護罩殼側壁沖孔模設計

1、2002級冷沖模課題畢業(yè)設計任務書一、設計題目：護罩殼側壁沖孔模設計二、原始數(shù)據(jù)：1、冷沖壓件零件圖(包括零件尺寸、精度、材料等)。2、生產(chǎn)批量為大批大量。三、設計要求：1、保證規(guī)定的生產(chǎn)率和高質(zhì)量的沖壓件的同時，力求成本低、模具壽命長。2、的冷沖模必須保證操作安全、方便。3、模零件必須具有良好的工藝性，即制造裝配容易、便于管理。4、便于搬運、安裝、緊固到?jīng)_床上并且方便、可靠。5、保證模具強度前提下，注意外形美觀，各部分比例協(xié)調(diào)。四、設計圖紙1、模具總裝圖一張。2、全部模具零件圖紙（其中至少有一張電腦繪圖）。說明書1、資料數(shù)據(jù)充分，并標明數(shù)據(jù)出處。2、計算過程詳細、完全。3、公式的字母含義應標

2、明，有時還應標注公式的出處。4、內(nèi)容條理清楚，按步驟書寫。5、說明書要求有計算機打印出來。目 錄一、罩殼的工藝分析二、沖裁力、卸料力、頂出力的計算三、初選壓力機四、凸模的結構設計五、凹模的結構設計六、刃口的尺寸計算七、壓力中心的計算八、定位裝置的設計九、卸料裝置的設計十、頂料裝置的設計十一、沖模的導向選用十二、其它零件的設計十三、模架及其零件選用十四、模的安裝和安全技術十五、整個模具的動作分析十六、計體會及致謝十七、參考資料1 罩殼的工藝分析1.1 零件圖 圖1.1 護罩殼1.2 零件圖的工藝分析沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過程包括備料沖壓加工工序必

3、要的輔助工序質(zhì)量檢驗組合、包裝的全過程，但分析工藝性的重點要在沖壓加工工序這一過程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點分析零件的結構工藝性。首先，我們必須清楚沖裁件的結構要素，其要素包括：（選自沖壓工藝與模具設計P45）(1)、沖裁件的內(nèi)、外形轉角處應避免尖銳的轉角，應有適當?shù)膱A角。一般應有R > 0.5t(t為板料厚度)的圓角，否則模具壽命將明顯降低。(2)、沖裁件上應盡量避免窄長的懸臂和凹槽。最好b > 2t、l < 3t。對于高碳鋼、合金

4、鋼等硬質(zhì)材料，允許值應增大30%50%；對于黃銅、純銅和鋁等軟材料，可減少20%25%。(3)、沖裁件上孔與孔之間，孔到零件邊緣的距離，受模具強度和制件質(zhì)量的限制，其值不能太小，一般要求 b 2t (4)、因受凸模強度和穩(wěn)定性的限制，沖裁件的孔不能太小結合實際圖紙得出如下工藝分析： 零件是在已拉抻完成了的圓形體上小沖孔，筒形長為，要求沖出8個的小孔，兩上一列，共4列，各自分布在的角方向上，從結構上分析來看，兩側孔的要求同心度較高，因此模具結構設計采取上下孔同時沖出的工藝方案。但是一次沖孔只能完成對稱的兩列及4個孔，所以要分兩次沖孔才能完成，側壁上的8個孔，那么就需要高置一個定位裝置來控制第二次

5、沖孔的定位。其次如果采用一般的單懸臂式?jīng)_孔模，沖裁時模具體做法受偏載，工作不平穩(wěn)，將加速刃口的磨損，降低模具的壽命，該模具一次對稱沖兩件，工作平穩(wěn)，同時也能減小刃口的磨損?？紤]到取放工件的方便采用后側導柱模架導向沖裁。最后是關于是否要確定排樣方案，根據(jù)排樣概念分析如下：加工此零件為大批大量生產(chǎn)，沖壓件的材料費用約占總成本的60%80%之多。因此，材料利用率每提高1%，則可以使沖件的成本降低0.4%0.5%。在沖壓工作中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量的生產(chǎn)中，較好的確定沖件的形狀尺寸和合理的排樣的降低成本的有效措施之一。由于材料的經(jīng)濟利用直接決定于沖壓件的制造方法和排樣方

