沖壓課程設(shè)計(jì)說明書教材

課程設(shè)計(jì)說明書PAGE課程設(shè)計(jì)說明書題目：復(fù)合模課程設(shè)計(jì)學(xué)號：1136230095姓名：王博凱班級：11材控4班專業(yè)：材料成型及控制工程指導(dǎo)教師：方志剛學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院日期：2014年6月17日摘要本次課程設(shè)計(jì)的零件由指導(dǎo)老師提供，完成沖孔和落料兩道工序。模具設(shè)計(jì)兩個沖孔凸模，采用倒裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)。局部零件使用壓入式模柄，橡膠墊驅(qū)動的彈性卸料裝置卸料，排樣方式單排，由彈性擋料銷定位，導(dǎo)料銷進(jìn)行導(dǎo)料。模架選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架，利用cad軟件進(jìn)行二維圖紙的繪制，包括裝配圖和零件圖。關(guān)鍵詞：沖孔；落料；倒裝復(fù)合模；彈性卸料；cadAbstractThecurriculumdesignofpartsprovidedbytheinstructor.Weshouldcompletepunchingandblanking.IdesigntwodiewhichusdedtopunchingandchooseFlipcompositemodulus.Localpartsusingpressingdieshank.Therubberpadisdrivenbyelasticunloadingsettings,Singlerow.Elasticmaterialretainingpinisusedtopositioningandguidepinisusedtoguiding.Atlast，drawatwo-dimensionaldrawingsbyusingCADsoftware.Keywords:Punching;Blanking;FlFlipcompositemodulus;elasticunloading;CAD;

