托架零件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)說明書

1、托架零件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)說明書單 位：部 門: 機(jī)械工程學(xué)院班 級(jí)：設(shè)計(jì)者： 2012.03.13.26前 言課程設(shè)計(jì)是大學(xué)三年的綜合性時(shí)間環(huán)節(jié)，目的是通過課題的設(shè)計(jì)研究培養(yǎng)綜合運(yùn)用各門課程知識(shí)的能力，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。但?？粕脑O(shè)計(jì)不完全等同本科生，應(yīng)比切與生產(chǎn)世紀(jì)相結(jié)合，應(yīng)與培養(yǎng)職業(yè)能力相結(jié)合，以體現(xiàn)高職的特點(diǎn)。在指導(dǎo)老師的精心安排和用心指導(dǎo)下，本次設(shè)計(jì)從確定課題題目，擬定設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)過程到答辯按照畢業(yè)生設(shè)計(jì)工作進(jìn)行。第一， 充分調(diào)研，確定應(yīng)用型畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。選好設(shè)計(jì)題目，設(shè)計(jì)目標(biāo)，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提。這個(gè)課題能較全面的應(yīng)用學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識(shí)或者將來工作所需求的專業(yè)技術(shù)，

2、達(dá)到綜合運(yùn)用的目的，既能夠解決企業(yè)急需解決的生產(chǎn)技術(shù)問題，又能培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)崗位能力。難度不是很大，但是使設(shè)計(jì)圖紙能直接用于生產(chǎn)，并滿足使用要求，也是不容易的。第二， 反復(fù)論證，確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。明確課題性質(zhì)意義設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)要求達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和完成時(shí)間，并確定好正確合理的設(shè)計(jì)方案。第三， 虛心求教，仔細(xì)認(rèn)真。我們高職學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)較差，設(shè)計(jì)能力較差，為了使我們盡快進(jìn)入工作狀態(tài)，指導(dǎo)老師耐心向我們介紹機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，一般步驟和設(shè)計(jì)過程等注意事項(xiàng)。由于本人設(shè)計(jì)水平有限，設(shè)計(jì)中存在的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)老師和讀者批評(píng)指正。 編者目 錄第一章 托架零件工藝性分析第二章 托架零壓工藝流程

3、分析與方案優(yōu)化第三章 托架零件彎曲計(jì)算第四章 托架零件沖壓模具參數(shù)計(jì)算第五章 模具使用說明書及維護(hù)方式第六章 結(jié)束語第七章 參考文獻(xiàn)沖壓件：托架生產(chǎn)批量：中大批量材料：08冷軋鋼板第一章 托架零件工藝性分析一、經(jīng)濟(jì)性分析由圖可知，該工件的生產(chǎn)批量是中大批量，且由于沖壓工藝對(duì)大批量生產(chǎn)有著不可比擬的優(yōu)越性，因此從大批量生產(chǎn)的因素可知，該零件適合沖壓工藝。二、材料分析由圖可知，該產(chǎn)品的材料為08冷軋鋼板，查沖壓模具及設(shè)備p28表2-3可知，該材料的材料狀態(tài)為已退火，抗剪強(qiáng)度255353mpa，抗拉強(qiáng)度324441mpa，因此該材料適合沖壓。三、結(jié)構(gòu)與尺寸1、彎曲件的形狀 由圖可知，該彎曲件形狀對(duì)稱

4、，彎曲半徑左右一致，適合彎曲。2、彎曲件的相對(duì)彎曲半徑 相對(duì)彎曲半徑r/t=1.5/1.5=1，查沖壓模具及設(shè)備p203表5-3可知，材料為08冷軋鋼板的最小相對(duì)彎曲半徑/t垂直纖維方向?yàn)?.1，且r/t=10.1，因此可以彎曲。 3、彎曲件的彎邊高度彎邊高度hr+2t，且h=9mm、r+2t= 4.5mm，因此9mm4.5mm適合彎曲。4、彎曲件的孔邊距離當(dāng)t=1.52mm時(shí)，應(yīng)滿足lt。由圖可知，該工件=6，t=1.5，因此t；=0，t=1.5，因此t。所以10mm孔可以在彎曲前沖出，而5mm孔必須在彎曲后沖出，避免發(fā)生變形。5、避免彎邊根部開裂 為避免彎邊根部開裂，應(yīng)使不彎部分退出彎曲線

