冷沖壓模具設(shè)計(jì)概述.doc

冷沖壓模具設(shè)計(jì)概述一冷沖壓模具設(shè)計(jì)的目的冷沖壓模具設(shè)計(jì)是為模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)論課、技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：1）綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力。2）鞏固與擴(kuò)充“冷沖壓模具設(shè)計(jì)”等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟。3）掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪畫、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。二、冷沖壓模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟（一） 冷沖壓模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容 冷沖壓模具設(shè)計(jì)分課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)兩種形式。課程設(shè)計(jì)通常在學(xué)完冷沖壓模具設(shè)計(jì)課程后進(jìn)行，時(shí)間為12周，一般以設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單的、具有典型結(jié)構(gòu)的中小型模具為主，要求學(xué)生獨(dú)立完成模具裝配圖一張，工作零件圖35張，設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。（二）冷沖壓模具設(shè)計(jì)步驟 分析沖壓件的工藝性根據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求，分析沖壓件成形的結(jié)構(gòu)工藝性，分析沖壓件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求及所用材料是否符合沖壓工藝要求。如果發(fā)現(xiàn)沖壓件工藝性差，則需要對(duì)沖壓件產(chǎn)品提出修改意見，經(jīng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)者同意后方可修改。 制定沖壓件工藝方案 在分析了沖壓件的工藝性后，通?？梢粤谐鰩追N不同的沖壓工藝方案（包括工序性質(zhì)、工序數(shù)目、工序順序及組合方式），從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備占用情況、模具制造的難易程度和模具壽命高低、工藝成本、操作方便和安全程度等方面，進(jìn)行綜合分析、比較，然后確定適合于工廠具體生產(chǎn)條件的最經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案。 確定毛坯形狀、尺寸和下料方式，并確定材料的消耗量。 在最經(jīng)濟(jì)的原則下，決定毛胚的形狀，尺寸和下料方式，并確定材料的消耗量。 確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)所確定的工藝方案和沖壓件的形狀特點(diǎn)、精度要求、生產(chǎn)批量、模具制造條件、操作方便及安全的要求，以及利用現(xiàn)有通用機(jī)械化、自動(dòng)化裝置的可能，選定沖模類型及結(jié)構(gòu)型式，繪制模具結(jié)構(gòu)草圖。 進(jìn)行必要的工藝計(jì)算1）計(jì)算毛坯尺寸，以便在最經(jīng)濟(jì)的原則下進(jìn)行排樣和合理使用材料。2）計(jì)算沖壓力（包括沖栽力、彎曲力、拉深力、卸料力、推件力、壓邊力等），以便選擇壓力機(jī)。3） 計(jì)算模具壓力中心，防止模具因受偏心負(fù)荷作用影響模具精度和壽命。4） 計(jì)算或估算模具各主要零件（凹模、凸模固定板、墊板、凸模）的外形尺寸，以及卸料橡膠或彈簧的自由高度等。5） 確定凸、凹模的間隙，計(jì)算凸、凹模工作部分尺寸。6） 對(duì)于拉深模，需要計(jì)算是否采用壓邊圈，計(jì)算拉深次數(shù)、半成品的尺寸和各中間工序模具的尺寸分配等。 選擇壓力機(jī)壓力機(jī)的選擇是模具設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須把所選取用的壓力機(jī)的類型、型號(hào)、規(guī)格確定下來。壓力機(jī)型號(hào)的確定主要取決于沖壓工藝的要求和沖模結(jié)構(gòu)情況。選用曲柄壓力機(jī)時(shí)，必須滿足以下要求：1） 壓力機(jī)的公稱壓力Fg必須大于沖壓計(jì)算的總壓力F。即FgF。2） 壓力機(jī)的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求，即Hmax 5MMHmHmin+10MM式中 Hmm、Hmin分別為壓力機(jī)的最大、最小裝模高度（mm）;Hm模具閉合高度（mm）。當(dāng)多副模具聯(lián)合安裝到一臺(tái)壓力機(jī)上時(shí)，多副模具應(yīng)有同一個(gè)閉合高度。3） 壓力機(jī)的滑塊行程必須滿足沖壓件的成形要求。