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第1章緒論1.1設(shè)計(jì)的背景和意義…………………41.2設(shè)計(jì)的內(nèi)容和思路……………………41.3解決的主要問題………………………4第2章總體設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)任務(wù)書……………52.2沖壓工藝分析…………52.3沖裁方案確定…………62.4排樣……………………72.5計(jì)算沖壓力……………82.6確定模具壓力中心……………………92.7計(jì)算凸凹模刃口尺寸…………………9第3章工作零件設(shè)計(jì)3.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………123.2凸凹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………123.3凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………13第4章其他零件設(shè)計(jì)………………………13第5章總裝配圖草圖5.1裝配草圖………………165.2裝配技術(shù)要求…………16總結(jié)………………18參考文獻(xiàn)…………………………19致謝………………20課程設(shè)計(jì)說明書PAGE17緒論在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對被沖材料施加一定的壓力，使之產(chǎn)生分離和塑性變形，從而獲得所需要形狀和尺寸的零件（也稱制件）的一種加工方法。因?yàn)橥ǔＪ褂玫牟牧蠟榘辶?，故也常稱為板料沖壓。在沖壓加工中，將材料加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具（俗稱沖模）,加工對象主要是金屬板材,加工利用了板材沖壓成形性能（主要是塑性），加工設(shè)備主要是壓力機(jī)，加工工藝裝備沖壓模具。沖壓生產(chǎn)的三要素：合理的沖壓工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備1.1設(shè)計(jì)的背景和意義21世紀(jì)的今天,中國憑借豐富且廉價的人力資源、龐大的市場及其它許多有利條件，已成為承接工業(yè)發(fā)達(dá)國家模具業(yè)轉(zhuǎn)移的良好目的地。隨著國際交往的日益增多和外資在中國模具行業(yè)的投入日漸增加，中國模具已經(jīng)與世界模具密不可分，中國模具在世界模具中的地位和影響越來越重要。在這個大背景下，機(jī)械專業(yè)大學(xué)生應(yīng)該在大學(xué)生活中就了解學(xué)習(xí)到各類模具的計(jì)算分析繪制。1.2設(shè)計(jì)的內(nèi)容和思路本課題要求對給定零件進(jìn)行落料、沖孔復(fù)合沖壓模設(shè)計(jì)，通過對零件進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析確定零件的沖壓工藝方案并制定部分零件的制造工藝，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、墊板、凹模固定板、卸料板、導(dǎo)尺、擋料銷、導(dǎo)正銷等。通過該課題能夠讓學(xué)生掌握中等復(fù)雜程度零件沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的一般方法，對零件沖壓工藝方案的制定、工藝計(jì)算及模具設(shè)計(jì)有了更深層次的認(rèn)識，并學(xué)會對模具設(shè)計(jì)資料的檢索與整合以及對已有資料的充分合理的使用，該實(shí)踐性課題是對學(xué)生理論學(xué)習(xí)水平的實(shí)踐和檢驗(yàn)，可對以后從事類似的工作有一定的指導(dǎo)性與實(shí)踐性意義。1.3需要解決的主要問題分為以下幾點(diǎn)：1）熟悉整個模具設(shè)計(jì)過程，包括排樣，壓力中心計(jì)算，刃口尺寸計(jì)算等等。2）各個零部件的具體尺寸選用。3）CAD繪制二維零件圖紙。4）CAD繪制二維裝配圖紙。5）對繪制的圖形各部分進(jìn)行校核。第2章總體設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)任務(wù)書零件：圖2-1設(shè)計(jì)零件圖沖孔直徑9mm，半圓半徑30mm材料：Q235料厚：1mm 精度：IT82.2沖壓工藝分析1）、材料零件的材料為Q235普通碳素鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。2）、結(jié)構(gòu)該工件形狀簡單，對稱，由圓和直線組成，查手冊得孔邊距，孔心距，孔徑均滿足復(fù)合沖裁要求。3）、精度零件外形：IT11，孔心距：IT11,零件內(nèi)形：IT10均滿足沖裁加工工藝精度要求。（查取表2-1公差等級表獲得零件形狀公差）4）、結(jié)論可以沖裁。參考文獻(xiàn)【1】表2-1基準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值基本尺寸/mm公差等級IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15IT16≤3>3～6>6～10>10～18>18～30>30～50>50～80>80～120>120～180>180～250>250～315>315～400>400～5000.8111.21.51.522.5354.56781.21.51.522.52.53457891022.52.5344568101213153445678101214161820456891113151820232512768911131619222529323640101215182125303540465257631418222733394654637281899725303643526274871001151301401554048587084100120140