6、式，所以在沖壓生產(chǎn)中，可以按工件在板料上排樣的合理程度即沖制某一工件的有用面積與所用板料的總面積的百分比來作為衡量排樣合理性的指標。同時屬于工藝廢料的搭邊對沖壓工藝也有很大的作用。通常，搭邊的作用是為了補充送料是的定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料時的步距誤差以及送料歪斜誤差等原因而沖出殘缺的廢品，從而確保沖件的切口表面質(zhì)量，沖制出合格的工件。同時，搭邊還使條料保持有一定的剛度，保證條料的順利行進，提高了生產(chǎn)率。搭邊值得大小要合理選取。 （選自沖壓工藝與模具設計P55）根據(jù)零件具有對稱性以及裝料的特點分析得出，排樣方案沒有必要。2 沖裁力、卸料力、頂出力的計算2.1 沖裁力的計算根據(jù)教材知

7、識，采用沖裁力公式：( 沖壓工藝與模具設計實用手冊P175 ) .2.1式中： 沖裁輪廓的總長度 析料厚度 板料的抗拉強度沖裁件為20號鋼，抗拉強度=353500取=400那么： =3.14161.5400 =301442.2 卸料力的計算一般情況下，沖裁件從板料切下以后受彈性變形及收縮影響。會使落料件梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。從凸模上將沖件或廢料卸下來所需的力稱卸料力。影響這個力的因素較多，主要有材料力學性能、模具間隙、材料厚度、零件形狀尺寸以及潤滑情況等。所以要精確地計算這些力是困難的，一般用下列經(jīng)驗公式計算： 根據(jù)選自沖壓工藝與模具設計知識，采用經(jīng)驗公式：=.2.2

8、式中：為卸料力為卸料系數(shù)，其值查表（1-7）為沖裁力表1-7 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)、材料種類板料厚度/鋼0.1>0.10.5>0.52.5>2.56.5>6.50.060.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030. 10.0650.0500.0450.0250.140.080.060.050.03黃銅、紫銅0.020.060.030.09鋁、鋁合金0.0250.080.030.07那么： =0.0430144 =1205.76(此卸料力為單孔卸料力)2.3 頂件力的計算根據(jù)選自沖壓工藝與模具設計知識，采用經(jīng)驗公式； =.2.3式

9、中: 為頂件力為頂件力系數(shù)，其值見表（1-7）為沖裁力那么； =0.0630144 =1808.642.4 計算總沖裁力 根據(jù)選自沖壓工藝與模具設計知識，采用總沖壓力的計算公式： =+2.4式中： 為總沖裁力=8=301448=241152為總卸料力=4=1205.764=4823.04為總頂件力=4=18080.644=72322.56那么： =2411852+4823.04+72322.56 =318297.63 初選壓力機3.1 壓力機的選取原則根據(jù)總的沖壓力選取大于總沖壓力的壓力機沖裁。選擇合適的壓力機型號，使之與模具行成合理的配置關系，可提高模具使用過程中的安裝可靠性，從而提高產(chǎn)品質(zhì)

10、量、生產(chǎn)率和模具壽命。選擇壓力機型號主要是使其技術規(guī)格能符合模具成型工藝的要求，主要考慮公稱壓力、閉合高度、滑塊行程以及工作臺墊板尺寸等。根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，沖壓的集合尺寸和精度要求等來選擇設備的類型。對于中小型的修邊件主要采用開式機械壓力機。雖然開式?jīng)_床的剛度差，在沖壓力的作用下床身的變形能破壞修邊模的間隙分布，降低模具的壽命和修邊件的表面質(zhì)量?？墒撬峁┝藰O為方便的操作條件和非常容易安裝的機械化附屬裝置的特點，使它成為目前中、小型沖壓設備的主要形式。根據(jù)沖壓件的尺寸、模具的尺寸和沖壓力來確定沖壓設備的規(guī)格。1、壓力機的公稱壓力必須大于沖壓所需要的總沖壓力，即：>

11、;2、機的行程大小應適當。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，對于修邊等模具，其行程不宜過大，以免發(fā)生凸模與導板分離（導板模）或滾珠導向裝置脫開的不良后果。3、沖模的閉合高度相適應。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間。4、壓力機工作臺的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸并還要留有安裝固定的余地。但在過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受力條件也是不利的。3.2 選取壓力機根據(jù)上述原則，我們查表選用開式壓力機(沖模設計手冊表C-1)開式?jīng)_壓機的重要參數(shù)如下:噸位: 行程： 模柄孔： 4 凸模的結構設計4.1 凸模選取原則為了保證凸模能夠正常工作，設計任何

