保護(hù)罩沖壓課程設(shè)計(jì)說明書

1、課程設(shè)計(jì)說明書題目：保護(hù)罩沖壓模具設(shè)計(jì) 姓 名：學(xué) 號(hào)：年 級(jí)： 四年級(jí)專 業(yè)：材料成型及控制工程學(xué)生類別： 四年本科指導(dǎo)教師： 教學(xué)單位： 2011年9月14日 目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品零件圖3二、序言5三、制件的工藝性分析5四、沖壓工藝方案的制定及分析比較5五、工藝卡片7六、模具結(jié)構(gòu)形式的論證及確定8 七、工藝計(jì)算8八、壓力機(jī)型號(hào)的選擇及壓力中心確定9九、模具零件的選用、設(shè)計(jì)及必要的計(jì)算10十、模具閉合高度的校核12十一、繪制裝配圖13十二、個(gè)人心得14十三、參考文獻(xiàn)15一、設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品零件圖(一)設(shè)計(jì)課題 某廠生產(chǎn)的沖壓零件，生產(chǎn)批量為：大批量，試確定其沖壓工藝方案，畫出模具結(jié)構(gòu)裝

2、配圖，并繪出除模架和緊固件等以外的兩個(gè)工作零件圖。(二)設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)內(nèi)容包括沖壓工藝性分析，工藝方案制定，排樣圖的設(shè)計(jì)，總的沖壓力計(jì)算及壓力中心計(jì)算，刃口尺寸計(jì)算，彈簧、橡皮的計(jì)算，凸模、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及其它沖模零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制模具裝配圖和工作零件圖，編寫設(shè)計(jì)說明書，填寫沖壓工藝卡等。(三)設(shè)計(jì)工作量沖壓工藝卡 1份（a4紙）沖模裝配圖 1張（a1或a2紙）工作零件圖 2張（a3或a4紙）設(shè)計(jì)說明書 1份（約15頁）（a4紙） (四)、冷沖模課程設(shè)計(jì)的要求1冷沖模裝配圖 用以說明沖模結(jié)構(gòu)、工作原理、組成沖模的全部零件及其相互位置和裝配關(guān)系。一般情況下，冷沖模裝配圖用主視圖和俯視圖表示，若

3、還不能表達(dá)清楚時(shí)，再增加其它視圖。圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸，如模具閉合尺寸、模架外形尺寸、模柄直徑等，不標(biāo)注配合尺寸、形位公差。 按機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)填寫好標(biāo)題欄和零件明細(xì)表，包括件號(hào)、名稱、數(shù)量、材料、熱處理、標(biāo)準(zhǔn)零件代號(hào)及規(guī)格、備注等內(nèi)容。模具圖中的所有零件都應(yīng)詳細(xì)填寫在明細(xì)表中。 裝配圖中的技術(shù)要求內(nèi)容包括：凸、凹模間隙、模具閉合高度、模具的特殊要求、其它等。2.沖模零件圖要求繪制除模架和緊固件以外的若干零件圖，零件圖的繪制和標(biāo)注應(yīng)符合機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，要注明全部尺寸、公差配合、形位公差、表面粗糙度、材料、熱處理要求及其它技術(shù)要求。3沖壓工藝卡以工序?yàn)閱挝?，說明整個(gè)沖壓加工工藝過程的工藝

4、文件。它包括：制件的材料、規(guī)格、質(zhì)量；制件簡圖或工序簡圖；制件的主要尺寸；各工序所需的設(shè)備和工裝等。4設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)者除了用工藝文件和圖樣表達(dá)自己的設(shè)計(jì)結(jié)果外，還必須編寫設(shè)計(jì)說明書，用以闡明自己的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)、方案的優(yōu)劣、依據(jù)和過程。其主要內(nèi)容有：（1）目錄；（2）設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品圖；（3）序言；（4）制件的工藝性分析；（5）沖壓工藝方案的制定及分析比較；（6）填寫工藝卡片；（7）模具結(jié)構(gòu)形式的論證及確定；（8）排樣圖設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算；（9）工序壓力計(jì)算及壓力中心確定；（10）沖壓設(shè)備的選擇及校核；（11）模具零件的選用、設(shè)計(jì)及必要的計(jì)算；（12）模具工作零件刃口尺寸及公差的計(jì)算；（13）其它

5、需要說明的問題；（14）主要參考文獻(xiàn)目錄。說明書中應(yīng)附必要的簡圖，所選參數(shù)及所用公式應(yīng)注明出處，并說明式中各符號(hào)的意義和單位。說明書最后應(yīng)附有參考文獻(xiàn)目錄，包括書刊名稱、作者、出版社、出版年份。在說明書中引用所列參考資料時(shí)，只需在方括號(hào)里注明其序號(hào)及頁數(shù)，如：見文獻(xiàn)8p118。5. 用cad繪制，cad繪制答辯后，須交紙質(zhì)圖及電子文稿。(五)、零件圖 二、序言模具的設(shè)計(jì)從很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)。本份說明書是在參考諸多相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，針對(duì)產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)、工藝等方面，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。本份說明書囊括了沖壓模具設(shè)計(jì)的一般步驟，包括工藝性分析、關(guān)鍵零件的尺寸計(jì)算、裝配圖及非標(biāo)零件

