課程設計---沖孔落料復合模具設計

1、<p><b>　　課程設計說明書 </b></p><p>　　課 程 名 稱: 模具CAD/CAM課程設計 </p><p>　　課 程 代 碼: </p><p>　　題 目: 沖孔落料復合模具設計 </p>&

2、lt;p>　　學 生 姓 名: </p><p>　　學 號: </p><p>　　年級/專業(yè)/班: </p><p>　　學院(直屬系) : 機械工程與自動化學院 </p>

3、;<p>　　指 導 教 師: </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要- 1 -</b></p><p>　　第一章緒論- 2 -</p><p>　　第一節(jié) 目的- 2 -</p>

4、;<p>　　第二節(jié)設計任務- 2 -</p><p>　　1. UG軟件使用- 2 -</p><p>　　2. 零件沖壓方案- 2 -</p><p>　　3. 模具結(jié)構(gòu)設計- 2 -</p><p>　　第三節(jié) 設計要求- 2 -</p><p>　　第二章 沖壓工藝設計- 3 -&

5、lt;/p><p>　　第一節(jié) 沖壓件的工藝性分析及工藝方案- 3 -</p><p>　　1. 沖壓件的形狀和尺寸- 3 -</p><p>　　2. 沖壓件的尺寸精度- 3 -</p><p>　　3. 生產(chǎn)批量- 4 -</p><p>　　4. 沖壓工藝方案的制定- 4 -</p><

6、;p>　　第二節(jié) 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)型式- 4 -</p><p>　　1. 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇- 4 -</p><p>　　2. 工序與排樣- 5 -</p><p>　　3. 制件定位、導正方式- 5 -</p><p>　　4. 卸料裝置- 6 -</p><p>　　5. 模架選擇- 6

7、 -</p><p>　　第三節(jié) 工藝計算- 6 -</p><p>　　1. 毛坯的展開尺寸計算- 6 -</p><p>　　2. 凸模、凹模刃口尺寸的計算- 6 -</p><p>　　3. 沖裁力計算- 9 -</p><p>　　4.壓力機公稱壓力的選取- 9 -</p><p

8、>　　5.壓力中心計算 - 10 -</p><p>　　第三節(jié) 模具零件及結(jié)構(gòu)的詳細設計- 10 -</p><p>　　1.標準件的選取- 10 -</p><p>　　2.模具工作零部件詳細設計- 11 -</p><p>　　第四節(jié) 模具結(jié)構(gòu)的裝配- 17-</p><p>　　1.模具裝配二維

9、工程圖- 17 -</p><p>　　2.模具裝配過程- 19 -</p><p>　　3.模具裝配結(jié)構(gòu)- 20 -</p><p>　　4.模具爆炸圖- 21-</p><p><b>　　小 結(jié)- 22-</b></p><p>　　參考文獻- 23-</p>&l

10、t;p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著模具的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝設備，為了擴展在學生在沖壓落料復合模具方面的知識，為了適應社會的要求，學校教學環(huán)節(jié)中，模具CAD/CAM課程設計是不可缺少的一部分，這次課程設計是在學習完沖模、模具制造以及CAD/CAM等課程的基礎上進行的，是對學生綜合能力的考核，是對學生所學知識的

11、綜合運用，也是對學生所學知識的回顧與檢查。通過實例，分析了的沖壓工藝方案，并根據(jù)零件形狀和類型，制定合理的沖壓落料復合模具，闡述了模具結(jié)構(gòu)特點及工作過程，最后提出了模具設計應該注意的問題。</p><p>　　關鍵詞：沖模 沖壓工藝 模具設計</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　第一節(jié)

12、目的</b></p><p>　　課程設計是重要的實踐環(huán)節(jié)之一，它將理論聯(lián)系實際，用所學知識在實踐中進行融會貫通，培養(yǎng)調(diào)查研究、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生獨立工作以及創(chuàng)新能力，為今后的學習工作打下堅實的基礎。</p><p><b>　　設計任務</b></p><p><b>　　1. UG軟件使用</b&

13、gt;</p><p>　　熟悉UG軟件在二維設計、實體造型和裝配方面的應用。</p><p><b>　　2. 零件沖壓方案</b></p><p>　　1）分析零件的沖壓工藝性。</p><p><b>　　2）排樣圖設計。</b></p><p><b>　　

14、3. 模具結(jié)構(gòu)設計</b></p><p>　　1）模具的二維工程圖設計。</p><p>　　2) 模具零件的三維設計及模具三維裝配。</p><p><b>　　第三節(jié) 設計要求</b></p><p>　　1.設計必須由學生本人獨立完成。</p><p>　　2.完成設計說明書一

