彎曲板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)論文題目：彎曲板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程名稱:沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)學(xué) 院材料與能源學(xué)院專業(yè)班級材料成型及控制工程專業(yè)14(4)學(xué)號姓名聯(lián)系方式 任課教師 2015年6月21日廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目名稱彎曲板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)院材料與能源學(xué)院專業(yè)班級材料成型及控制工程專業(yè)14（ 4）班姓名學(xué)號一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容根據(jù)給定的沖壓零件圖進(jìn)行產(chǎn)品的沖壓工藝分析和比較，制定合理的沖壓工 藝方案，進(jìn)行有關(guān)工藝計(jì)算，確定沖壓模具的類型和結(jié)構(gòu)，選擇沖壓設(shè)備，繪制 模具的裝配圖及零件圖，編制沖壓工藝卡，并撰寫設(shè)計(jì)說明書。二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)1. 課程設(shè)計(jì)時(shí)間共2周，按時(shí)獨(dú)立完成課程設(shè)

2、計(jì)任務(wù)，符合學(xué)校對課程設(shè) 計(jì)的規(guī)范化要求；2. 繪制所設(shè)計(jì)模具的裝配圖和非標(biāo)件零件圖：圖紙整潔，布局合理，圖樣 和標(biāo)注符合國家標(biāo)準(zhǔn)；3. 編制沖壓工藝卡，撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書：要求公式使用準(zhǔn)確，計(jì)算正確, 語言流暢，書寫工整，插圖清晰整齊；4. 設(shè)計(jì)說明書與圖紙按學(xué)校規(guī)定裝訂成冊。三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作1. 沖壓工藝設(shè)計(jì)：包括分析零件的沖壓工藝性，擬訂沖壓件的工藝方案， 確定合理的排樣形式、裁板方法，并計(jì)算材料的利用率；確定模具結(jié)構(gòu) 及尺寸等；2. 根據(jù)總沖壓力及考慮模具的結(jié)構(gòu)尺寸選擇成形設(shè)備的型號；3模具結(jié)構(gòu)及其零部件設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一道工序的沖模，繪制沖?？傃b配圖及 主要零件圖；4.沖壓工藝過程

3、卡片；5. 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。四、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排序號設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容地點(diǎn)起止日期1布置題目，工藝分析與工藝計(jì)算教 1-210工藝方案比較與模具結(jié)構(gòu)草圖教 1-2106-14-6-153繪制模具總裝配圖教 1-2106-16-6-204繪制零件圖，編沖壓工藝卡教 1-2106-215編寫設(shè)計(jì)說明書教 1-2106-226答辯，提交所有資料教 1-2106-23五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1 自編沖模設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.廣東工業(yè)大學(xué)，2011.2 薛啟翔 編.沖壓模具設(shè)計(jì)1結(jié)構(gòu)圖冊M.北京工業(yè)出版社，2009.3 王孝培 主編.沖壓手冊M.機(jī)械工業(yè)出版社，19884 柯旭貴 張榮清 主編.沖壓工

4、藝與模具設(shè)計(jì)M.機(jī)械工業(yè)出版社，2012.發(fā)出任務(wù)書日期：2016年6月12 日指導(dǎo)教師簽名：計(jì)劃完成日期： 2016年6月22日基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章：主管院長簽章：目錄一、引言 5二、彎曲件工藝分析 6三、沖裁工藝方案的確定 7四、排樣形式和各道工序的計(jì)算 8五、工序壓力計(jì)算及選擇壓機(jī) 10六、模具刃口尺寸及公差計(jì)算 13七、裝配圖為級進(jìn)模 14八、模具材料的選取 16九、確定裝配基準(zhǔn) 16十、模具零件的加工 17十一、結(jié)束語 1819十二、工藝卡設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果一、引言零沖壓工藝規(guī)程是模具設(shè)計(jì)的依據(jù)，而良好的模具結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)又是實(shí)現(xiàn)工藝過程的可靠保證，若沖壓工藝有所改動，往 往會造成

