冷沖模課程設計

1、<p><b>　　冷沖模課程設計 </b></p><p><b>　　機電工程系</b></p><p><b>　　班級：數(shù)控031班</b></p><p><b>　　學號：42</b></p><p><b>　　姓名：盧勝

2、奎</b></p><p><b>　　指導老師：謝暉</b></p><p>　　江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院</p><p><b>　　2006年12月</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　冷沖模設計是模

3、具設計與制造專業(yè)學生在學完基礎課理論課，技術基礎課和專業(yè)課的基礎上，所設置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。其目的是：</p><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“冷沖模設計”等課程所學的內(nèi)容，掌握冷沖模設計的方法和步驟。</p><p>　　3.掌握

4、冷沖模設計的基本技能，如計算，繪圖，查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等</p><p>　　4.希望通過本次冷沖模設計答辯能夠更好的熟悉和掌握里面所學的知識點。希望在本次答辯能夠在老師的指正下和同學的幫助下迷補不足之處。</p><p>　　由于處學者水平能力有限，設計中難免有不足和錯誤之處，懇請老師，同學給予批評指正。</p><p><b>　　目錄

5、</b></p><p>　　前言………………………………………………………………………………………………1</p><p>　　制件的工藝性分析………………………………………………………………………4</p><p>　　工藝方案的確定…………………………………………………………………………4</p><p>　　排樣圖的確定…

6、…………………………………………………………………………4</p><p>　　壓力中心的計算…………………………………………………………………………6</p><p>　　計算沖壓力………………………………………………………………………………7</p><p>　　模具工作尺寸的計算…………………………………………………………………8</p><

7、;p>　　七、 整體式凹模輪廓尺寸的確定及凸模的設計與校核……………………………………10</p><p>　　八、 模具其它零件的設計與計算……………………………………………………………12</p><p>　　九、 壓力機相關參數(shù)的校核…………………………………………………………………14</p><p>　　十、 裝配圖………………………

8、……………………………………………………………14</p><p>　　結束語……………………………………………………………………………………………15</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………………………15</p><p>　　一.制件的工藝性分析</p><p>　　1.分析零件的沖壓工藝性。

9、</p><p>　　材料：H62-M是黃銅，它的抗剪強度有三種形式：軟的，τ=260Mpa 半硬的，τ=300MPa 硬的 ，τ=420Mpa.取τ=420Mpa作為制件的抗剪強度值，它具有良好的沖壓性能。</p><p>　　工件結構：該制件形狀簡單，對稱?？走吘噙h大于凸凹模允許的最小壁厚（最小壁厚見表3-16），故可以考慮用復合沖壓工序。</p><p>　

10、　（3） 尺寸精度：該制件所有尺寸都未注公差，屬于自由公差，按IT12級確定工件的公差。一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。經(jīng)查公差表，各尺寸公差分別為</p><p>　　結論：該制件可以沖裁。</p><p><b>　　二.工藝方案的確定</b></p><p>　　該制件包括沖孔，落料兩個基本工序，可有以下三種工藝方案。</p>

11、<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，采用連續(xù)模生產(chǎn)。</p><p>　　方案一模具結構簡單，但需兩道工序兩副模具，生產(chǎn)效率低；兩次定位累積誤差大。方案二只需一副模具，沖壓件的形狀精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)效率高，但

12、模具結構較方案一復雜。方案三也只需一副模具，且生產(chǎn)效率也很高，并且容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，由于此制件所有尺寸都屬于自由公差，尺寸精度要求并不高，只要在模具上設置導正銷導正足夠可以保證沖壓件的形狀精度，所以此制件即可以用復合模也可以用級進模進行沖壓生產(chǎn)。</p><p>　　結論：此制件采用導正銷級進模生產(chǎn)，即方案三。</p><p><b>　　排樣圖的確定</b><

13、;/p><p>　　確定搭邊值，由于材料厚度t=1.5mm 經(jīng)查冷沖模設計表3-6可知，側面搭邊值a=1.2mm,工件間搭邊值a1=1mm。（此搭邊值為最小搭邊值）</p><p>　　計算送料步距A： 經(jīng)計算求得A=14+a1=14+1=15mm</p><p>　　3.計算料條寬度B：經(jīng)計算求得圓整為；圓整后側面搭邊值a=1.85</p><p&