15、份。</p><p>　　第二章 沖壓工藝設計</p><p>　　第一節(jié) 沖壓件的工藝性分析及工藝方案</p><p>　　1. 沖壓件的形狀和尺寸</p><p><b>　　材料厚度：1mm</b></p><p>　　零件簡圖：如下圖所示</p><p>　　此

16、工件既又沖孔，又有落料兩個工序。厚度t=1mm，具有良好的沖裁性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對簡單且對稱，有兩個直徑為Ф5的兩個圓孔，一個邊長為10mm正方形孔。滿足沖裁的加工要求。擬用落料沖孔復合模具生產(chǎn)。</p><p>　　2. 沖壓件的尺寸精度</p><p>　　零件圖上的尺寸示標注公差，沖裁件的精度按IT13確定，沖模制造精度按IT6～IT7確定。</p><p

17、><b>　　3. 生產(chǎn)批量</b></p><p><b>　　生產(chǎn)批量：大批量</b></p><p>　　4. 沖壓工藝方案的制定</p><p><b>　　1）方案種類</b></p><p>　　根據(jù)制件工藝性分析，要加工此零件，分析出以下兩種方案。</

18、p><p>　　方案一：復合沖裁模方案 一次性實現(xiàn)落料和沖孔，一次性完成零件的生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料 —— 沖孔 單工序完成落料，然后一次性沖兩個圓孔和一個方形孔。</p><p>　　方案三：采用級進模 先依次沖孔，然后落料。</p><p><b>　　2）方案比較</b>&

19、lt;/p><p>　　方案二屬于單工序沖壓。模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但需要兩道工序，成本相對較高，生產(chǎn)率低。第一道工序完成之后，進入第二道工序，必然會加大誤差，使工序質(zhì)量和精度會較差，達不到所需要的要求，不易滿足生產(chǎn)的要求。再加之此制件生產(chǎn)批量大，尺寸較小，這種方案生產(chǎn)率低，一般不宜采用。方案三工件在模具中幾個不同位置同時完成多道沖壓工序，零件精度低于復合模。</p><p>　　方案一為復

20、合沖裁模，在同一部位同時完成了零件的生產(chǎn)，對于這種大批量生產(chǎn)零件，大大的提高了生產(chǎn)效率。故選用方案一。</p><p>　　第二節(jié) 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　1. 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　在沖壓方案的制定中，已經(jīng)選定用復合沖裁模。</p><p>　　板料定位方式：因為該模具采用的是復合沖裁模，可以控制條

21、料的卷進方向采用導料銷，控制條料的送進步距采用擋料銷來定步距。</p><p>　　卸料、出件方式的選擇：根據(jù)模具沖裁的運動特點，該模具采用彈性卸料方式比較好。由于工件正中心有孔，故不能直接用推桿作用于推件塊，而是要用一個頂板用推桿來推動推件塊，利用模具的開模力來推工件，既安全有可靠。即采用剛性裝置取出工件。</p><p><b>　　2. 工序與排樣</b><

22、;/p><p>　　根據(jù)工件的開關，確定采用無廢料的排樣方法不可能做到，但能采用有廢料和少廢料的排樣方法。經(jīng)多次排樣計算決定采用，</p><p><b>　　1）搭邊設計</b></p><p>　　板料厚度t=1mm, 工件長度L>50查冷沖模設計指導教程與簡明手冊表6-1-9,， 所以a=1.5mm, a=1.8mm。</p>

23、;<p>　　送料步距A=31.5mm, 條料寬度B=93.6mm。</p><p><b>　　2）排樣布局</b></p><p><b>　　材料利用率計算：</b></p><p>　　S=1539.27mm</p><p>　　=×100%=×100%=&

24、#215;100%</p><p><b>　　=52.21%</b></p><p>　　式中，—材料利用率；</p><p>　　S—工件的實際面積；</p><p>　　S—所用材料面積，包括工件面積與廢料面積；</p><p>　　A—步距（相鄰兩個制件對應點的距離）</p>

25、<p><b>　　B—條料寬度。</b></p><p>　　3. 制件定位、導正方式</p><p>　　用導料銷和擋料銷來導正條料的進給。</p><p><b>　　4. 卸料裝置</b></p><p><b>　　采用彈性卸料裝置。</b></p&

26、gt;<p><b>　　5. 模架選擇</b></p><p><b>　　對角導柱模架。</b></p><p><b>　　第三節(jié) 工藝計算</b></p><p>　　1. 毛坯的展開尺寸計算</p><p>　　利用CAD計算毛坯的周長和面積。<

27、/p><p>　　周長C=231.42mm</p><p>　　面積S=1539.27mm</p><p>　　2. 凸模、凹模刃口尺寸的計算</p><p>　　外形由落料獲得，2×ф5及方形孔由沖孔獲得，所以落料以凹模為基準尺寸，沖孔以凸模為基準尺寸，沖孔以凸模為基準尺寸計算如下：</p><p>　?。?）

28、、沖孔（2×ф5）</p><p>　　查表得 2C=0.21mm2C=0.25mm ,則</p><p>　　2C-2C=0.25mm-0.21mm=0.04mm</p><p>　　由表查得：ф5為IT13級，取x=0.75，凸模和凹模分別按IT6和IT7級加工制造，則</p><p>　　d=(d+xΔ)=（5+0.

