落料沖孔復(fù)合模課程設(shè)計

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計</b></p><p>　　題目: 沖 孔 落 料 模 </p><p>　　系 別： 機械工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 材料成型及控制工程 </p><p>　　班 級： 0821班

2、 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成時間： 2011 年 12 月 </p&

3、gt;<p>　　通過本專業(yè)的課程設(shè)計，綜合應(yīng)用和鞏固沖壓模具設(shè)計課程及相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，系統(tǒng)的掌握產(chǎn)品零件的成形工藝分析、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本方法和步驟、模具零件的加工規(guī)程、標準零件的正確選用和非標準零件的計算。</p><p>　　本次課程設(shè)計是在完成《沖壓工藝與模具設(shè)計》和《模具制造工藝學(xué)》以及相關(guān)專業(yè)課程后，在指導(dǎo)老師給定的設(shè)計課程題目下，結(jié)合自己查閱的各項參考資料并加以分析、推理

4、、計算，從而得出這套設(shè)計說明書。這幅模具屬于典型的復(fù)合模。</p><p>　　由于我的設(shè)計水平有限，難免會有設(shè)計不足的地方，還請各位不吝指出。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.沖壓件工藝性分析1</p><p>　　2.沖裁工藝方案的確定3</p><p>

5、　　3．零件工藝計算5</p><p>　　3.1凸凹模工作部分尺寸計算5</p><p>　　3.2 排樣計算5</p><p>　　3.3計算條料規(guī)格和材料利用率6</p><p>　　3.4計算沖壓力6</p><p>　　3.5壓力中心的計算………………………………………………………………………………

6、.6</p><p>　　4.模具總體結(jié)構(gòu)7</p><p>　　4.1模具類型的選擇7</p><p>　　4.2毛坯形式及定位7</p><p><b>　　4.3卸料方式7</b></p><p>　　4.4模架及導(dǎo)向7</p><p>　　4.5大致結(jié)構(gòu)和

7、總體尺寸7</p><p>　　5.選擇壓力機型號7</p><p><b>　　5.1公稱壓力7</b></p><p>　　5.2模具閉合高度定位7</p><p><b>　　6.模具設(shè)計8</b></p><p>　　6.1主要零件的結(jié)構(gòu)9</p&g

8、t;<p>　　6.2主要的裝配關(guān)系9</p><p>　　6.3主要零件部件的材料和熱處理9</p><p>　　6.4模具裝配圖9</p><p>　　5.4模架及其他零部件設(shè)計13</p><p>　　6.模具總裝圖10</p><p><b>　　9.參考文獻11</b

9、></p><p><b>　　10.結(jié)束語12</b></p><p>　　落料沖孔復(fù)合模設(shè)計實例</p><p><b>　　1.零件工藝性分析</b></p><p>　　工件為圖1所示的落料沖孔件，材料為T2鋼，材料厚度0.3mm，生產(chǎn)批量為大批量。工藝性分析內(nèi)容如下：</p&

10、gt;<p><b>　　1.材料分析</b></p><p>　　T2為高速工具鋼，具有較好的沖裁成形性能。</p><p><b>　　2. 結(jié)構(gòu)分析</b></p><p>　　零件結(jié)構(gòu)簡單對稱，無尖角，對沖裁加工較為有利。零件中部有一異形孔，孔的最小尺寸為4.2mm，滿足沖裁最小孔徑≥的要求。另外，經(jīng)

11、計算異形孔距零件外形之間的最小孔邊距為5.8mm，滿足沖裁件最小孔邊距≥的要求。所以，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求。</p><p><b>　　3. 精度分析：</b></p><p>　　零件的公差等級是IT10，由于材料為T2沖孔落料過程產(chǎn)生的毛邊較小，所以普通沖裁可以達到零件的精度要求。由以上分析可知，該零件可以用普通沖裁的加工方法制得。</p>

12、<p>　　2.沖裁工藝方案的確定</p><p>　　零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下：</p><p>　　方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產(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>　　方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。</p><p&

13、gt;　　方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率低，零件精度較差，在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀較簡單，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，但與方案二比生產(chǎn)的零件精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，模具制造、裝配較復(fù)合模略復(fù)雜。</p><p>

14、;　　所以，比較三個方案欲采用方案二生產(chǎn)?，F(xiàn)對復(fù)合模中凸凹模壁厚進行校核，當(dāng)材料厚度為0.3mm時，可查得凸凹模最小壁厚為1.5mm，現(xiàn)零件上的最小孔邊距為5.8mm，所以可以采用復(fù)合模生產(chǎn)，即采用方案二。</p><p><b>　　3.零件工藝計算</b></p><p>　　(1)凸、凹模工作部分尺寸計算。查初始沖裁間隙為</p><p>