對(duì)于拉深工藝，為了便于放料和取料，其行程必須大于拉深件高度的22.5倍。4） 為了便于安裝模具，壓力機(jī)的工作臺(tái)面尺寸應(yīng)大于模具尺寸，一般每邊大5070mm。臺(tái)面上的孔應(yīng)保證沖壓件或廢料能漏下。 繪制模具總圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 根據(jù)上述分析、計(jì)算及方案論證后，繪制模具總裝配圖及零件圖。 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 設(shè)計(jì)總結(jié)及答辯。三、 冷沖壓模具設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題冷沖壓模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過程是從分析總體方案開始到完成全部技術(shù)設(shè)計(jì)，這期間要經(jīng)過計(jì)算、繪圖、修改等步驟。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意以下問題。（一） 合理選擇模具結(jié)構(gòu)根據(jù)零件圖樣及技術(shù)要求，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，提出模具結(jié)構(gòu)方案，分析、比較，選擇最佳結(jié)構(gòu)。（二） 采用標(biāo)準(zhǔn)零部件應(yīng)盡量選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件及工廠沖模標(biāo)準(zhǔn)件。使模具設(shè)計(jì)典型化及制造簡(jiǎn)單化，縮短設(shè)計(jì)制造周期，降低成本。（三） 其它 定位銷的用法沖模中的定位銷常選用圓柱銷，其直徑與螺釘直徑相近，不能太細(xì)，每個(gè)模具上只須兩個(gè)銷釘，其長(zhǎng)度勿太長(zhǎng)，其進(jìn)入模體長(zhǎng)度是直徑的22.5倍。 螺釘用法 固定螺釘擰入模體的深度勿太深。如擰入鑄鐵件，深度是螺釘直徑的22.5倍，擰入一般鋼件深度是螺釘直徑的1.52倍。 打標(biāo)記鑄件模板要設(shè)計(jì)出加工、定位及打印編號(hào)的凸臺(tái)。 對(duì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的要求模具完全對(duì)稱時(shí)兩導(dǎo)柱的導(dǎo)向直徑不宜設(shè)計(jì)得相等，避免合模時(shí)誤裝方向而損壞模具刃口。導(dǎo)套長(zhǎng)度的選取應(yīng)保證開始工作時(shí)導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套1015mm。 取放制件方便設(shè)計(jì)拉深模時(shí)，所選設(shè)備的行程應(yīng)是拉深深度（即拉深件高度）的22.5倍。四、 冷沖壓模具的成本分析在冷沖壓模具設(shè)計(jì)中，常常要提到模具成本問題，即經(jīng)濟(jì)性。所謂經(jīng)濟(jì)性，就是以最小的耗費(fèi)取得最大的經(jīng)濟(jì)效果。在沖壓生產(chǎn)中，既要保證產(chǎn)品質(zhì)量，完成所需的產(chǎn)品數(shù)量，又要降低模具的制造費(fèi)用，這樣才能使整個(gè)冷沖壓的成本得到降低。在模具設(shè)計(jì)中主要考慮的問題是如何降低模具的制造成本。因?yàn)楫a(chǎn)品的成本不僅與材料費(fèi)（包括原材料費(fèi)、外購(gòu)件費(fèi)）、加工費(fèi)（包括工人工資、能源消耗、設(shè)備折舊費(fèi)、車間經(jīng)費(fèi)等）有關(guān)，而且與模具費(fèi)有關(guān)。一副模具少則幾萬，多則上百萬。所以必須采取有效措施降低制造成本。 小批生產(chǎn)中的成本問題試制和小批量沖壓生產(chǎn)中，降低模具費(fèi)是降低成本的有效措施。除制件質(zhì)量要求嚴(yán)格，必須采用價(jià)高的正規(guī)模具外，一般采用工序分散的工藝方案。選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造快且價(jià)格低廉的簡(jiǎn)易模具，用焊接、機(jī)械加工及鈑金等方法制成，這樣可降低成本。 工藝合理化沖壓生產(chǎn)中，工藝合理是降低成本的有力手段。由于工藝的合理化能降低模具費(fèi)，節(jié)約加工工時(shí)，降低材料費(fèi)，所以必然降低零件總成本。在制定工藝時(shí)，工序的分散與集中是比較復(fù)雜的問題。它取決于零件的批量、結(jié)構(gòu)（形狀）、質(zhì)量要求、工藝特點(diǎn)等。一般情況下，大批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)盡量把工序集中起來，采用復(fù)合?；蚣?jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓，很小的零件，采用復(fù)合或連續(xù)沖壓加工，既能提高生產(chǎn)率，以能安全生產(chǎn)。而小批量生產(chǎn)時(shí)，則以采用單工序模分散沖壓為宜。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，集中到一副模具上的工序數(shù)量不宜太多，對(duì)于復(fù)合模，一般為23個(gè)工序，最多4個(gè)工序，對(duì)于級(jí)進(jìn)模，集中的工序可以多些。 