5、之外，即保證br。由圖可知，=1.5，r=1.5，因此r且r。所以該工件滿足條件，不需要開槽。6、彎曲件的精度 一般彎曲件長(zhǎng)度的沖出公差等級(jí)在it13級(jí)以下，角度公差大于15。由圖可知，該工件的最大長(zhǎng)度公差=0.12，查書互換性與技術(shù)測(cè)量p19表2-3可知，公差等級(jí)= it7it13。因此該工件不復(fù)合要求，需用后續(xù)工序來保證其精度。綜上所分析，該托架零件適合于沖壓彎曲。第二章 托架零壓工藝流程分析與方案優(yōu)化一、沖壓彎曲工藝設(shè)計(jì)1、工藝類型分析：對(duì)于一般沖裁件，通?？紤]外形采用落料、內(nèi)形采用沖孔，為保證模具強(qiáng)度和不使孔發(fā)生變形，一般采用兩次或者多次工序，當(dāng)沖件形狀復(fù)雜或者尺寸較薄弱時(shí)通常可將沖件

6、的外形分步?jīng)_出，故采用先落料、后沖孔的工藝類型以保證內(nèi)孔尺寸和外形的尺寸。綜上所述，工藝類型有：落料；沖孔；彎曲。2、沖壓次數(shù)：分析沖裁件，工藝類型有落料、沖孔、彎曲?？梢苑譃閱喂ば虼螖?shù)為4次，也可以為復(fù)合工序1次加單工序2次或兩道復(fù)合工序。3、沖壓順序a：先落料后沖孔后彎曲 先沖孔后落料后彎曲；b：先沖孔后落料 采用定距刃切邊控制送料進(jìn)距，之后單獨(dú)彎曲再?zèng)_孔4、沖壓工序的組合方式方案一：沖大孔與落料復(fù)合彎兩外角彎兩內(nèi)角沖4小孔。方案二：沖大孔與落料復(fù)合（同方案一）彎兩內(nèi)角彎兩外角沖4小孔（同方案一）。方案三：沖大孔與落料復(fù)合（同方案一）彎四角復(fù)合沖4小孔（同方案一）。方案四：沖大孔、切斷與彎

7、兩外角級(jí)進(jìn)沖壓彎兩內(nèi)角沖4小孔（同方案一）。方案五：沖大孔、切斷與彎四角級(jí)進(jìn)沖壓沖4小孔（同方案一）。方案六：全部工序合并，采用帶料級(jí)進(jìn)沖壓。二、沖壓件工藝方案分析與確定1、工藝方案的分析方案一：優(yōu)點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，制造周期短，投產(chǎn)快，坯料受凸、凹模的摩擦力小，因而表面質(zhì)量較好，除工序1以外，各工序定位基準(zhǔn)一致且基準(zhǔn)一致，且與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，操作比較簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：回彈不易控制，顧形狀和尺寸不太準(zhǔn)確，工序較分散，需用模具、設(shè)備和操作人員較多，勞動(dòng)量較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本高，制造難度大且凸凹模容易受到最小壁厚的限制，使得一些內(nèi)孔間距，內(nèi)孔與邊緣間距較小的工件不宜采用，操作出件困難，因此速度不

