十字架模具設計主干課說明書

1、 XXXXXXX大學主干課說明書 班級：姓名：指導教師：完成日期：任 務 書一、主要內容和基本要求以模具設計為例。1任選一個沖裁件或塑料件，分析其模具成型工藝，計算模具工作部分尺寸。（有精力的同學，可以選一個工作零件進行有限元受力分析）2. 畫出模具裝配草圖。草圖要求能夠清楚表達出模具的主要工作部件，并結合草圖對其工作過程進行說明。畫出主要零件的三維模型，并簡要寫出建模過程。（有精力的同學，可以畫出三維裝配圖或爆炸圖）3說明模具主要零件的材料型號及其選擇方法。4說明你所選擇的模具材料中的一種，寫出其熱處理工藝及熱處理后達到的主要力學性能。5寫出你設計的模具的主要零件（一至二個，如塑料模具的型腔

2、，沖裁模具的凹模版，凸模固定板等）的加工制造方法，編寫其數(shù)控加工程序代碼（數(shù)控車、銑、電火花加工等）。6寫出模具的裝配工藝。內容可以選做其他裝備、機構等，但要求包含結構設計、主要零件設計分析、裝配草圖、主要零件材料選擇及熱處理、主要零件的加工方法、裝配等內容。 二、上交材料課程設計說明書，包含主要內容的所有項目， 8000字（正文10頁）左右。 1份三、指導教師評語 該生設計的全過程表現(xiàn) ，設計內容反映的基本概念 ，綜合運用知識和分析解決問題能力 ，說明書書寫 。綜合評定成績： 指導教師日期摘要 沖壓形成作為現(xiàn)代工業(yè)中一種重要的加工方法，用以生產各種板料零件，具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形具有自重

3、輕，強度大，互換性好，成本低，生產過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產效率高等優(yōu)點，是一種其他加工方法所不能相比和替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛的應用于汽車，能源，機械，信息，航空航天和日常生活的生產之中。本次設計是利用冷沖壓技術完成E形件的高效、大批量加工，具體采用復合模。在設計過程中，通過了解和掌握沖壓模具材料及連續(xù)沖壓模具設計的有關知識，首先進行工件加工的工藝分析、精度和粗糙度、材料和最終工藝方案的確定；接下來對模具進行總體結構設計，完成模具的操作和定位方式、卸料與出料方式、模具類型及精度的確定；再對模具沖壓力、凹模刃口尺寸及公差進行計算；最后，完成模具設計的主體部分，主

4、要包括凹模設計、凸模設計、堅固件及定位件的選擇、卸料與出料零件的選用、模架及其他模具零件的選擇主要完成了模具的工作零件、定位零件、導向零件和裝配零件的設計。 關鍵詞：模具；沖裁件；凸模；凹模 IAbstract Stamping forming as modern industry an important processing methods, used in the production of sheet metal parts, with many unique advantages, its forming has the advantages of light weight, hig

5、h strength, good interchangeability and low cost, the production process easy to realize the advantages such as high mechanical, automation and production efficiency of is a other processing methods could be compared with the alternative of advanced manufacturing technology and in manufacturing indu

6、stry with strong competitiveness, has been widely used in automobile, energy, machinery, information, production of aerospace and daily life among.The design is the use of cold stamping technology to complete the E - shaped parts of the high - efficient, large - scale processing, the specific use of

7、 compound die. In the design process, through the understanding and mastery of relevant knowledge of materials and stamping dies for stamping die design, process analysis, firstly the workpiece machining accuracy and surface roughness, material and final process scheme; then overall structure design

8、 of the mould, finish the mold operation and positioning, unloading and determined the type of mold and precision cutting mode, to die; pressure, die edge dimensions and tolerances were calculated; finally, the completion of the main part of the mold design, including the design of die, punch design

9、, fasteners and positioning parts unloading and selection, selection, mold and other parts the selection of mold parts mainly completed the design work of the mold parts, positioning parts, steering parts and assembly parts.Key words: die； blanking part； convex dieII目錄 摘要IAbstractII一 工藝分析1二 確定工藝方案1三

10、 模具形式的確定及工藝設計2四 模具結構設計7五 沖模主要零部件的設計與選用8六 模架及零件9七 其它支承零件及緊固件10八 模具的裝配11結論12致謝13參 考 文 獻13一 工藝分析 此沖件為退火35號鋼，料厚4mm，沖件尺寸精度為IT12級，形狀并不復雜，尺寸大小為中型沖件，產量為大批量，屬于普通沖壓。此沖件在沖裁時應注意以下事項：1、 此工件厚度為4毫米，沖裁力很大，選擇壓力機時注意。2、 制件中等大小，可采用經營濟的取件方式。3、 即有落料又有沖孔，直徑14的凸模要注意防止其斷裂。4、 是大批量生產的工件，應重視模具材料和結構的選擇，保證模具有高壽命。5、 精度為IT14級，可采用線