5、模具的返工，甚至報(bào)廢,沖裁同樣的零件，通?？梢悦?用幾種不同方法，工藝過程設(shè)計(jì)的中心就是依據(jù)技術(shù)上先進(jìn)， 經(jīng)濟(jì)上合理，生產(chǎn)上高效,使用上安全可靠的原則，使用上安全 可靠的原則，使零件的生產(chǎn)在保證符合零件的各項(xiàng)技術(shù)要求 的前提下達(dá)到最佳的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)沖壓工藝過程要從分析產(chǎn)品的零件圖入手，分析零 件圖包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面：(1) 沖壓加工方法的經(jīng)濟(jì)性分析沖壓加工方法是一種先進(jìn)的工工藝方法，因其生產(chǎn)率 高，材料利用率高，操作簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)而廣泛使用， 由于模具費(fèi)用高，生產(chǎn)批量的大小對沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性 起著決定性作用。批量越大，沖壓加工的單件成本就越 低，批量小時(shí)，沖壓加工的優(yōu)越性就不

6、明顯，這時(shí)采 用其他方法制作該零件可能會更有效果。(2) 沖壓件的工藝性分析沖壓件的工藝性是指該零件在沖壓加工中的難易程度， 在技術(shù)方面，主要分析該零件的形狀特點(diǎn)，尺寸大小， 精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求， 良好的工藝性應(yīng)保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié) 構(gòu)簡單，而且壽命長產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單，方便等。不論沖壓件的幾何形狀和尺寸大小如何，其生產(chǎn)過 程一般都是從原材料剪切下料開始，經(jīng)過各種沖壓工序 和其他必要的輔助工序加工出圖紙所要求的零件。對于 某些組合沖壓件或精度要求較高的沖壓件， 還需要經(jīng)過 切削焊接或鉚接等加工才能完成。二、彎曲件工藝分析本設(shè)計(jì)的零件為彎曲板、零件外

7、形對稱，無尖角、凹陷或其他形狀突變，材料比較厚，系典型的板料沖壓件。主要 生產(chǎn)工序?yàn)槁淞稀澢?、沖孔，其外形尺寸精度無特別公差 要求。彎曲件內(nèi)側(cè)圓角半徑r2，相對彎曲圓角半徑r/t=，大 于表相關(guān)資料所示的最小許可彎曲圓角半徑，因此可以一次 彎曲成型。該零件沖裁時(shí)，采用剛性卸料裝置。通過上述工藝分析，該零件為薄板沖裁彎曲件，尺寸精 度要求不高，屬于沖裁彎曲成形問題。零件草圖：如下圖示2-1零件草圖名稱：彎曲板生產(chǎn)批量：大批量材料:H62材料厚度：4mm三、沖裁工藝方案的確疋方案一，采用單工序模。單工序模的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造 費(fèi)用低，但工序復(fù)合程度低、生產(chǎn)效率低，適合大、中、小 批量生產(chǎn)。方案

8、二，米用復(fù)合模加工。復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，沖裁 件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度咼，沖裁的輪廓尺寸較小。 但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合模主要 用于生產(chǎn)批量大精度要求高的沖裁件。方案三，米用級進(jìn)模加工。級進(jìn)模比簡單工序模生產(chǎn)率高， 減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn) 自動化生產(chǎn)。對于特別復(fù)雜或孔邊距離較小的沖壓件，用簡 單模或復(fù)合模沖制有困難時(shí)，可用級進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級進(jìn) 模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適于大批量 生產(chǎn)小型沖壓件。比較如圖：3-1加工方案比較圖通過比較三個(gè)方案，對于所給出的零件，精度要求比較高， 且要求大批量生產(chǎn)，在模具結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度方面