8、宜太高，生產(chǎn)效率稍低，適合大批量加工，不安全，需要采取安全措施。方案二：具有方案一的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)也具有方案一的缺點(diǎn)，唯一的區(qū)別在于四角的彎曲順序。如果先彎兩內(nèi)角將給后面的加工帶來一些不必要的麻煩。方案三：工序比較集中，占用設(shè)備人員少，但彎曲摩擦力增大，模具壽命有所降低，零件表面有劃傷，厚度有變薄，同時(shí)回彈控制比較困難，尺寸形狀不準(zhǔn)確 ，維修周期較長(zhǎng)。維護(hù)保養(yǎng)的費(fèi)用相對(duì)而言就有所提高。方案四：與方案一從零件成形的角度上看沒有本質(zhì)上的區(qū)別，雖然工序較為集中，但模具結(jié)構(gòu)變的復(fù)雜，維修困難。方案五：本質(zhì)上與方案三相同，只是采用了就夠復(fù)雜的級(jí)進(jìn)模，雖然工序較為集中，但模具結(jié)構(gòu)變的復(fù)雜，維修困難。方案六：采用

9、了工序高度集中的級(jí)進(jìn)沖壓方式，可減少模具、設(shè)備操作人員的數(shù)量較少，可采用高速壓力機(jī)沖壓，生產(chǎn)效率最高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，適合大批量生產(chǎn)，安全性比較安全。模具的制造比單工序模復(fù)雜，成本也高，工件的定位精度有一定的難度，設(shè)備維修也較困難，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試、維修比較困難，制造周期較長(zhǎng)。綜上所述，考慮零件批量不是很大而且質(zhì)量、工人技術(shù)要求不是很高，結(jié)合彎曲工藝的分析（需彎曲后沖的孔），工廠生產(chǎn)條件、經(jīng)濟(jì)利益、生產(chǎn)周期等綜合考慮采用方案一：沖孔與落料復(fù)合彎兩外角彎兩內(nèi)角沖孔。三、托板零件沖壓工藝計(jì)算 1、托板零件的排樣：有廢料排樣： 沖出的零件質(zhì)量高，模具壽命長(zhǎng)，但是材料利用率低，適合于外形復(fù)雜、尺

10、寸精度要求高的沖壓件的生產(chǎn)沖壓。少廢料排樣： 材料的利用率較高，沖模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但精度不高，質(zhì)量較差，模具的壽命短。 無廢料排樣： 沖件質(zhì)量和模具壽命都很低，材料利用率卻是最高的，一般不可以追求。根據(jù)用戶提供的托板零件圖可知該零件外形規(guī)則簡(jiǎn)單，尺寸精度不是很高，綜合考慮該零件采用少廢料排樣即可。2、排樣分析： 零件在條料上有不同的排列形式，可分為直排、斜排、直對(duì)排、斜對(duì)排、混合排、多排、沖裁搭邊等六種。參照采用模具及設(shè)備p105 零件排樣方案應(yīng)遵循：保證在最低的材料消耗和最高勞動(dòng)生產(chǎn)條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作，使沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，并適應(yīng)車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等情

11、況。綜合考慮后該托架零件采用直排的排樣方式最為合理。二、條料與料寬的確定： 1、板料可以分為橫裁和縱裁，橫裁、縱裁又各有兩種排樣方式，即豎排、橫排。 2、條料寬度的計(jì)算：料邊和搭邊直接影響材料的利用率，為主要的考慮因素。此沖壓零件采用擋料板加擋料銷的初級(jí)定位即可。板料縱裁時(shí)，排樣應(yīng)縱排查沖壓模具及設(shè)備p107表4-18 a=2 a1=1.8p108表4-19：=0.2條料寬度b-=（dmax+2a）-=（58+21.8）-=61.6-00.8條料進(jìn)距s=30+2.2=32.2mm由沖壓模具及設(shè)備p30頁表2-5，因t=2mm,則選擇鋼板厚度為2 mm，長(zhǎng)度為3500 mm，寬度為1250 mm

12、每塊板料條料數(shù)n1=1250/61.620條每塊條料零件數(shù)n2=（3500-2.2）/32.2108塊每塊板料總零件數(shù)n3=20108=2160塊材料利用率=na/bl=（21601326.46）/（12503500）=65.49%板料橫裁時(shí)，排樣應(yīng)橫排第三章 托架零件彎曲計(jì)算一、彎曲中性層位置的確定=r+xtr-彎曲件的內(nèi)彎曲半徑；t-材料厚度；x-中性層位移系數(shù)，查沖壓模具及設(shè)備p215表5-8.=1.5+0.321.5=1.98二、彎曲件展開尺寸計(jì)算因?yàn)閞/t=1.5/1.5=10.5，彎曲件變薄不嚴(yán)重，按中性層展開原理，坯料總長(zhǎng)度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧部分長(zhǎng)度之和，即-坯料展開總長(zhǎng)