12、結構形式的凸模都必須滿足如下三原則。4.1.1 精確定位凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何的移位，否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴重時造成啃模。4.1.2 防止拔出回程時，卸料力對凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模結構應能防止凸模從固定板中拔出來4.1.3 防止轉動對于一些截面比較簡單的凸模，例如長圓形、半圓形、矩形等，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，常常將凸模固定段簡化圓形。這時就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉動，否則將出現(xiàn)啃?，F(xiàn)象。4.2 凸模的結構 根據(jù)沖孔的形狀和尺寸設計（圖形如下） 13.2壓入式模柄13.5 固定板的選擇凸模通常用固定板固定在模

13、板上。凸模固定板有圓形和矩形兩種，其平面尺寸除保證能安裝凸模外，還要考慮到螺釘和銷釘孔的設置。其外形與尺寸通常與凹模板相同，厚度一般取等于凹模厚度的0.81倍。固定板與凸模采用過渡配合（H7/m6），壓入后將凸模尾端與固定板一起磨平。13.6 墊板的選擇墊板的作用是直接承受和分散凸模傳來的壓力，以降低模板單位面積上的壓力。在凸模固定板與上模之間加一塊淬硬的墊板，可避免硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖擊壓力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動，墊板的形狀與尺寸應與固定板相同，其厚度一般取610。13.7 緊固件的選擇 沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷釘。受力較大的連接螺釘一般采用內(nèi)六角螺釘，其特點是用4

14、5號鋼制造，并淬火3540HRC，因此可承受較大的拉應力，而且這種螺釘緊固牢靠，且螺釘頭埋在凹模內(nèi)，使結構緊湊，外形美觀。螺釘?shù)奈恢帽M可能對稱，以使零件受力均勻。銷釘起定位作用，防止零件之間發(fā)生錯移，其本身受剪應力。銷釘一般用兩個，多采用圓柱銷釘，與零件上的銷孔采用過渡配合，若零件受到的錯移力大的時候則選用較大的銷釘。當零件采用窩座定位的時候，則不用銷釘。13.8 限位圈的選擇根據(jù)凸模的伸出高度設計，其圖如下：圖13.3限位圈13.9 模具主要零件的尺寸規(guī)格及閉合高度綜上分析，確定本模具的主要零部件的尺寸規(guī)格為： 上模座 下模座 上模墊板 下模墊板 上凸模固定板 下凸模固定板 卸料板 凹模 限

15、位圈 橡膠工作壓縮后高度 模具閉合高度： 14 模的安裝和安全技術沖模的使用壽命、工作安全和沖件質(zhì)量等與沖模的正確安裝有著極密切的關系。沖模在壓力機上的安裝程序是首先上模固定在壓力機滑塊上，根據(jù)上模位置固定下模。沖模安全技術包括人身安全技術和裝備安全技術兩個方面。前者主要是保障操作者的人身、特別是雙手的安全，也包括降低沖壓噪聲，后者主要是防止裝備事故，保證模具或壓力機不受意外損傷。壓力機所采用的安全措施主要有以下幾種：a) 裝設固定防護罩，不使操作者接近危險區(qū)。在踏腳板上裝防護罩，以免重物墜落沖擊踏腳板而意外開機，從而造成滑快下降而引起工傷事故。b) 使操作者因進行操作等必要動作而離開危險區(qū)。

16、如采用雙手操作裝置，裝設互鎖操作系統(tǒng)等各種安全裝置。對于雙手操作裝置，只能是雙手同時按下按鈕時，才能使離合器工作。這樣，當模具進行動作時，雙手必然離開危險區(qū)。c) 采用機械和電器的方法使壓力遇到危及人身安全時實現(xiàn)緊急停車并予以排除，如采用微動開關、光電安全裝置、電容式保護裝置等。d) 使用防止由于操作者誤操作而造成連沖的裝置及防止由機械、電氣故障所造成滑塊下落的緊急制動器。e) 不使操作者的手進入危險區(qū)。如采用自動送料裝置、半自動送料裝置及各種手工工具等。在取件和清除廢料等也常用機械手等自動裝置及氣動排除裝置。15 整個模具的動作分析此模具的總裝配圖如下：圖16.1 模具裝配圖該模具一次對稱沖

17、兩件，工作平穩(wěn)，兩個凹模7從側壓入凹模體12內(nèi)，并由銷釘13定位，凹模體12由兩導柱5進行精確導向，不工作時由彈簧4頂起，并由卡圈15限位，因此凹模7是浮動的，隨上模的下行，在固定板8與卸料板30之間的橡膠19壓縮到極限、凹模體12與限位圈27相互抵住之前，可由上下沖孔凸模完成上、下兩孔的沖裁，回程時凹模體由彈簧頂起使下沖孔凸模與工件脫離，彈壓卸料板壓緊工件，可使上沖孔凸模脫離工件時，減小孔周邊不必要的變形沖孔廢料順凹模的錐面排出。16 計體會及致謝在畢業(yè)設計之前，我也完成過冷沖模設計、塑料模設計以及液壓課程設計與機械設計。經(jīng)過這些設計之后，使我對模具這門專業(yè)有了濃厚的性趣，對設計有了深刻的認