9、得到實(shí)現(xiàn)和保證 的條件下，故采用級進(jìn)模。四、排樣形 式和各道工 序的計(jì)算1、毛坯尺寸展開彎曲部分毛坯尺寸：式中圓角半徑r=2mm材料厚度t=4mmr=2=t/2,即圓角半徑r=t/2的彎曲件，根據(jù)沖壓手冊P135 可知毛坯的尺寸是根據(jù)彎曲前后材料體積不變的原則進(jìn)行 計(jì)算的。L=L+L2+Lb+（ ri+xjt）+ （ r2+xot）Li=10mmL?=7mmL3=48mm彎曲部分展 開的尺寸L=100mm五、工序壓力計(jì)算及選擇壓力機(jī)ri=r2=2mmX0=所以L=,取100mm2、排樣、計(jì)算條料尺寸、步距以及材料利用率查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2-13得到搭邊值：零件之間的搭邊值ai=，取ai=4

10、；側(cè)邊的搭邊值a=，取a=5mm；工件的面積 A=20*100=2000mm2查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2-14得條料寬度公差厶=零件輪廓尺寸比較簡單，考慮操作方便，采用單排沖壓。如圖1中的排樣所示。7勺條料寬度：B=110mm步距：S=24mm材料的利用率：n =%4-1排樣工件圖則條料寬度：B=(D+2a+A )-=110mm步距：S=20+4=24mm材料的利用率：n =A/BS=( 2000-/110*24) =%1、工序壓力計(jì)算工件材料為H62,查沖壓手冊力學(xué)性質(zhì):(1)第一道工序 第一次沖裁 平刃口模具沖裁時(shí)，卸料力按下式計(jì)算：查沖壓手冊公式 F卸1=K卸LtTF卸1 =被加工余料的周

11、長L=58mm系數(shù)K=，取K=厚度t=4mmH62材料的抗剪強(qiáng)度 T330MPa得：F 卸 1 =*240*4*330= 求沖裁時(shí)的推件力：F推1=心頂Lt t查沖壓手冊表2-37得：K頂=，取K頂=F 推 i= 得：F 推 i=*58*4*330=3828N=1(2)第二道工序第二次沖裁求沖裁時(shí)的卸料力：被加工余料的周長L=系數(shù)K=,取K=厚度t=4mmH62材料的抗剪強(qiáng)度 T330MPa得：F卸2 =*求沖裁時(shí)的推件力：F推2=F卸3=F 推 2=心頂 Lt t =*4*330=(3)第三道工序一一沖孔沖壓1個(gè) 6孔 求沖孔力F 卸 3= t =*4*330= 求推件力F 推 3=*4*3

12、30=(4) 第四道工序一一首次彎曲成型 求曲件的最大自由彎曲力：F 自 i=c b/ (r+t)安全系數(shù)k=料寬b=20mm料厚t=4mm彎曲半徑r=2mm材料強(qiáng)度極限c b= 330MPa則 F 自i=16016N= 求曲件的校正彎曲力：F 校 i=Ap彎曲的投影面積 A=60*20=1200mm2 單位校正力p=40-60,取p=50則 F 校 i=1200*50=60000N=60KN 求曲件的壓料力：F壓1= () F自1,取系數(shù)貝U F 壓 1=8008N=8KN(5) 第五道工序落料、二次彎曲成型求曲件的最大自由彎曲力：F 自 2=2* c b/ (r+t)安全系數(shù)k=料寬b=2

13、0mm料厚t=4mm彎曲半徑r=2mm材料強(qiáng)度極限c b= 330MPa貝U F自2=40128N=F推3=F自1=F 校 1=60KNF 壓 1=8KN 求曲件的校正彎曲力：F 校 2=Ap彎曲的投影面積 A=60*20=1200mm2單位校正力p=40-60,取p=50則 F 校2=1200*50=60000N=60KN 求曲件的落料力：F落=心LtT取系數(shù)K落=貝U F 落=*4*330=2、選擇壓力機(jī)壓力機(jī)公稱壓力：F總=F卸1+F卸2+F卸3+（F自1+F壓）+自2+F推總+F落=+ （16+8） +*40+=從總壓力出發(fā)，應(yīng)選擇160KN開式壓力機(jī)查沖壓手冊表9-3,落料工序壓力機(jī)