14、gt;　　4.導料板間的距離 </p><p>　　式中：B——條料的寬度，單位mm</p><p>　　——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，單位mm</p><p>　　a——側搭邊值，可參考表3-6；</p><p>　　Z——導料板與最寬條料之間的間隙，其直見表3-7</p><p>　　Δ——條料寬度的單向（

15、負向）公差，見表3-8、表3-9。</p><p><b>　　5.排樣圖如下</b></p><p>　　6.計算材料的利用率： 一個步距內(nèi)的材料利用率 </p><p><b>　　一張板料的利用率</b></p><p><b>　　總的材料利用率</b></p

16、><p>　　n——一張板料（或帶料，條料）上沖裁件的總數(shù)目</p><p>　　S——一個沖裁件的實際面積，單位mm2</p><p>　　L——板料（或帶料，條料）長度，單位mm</p><p>　　B——板料（或帶料，條料）寬度，單位mm</p><p>　　查表可知：可利用9001000的板塊沖裁制件，方案一、可裁

17、34個條料（261000），一個條料可制成n個制件。方案二可裁38個條料（26900），一個條料可制成n個制件. 兩種方案相比較，取較大值，即=43.8%，確定方案二為此制件的裁剪方案。</p><p><b>　　四.壓力中心的計算</b></p><p>　　1.建立壓力中心坐標圖如下圖</p><p>　　沖裁輪廓周長及壓力中心坐標<

18、;/p><p>　　2.經(jīng)計算L周長=61.8 小圓的周長L1=6.5</p><p><b>　　五.計算沖壓力</b></p><p><b>　　1.沖孔力 </b></p><p><b>　　2.落料力 </b></p><p>　　3.沖裁

19、力 F=F沖+F落=16708+50614=67322N</p><p>　　式中：L——沖裁周邊長度，單位mm</p><p>　　t——材料厚度，單位mm</p><p>　　——材料抗剪強度，單位Mpa，查表可知=420Mpa</p><p>　　K——系數(shù)，一般取K=1.3</p><p><b>

20、　　4.卸料力的計算 </b></p><p><b>　　5.推件力的計算</b></p><p>　　h查冷沖模設計表3-14</p><p>　　則總的沖壓力F總=F+F卸+F推=85498N</p><p><b>　　故</b></p><p>　　從滿

21、足沖壓力的要求看由國家標準初選J23-10型號壓力機。</p><p>　　六、模具工作尺寸的計算（分開加工法）</p><p>　　由制件圖可知，該制件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料。</p><p>　?。?）.由于內(nèi)外形尺寸都屬于自由公差，按IT12級計算，取X=0.75</p><p>　　由查冷沖模設計表3-33得，Zmin=0.0

22、90mm Zmax=0.12mm 則Zmax-Zmin=(0.12-0.09)=0.03mm</p><p>　　(2)沖孔凸模按IT6級加工制造，凹模按IT7級加工制造，查表得</p><p><b>　　校核：</b></p><p>　　3.落料：經(jīng)查公差表得:</p><p>　　凸模按IT6級加工制造，凹模按

23、IT7級加工制造</p><p><b>　　A1:</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　A2:</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p>　　因此，只有縮小，提

24、高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)，由此可取</p><p><b>　　A3:</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　A4: </b></p><p><b>　　校核：</b></p><

25、p><b>　　A5:</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p>　　式中：DA ，DT——落料凹凸模尺寸，單位mm</p><p>　　dT ,dA——沖孔凸凹模尺寸，單位mm</p><p>　　Dmax——落料件的最大極限尺寸，單位mm</p>

26、<p>　　dmin——沖孔件的最小極限尺寸，單位mm</p><p><b>　　——工件制造公差</b></p><p>　　Zmin——最小合理間隙，單位mm</p><p><b>　　X——磨損系數(shù)</b></p><p><b>　　選取，或取</b>&l

27、t;/p><p>　　整體式凹模輪廓尺寸的確定及凸模的設計與校核</p><p>　　1.凹模的外形尺寸設計與形狀的選擇</p><p>　　凹模厚度： 公式查冷沖模設計（3-33）由于H不能小于15mm，所以H值適當放大為15mm。</p><p>　　凹模壁厚： 取C=30mm 公式查冷冷沖模設計（3-34）</p>