160185210230250607590110130160190220250290320360400100120150180210250300350400460520570630140180220270330390460540630720810890970250300360430520620740870100011501300140015504004805807009401000120014001600185021002300250060075090011001300160019002200250029003200360040002.3沖裁工藝方案確定該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下三種工藝方案:方案①:先落料、再沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案②:落料—沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案③:沖孔—落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案①模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。方案②只需要一套模具，沖壓件的形位精度和尺寸易于保證，且生產(chǎn)效率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案③也只需要一套模具，生產(chǎn)效率高，但零件的沖壓精度不易保證。通過以上三種方案的分析比較，對該沖壓件生產(chǎn)以采用放案②為佳。綜合考慮零件厚度等條件最后確定選用倒裝復(fù)合模。2.4排樣表2-2板料沖裁時的合理搭邊值板料厚度手送料自動送料圓形非圓形往復(fù)送料aa1aa1aa1aa1≤11.51.521.5322.521-221.52.523.52.5322-32.5232.543.53.533-432.53.5354434-5435465545-6546576656-865768776>876879887表2-3條料寬度偏差剪切方式條料寬度材料厚度≤0.50.5-11-22-33-44-5龍門剪板機(jī)剪切≤50-0.4-0.6-1.0-1.2-1.4-1.650-120-0.7-0.7-1.2-1.6-1.8-2.0120-180-1.0-1.5-1.7-2.0-2.2-2.5滾剪切割≤20-0.05-0.08-0.1020-30-0.08-0.10-0.1530-50-0.10-0.15-0.20方案A圖2-2排樣方案A圖1）搭邊：查表2-2得搭邊值，a=2mm，a1=1.5mm2）步距：h=30mm+1.5mm=31.5mm3）條料寬度：B=98+2×2=102mm4)條料利用率：一個步距內(nèi)放一個制件，故A1=2607.678mm2η=方案B圖2-3排樣方案B圖1）搭邊：查表2-2得搭邊值，a=2，a1=1.52）步距：h=98+1.5=99.5mm3）條料寬度：由表2-3查得條料寬度公差取0.7，則B=30+2×2=34mm4）條料利用率：一個步距內(nèi)放一個制件，故A1=2607.678mm2η=綜合考慮本人選擇方案A排樣2.5計(jì)算沖壓力表2-4卸料力推件力頂件力系數(shù) 材料厚度mmK卸K推K頂鋼《0.010.065-0.0750.10.140.1-0.50.045-0.0550.0630.080.5-2.50,04-0,050,.0550.062.5-6.50.03-0.040.0450，056.50.02-0.030.0250.03鋁合金鋁0.025-0.080.03-0.070.03-0.07紫銅黃銅0.02-0.060.03-0.090.03-0.09表2-4卸料力推件力頂件力系數(shù)1）落料力該模具采用彈性卸料和下出料方式。落料力：零件外輪廓線長度為L=262.2mm，則：F1= Ltσb=262.2×1×450N=117.99kN沖孔力：內(nèi)孔輪廓線長度L=56.55mm則：F2=Ltσb=56.55×1×450N=25.44kN落料時的卸料力：由資料查的K卸=0.04，則：F卸=K卸F1=0.05×117.99kN≈4.72kN推件力取凹模刃口直壁高度h=6，n=h/t=6/1=6。由資料查的推件力系數(shù)：K推=0.055，則：F推=nK推F2=6×0.055×25.44kN≈8.40kN選擇沖床時的總沖壓力為：F總=F沖+F推=117.99kN+25.44kN+4.72kN+8.40kN=156.55kN2.6確定模具壓力中心如圖2-4所示：因?yàn)樵摿慵笥覍ΨQ，所以x0=0，利用CAD查詢命令可以查出該零件的重心位置為：y0=16.37mm圖2-4工件壓力中心坐標(biāo)圖2.7計(jì)算凸模凹模刃口尺寸表2-5沖裁模初始雙面間隙值z表2-6磨損系數(shù)x板料厚度mm制件公差mm≤1≤0.160.17-0.35≥0.36<0.16≥0.161-2≤0.200.21-0.41≥0.42<0.20≥0.202-4≤0.240.25-0.49≥0.50<0.24≥0.24≥4≤0.300.31-0.59≥0.60<0.30≥0.30磨損系數(shù)非圓形x值圓形x值1.00.750.50.750.5表2-7規(guī)則形狀沖裁模凸凹模制造偏差基本尺寸δpδd基本尺寸δpδd≤18-0.020+0.020180-260-0.030+0.04518-30-0.020+0.025260-360-0.035+0.05030-80-0.020+0.030360-500-0.040+0.06080-120-0.025+0.035>500-0.045+0.070120-180-0.030+0.040由表2-5查得間隙值Zmin=0.1mm，Zmax=0.14mm沖孔采用配合法加工方法，以凸模為基準(zhǔn)件，凸模磨損后尺寸減小，刃口尺寸減小故外輪廓尺寸屬于B類尺寸。B9=(9+0.75×0.022)-0.022/40mm=2)落料由于外形輪廓較復(fù)雜，采用配合法加工方法，以凹模為基準(zhǔn)件時，凹模磨損后刃口尺寸都增大，因此外輪廓除內(nèi)凹圓弧部分屬于B類尺寸，其他尺寸均為A類尺寸，孔中心距及孔邊距為C類尺寸。