11、切割加工。以上幾點是此沖件沖壓時較為困難之處，要想得到合理的沖件，并適應大批量的生產數(shù)量的需要，提高模具壽命是必須處理好的課題。二 確定工藝方案 從沖件的結構和形狀可知，其基本工序有沖孔、落料兩種，但根據(jù)先后工序的不同排列，可以設計出以下七種方案：1落料外形，沖孔直徑14，沖孔直徑35，級進模沖裁。2落料外形，沖孔直徑35，沖孔直徑14，級進模沖裁。 3沖孔直徑14，沖孔直徑35，落料外形，級進模沖裁。4沖孔直徑35，沖孔直徑14，落料外形，級進模沖裁。5沖孔直徑35、直徑14，落料外形，級進模沖裁。6落料外形，沖孔直徑35，直徑14，級進模沖裁。7落料外形、沖孔直徑35、直徑14一次成形，復

12、合模沖裁。 方案1、2、3、4屬于沖三次才成型，側刃設置四個浪費材料，不合理。 方案5，先沖完孔，再落料，即省料又有足夠強度，不至于變形影響總裁質量。 方案6，嚴重影響工件強度，倒致工件變形，不能采用。 方案7，復合模。 綜上所述5，7都可以，但材料厚度為四毫米選取復合模較好。三 模具形式的確定及工藝設計因制件材料較厚，制件是用來做彈簧吊耳的所以對制件平直度要求也不高，采用剛性卸料裝置，制件較厚，步距較大，落料凸模也較大，所以采用倒裝式復合模。1計算毛壞尺寸由原始資料可知總寬 =90據(jù)文獻1表4-5可知 r/t=6/4=1.5 x=0.36r>0.5t的彎曲件由于變薄不嚴重，按中性層展開

13、的原理，壞料總長度應等于彎曲個直線部分和圓弧部分之和，即 =150式中 表示壞料展開總度； 表示彎曲中心角。 2畫排樣圖因為設計的是復合模所以只需要一個工步據(jù)文獻1表3-4可知 =4 =3.5 據(jù)文獻1表3-21可知采用無側壓裝置的模具能使條料沿著導料板送進據(jù)文獻1表3-15 表3-14 可知 =1.0 =0.5條料寬度導料板間距離 導料板間距離 A=B+Z所以 B=155 A=158排樣圖如下所示3計算材料利用率據(jù)文獻1式3-9可知 =式中A 表示一個步距內沖裁件的實際面積;B 表示條料寬度;S 表示步距. 4計算沖壓力完成本制件所需的沖壓力由沖裁力 推料力組成1. 沖裁力由沖孔力和落料力組

14、成 =1944NF 表示沖裁力L 表示沖裁周邊長度T 表示材料 表示材料抗剪強度K 表示系數(shù),一般取1.3據(jù)文獻2可知 35號鋼 =490645Mpa由于是剛性御料,工件較厚所以卡在凹模中的沖裁件為2件據(jù)文獻1表3-19可知KT=0.045 =1944+2×0.045×1944 =2188N5初選壓力機據(jù)文獻2表4-33可知J-336計算壓力中心本制件圖形規(guī)則,左右對稱,前后也對稱,故采用解析法求壓力中心較為方便,建立坐標如下圖所示X0=0Y0=07計算凸凹模刃口尺寸本制件設計的是復合模，可按配作法計算刃口尺寸據(jù)文獻1表3-5可知雙面間隙 據(jù)文獻1表3-6可知 由文獻3表2

15、-2 表3- 6可知尺寸偏差 模具制造偏差 0.5 0.035 0.5 0.030 0.5 0.030 0.5 0.035 0.75 0.025 0.5 0.020 0.5 0.020因為設計的是復合模所以落料部分以凹模為基準來配作凸模1) 凹模磨損后變大尺寸2) 凹模無變化尺寸工件尺寸為時凸模刃口尺寸按凹模實際尺寸配,保證雙面間隙(0.640.88)沖孔部分 沖孔時應以凸模為基準來配作凹模1) 凸模磨損后變小尺寸式中 相應的凹模刃口尺寸; 工件的最大極限尺寸; 工件的最小極限尺寸; 工件的基本尺寸; 工件公差; 工件偏差; 凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配,保證雙面間隙(0.640.88).凹模

16、制造偏差,通常取, 凸模制造偏差,通常取四 模具結構設計1凸凹模的設計因制件簡單，是復合模，采用整體式矩形凸凹模校為合理，大批量生產。據(jù)文獻2表3-5選用Gr12MoV為凸凹模材料。1） 確定凸凹模最小厚度H值已知S=90據(jù)文獻1表3-25可知K=0.4H=KS =36S 表示垂直送料方向的凸凹模刃壁間最大距離2)確定凸凹模周圍尺寸L×B據(jù)文獻3表2-140可知C=52L=b+52×2=254B=a+52×2=194C 表示刃口邊界到凸凹模邊的距離據(jù)文獻2表5-43可知凸凹模尺寸L×B=250×2002） 選擇模架及確定其他沖模零件尺寸由凸凹模

17、周圍尺寸及厝架閉合高度在220265之間查文獻2表5-8可知上模座 下模座 導柱 導套250×200×50 250×200×60 32×210 32×115×8據(jù)文獻2表5-4可知 凸凹模長度墊板凸模固定板落料凹模63250×200×8250×200×20250×200×55卸料板凸凹模固定板螺釘圓柱銷250×200×18250×200×22M12×7512×70卸料螺釘螺釘圓柱銷圓柱銷12×55