15、;　　Zmin=0.02mm，最大間隙Zmax=0.05mm，Zmax ——Zmin =0.03<0.05mm.由于工件形狀復(fù)雜，故沖裁刃口應(yīng)采用配做法，并應(yīng)以凹凸模為基準件， 其刃口尺寸計算過程見下表：</p><p>　　落料凹模和沖孔凸模按凹凸模的實際尺寸配做，保證雙面間隙為0.02mm—0.05mm均勻。刃口磨損系數(shù)均取x=0.5，刃口尺寸公差δ取零件相應(yīng)尺寸公差的1/5。</p>

16、<p>　?。?）落料件尺寸的基本計算公式為</p><p>　?。?）沖孔基本公式為</p><p>　　(2).排樣計算 設(shè)計復(fù)合模時，首先要設(shè)計條料排樣圖。該零件具有圓形的特點，可直接采用直接排列的排樣方案。 </p><p>　　查《沖壓模具設(shè)計與制造》表2.5.2；確定搭邊值；</p><p>　　兩工件間的搭邊 a＝

17、0.5mm</p><p>　　工件邊緣搭邊a1＝0.8mm步距為：s=5.8mm</p><p>　　其具體排樣圖如右圖所示。</p><p>　　（3）計算條料規(guī)格和材料利用率。根據(jù)右圖所示的排樣圖，條料毛坯的寬度尺寸就定為B=22mm。長度可根據(jù)公式：</p><p>　　L=n×13+2.5，并考慮操作的方便性來確定剪板機下

18、料。</p><p>　　材料利用為：η=×100%=×100%</p><p>　　若取n=20，則L=262.5mm，材料的利用率為80%，</p><p>　?。?）計算沖壓力。根據(jù)產(chǎn)品尺寸，計算一模兩件的總沖裁長度為L=154.76mm，取L=155mm。</p><p>　　查T2的抗拉強度為σb=539MPa，

19、材料厚度t=0.3mm，據(jù)此求得沖裁力為：</p><p>　　可知沖裁力基本計算公式為</p><p>　　F=Ltσb=155×0.3×539N=25063.5N≈25KN。</p><p>　　先假設(shè)模具的卸料和頂料（順裝式復(fù)合模無推料）均為彈性結(jié)構(gòu)，來計算總沖壓力，并且計算卸料力和頂料時，不分沖裁區(qū)域（落料部分還是沖孔部分）都以總沖裁力為

20、基數(shù)。由于沖裁力不大（2.5×104 ），這樣計算的誤差影響很小，況且是更安全的。</p><p>　　查相關(guān)經(jīng)驗表格，得卸料、頂料系數(shù)分別為：</p><p>　　KX=0.04，KD=0.06</p><p>　　可計算得卸料力、頂料力分別為：</p><p>　　FD = KX F沖=0.04×25KN=1KN,FD

21、= KD F沖=0.06×25KN=1.5KN</p><p>　　這樣。即可求得總沖壓力為：</p><p>　　F總= F沖+FD+ FD=27.5KN</p><p><b>　　（5）壓力中心計算</b></p><p>　　由于沖裁位置的兩個工件呈中心對稱，壓力中心可用幾何方法簡單獲得，如右圖：<

22、;/p><p><b>　　四、模具總體結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　（1）模具類型：順裝式復(fù)合模。</p><p>　?。?）毛坯形式及定位：條料生產(chǎn)，導(dǎo)料銷和料銷定位，手動操作。首件用條料前端定位，以后各件以落料孔后側(cè)定位。</p><p>　?。?）卸料方式：上模彈壓卸料板壓料、卸料，下模彈性頂件；考慮到上?？臻g及

23、裝配，沖孔廢料由上模推桿剛性打出。</p><p>　　（4）模架及導(dǎo)向：選用標準模架，雙導(dǎo)柱滑動導(dǎo)向，對稱分布，防止側(cè)偏力。要求兩導(dǎo)柱直徑取Φ22mm，防止合模錯位。導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合為：H6/h5（最大雙邊間隙0.022mm）。</p><p>　?。?）大致結(jié)構(gòu)和總體尺寸：根據(jù)排樣圖，一模兩件，考慮合適的螺孔、銷孔布置區(qū)域，落料凹模的總體尺寸大約為80mm×60mm×

24、;12mm左右，并據(jù)此查找、粗選模架規(guī)格。模具閉合高度由上模座（25mm），上模墊板（6mm），上模固定板（15mm左右），上模卸料板（8mm左右），上模彈性件（厚10mm左右）和下模座（30mm）,下模墊板（6mm），下模固定板（15mm左右），過渡墊板（12mm左右），落料凹模形成。初步計算，得模具閉合高度就定位142mm。草圖略。</p><p><b>　　五、選擇壓力機型號</b>

25、</p><p>　　本題未給出現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)備情況，現(xiàn)根據(jù)一般情況選核。</p><p>　　（1）公稱壓力：F公≥F總÷0.8=27.5÷0.8KN=34.375KN</p><p>　?。?）查設(shè)備資料，考慮閉合高度和臺面尺寸，型號為J23－6.3的開式壓力機比較合適。模具閉合高度就定位142mm。</p><p><

