《沖壓工藝跟模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書

1、沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目柴油機(jī)濾清器外殼底孔沖壓?jiǎn)喂ば蚰ＴO(shè)計(jì)系 別專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師 日 期目錄1314、零件說明、零件工藝性分析1、材料分析2、結(jié)構(gòu)分析3、精度分析三、工藝方案確定 四、壓力中心計(jì)算五、沖裁力、卸料力、推件力、頂件力及總壓力的計(jì)算六、沖裁凸凹模刃口尺寸計(jì)算七、其他主要零件的設(shè)計(jì)凹模設(shè)計(jì)凸模設(shè)計(jì)模架的選擇卸料板的設(shè)計(jì)10墊板的設(shè)計(jì)11定位板的設(shè)計(jì)12凸模固定板的設(shè)計(jì)12彈簧的選用八、壓力機(jī)的選擇13九、模柄的選用十、緊固零件的選擇14卜一、各零部件的材料及要求o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o

2、 o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o 015十二、該模具設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)0 0 0 000000000000 0000000000000000 0 0 0 0 0 0000000000000000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 015十三、心得體會(huì)00 00 0 000 000000000000000000000 0 0 0 0 0 0 0 000000000000000000000 000 0 00 0 0 000 00 00 0 000 00 00 0 00015十四、參考文獻(xiàn)17

3、、零件說明制件如下圖所示:1，未注尺寸公差按 GB/T15505的m級(jí)；2，毛刺小于0.15;3，質(zhì)件要求平整，不允許有拉裂、起皺的現(xiàn)象4，中批量生產(chǎn)；材料：08F，t=1.5mm設(shè)計(jì)任務(wù)：沖出濾清器外殼底部的孔。二、零件工藝性分析1、材料分析（摘自 GB/T 699-1999）該制件材料為08F,屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，強(qiáng)度、硬度低，塑性極好，深沖 壓、深拉延性好，冷加工性、焊接性好。成分偏析傾向大，時(shí)效敏感性大，故冷加工時(shí)，可采用消除應(yīng)力熱處理或水 韌處理，防止冷加工斷裂。化學(xué)成分（） : C: 0.05 0.11，Si 三0.03，Mn 0.25 0.50，Cr三0.10， Ni 三 0.3

4、0，Ca三 0.25力學(xué)性能：抗剪強(qiáng)度.b為270340MP,抗拉強(qiáng)度（7 b不小于300MP,屈服 強(qiáng)度c s為180MP,斷面收縮率60%伸長(zhǎng)率不小于35%2、結(jié)構(gòu)分析該零件為圓筒形件，其底部有一孔，為本次設(shè)計(jì)內(nèi)容。該孔的尺寸為14.5mm，滿足沖裁最小孔徑dmin 1.0t=1.5mm的要求?？拙嘁牙爝呏g的最小 孔邊距為9.3，滿足沖裁最小孔邊距l(xiāng)min 1.5t2.25mm的要求。所以，該零件 的結(jié)構(gòu)滿足沖裁要求。3、精度分析圖示零件未標(biāo)注尺寸公差要求，按GB/T15055的m級(jí)可查得孔的尺寸公差為 0.40mm普通沖裁可以達(dá)到零件的精度要求。由以上分析可知，該零件的沖裁性能好，沖

5、裁加工能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。三、工藝方案確定該零件的工序有五道，有：落料、一次拉深、二次拉深、三次拉深、沖孔。其工藝路線有兩條：方案一：落料、一次拉深、二次拉深、三次拉深、沖孔方案二：落料、沖孔、一次拉深、二次拉深、三次拉深由于拉深件上所有的孔，均應(yīng)安排落料而后進(jìn)行沖孔，以防落料時(shí)大的變形 力使孔邊緣變形，所以采取方案一四、壓力中心計(jì)算模具壓力中心是指沖壓時(shí)各個(gè)沖壓部分沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。 對(duì)于帶有 模柄的沖壓模，壓力中心應(yīng)通過模柄的軸心線。否則會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生 偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的磨損， 模具導(dǎo)向零

6、件加速磨損，降低模 具和壓力機(jī)的使用壽命。沖模的壓力中心，可按下述原則來確定：（1）對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。沖裁直 線段時(shí)，其壓力中心位于直線段的中點(diǎn)。（2）工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重 合。（3）沖裁形狀復(fù)雜的零件或多凸模的零件時(shí)，其壓力中心可以通過解析計(jì)算法 求出?，F(xiàn)在需要沖孔的零件是一個(gè)筒狀件，在其底部正中心需要沖孔，所以其壓 力中心就是其幾何中心。五、沖裁力、卸料力、推件力、頂件力及總壓力的計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的在于合理的選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具。沖裁力是指沖裁過程中的最大剪切抵抗力。 它是隨著凸模切入材料的深度而 變化的