28、<p>　　式中：b---凹模刃口的最大尺寸，單位mm</p><p>　　k——系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查表3-15得k=0.35～0.5，取k=0.4</p><p>　　凹模外形尺寸的計算：長度：</p><p><b>　　寬度：</b></p><p>　　由于直壁式凹模的刃口強度較高，修磨后刃口

29、尺寸不變，所以凹模形狀采用直壁式的。選擇后側式導柱模架，經(jīng)模架確定凹模的尺寸為A=100 B=80 H=15</p><p>　　2.凸模外形尺寸的設計與形狀的選擇。</p><p>　　凸模長度的計算：由于采用彈壓卸料板 </p><p>　　式中：L——凸模長度，單位mm</p><p>　　h1——凸模固定板厚度，單位mm</p

30、><p>　　h2——卸料板厚度，單位mm</p><p>　　t——材料厚度，單位mm</p><p>　　h——增加長度，它包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度（0.5～1）mm，凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10～20mm，取h=10mm</p><p>　　凸模的強度與剛度的校核</p><p><

31、;b>　　承壓能力的校核</b></p><p>　　凸模承壓能力按下式校核：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　模具材料的許用抗壓強度大小取決于凸模材料及熱處理，選用時，一般可參考下列數(shù)值，對于T8A；T10A；Cr12MoV;GCr15等工具鋼，淬火硬度為58～62HRC時，可取確定T10A為

32、凸模材料</p><p><b>　　以保證強度足夠。</b></p><p>　?。?）.凸模失穩(wěn)定彎曲應力的校核</p><p>　　凸模不發(fā)生縱向彎曲的最大長度為：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　E——凸模材料的彈性模量，對于模具鋼，E

33、=</p><p>　　d——凸模工作刃口的直徑，單位mm</p><p>　　n——安全系數(shù)，淬火鋼n=2～3</p><p>　　把上述的可得出圓形截面的凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的極限長度為：有導向凸模， 長度滿足要求。</p><p>　　模具其它零件的設計與計算</p><p>　　1.凸模固定板的設計</p&

34、gt;<p>　　材料Q235鋼，凸模固定板的外形尺寸取和凹模外形一樣的尺寸，,但還應考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?，其厚度取凹模厚度?.6～0.8，取中間值0.7。，落料、沖孔凸模固定板的外形尺寸為：，固定板上的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6.</p><p>　　2.卸料板外形尺寸的確定</p><p>　　材料Q235鋼，長和寬尺寸取與凸模固定板相同的尺寸，厚度取凹

35、模厚度的0.6～0.8，卸料板外形尺寸為</p><p>　　卸料板凸臺部分高度為：h=H-（0.1～0.3）t 取h=5.7,H為導料板高度。</p><p><b>　　導料板的確定</b></p><p>　　材料T8鋼，長和寬尺寸選用典型模架組合尺寸，導料板的外形尺寸為：，厚度H=6查冷沖模設計表3-17，由此表還可知擋料銷高度h=3。

36、</p><p><b>　　墊板的確定</b></p><p>　　材料45，長和寬的尺寸選用典型模架組合尺寸，墊板的外形尺寸為：</p><p><b>　　上、下模座的設計</b></p><p>　　上、下模材料選用HT250鋼，選用矩形模座，外形尺寸應比凹模相應尺寸大40～70mm，厚度為

37、凹模厚度的1～1.5倍。</p><p>　　選標準模架：上模座選GB/T2855.5 外形尺寸為</p><p>　　下模座選GB/T2855.6 外行尺寸為</p><p><b>　　模柄的選擇</b></p><p>　　選用壓入式模柄，材料Q235，，這種模柄可較好地保證模柄軸線與上模座的垂直度。它與上模座孔

38、采用H7/m6，屬于過渡配合，并加防轉銷防轉動，根據(jù)壓力機J23-10的相關參考可知，模柄的外形尺寸為</p><p><b>　　導柱、導套的設計</b></p><p>　　采用滑動導柱，導套，材料20鋼，，為了增加表面硬度和耐磨性,應進行表面滲碳處理,滲碳后的淬火硬度為HRC58～62，根據(jù)標準，導柱選用：GB/T2861.1 外形尺寸為：</p>