26、;b>　　六 模具設(shè)計</b></p><p>　?。?）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。落料凹模有一部分為最窄處1.8mm，總長10mm左右的懸臂，剛度和剛度都很薄弱，雖然沖裁力較小，但容易受側(cè)偏力而彎折，考慮此部分做成鑲塊，是同沖孔凸模，固定于下模固定板，并于落料凹模無間隙鑲配，既能改善其受力狀態(tài)，增大其剛度，又便于拆換，降低維修成本。落料凹模及凹模鑲塊的結(jié)構(gòu)圖如圖</p><p&g

27、t;　　凸凹模做成直通式，便于用線切割加工，但寬1.8mm的槽口不宜為直通型，以保證零件的剛度；沖孔凹模刃口亦為直通式。保證凸凹模壁厚，相應(yīng)的推桿也制成扁形，凸凹模的結(jié)構(gòu)圖如下圖左 </p><p>　　下模兩個頂件塊和托板若制成一體，結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，位置要求也很高，不便加工。若分別制作，由于頂件塊尺寸太小，與托板的連接困難。考慮彈性頂件，且頂件力不大（單見0。75KN），這里采用

28、在裝配時用粘結(jié)劑粘結(jié)的方法，如下圖右：</p><p>　?。?）主要的裝配關(guān)系和要求。凸凹模、凹模鑲塊和沖孔凸模與相應(yīng)固定板的配合取較緊的過渡配合H7/h6，其中凹模鑲塊還與落料凹模無間隙鑲配，另為，凸凹模和凹模鑲塊與固定裝配后尾部鉚開、磨平，故要求尾部15～20mm的長度不得淬火。</p><p>　　推桿與凸凹模，頂件塊與凹模和凹模鑲塊，卸料板與凸凹模，以及托板與凹模鑲塊的三直邊之間

29、，均取單邊0.1～0.15mm的間隙配合，保證滑動自動。由于首次只沖一個零件，托板和頂件快的組合體受側(cè)偏頂力，容易卡死，為此，下模增設(shè)一直徑為Φ6mm的小導(dǎo)柱給托板定向，二者配合取H7/h6，而小導(dǎo)柱與下模固定板過渡配合。</p><p>　?。?）主要零部件的材料和熱處理。凹模、凹模鑲塊、凸模和凸凹模的工作部分尺寸很小，要注意淬火時的變形和開裂，故選Cr12，Cr12MoV等合金工具鋼，而不宜用T10A碳素工具

30、鋼。還要注意凸凹模和凹模鑲塊的固定形式，不得整體淬火。</p><p>　　推桿、頂桿、打棒等受壓的細長件，應(yīng)選45鋼，調(diào)質(zhì)處理。上、下模墊板直接承受沖裁力的沖擊，需淬火到50HRC以上。托板和推板由于尺寸小，受沖擊，應(yīng)用45鋼并調(diào)質(zhì)處理，頂件塊可用Q235。</p><p>　?。?）模具裝配圖見下圖。此模具的主要特點是落料凹模的鑲拼結(jié)構(gòu)和下模頂件裝置的粘結(jié)形式，由于形狀不規(guī)則，尺寸小，

31、裝配精度要求高，需要較高的模具制造水平，制作過程要用線切割、數(shù)控銑等高精度設(shè)備加工，保證各部的位置精度，粗腰較高的模具制造水平，并減少人工修配工作量。</p><p>　　模具安裝、調(diào)試時，要控制上、下模刃口吃入深度不超過0.5mm。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　《沖壓工藝及模具設(shè)計》 機械工業(yè)出版社

32、主編：朱曉霞</p><p>　　《沖壓工藝及模具設(shè)計》 西北工業(yè)大學(xué) 主編：吳詩淳</p><p>　　《實用沖壓工藝及模具設(shè)計》 機械工業(yè)出版社 主編 洪慎章</p><p><b>　　設(shè)計心得體會</b></p><p>　　經(jīng)過這次課程設(shè)計，我進一步了解沖壓模具的設(shè)計過程，使得在書本和課堂上學(xué)到的知識能與

33、實踐相結(jié)合，加強了我的模具設(shè)計知識，我對模具設(shè)計生產(chǎn)生更濃厚的興趣，使個人的模具設(shè)計的能力得到綜合運用，做到設(shè)計理論論據(jù)充分，設(shè)計方案力求合理。增強對模具設(shè)計的獨立工作能力,以嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和正確的設(shè)計思想完成設(shè)計，為今后的學(xué)習(xí)和工作打好基礎(chǔ)。我運用模具設(shè)計與制造的知識完成本次設(shè)計，訓(xùn)練繪圖看圖的基本功，學(xué)會繪制標準工程圖，熟練應(yīng)用PRO/E、CAD設(shè)計軟件。使個人熟練應(yīng)用參考資料，設(shè)計手冊，設(shè)計應(yīng)規(guī)范化，掌握國家有關(guān)標準和部頒發(fā)標準。