由表2-6得當(dāng)△≥0.42時，x=0.5，0.21≤△≤0.41時，x=0.75，當(dāng)x≤0.20時，x=1零件外形基本尺寸如圖2-5所示圖2-5零件外形基本尺寸圖則：A98=(98-1×0.054)0+A30=30-1×0.0330+0.033/4A26.2=(26.2-1×0.033B30=30+0.75×0.033-0.033/4C48=48±0.039/8mm=48±0.004875mmC15=15±0.027/8mm=15±0.003375mm第3章工作零件設(shè)計(jì)3.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表3-1凹模壁厚系數(shù) Kb/mm材料厚度t/mm≤11-33-6≤500.30-0.400.35-0.500.45-0.6050-1000.20-0.300.22-0.350.30-0.45100-2000.15-0.200.18-0.220.22-0.30>2000.10-0.150.12-0.180.15-0.22落料凹模形狀尺寸如圖3-1所示圖3-1凹模形狀尺寸圖1）厚度查表3-1得凹模厚度系數(shù)K=0.3，則凹模厚度H=Kb=0.3x98≈30mm2）凹模壁厚c=（1.5~2）H=45mm3）凹模寬度B=120mm4）凹模長度B=188mm3.2凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸凹模形狀尺寸如圖3-2圖3-2凸凹模形狀尺寸1）凸凹模高度L=h1+h2+hh1為凸凹模固定板厚度，取0.6-0.8個凹模厚度即取16h2為卸料版厚度取14mmh為橡膠墊高度取22mm凸凹模下漏料孔直徑選Φ12，沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積累到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凸凹模承受的張力較大，因此凸凹模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足3.3凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沖孔凸模形狀尺寸如圖3-3圖3-3沖孔凸模形狀尺寸1）凸模長度凸模長度L=h1+h2+th1為凸模固定板厚度選取16mmh2為落料凹模厚度選取30mmt料厚1mm所以沖孔凸模長度選取47mm第4章其他零件設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)【2】選擇各部分零件4.1送料定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)采用活動擋料銷定位，安裝在橡膠墊和活動卸料板之間。工作時可隨凹模下行而壓入孔內(nèi)，工作很方便.4.2卸料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1）采用彈性卸料板。因?yàn)槭堑寡b式復(fù)合模，所以卸料板安裝在下模。2）采用打料裝置將工件從落料凹模中推下，羅在模具工作表面上。3）下模座上采用漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凸凹模內(nèi)積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。4.3出件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)椴捎玫寡b復(fù)合膜，所以用上出件方式。4.4橡膠墊為保證橡膠墊不過早失去彈性而破壞，其允許的最大壓縮兩不得超過摘要高度的45%，一般取自由高度的35%～45%。橡膠墊的預(yù)壓縮量一般取自由高度的10%～15%。橡膠墊產(chǎn)生的力式中—壓力；—橡膠墊橫截面積；—與橡膠墊壓縮量有關(guān)的單位壓力，如表4-1所示。表4-1橡膠壓縮量和單位壓力橡膠壓縮量（%）單位壓力（MPa）橡膠壓縮量(%)單位壓力(MPa)1015200.260.500.702530351.031.522.10取A=160x160-60x90-3.14x25x25/2=19218.75，則P=p卸/A=5500/19218.75=0.28MPa取壓縮量為25%，預(yù)壓縮量為15%，工作行程mm。所以橡膠墊的自由高度為h自由=s/(0.20-0.10)，取20預(yù)壓縮量取為2m。則H=22mm4.5凸凹模固定板凸凹模固定板形狀與凹模板一致，厚度為164.6凸模固定板凸模固定板將凸模固定在模座上，其平面輪廓尺寸與凹模板外形尺寸相同，但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。凸模固定板為圓形，厚度一般取凹模厚度的0.6~0.8倍，材料為Q235，厚度選16mm4.7墊板壓入式模柄與凸模固定板中間需加一塊墊板厚度選取8mm4.8模架參考文獻(xiàn)［3］選用后側(cè)導(dǎo)柱式模架4.9模座參考文獻(xiàn)［3］選用如下圖模座，圖4-1上模座圖4-2下模座上模座：L×B×H=200×125×40下模座：L×B×H=200×125×504.10壓力機(jī)選用選擇壓力機(jī)JC23-25公稱壓力250KN模具閉合高度2壓力機(jī)工作臺尺寸370x560，一般工作臺面尺寸每邊應(yīng)大于模具下模座尺寸50～70mm，所以該壓力機(jī)可以選用。4.11模柄參考文獻(xiàn)［3］選用直徑d=40mm，D=79mm、材料為Q235的A型凸緣式模柄，模柄B40×79JB/T7646.3—19944.12導(dǎo)柱導(dǎo)套選用A型滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)柱：25x100導(dǎo)套25x100x38第5章總裝配圖草圖1.裝配草圖1.凹模2.凸模3.推桿4.凸模固定板導(dǎo)料銷5.墊板6.上模座7.導(dǎo)套銷釘8.導(dǎo)柱9.螺釘10.模柄銷釘11.推件塊12.板料13.導(dǎo)料銷14.凸凹模15.橡膠16.凸凹模固定板17.卸料螺釘卸料版18.下模座19.擋料銷20.緊定螺釘2.裝配技術(shù)條件要求