39、<p>　　導套選用：GB/T2861.6，外形尺寸為</p><p>　　螺釘、銷釘、彈簧的選擇</p><p><b>　　螺釘?shù)倪x擇</b></p><p>　　上模座固定螺釘選用4—M10</p><p>　　下模座固定螺釘選用4—M10</p><p>　　卸料螺釘選用4—M

40、10</p><p>　　導料板固定螺釘選用4—M5</p><p><b>　　銷釘?shù)倪x擇</b></p><p>　　下模座連接銷釘選用2—</p><p>　　上模座連接銷釘選用2—</p><p><b>　　防轉銷選用。</b></p><p&g

41、t;<b>　　導料板連接銷定選用</b></p><p><b>　　彈簧的選擇</b></p><p>　?。?）.根據(jù)總卸料力F卸以及模具結構估計彈簧個數(shù)n=4，計算每個彈簧所受的負荷：</p><p>　　根據(jù)F預的大小，初選以下3種彈簧規(guī)格，使所選彈簧的工作極限負荷Fj大于F預</p><p&

42、gt;　　(2)檢查彈簧最大允許壓縮量，如滿足下式，則彈簧選得合適。</p><p>　　式中：h預——彈簧預壓縮量</p><p>　　h工——卸料板工作行程，一般取料厚加1mm</p><p>　　h修磨——凸、凹模修磨量，一般取4～10mm</p><p>　　9.導正銷與擋料銷的設計</p><p>　?。?）

43、導正銷的頭部由圓錐形的導入部分和圓柱形的導正部分組成。導正銷的基本尺寸可按下式計算：</p><p>　　d=dT-a=6.61-0.06=6.55</p><p>　　式中：d——導正銷的基本尺寸，單位mm</p><p>　　dT—— 沖孔凸模直徑，單位mm</p><p>　　a——導正銷與沖孔凸模直徑的差值，見表3-18，查得a=0.

44、06,由表3-19查的導正銷圓柱段高度h1=1。</p><p>　　（2）擋料銷與導正銷的位置關系</p><p>　　擋料銷與導正銷的中心距為：</p><p>　　S1=s-DT/2+D/2+0.1=s-(DT-D)/2+0.1=11.215mm</p><p>　　式中：s——送料步距，單位mm</p><p>

45、;　　DT——落料凸模直徑，單位mm</p><p>　　D——擋料銷頭部直徑，單位mm</p><p>　　S1——擋料銷與與落料凸模的中心距。</p><p>　　九、壓力機相關參數(shù)的校核</p><p>　　模具的閉合高度H模具應介于壓力機的最大裝模高度Hmax與最小裝模高度Hmin之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。其關系為<

46、/p><p>　　135〈180-5=175mm(滿足閉合高度要求)</p><p>　　但135〈Hmin=135+10=145,應加墊板保證正常的安裝。</p><p><b>　　十.裝配圖</b></p><p><b>　　結束語</b></p><p>　　通過本次冷

47、沖模的設計，使我對沖裁模有了更多的了解，在老師和我們的共同努力下，終于結束了。通過這次實習，使我在原來的理論基礎上增加了不少實戰(zhàn)性的知識。</p><p>　　此次設計中，我們利用計算機輔助設計（CAD）來進行冷沖模的設計，計算機輔助設計，是在設計時，把原始數(shù)據(jù)圖形數(shù)據(jù)化的參數(shù)輸入計算機對其進行分析和處理并通過顯示器給出分析結果和圖形，同時還可在顯示器上對分析結果和圖形進行補充修改和完整，使設計達到最佳水平，比動

48、手畫圖更省時和省力，而且清晰明了，可見（CAD）技術在冷沖模設計中已從理論階段走上了實用階段。</p><p>　　這次設計得到謝暉老師的幫助和輔導，在這里我向他表示衷心的感謝。使我們明白了（CAD）在模具設計時的總體流程，以后我一定更加努力學習，為將來打下堅固的基礎。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　本說明書

49、中的各參數(shù)及公式均摘自以下參考資料</p><p>　　1.陳智剛.冷沖模設計. 江西高校出版社.</p><p>　　2.王芳.冷沖壓模具設計指導. 北京：機械工業(yè)出版社 .</p><p>　　3.王謨金.AutoCAD2005機械制圖與課程設計. 北京：機械工業(yè)出版社.2005</p><p>　　4. 王謨金. 機械制圖. 北京：機械