13、度（mm）；-彎曲中心角（）。=27.5+224+22+498mm三、回彈值的確定 因?yàn)閞/t=158故只需要考慮角度回彈。由查表5-4 得到=3o 四、工序沖壓力的計(jì)算1工序一（沖孔、落料復(fù)合）1）沖裁力 f=kltbf-沖裁力(n)l-沖件周邊長(zhǎng)度(mm) t-材料厚度（mm）b-材料抗剪強(qiáng)度（mpa）k-一般取1.3 l=l落料+l沖孔 =（94+26）2+10+4 =1202+31.4+12.56 =266.88+ =287.98mm查沖壓模具及設(shè)備p29表2-3得 bmax=353mpa f=kltb =1.3287.981.5353 =198231.03n2）卸料力與頂件力的計(jì)算查

14、沖壓模具及設(shè)備p110表4-22 kx=0.04 kd=0.06fx=kx f =0.04198231.03 =7929.24n fd= kd f=0.06198231.03 =11893.86n3)壓力機(jī)標(biāo)稱壓力的確定采用彈性卸料裝置和上出料的沖模時(shí) f=ffxfd =198231.037929.2411893.86 =218054.13n =218.05kn p(1.1-1.3) f p1.3218.05kn p283.47kn 查沖壓模具及設(shè)備p41選擇設(shè)備，選取jc2335型開式雙柱可傾式壓力機(jī)。2.工序二、工序三（彎曲）1）彎u型件的彎曲力 f自=0.7kbt2b/r+t b抗拉強(qiáng)度

15、 b=441mapk-一般取1.3f自=0.71.3301.52441/1.51.5 =9029.48n2）頂件力 fd=(0.3-0.8)f自 =0.89029.48 =7223.58n3）壓力機(jī)標(biāo)稱壓力的確定 p=（1.6-1.8）（f自fd） =1.8(9029.487223.58) =22031.92n =29.25kn查沖壓模具及設(shè)備p41選擇設(shè)備，選取j23-6.3型開式雙柱可傾式壓力機(jī)。3.工序四（沖45mm孔）1）沖裁力 f=kltb l=4(3.145) =415.7 =62.8mm f=1.362.81.5441 =54kn2）卸料力與頂件力的計(jì)算 fx=kx fkx查沖壓

16、模具及設(shè)備p110表4-22 kx=0.05 fx=0.0554 =2.7kn fd= kd fkd查書p110表4-22kd=0.06 fd=0.0654 =3.24kn3)壓力機(jī)標(biāo)稱壓力的確定 采用彈性卸料裝置和上出料的沖模時(shí) f=ffxfd =542.73.24 =59.94kn p(1.1-1.3) f p1.359.94 p77.92kn 查書p41選擇設(shè)備，選取j2310型開式雙柱可傾式壓力機(jī)。第四章 托架零件沖壓模具參數(shù)計(jì)算1.凸模圓角半徑rp當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r/t5-8、且不小于rmin/t時(shí)，凸模的圓角半徑取等于彎曲件的圓角半徑，即rp=r。因此rp=1.5mm。2.凹

17、模圓角半徑rd凹模圓角半徑的大小對(duì)彎曲變形力、模具壽命、彎曲件質(zhì)量等均有影響。t2mm時(shí)，rd=（3-6）t；rd=61.5=9mm。3.凹模深度lo凹模深度過小，則坯料兩端未受壓部分太多，彎曲件回彈大且不平直，影響其質(zhì)量；凹模深度過大，則浪費(fèi)模具材料，且需壓力機(jī)有較大的工作行程。該件屬于u形件，u形件對(duì)于彎邊高度大，而平直度要求不高的u形件，其深度值經(jīng)查書p231表5-16得lo=25mm。4.凸、凹模間隙。對(duì)于u形件類彎曲件，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)當(dāng)確定合適的間隙值。間隙過小，會(huì)使彎曲件直邊料厚減薄或出現(xiàn)劃痕，同時(shí)還會(huì)降低凹模壽命，增大彎曲力；間隙過大，則回彈增大，從而降低了彎曲件精度。所以生產(chǎn)中，