18、識和提高。使我對設計的過程和前期的準備工作有了一定的經(jīng)驗，也為我這次的畢業(yè)設計奠定了其礎，經(jīng)過老師的指導，我基本上能夠獨立完成畢業(yè)設計。雖然經(jīng)過這么多次的設計，但也存在著不少的問題，經(jīng)總結歸納有以下幾點：一、沒有設計經(jīng)驗：雖然完成過多次設計，但是都是紙上談兵，沒有實實在在的設計經(jīng)驗。在設計過程中，有許多零件尺寸取值不會，因為模具設計與制造這門專業(yè)實踐性比較強，許多知識都是從經(jīng)驗中總結而出的，比如說凸模一修模余量一般取410mm，凸模與卸料板之間一般凸模縮進卸料板0.1mm，公差的配合選用，各零件的表面粗糙度的要求等等，都需要我們具有豐富的工作經(jīng)驗，這一點在學校可能是得不到提高了，只有在以后的工

19、作中不斷總結和提高。二、知識還非常的欠缺：機械、模具這個行業(yè)知識面是非常的廣泛，它涉及到力學、熱處理學、電學、化學、數(shù)學、經(jīng)濟學等知識，尤其是力學、數(shù)學和熱處理學最為突出，常常要計算凸模等零件的剛度、強度，彈簧、橡膠的彈性等。在這次的畢業(yè)設計中，就是因為力學知識欠缺才使我的畢業(yè)設計花費了大量的時間，這是對于我們從事模具設計這行業(yè)的人來說是很不利的，因這時間就是金錢，從經(jīng)濟的角度來考慮，花費時間越多就會使生產(chǎn)周期加長，就會導至生產(chǎn)效率低。其次，當今社會的竟爭也是時間的竟爭，誰搶先在前，誰就先占有商機、占有市場。所以，我們要不斷的加強學習，吸收更多的知識，加強自身的能力，我現(xiàn)在只是學業(yè)畢業(yè)了，但是

20、我的學習永遠沒畢業(yè)。三、軟件知識不足：我們在學校雖然學習了CAD、Pro/ENGINEER軟件，但是我們的學藝還不夠精，所學到的知識只是皮毛而也，還不足也應用，還得有待加強和提高，市場上很需要這方面的人才，而對我們從事模具設計這行業(yè)是必備的工具。如果我們沒有學好這些軟件知識，就如同我們沒有腳一樣，將來寸步難行。而且軟件的更新非常的快，我們還跟著改進。除了CAD、Pro/ENGINEER之外，還有別的軟件要學習，如：UG、CNC等，像這些軟件都是我們專業(yè)必須要掌握的輔助工具，供我們很好的從事這門專業(yè)。所以軟件知識也得需要好好的學習。四、借助軟件知識將模具仿真化：這是一個尤為重要的知識，是在學好軟

21、件的基礎上提升的，模具的仿真可以大大提高經(jīng)濟效益，可以及時發(fā)現(xiàn)設計的問題所在，及時的更改、修正，減小經(jīng)濟的浪費和損失，縮短生產(chǎn)周期。 這項技術是目前領先的技術，具有很大的發(fā)展空間和開發(fā)潛力，有待我們不斷的開發(fā)?？偠灾?，我們所學的知識要跟得上時代的發(fā)展，甚至要創(chuàng)新、超越。但知識是無窮無盡的，也不能眼高手低，還得扎扎實實的學好基礎知識，此外，所學的知識要用到實踐中，為人類、為社會創(chuàng)造利益，才能達到學為所用，人盡其才的效果，才能體現(xiàn)自己的人生價值。在此離別之際，我真誠的感謝各位老師孜孜不倦的教導，和無微不至的關懷。三年來，我在學習上，無論是學習方法還是學習態(tài)度上都有了一個質(zhì)的飛躍，在為人處世上，我學會了用包容的眼光去看待別人的缺點，用明亮的眼光去發(fā)現(xiàn)別人的優(yōu)點。在社會活動能力鍛煉上，我覺得自己相比剛入校時懵懂的我有了很大的提高。這些都為我走入社會，走向工作崗位打下了堅實的基礎。這些成績的取得，要歸