多個(gè)工件同時(shí)形成產(chǎn)量較大時(shí)，采用多件同時(shí)沖壓，可使模具費(fèi)、材料費(fèi)和加工費(fèi)降低，同時(shí)有利于成形表面所受拉力均勻化。 沖壓過程的自動(dòng)化及高速化從安全和降低成本兩方面來看，自動(dòng)化生產(chǎn)將成為沖壓加工的發(fā)展方向，今后不僅大批量生產(chǎn)中采用自動(dòng)化，在小批量生產(chǎn)中也可采用自動(dòng)化。在大批量生產(chǎn)中采用自動(dòng)化時(shí)，雖然模具費(fèi)用較高，但生產(chǎn)率高，產(chǎn)量大，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的模具折舊費(fèi)和加工費(fèi)比單件小批生產(chǎn)時(shí)要低。從生產(chǎn)安全性考慮，在小批量多品種生產(chǎn)中采用自動(dòng)化也是可取的，但自動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)性問題急待研究。 提高材料利用率，降低材料費(fèi)在沖壓生產(chǎn)中，工件的原材料費(fèi)占制造成本的60%左右，所以節(jié)約原材料，利用廢料具有非常重要的意義。提高材料利用率是降低沖壓制件成本的重要措施之一。特別是材料單價(jià)高的工件，此點(diǎn)尤為重要。降低材料費(fèi)的方法如下：1） 在滿足零件強(qiáng)度和使用要求的情況下，減少材料厚度。2） 降低材料單價(jià)。3） 改進(jìn)毛坯形狀，合理排樣。4） 減少搭邊，采用少?gòu)U料或無廢料排樣。5） 由單列排樣改為多列排樣。6） 多件同時(shí)成形，成形后再切開。7） 組合排樣。8） 利用廢料， 節(jié)約模具費(fèi)模具費(fèi)在工件制造成本中占有一定比例。對(duì)于小批量生產(chǎn)，采用簡(jiǎn)易模具，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造快速、價(jià)廉，所以能降低模具費(fèi)，從而降低工件制造成本，在大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)盡量采用高效率、長(zhǎng)壽命的級(jí)進(jìn)沖模及發(fā)展硬質(zhì)合金沖模。硬質(zhì)合金沖模的刃磨壽命和總壽命比鋼模具大得多?？倝勖鼮殇撃＞叩?040倍，而模具制造費(fèi)用僅為鋼模具的24倍。而對(duì)中批量生產(chǎn)，首先應(yīng)盡量使沖模標(biāo)準(zhǔn)化，大力發(fā)展沖模標(biāo)準(zhǔn)件的品種，推廣沖模典型結(jié)構(gòu)，最大限度地縮短沖模設(shè)計(jì)與制造周期。五、 模具裝配圖設(shè)計(jì)（一） 圖紙幅面要求圖紙幅面尺寸按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定選用，并按規(guī)定畫出圖框。最小圖幅為A4。（二） 總圖模具視圖主要用來表達(dá)模具的主要結(jié)構(gòu)形狀、工作原理及零件的裝配關(guān)系。視圖的數(shù)量一般為主視圖和俯視圖兩個(gè)，必要時(shí)可以加繪輔助視圖；視圖的表達(dá)方法以剖視為主，以表達(dá)清楚模具的內(nèi)部組成和裝配關(guān)系。主視圖應(yīng)畫模具閉合時(shí)的工作狀態(tài)，而不能將上模與下模分開來畫。主視圖的布置一般情況下應(yīng)與模具的工作狀態(tài)一致。圖面右下角是標(biāo)題欄。標(biāo)題欄上方繪出明細(xì)表。圖面右上角畫出用該套模具生產(chǎn)出來的制件形狀尺寸圖，其下面畫出制件排樣圖。1 標(biāo)題欄 裝配圖的標(biāo)題欄和明細(xì)表的格式按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)繪制。目前無統(tǒng)一規(guī)定，可采用圖1-1所示的格式。其中圖a為裝配圖的標(biāo)題欄，圖b為零件圖的標(biāo)題欄。2 明細(xì)表明細(xì)表中的件號(hào)自下往上編，從1開始為下模板，接著按沖壓標(biāo)準(zhǔn)件，非標(biāo)準(zhǔn)件的順序編寫序號(hào)。同類零件應(yīng)排在一起。在備注欄中，標(biāo)出材料熱處理要求及其它要求。序號(hào)零件名稱數(shù)量材料備注比例重量第 張（圖號(hào)）共 張制圖姓名日期（單位）校核姓名日期a)零件名稱比例數(shù)量材料（圖號(hào)）制圖姓名日期（單位）校核姓名日期b) 圖1-13.制件圖及排樣圖1） 制件圖嚴(yán)格按比例畫出，其方向應(yīng)與沖壓方向一致，復(fù)雜制件圖不能按沖壓方向畫出時(shí)須用箭頭注明。2） 在制件圖右下方注明名稱，材料及料厚；若制件圖比例與總圖比例不一致時(shí)，應(yīng)標(biāo)出比例。3） 排樣圖的布置應(yīng)與送料方向一致，否則須用箭頭注明；排樣圖中應(yīng)標(biāo)明料寬，搭邊值和進(jìn)距；簡(jiǎn)單工序可不畫排樣圖。4） 制件圖或排樣圖上應(yīng)注明制件在沖模中的位置（沖模和制件中心線一致時(shí)不注）。4尺寸標(biāo)注主視圖上標(biāo)注如下尺寸：1） 注明輪廓尺寸，安裝尺寸及配合尺寸。2） 注明封閉高度尺寸。3） 帶導(dǎo)柱的模具最好剖出導(dǎo)柱，固定螺釘，銷釘?shù)韧愋土慵辽倨食鲆粋€(gè)。4） 帶斜鍥