1.裝配時應(yīng)保證凸，凹模之間的間隙均勻一致，配合間隙符合設(shè)計(jì)要求，不允許采用使凸，凹模變形的方法來修正間隙。

2.推料，卸料機(jī)構(gòu)必須靈活，卸料板或推件器在沖模開啟狀態(tài)時，一般應(yīng)突出凸凹模表面0.5～1.0mm。3.當(dāng)采用機(jī)械方法聯(lián)接硬質(zhì)合金零件時，連接表面的表面粗糙度參數(shù)值為0.8um。

4.各接合面保證密合。

5.落料，沖孔的凹模刃口高度，按設(shè)計(jì)要求制造，其漏料孔應(yīng)保證暢通，一般應(yīng)比刃口大0.2～2mm。

6.沖模所有活動部分的移動應(yīng)平穩(wěn)靈活，無滯止現(xiàn)象，滑塊，楔塊在固定滑動面上移動時，其最小接觸面積不少于其面積的四分之三。

7.各緊固用的螺釘，銷釘不得松動，并保證螺釘和銷釘?shù)亩嗣娌煌怀錾舷履Ｗ矫妗?.各卸料螺釘沉孔深度應(yīng)保持一致。

9.各卸料螺釘，頂桿的長度應(yīng)保持一致。

10.凸模的垂直度必須在凸凹模間隙值的允許范圍內(nèi)。

11.沖模的裝配必須復(fù)合模具裝配圖，明細(xì)表及技術(shù)條件的規(guī)定。

12.凸模，凸凹模等與凸模固定板的配合一般按H7/m6，H7/N6保證工作穩(wěn)定可靠。

13.在保證可靠的使用前提下，凸模，凹模，導(dǎo)柱，導(dǎo)套等零件的固定可采用性能良好并穩(wěn)定的粘結(jié)材料澆注固定?？偨Y(jié)本課題設(shè)計(jì)是對制件采用倒裝復(fù)合方式?jīng)_裁。對本課題設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入的研究和分析、總結(jié)。本設(shè)計(jì)的工作原理是上模部分依靠模柄固定在沖床上，下模部分用壓力板安裝在沖床的工作臺上；工作時，條料沿導(dǎo)料板送至擋料銷處定位，開動壓力機(jī)，上模隨滑塊向下運(yùn)動，具有鋒利刃口的沖孔凸模與凹模一起穿過條料使沖件和廢料與條料分離而完成沖裁工作。通過分析模具的結(jié)構(gòu)組成及工作原理知道本課題設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：①工作零件是進(jìn)行沖裁工作的零件，它是沖裁模的主要零件，比如凸模與凹模就是工作零件，此零件要求的剛度和強(qiáng)度要求很高，設(shè)計(jì)時要考慮其材料的問題，以及零件與固定零件的間隙要適當(dāng)而且要分布均勻，這是保證沖裁件質(zhì)量的關(guān)鍵。②基礎(chǔ)零件是固定凸模與凹模，并使之與沖床連接的零件。如上模