29、75×0.18）mm=5.135mm</p><p>　　d=(d+2C)=（5.135+0.21）mm=5.345mm</p><p><b>　　校核：+2C-2C</b></p><p>　　0.008+0.0120.25-0.210.02<0.04</p><p>　　故滿足間隙公差條件。<

30、;/p><p><b>　　沖孔（方形孔）</b></p><p>　　查表得2C=0.21mm2C=0.25mm ,則</p><p>　　2C-2C=0.25mm-0.21mm=0.04mm</p><p>　　由表查得：邊長公差10為IT13級，取x=0.75，凸模和凹模分別按IT6和IT7級加工制造，則<

31、;/p><p>　　d=(d+xΔ)=（10+0.75×0.22）mm=10.165mm</p><p>　　d=(d+2C)=（10.165+0.21）mm=10.375mm</p><p><b>　　校核：+2C-2C</b></p><p>　　0.009+0.0150.25-0.210.024<0

32、.04</p><p>　　故滿足間隙公差條件。</p><p>　　（2）、落料(外形)</p><p>　　沖裁件外形屬落料件，選凹模為設計基準件，按配制加工方法，只需計算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模的實際按間隙需要配制。</p><p><b>　　a.沖裁件</b></p><

33、;p><b>　　b.凹模輪廓磨損圖</b></p><p>　　1、根據(jù)圖所示，凹模磨損后變大的尺寸有A(90)，A(40)，A(10)，A(5)</p><p>　　刃口尺寸計算公式：A=(A-x)</p><p>　　查表：對于以上要計算的尺寸，其磨損系數(shù)均為x=0.5</p><p>　　A=(90-0.5

34、×0.54)mm=89.73mm</p><p>　　A=(40-0.5×0.39)mm=39.81mm</p><p>　　A=(10-0.5×0.22)mm=9.89mm</p><p>　　A= A/2=4.95mm</p><p>　　2、根據(jù)圖所示，凹模磨損后不變的尺寸有C(25), C（10)，刃口尺

35、寸計算公式：C=(C+0.5)0.125</p><p>　　C=（25-0.33+0.5×0.33）0.125×0.33㎜=24.840.041㎜</p><p>　　C=（10-0.22+0.5×0.22）0.125×0.22㎜=9.890.028㎜</p><p>　　凸模刃口尺寸確定，查表，沖裁合理間隙 2C=0.21

36、mm，2C=0.25mm，有凸模刃口尺寸按凹模相應部位的尺寸配制，保證雙面最小間隙為2C=0.21mm。</p><p>　　故相應位置凸模尺寸為：</p><p><b>　　A=89.52mm</b></p><p><b>　　A=39.6mm</b></p><p><b>　　

37、A =9.68mm</b></p><p><b>　　A=4.74mm</b></p><p>　　C=24.630.041㎜</p><p>　　C=9.680.028㎜</p><p><b>　　3. 沖裁力計算</b></p><p>　　計算沖裁力的目

38、的是為了選用合適的壓力機，設計模具和檢驗模具的強度。壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應沖裁工藝的需要。</p><p>　　沖裁力F=Kt L=1.3×1×231.42×300KN=90.25KN</p><p>　　卸料力F=K F=0.05×111.3 KN=6.78KN</p><p>　　頂件力F=K F

39、=0.06×111.3 KN=8.12KN</p><p>　　沖壓力P= F+F+F=90.25KN +6.78 KN+8.12 KN=105.15 KN</p><p>　　式中：—材料搞剪強度，MP查表得=280～400 MP，取=300MP；</p><p>　　L—沖裁週總長，通過軟件直接算得L=231.42mm；</p>&l

40、t;p>　　K—是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損、凸模與凹模間隙的波動、潤滑情況、材料力學性能與厚度公差的變化等因素而設置的安全系數(shù)，一般取1.3；</p><p>　　K—卸料力系數(shù)，其值為0.02～0.06，薄料取大值，厚料取小值，取0.05；</p><p>　　K—頂件力系數(shù)，其值為0.04～0.08，薄料取大值，厚料取小值，取0.06</p><p>　　4

