮動(dòng)式的，即凸模與凸模固定板間有一定的間隙，凸模安裝于凸模固定板上可以搖動(dòng)，再由卸料塊精確定位后和凹模配合。</p><p>　?。?）凹模外形尺寸：</p><p>　　凹模的外形尺寸是指其平面尺寸和厚度，凹

42、模的外形一般為圓形和矩形兩種。當(dāng)沖裁中小型工件時(shí)，常采用圓形凹模，而對(duì)大型工件的沖裁，應(yīng)采用矩形凹模。由于沖裁時(shí)凹模受力狀態(tài)比較復(fù)雜，目前還不能用理論方法精確計(jì)算，必須綜合考慮各方面因素。</p><p><b>　　凹模厚度： </b></p><p>　　H = k b =042×41.76=18mm</p><p><b&

43、gt;　　凹模壁厚：</b></p><p>　　C = (1.5~2) H =(1.5~2)×18=(27~36) mm</p><p>　　實(shí)際取C = 30mm</p><p><b>　　凹模邊長：</b></p><p>　　L = b+2c=42+2×30=102 mm<

44、/p><p>　　查標(biāo)準(zhǔn) JB/T 7643.1—2008，凹模寬100 mm</p><p>　　因此確定凹模外形尺寸為： 100×100×18 mm，將凹模板做成薄板形式并加空心墊板后實(shí)際凹模尺寸為： 100×100×14 mm</p><p>　　（3）凸凹模的尺寸：</p><p>　　作用：凸模和

45、凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值。也靠圖凹模刃口尺寸及其公差來保證。因此，正確確定凸凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。</p><p>　　凸凹模的長度尺寸：L= h1 +h2 + h</p><p><b>　　=14+10+24</b></p><p><b>　　=24 mm<

46、;/b></p><p>　　(4) 沖孔凸模尺寸：</p><p>　　作用：沖孔模是先確定凸模刃口尺寸，以凸模刃口尺寸為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，即沖裁間隙通過加大凹模刃口尺寸來取得。</p><p>　　沖孔凸模尺寸：L= h1 +h2 +h3</p><p><b>　　=14+12+14</b></p&

47、gt;<p><b>　　=40 mm</b></p><p>　　八、其他模具結(jié)構(gòu)零件：</p><p>　　根據(jù)凹模零件尺寸，結(jié)合倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，查標(biāo)準(zhǔn)JB/T 7643.1—2008,確認(rèn)其他模具結(jié)構(gòu)零件。見下表所示。</p><p><b>　　其他模具結(jié)構(gòu)零件</b></p>&

48、lt;p>　　根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)尺寸，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2855.1—2008選取后側(cè)導(dǎo)柱100×100（160~190）標(biāo)準(zhǔn)模架一副。</p><p>　　九、沖壓設(shè)備的選用：</p><p>　　根據(jù)總沖壓力F總=323 KN，模具閉合高度 沖床工作臺(tái)面尺寸等，并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，選用J23-63開式雙柱可傾沖床，并在工作臺(tái)面上備制墊板。其主要參數(shù)如下：</p>

49、<p>　　公稱壓力：630 KN 滑塊行程：130 mm 行程次數(shù)50次/分 最大閉合高度：360 mm 連桿調(diào)節(jié)長度：80mm 工作臺(tái)尺寸（前后×左右）: 480mm×710mm.</p><p>　　十、工作零件加工工藝過程：</p><p>　　沖孔凸模加工工藝過程：</p><p>　　凸凹模加工工藝過程：</p>

50、<p>　　落料凹模加工工藝過程</p><p><b>　　十一、模具總裝配圖</b></p><p><b>　　1.模具裝配圖</b></p><p><b>　　止動(dòng)件模具裝配圖</b></p><p>　　2.模具裝配圖明細(xì)表</p>&l

51、t;p><b>　　十二、模具零件圖</b></p><p>　　模具零件圖如圖所示。</p><p><b>　　1.沖孔凸模：</b></p><p><b>　　落料凹模：</b></p><p><b>　　3.凸凹模：</b></p&