7、，當(dāng)材料達(dá)到了剪切強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生裂紋且材料相互分離，此時(shí)的沖裁力 是最大值。選擇壓力機(jī)就是按沖裁力最大力計(jì)算。沖裁后，由于板料的彈性恢復(fù)，使零件（或廢料）仍梗塞在凹模洞口內(nèi)，需 要把零件（或廢料）從凹模洞口推出或頂出。把從凹模洞口順沖裁方向推出的力 稱推件力Ft ;把逆沖裁方向從凹模洞口頂出的力稱頂件力 Fd。同樣，由于沖裁后板料的彈性恢復(fù)，使廢料（或零件）緊卡住凸模，需要把 這廢料（或零件）從凸模上卸下來的力稱卸料力 Fx。此處所設(shè)計(jì)的模具為沖孔模，通過卸料板將卡在凸模上的零件卸下來，有卸 料力存在。采用的凹模刃口為階梯式，在沖裁是會(huì)有廢料卡在凹模中，又需要推 件力。由于所沖完的廢料是直接從

8、凹模落下，所以不需要在凹模下設(shè)置頂料裝置， 故不存在頂料力。查參考文獻(xiàn)2表2-86得08F的抗剪強(qiáng)度i b =220- 310MP取e b=300MPa 查參考文獻(xiàn) 6 表 3-11 得 Kx=0.04-0.05mm,取 0.045mm Kt=0.055mm 查參考文 獻(xiàn)2表4-2，得沖裁刃口高度 h 810mm取h=10mmF= KLt . b=1.3 X 3.14 X 14.5 X 1.5 X 300=26.635kNFx=KxF=0.045X 26.635=1.199KNn=h/t=10/1.5=6 件Ft = nKtF= 6X 0.055 X 26.635=8.790KNFZ=F+ F

9、x+ Ft = 36.624KN六、沖裁凸凹模刃口尺寸計(jì)算凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間 隙也靠凸、凹模的刃口尺寸及其公差來保證。在計(jì)算模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)，應(yīng)按落料和沖孔兩種情況分別進(jìn)行， 其原則如下：(1) 落料 落料件的光面是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，因此其光面尺 寸與凹模尺寸相等，故應(yīng)以凹模尺寸為基準(zhǔn)。又因落料件尺寸會(huì)隨凹模刃口的磨 損而增大，為保證凹模磨損到一定程度仍能沖出合格零件，故落料件凹模基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。而落料凸模基本尺寸，則按凹?；境叽鐪p最小初始間隙。(2) 沖孔 孔的光面是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，因此其光

10、面的孔徑與凸模尺寸相等，故應(yīng)以凸模尺寸為基準(zhǔn)。又因沖孔的尺寸會(huì)隨著凸模的磨損而減小， 故沖孔凸?；境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。而沖孔凹模基本尺寸則按凸?；境叽缂幼钚〕跏奸g隙。(3) 確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對(duì)刃口精 度要求過高(即制造公差過小)，會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期； 如果對(duì)刃口精度要求過低(即制造公差過大)，則生產(chǎn)出來的制件可能不合格，會(huì) 使模具的壽命降低。刃口尺寸的計(jì)算方法由于模具加工方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差的 標(biāo)注也不同，刃口尺寸的計(jì)算方法可分為兩類，一個(gè)是凹模與凸模分別加工法， 另一個(gè)是凹模與凸模

11、配合加工法。分別加工法是指凸模和凹模分別按圖紙標(biāo)注的尺寸和公差進(jìn)行加工，沖裁間隙由凸模、凹模刃口尺寸和公差來保證，需要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制 造公差(凸模Sp、凹模S d)。其優(yōu)點(diǎn)是具有互換性，但受到?jīng)_裁間隙的限制，它 適用于圓形或簡(jiǎn)單規(guī)則形狀(方形或矩形)的沖壓件。配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件(凸模或凹模)，然后根據(jù)基準(zhǔn)件 的實(shí)際尺寸按間隙配置另一件。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配置保證， 工藝比較簡(jiǎn)單，并且還可適當(dāng)放大基準(zhǔn)件的制造公差，是制造容易。一般工廠常常采用這種加工方法。沖孔凸凹模刃口計(jì)算查參考文獻(xiàn) 1 表 19.1-7 得 Zmax=0.240mm Zmin =0.132mm 表 19.1-9 得S p=-0.020mm S d =+0.020mm 表 19.1-10 得 x=0.5沖孔凸模 d p= (dmin + X) $ =14.5 爲(wèi)20 mm沖孔凹模