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文檔簡介
1、<p><b> 課程設(shè)計說明書 </b></p><p> 課 程 名 稱: 模具CAD/CAM課程設(shè)計 </p><p> 課 程 代 碼: </p><p> 題 目: 沖孔落料復(fù)合模具設(shè)計 </p>&
2、lt;p> 學(xué) 生 姓 名: </p><p> 學(xué) 號: </p><p> 年級/專業(yè)/班: </p><p> 學(xué)院(直屬系) : 機(jī)械工程與自動化學(xué)院 </p>
3、;<p> 指 導(dǎo) 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(shè)計任務(wù)- 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(shè)計- 2 -</p><p> 第三節(jié) 設(shè)計要求- 2 -</p><p> 第二章 沖壓工藝設(shè)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(dǎo)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(jī)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(xì)設(shè)計- 10 -</p><p> 1.標(biāo)準(zhǔn)件的選取- 10 -</p><p> 2.模具工作零部件詳細(xì)設(shè)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(xiàn)- 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(shè)備,為了擴(kuò)展在學(xué)生在沖壓落料復(fù)合模具方面的知識,為了適應(yīng)社會的要求,學(xué)校教學(xué)環(huán)節(jié)中,模具CAD/CAM課程設(shè)計是不可缺少的一部分,這次課程設(shè)計是在學(xué)習(xí)完沖模、模具制造以及CAD/CAM等課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,是對學(xué)生綜合能力的考核,是對學(xué)生所學(xué)知識的
11、綜合運(yùn)用,也是對學(xué)生所學(xué)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(fù)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(shè)計應(yīng)該注意的問題。</p><p> 關(guān)鍵詞:沖模 沖壓工藝 模具設(shè)計</p><p><b> 緒論</b></p><p><b> 第一節(jié)
12、目的</b></p><p> 課程設(shè)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(xué)知識在實踐中進(jìn)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(xué)生獨立工作以及創(chuàng)新能力,為今后的學(xué)習(xí)工作打下堅實的基礎(chǔ)。</p><p><b> 設(shè)計任務(wù)</b></p><p><b> 1. UG軟件使用</b&
13、gt;</p><p> 熟悉UG軟件在二維設(shè)計、實體造型和裝配方面的應(yīng)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(shè)計。</b></p><p><b>
14、3. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p> 1)模具的二維工程圖設(shè)計。</p><p> 2) 模具零件的三維設(shè)計及模具三維裝配。</p><p><b> 第三節(jié) 設(shè)計要求</b></p><p> 1.設(shè)計必須由學(xué)生本人獨立完成。</p><p> 2.完成設(shè)計說明書一
15、份。</p><p> 第二章 沖壓工藝設(shè)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(fù)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(biāo)注公差,沖裁件的精度按IT13確定,沖模制造精度按IT6~I(xiàn)T7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(fù)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(jìn)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(jìn)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(dá)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(fù)合模。</p><p> 方案一為復(fù)
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(fù)合沖裁模。</p><p> 板料定位方式:因為該模具采用的是復(fù)合沖裁模,可以控制條
21、料的卷進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷,控制條料的送進(jìn)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(yùn)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(guān),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(shè)計</b></p><p> 板料厚度t=1mm, 工件長度L>50查冷沖模設(shè)計指導(dǎo)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(yīng)點的距離)</p>
25、<p><b> B—條料寬度。</b></p><p> 3. 制件定位、導(dǎo)正方式</p><p> 用導(dǎo)料銷和擋料銷來導(dǎo)正條料的進(jìn)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(dǎo)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(zhǔn)尺寸,沖孔以凸模為基準(zhǔn)尺寸,沖孔以凸模為基準(zhǔn)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> ?。?)、落料(外形)</p><p> 沖裁件外形屬落料件,選凹模為設(shè)計基準(zhǔn)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(yīng)部位的尺寸配制,保證雙面最小間隙為2C=0.21mm。</p><p> 故相應(yīng)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(jī),設(shè)計模具和檢驗?zāi)>叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計算的沖裁力,以適應(yīng)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(qiáng)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(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)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(jī)公稱壓力的選取</p><p> 沖裁時,壓力機(jī)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(jī)可以選取160 KN噸位的壓力機(jī)。</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(jī)和模具正常工作,應(yīng)使沖模壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心生命。否則,會使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷,使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損,模具導(dǎo)向零件加速磨損
43、,降低模具和壓力機(jī)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(xì)設(shè)計</p><p><b> 1.標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)件:</p><p> (3)、凸模固定板 200×160×18 45鋼JB/T 7646.3</p><p> ?。?)、卸料板 200×160×16</p><p> (5)、墊板 200×160
47、15;8 45鋼JB/T 7643.3</p><p> ?。?)、擋料銷 A型由表7-13-21選取10</p><p> ?。?)、圓柱銷 12×90, 12×70,12×60,12×40</p><p> ?。?)、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> ?。?)、凸凹模固定板采用200×160×20</p><p> 模具工作零部件詳細(xì)設(shè)</p><p><b> (1)、凹模</b></p><p><b> (2)、凸模</b></p><p><b> ?。?)、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(shè)計,讓我對沖模設(shè)計有了新的認(rèn)識。學(xué)會了更多關(guān)于UG的知識,為畢業(yè)設(shè)計和日后工
51、作做了充足的準(zhǔn)備。在本次課程設(shè)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(shè)計參數(shù)的選著和計算。</p><p> 這次課程設(shè)計,也讓我對以前學(xué)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(shè)計,我發(fā)現(xiàn)模具的設(shè)計和制造只有理論知識是不行的,任何模具的設(shè)計都要有一定的實際經(jīng)驗才可以設(shè)計出更合理的模具。雖然我們可以設(shè)
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(dǎo)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(jìn)步。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> ?。?]成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計(第二版).高等教育出版社.2006.</p><p> ?。?]高軍、李熹平.沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南.化學(xué)工業(yè)出版社.2007
53、</p><p> ?。?]朱立義.冷沖壓工藝與模具設(shè)計.重慶大學(xué)出版社.2006</p><p> ?。?]鄧志平.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).西南交通大學(xué)出版社.2005</p><p> ?。?]郝濱海.沖壓模具簡明設(shè)計手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.2005</p><p> ?。?]陳劍鶴.冷沖壓模具設(shè)計圖冊.清華大學(xué)出版社.2007</p>
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