41、.壓力機公稱壓力的選取</p><p>　　沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖裁時各工藝力的總和F。</p><p>　　F= F+F+F=90.25KN +6.78 KN+8.12 KN=105.15KN</p><p>　　所以，F(xiàn)=105.15 KN</p><p>　　因此壓力機可以選取160 KN噸位的壓力機。</p&g

42、t;<p><b>　　型號：J23-16</b></p><p><b>　　5.壓力中心計算</b></p><p>　　模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力全力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模壓力中心與壓力機滑塊的中心生命。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)生過大的磨損，模具導向零件加速磨損

43、，降低模具和壓力機的使用壽命。</p><p>　　此工件為中心對稱工件，可取壓力中心為工件中心。</p><p>　　第三節(jié) 模具零件及結(jié)構(gòu)的詳細設計</p><p><b>　　1.標準件的選取</b></p><p>　　(1)、模座的選用：凹模厚度H=Kb=0.22×90=19.8㎜</p>

44、;<p>　　凹模壁厚c=(1.5～2)H=29.7～39.6㎜</p><p>　　取H=40㎜c=60mm</p><p>　　A=D+2c=90+2×39.6=169.6mm</p><p>　　B=D+2c=30+39.8×2=109.2mm</p><p>　　查表7-10-1取， A=200m

45、m B=160mm</p><p>　　故模架選?。喊寄Ｖ芙鏛=200 B=160 閉合高度H=210～255mm的對角導柱模架。查表7-11-1，取上模座200×160×45 下模座200×160×50 GB/T2855.1-1990。</p><p>　　、模柄采用凸緣式模柄B型 取D40×91 JB/T 7646.3-1994&

46、lt;/p><p>　　根據(jù)推薦的典型組合尺寸，可以由表7-9-4選擇以下標準件：</p><p>　?。?）、凸模固定板 200×160×18 45鋼JB/T 7646.3</p><p>　?。?）、卸料板 200×160×16</p><p>　?。?）、墊板 200×160

47、15;8 45鋼JB/T 7643.3</p><p>　　（6）、擋料銷 A型由表7-13-21選取10</p><p>　　（7）、圓柱銷 12×90， 12×70，12×60，12×40</p><p>　　（8）、卸料螺釘用M12×50，凸凹模固定用M12，凹模固定也用M12，模柄固定用M8</p&

48、gt;<p>　　（9）、凸凹模固定板采用200×160×20</p><p>　　模具工作零部件詳細設</p><p><b>　　（1）、凹模</b></p><p><b>　　（2）、凸模</b></p><p><b>　　（3）、凸凹模<

49、/b></p><p><b>　　、上模座</b></p><p><b>　　（5）、下模座</b></p><p>　　第四節(jié) 模具結(jié)構(gòu)的裝配</p><p>　　1.模具裝配二維工程圖</p><p><b>　　2.模具裝配過程</b>&

50、lt;/p><p><b>　　3.模具裝配結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　4.模具爆炸圖</b></p><p><b>　　小 結(jié)</b></p><p>　　通過這次模具CAD/CAM課程設計，讓我對沖模設計有了新的認識。學會了更多關于UG的知識，為畢業(yè)設計和日后工

51、作做了充足的準備。在本次課程設計的過程中翻閱了大量的參考書及手冊，讓我更加熟練沖裁模具設計參數(shù)的選著和計算。</p><p>　　這次課程設計，也讓我對以前學過的制圖軟件有了加深，尤其是autoCAD和UG,尤其是一些高版本的軟件開發(fā)了更多快捷方便的功能，可以更加高效的完成工作。通過這次課程設計，我發(fā)現(xiàn)模具的設計和制造只有理論知識是不行的，任何模具的設計都要有一定的實際經(jīng)驗才可以設計出更合理的模具。雖然我們可以設

52、計一些簡單的模具，但是其中一些結(jié)構(gòu)依然要老師幫助指導修改才行。這些從業(yè)經(jīng)驗需要我們自己整理吸收，才能有長足的進步。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?］成虹.沖壓工藝與模具設計（第二版）.高等教育出版社.2006.</p><p>　　［2］高軍、李熹平.沖壓模具標準件選用與設計指南.化學工業(yè)出版社.2007

53、</p><p>　?。?］朱立義.冷沖壓工藝與模具設計.重慶大學出版社.2006</p><p>　　［4］鄧志平.機械制造技術基礎.西南交通大學出版社.2005</p><p>　?。?］郝濱海.沖壓模具簡明設計手冊.化學工業(yè)出版社.2005</p><p>　　［6］陳劍鶴.冷沖壓模具設計圖冊.清華大學出版社.2007</p>