14、的技術(shù)參數(shù)如下：JC23- 16公稱壓力：160KN滑塊行程：70mm最大閉合高度：220mm圭寸閉咼度調(diào)節(jié)量：60 mm工作臺尺寸（前后mmx左右mm）: 300 X 450墊板厚度：40mm模柄孔尺寸（直徑 mm X深度mm）: 30 X 50最大可傾角：30F自2=F 校 2=60KNF落=壓力機(jī)公稱壓力：F總=六、模具刃口尺寸及公差計(jì)算1、沖裁模刃口雙面間隙沖廢料時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)件，該零件凸模刃口部分尺寸按上 述凹模相應(yīng)部分尺寸配制。對于未標(biāo)注公差按IT14級計(jì)算。查沖壓手冊表2-25,雙面間隙值：Zmi n-Zmax= 第一次沖裁時(shí)：凹模最大極限尺寸D=68mm查沖壓手冊表2-28,

15、凹模制造公差 凹=+凹模刃口尺寸：D凹=(D-x)+凹=68+ 第二次沖裁時(shí)：凹模最大極限尺寸D=查沖壓手冊表2-28，凹模制造公差 凹=+凹模刃口尺寸：D凹=(D-x)+凹=+沖孔時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)件，該零件凸模刃口部分尺寸按上述凸模相應(yīng)部分尺寸配制孔徑最小極限尺寸d=6mm查沖壓手冊表2-28，凹模制造公差 凹=凸模刃口尺寸：d凸=(d-xA)-凸=2、彎曲模工件部分尺寸計(jì)算 凹凸模的圓角半徑凸模的圓角半徑r凸應(yīng)該等于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r，r 凸=r=2mm查表3-20得凹模的圓角半徑r凹=5mm凹模的深度l=15mm, 凹凸模的單邊間隙c=t+A +Kt料厚t=4mm根據(jù)彎曲件高度h和彎

16、曲曲線長度b而決定的系數(shù)K,查表3-18 得 K=得c=七、裝配圖為級進(jìn)模當(dāng)工件精度要求咼時(shí)，可取 c=t=4mm可得：凸模寬度尺寸b凸=（b凹-2c）-凸=凸為凸模制造公差，按IT8級公差查 凸=1、模具類形的選擇由沖壓工藝分析可知，采用簡單的彎曲模 按已確定的 模具形式及參數(shù)，從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)模架。按- 81 選對角導(dǎo)柱模架上模座：LX BX t = 250mmx 220mm x 50mm下模座：LX BX t=250mm x 220mmx 60mm2、定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞呤羌夁M(jìn)模，需要完成沖裁、沖孔、彎曲、 落料工藝，在沖裁部分，采用導(dǎo)尺定位，在彎曲成形部分， 采用楔緊塊定位3

17、、卸料、出件方式的選擇根據(jù)模具的運(yùn)動特點(diǎn)，該模具手動取出工件比較方便。因 為工件料厚為4mm，采用彈壓卸料。4、導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的確定為了提高模具的壽命和工件質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模 具，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架導(dǎo)柱導(dǎo)套：按81選d = 32mm導(dǎo)柱，其中導(dǎo)柱長度選 L= 195mm 按81 選 d = 32m 導(dǎo)柱，導(dǎo)套 D=55 mm，L= 120mm5、彎曲凹模、凸模如尺寸如上計(jì)算所確定，表示圖如下：Lr7-4第二次彎曲、落料凸模7、模柄d=30mm, D=75mm, h=64mm8、卸料板的設(shè)計(jì)卸料板的形狀設(shè)計(jì)為長方體形，其工作部分的尺寸由工件部分的凸凹模來決定，并且與凸凹模保持 1