18、12×9512×9012×60五 沖模主要零部件的設計與選用1工作零件 凸模的結構形式及其固定方法，凸模為非圓形凸模，結構形式是工作部分為矩形，固定部分為圓形，固定方法采用臺肩固定，其結構如圖所示：2凹模的外形結構及其固定方法凹模外形結構如圖所示，固定方法采用臺肩固定。送進導向方式與零件，采用固定擋料，導料銷，擋料銷高度為h=3mm。3送料定距方式與零件，定距方式活動擋料銷4卸料裝置該模具卸料采用彈壓卸料裝置，其基本零件是卸料板，彈性元件（彈簧），卸料螺釘5推件裝置推件采用剛性推件，剛性推件其基本結構為打桿，推板，連接推桿六 模架及零件1模架根據(jù)國家標準，選用中間

19、導柱圓形模架，其特點是導向裝置都是安裝在模具的對稱線上，滑動平穩(wěn)，導向準確可靠。2導向裝置 導柱的結構形式 導套的結構形式3上、下模座上下模座的作用是直接或間接地安裝沖模，所有的零件分別與壓力機滑塊和工作臺接傳遞壓力。因此，必須必須十分重視上下模座的強度和剛度。一般模座材料選HT200。矩形模板的長度應比凹模長度大4070mm，而寬度取與凹模寬度相同或稍大的尺寸。模板輪廓尺寸應比沖床工作臺漏料孔至少大4050mm。模板厚度可參照凹模厚度估算，通常為凹模厚度的11.5倍。七 其它支承零件及緊固件1模柄選用旋入式模柄，并加螺絲防松，2凸模固定板和墊板 根據(jù)凸模固定和緊固件合理布置的需要，凸模固定板

20、厚度一般為凹模厚度的60%80%，凸模固定板與凸模為過渡配合（H7/h6），壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。墊板的作用是直接承受凸模的壓力，所以還需加一塊墊板。螺釘、銷釘在沖模中起緊固定位作用，因此要確定它的規(guī)格和緊定位置。按如下方式選擇：螺釘選用內六角，它緊固牢靠，螺釘頭不外露，模具外形美觀。螺釘、銷釘規(guī)格根據(jù)沖壓工藝力的大小、凹模厚度確定?？刹楸?-35，銷釘常用圓柱形的，同一個組合一般不少于兩個。八 模具的裝配1模具裝配的原則沖壓模具安裝時，必須注意如下各項要求。（1）間隙的均勻。模具的間隙不均時，容易使間隙產生過大的毛頭，以及引起模具的嚙齒、燒結、凸模折斷等現(xiàn)象。（2）上下模的平行度

21、。本項為沖壓模具的關鍵要求。上下模的平行度不良時，在加工中就無法保持適當?shù)娜锌陂g隙與吻合狀態(tài)，因而引起模具的嚙齒、燒結、沖頭折斷或刃口損壞等情形。（3）凸模與凹模的適當壓入量。凸模壓入凹模過深時，容易引起模具的加速磨耗。正常的壓入深度為：比剛好能夠剪斷稍微深一點即可。結論對于這次課程設計，由于以前從未接觸過冷沖壓模具，開始時比較吃力。為此，多方詢問于指導老師，參考查閱了很多有關沖壓模具的資料，故而掌握了許多與沖壓模具知識。當然，由于是從零開始，其過程中也遇到許多不懂的地方和很多高深困難的地方，現(xiàn)總結如下：1.關于沖壓工藝的分析，可以得知：在沖壓生產過程中，工藝設計時各種工藝參數(shù)的正確采用，是獲

22、得優(yōu)質沖壓件的決定因數(shù)，而合理、先進的沖壓模具則是實現(xiàn)按參數(shù)加工的基礎和保證；沖壓模具設計的合理性、先進性和適用性，對于材料利用率和沖壓件合格率和的高低、模具加工的工藝性及模具的使用壽命等都具有重要的影響，其屬性的高低是評價一個模具設計的優(yōu)良的關鍵。2.凹、凸模的設計是模具設計的核心部分。在凹、凸模結構的整體設計和材料的選擇過程中，參考相應的設計手冊，可以省去不少計算過程，同時通過PRO/E軟件的三維建模功能來輔助設計，大大提高了模具的可應用性。利用電腦三維軟件輔傳統(tǒng)設計將成為我國模具事業(yè)未來的發(fā)展主要方向。3.在經過前兩點總結之后，接下來要確定整個沖模的結構零部件，主要是一些非標準件的設計和標準件的選擇。由于生產規(guī)模的不斷擴大，產業(yè)的標準化已成為一種趨勢，沖壓模具的標準化也同步而行。由于條件有限，本次設計只完成了各個零部件的二維工、相應的三維零件圖和模具總裝圖，沒有真正的實體加工。不過，由于有PRO/E軟件的加入，彌補了少許不能看到自己親自設計實物 的遺憾?？偟膩碚f，整個課程設計設計