18、u形件彎曲模的凸、凹模單邊間隙一般按下公式確定：z=tmax+ctt彎曲件材料的厚度c間隙系數(shù) 彎曲外圍兩個(gè)外角時(shí)查沖壓模具及設(shè)備p231表5-17 c=0.05彎曲內(nèi)部?jī)蓚€(gè)角時(shí)查沖壓模具及設(shè)備p231表5-17 c=0.05z= tmax+ct =1.50.051.5 =1.585.u形件彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差其原則是：標(biāo)注外形尺寸時(shí)，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，間隙取在凸模上；標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。1）彎曲件標(biāo)注外形尺寸時(shí) ld=（lmax0.75） lp=（ld2z） lmax、lmin彎曲件的橫向最大、最小極限尺寸 彎曲件橫向的尺寸公差 =1.2 、d彎曲凸、凹模的

19、制造公差 z凸、凹模單邊間隙 ld=（lmax0.75） =2）彎曲件標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)形尺寸時(shí)lp=（lmin0.75） ld=（lp2z） 第五章 模具使用說明書及維護(hù)方式一、模具的使用 模具安裝在型號(hào)為jc23-16，最大閉合高度為220mm的開式雙柱可傾壓力機(jī)： 1、安裝前江模具安裝表面清理干凈，確認(rèn)模具正確安裝在機(jī)床上。2、安裝后空合模數(shù)次將模具閉合高度，使用合理的墊塊高度，調(diào)整模具為最佳沖壓高度。3、模具使用過程中應(yīng)充分保證工作人員的活動(dòng)范圍。4、在沖裁過程中若發(fā)現(xiàn)有異常聲音時(shí)應(yīng)立即停止運(yùn)行機(jī)床，排除故障后方可繼續(xù)使用。5、沖裁過程一段時(shí)間后應(yīng)及時(shí)清理模具凸凹模上的毛刺，防止積瘤的產(chǎn)生。6、所

20、有工件沖裁完成后應(yīng)江模具從壓力機(jī)上卸下，按模具維護(hù)說明書正確有效防止。二、模具維護(hù)方式1、按總裝圖正確裝配模具。2、按所選壓力機(jī)安裝模具并保證壓力中心與模具中心重合。3、打開模具確認(rèn)模具型面無異物，確定擋料銷、導(dǎo)料板的位置正確。4、運(yùn)行壓力機(jī)空合模數(shù)次，保證正確運(yùn)動(dòng)和定位。5按模具設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)試模具并生產(chǎn)。6、在沖裁過程中時(shí)刻檢查廢料是否排放順暢，若出現(xiàn)堵塞情況應(yīng)立即停止機(jī)床，對(duì)廢料進(jìn)行排除。7、模具使用人員應(yīng)站立在模具工作臺(tái)面前端的兩側(cè)。8、模具使用時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查模具的工作臺(tái)面和工作刃口，清除材料的積瘤，排除在不正確使用過程中的廢料，以免產(chǎn)生廢料粘模。9、使用完畢后應(yīng)該壓料面，型面應(yīng)出去材料積瘤。10、按照每生產(chǎn)30005000件后，按上述模具保養(yǎng)以延長(zhǎng)使用壽命?？偨Y(jié)本次課題設(shè)計(jì)讓我系統(tǒng)地鞏固了所學(xué)的課程，通過課題設(shè)計(jì)使我更加了解到?jīng)_壓模具加工在實(shí)際生產(chǎn)中的重要地位。從分析零件圖到模具的設(shè)計(jì)與裝配圖的繪制，在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，自己認(rèn)真的設(shè)計(jì)制作。在這次課題設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)沖壓模具方面的資料，特別是沖壓模具在實(shí)際中可