18、mm的間隙。9、凸模的固定本模具采用凸臺式凸模，凸臺鑲嵌在凸模固定板上，而 凸模固定板用螺栓與銷釘緊固在下模座上10、凹模的固定八、模具材料的選取九、確定裝配基準(zhǔn)凹模與下模座用螺釘、銷釘緊固凸模的材料為Cr12,凹模的材料為Cr12，熱處理硬度為56-60HRC墊板、下固定板、上固定板的材料的45號鋼，熱處理硬度為HRC43-48模具的常用配合：1、H7h6的間隙定位配合，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合。2、H7r6的過度配合，用于較高的定位，凸模與固定板的配 合，導(dǎo)套與模座，導(dǎo)套與固定板，模柄與模座的配合。3、H7m6的過度配合，能以最好的定位精度滿足零件的剛性 和定位要求，凸模的固定導(dǎo)套與模座的固定、導(dǎo)

19、柱與固定板的固定。其余未在此給出的零件，均按裝配圖及零件圖上所示1. 刃口配合尺寸要均勻。2. 工件毛刺高度不得大于3. 卸料板的定位面與凹模平面平行度4. 模柄裝入上模座后模柄的軸心線對上模座上平面的垂直 度公差在全長范圍不大于。5. 零件未注明倒角尺寸（刃口除外）均應(yīng)倒角，倒角尺寸為 2X 45十、模具零件的加工普通零件的加工是按產(chǎn)品零件圖要求全部加工完畢，再 進(jìn)行總裝。而模具零件的加工有些是不能按模具零件圖全部 加工完畢的，要待部件組裝或整模組裝時(shí)修配或配鉆，所以 模具零件圖上的形狀和尺寸是否全部加工出來，還要根據(jù)模具加工的裝配方法而定。若以凸模凹模為基準(zhǔn)裝配時(shí)，零件 圖上的導(dǎo)柱孔在零件

20、加工時(shí)就不加工，若以四導(dǎo)柱導(dǎo)套作型 腔，凸模相對位置控制基準(zhǔn)時(shí)，則凹模及凸模固定板的導(dǎo)柱 孔應(yīng)與凹模或凸模固疋板的型孔在各板之上同時(shí)加工出來。使用銑床加工一個(gè)零件時(shí)，必須先把零件的相關(guān)尺寸、 材料、使用刀具、加工參數(shù)確定下來，保證加工能順利完成， 同時(shí)，設(shè)計(jì)方面也要考慮到加工的難易程度，以減少加工的 困難，例如這次我們在設(shè)計(jì)時(shí)沒有充分考慮到材料對加工帶 來的問題，導(dǎo)致加工使用 Cr12材料的零件很困難，刀具無 法加工這么硬的材料，所以在加工前要慎重考慮各種細(xì)節(jié)。 在買回來的模板里，要確定模板的加工基準(zhǔn)，哪些面是基準(zhǔn) 面，這一般在訂購模板時(shí)會標(biāo)明哪幾個(gè)面是經(jīng)過打磨，之后 就是把加工基準(zhǔn)定下來，當(dāng)然事前必須準(zhǔn)備好零件圖，根據(jù) 零件圖來定位加工方案，如果要用到數(shù)控編程，就必須把加工原點(diǎn)定出來。定好加工方案后，就可以開始加工，先把工 件裝夾到虎口鉗上，使用銅錘敲擊以使工件被夾緊，然后打 表，在打表時(shí)要非常小心，當(dāng)表很靠近工件時(shí)，不能使用加 速進(jìn)給，否則很容易碰壞儀器，在校平行度時(shí)，最好先來回 走幾遍，觀察大概偏向，然后要小心敲擊工件，使其保持在 很小