6、圖等內(nèi)容。不僅概括說明了此套沖壓落料復(fù)合模具的設(shè)計(jì)過程，還對(duì)設(shè)計(jì)此類沖模具有一定的參考價(jià)值。本份說明書的作者以在校學(xué)生的身份，通過對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，在缺乏一定設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，在諸多方面考慮不周或者不合理，難免出現(xiàn)缺點(diǎn)或不妥之處，懇請(qǐng)指導(dǎo)老師批評(píng)指正。3、 制件的工藝性分析 該零件材料為鋁l2，塑性較好，具有良好的沖壓性能，適合沖裁和拉深。工件尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡單，頂部有一個(gè)8.5的圓孔，側(cè)壁有一個(gè)10圓孔，兩個(gè)圓孔的尺寸和位置滿足普通沖裁對(duì)沖裁件相應(yīng)的結(jié)構(gòu)工藝性要求。工件的尺寸按it14級(jí)計(jì)算，普通沖裁完全能滿足要求。4、 沖壓工藝方案的制定及分析比較1.方案種類 該工件包括落料、沖孔

7、拉深三個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案。 方案一：先沖孔，后落料，再后拉深，最后沖側(cè)孔，采用單工序模生產(chǎn)，需要四個(gè) 單工序模具。 方案二：沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，再拉深，最后沖側(cè)孔，采用單工序 模生產(chǎn)，需要三副模具。 方案三：采用沖孔落料拉深同時(shí)進(jìn)行的復(fù)合模生產(chǎn)，需要一副模具。2. 方案的比較 各方案的特點(diǎn)及比較如下: 方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但需要四幅模具，成本相對(duì)較高，生產(chǎn)效率低， 且更重要的是在第一道工序完成后，進(jìn)入第后三道工序必然會(huì)增大誤差，使 工件精度、質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需的要求，難以滿足生產(chǎn)需要。故而不 選此方案。 方案二：需要三副模具，第一副模具為級(jí)進(jìn)模，生產(chǎn)

8、效率高，適合大批量零件生 產(chǎn)，沖件精度較高，不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對(duì)位置一致性好。第二副 模具為單工序拉深模，利用外圓或內(nèi)孔定位方便可靠，第三副為單工序側(cè)孔 沖裁模，可以滿足生產(chǎn)需要。且前兩副模具適合兩學(xué)生分工完成，因此較適 合本次課程設(shè)計(jì)需求。 方案三：需要一副級(jí)進(jìn)模該級(jí)進(jìn)模需要完成沖孔、落料、拉深，且零件有一個(gè)側(cè)孔， 因此模具結(jié) 構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，加工精度高，成本高，作為學(xué)生的課程設(shè)計(jì)來說 難度和工作量都太大,因此不宜選用該方案。3.方案的確定及小組任務(wù)分工 綜上所述，本零件需采用三副模具：沖孔-落料復(fù)合模，拉深單工序模和單工序側(cè)孔沖裁模。沖孔-落料復(fù)合模采用利用導(dǎo)正銷進(jìn)行定位、剛性卸料裝置

9、、自然漏料方式的沖孔落料復(fù)合進(jìn)行加工生產(chǎn)，由陳月月同學(xué)負(fù)責(zé)全部設(shè)計(jì)。拉深單工序模采用工序件的內(nèi)孔定位、剛性卸料、恒力壓邊的拉深單工序模，由本人負(fù)責(zé)全部設(shè)計(jì)。五、填寫工藝卡保護(hù)罩工藝卡南農(nóng)大工學(xué)院冷沖壓工藝卡片產(chǎn)品型號(hào)零（部）件名稱共 頁產(chǎn)品名稱保護(hù)罩零（部）件型號(hào)第 頁材料牌號(hào)及規(guī)格材料技術(shù)要求毛坯尺寸每毛坯可制件數(shù)毛坯質(zhì)量輔助材料鋁l22000x1000條料2000x106.119工序號(hào)工序名稱工藝內(nèi)容加工簡圖設(shè)備工藝裝備工時(shí)1下料剪床上裁板2000x106.1q11-31200j23-252沖裁沖孔、落料j23-16b3拉深拉深j23-16b4沖裁沖側(cè)孔5檢驗(yàn)6編制（日期）審核（日期）會(huì)簽

10、（日期）六、模具結(jié)構(gòu)形式的論證及確定拉深有兩種結(jié)構(gòu)形式，正裝式和倒裝式。分析該工件成形后脫模方便性，正裝式復(fù)合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒裝式復(fù)合模成形后工件留在上模，只需在上模裝一副推件裝置，故采用倒裝式拉深模。7、 工藝計(jì)算1.坯料直徑d的計(jì)算 圓筒形拉深件的毛坯直徑計(jì)算公式 d= = =102.7mm(見文獻(xiàn)8p174)2.判斷可否一次成形 查表得l2的首次拉深系數(shù)m1=0.53(p189表4-17), 首次拉深直徑d1=d0m1=102.70.52=54.43mm64mm,因此，可以一次拉深成形。3.判斷是否需要壓邊圈（t/d）100=（1.5/102.7）10

11、0=1.461.5,需要采用壓邊圈（見文獻(xiàn)8p191表 4-19）。 為保證拉伸過程工序件不變薄，采用橡膠恒力壓邊裝置。4.凹、凸模間隙的確定 查表得得，有壓邊圈取z=1t=1.5mm（見文獻(xiàn)8p223表4-55）。5.凸模、凹模工作部分尺寸確定 查表得，凸=0.035mm ，凹=0.05mm （見文獻(xiàn)8p224表4-57）， 因此凹模直徑d凹=， 凸模直徑d凸=， 查表得得凹模圓角半徑r凹=5t=5x1.5=6.5，凸模圓角半徑r凸=3（見文獻(xiàn)8p220 表4-53）。6.拉深力的計(jì)算 f拉=k1d1tb其中k1為修正系數(shù)，與拉伸系數(shù)有關(guān)，d1 為拉深工序件直徑，t為板料厚度，b為拉伸材料的

12、抗拉強(qiáng)度。查表得k1=1（見文獻(xiàn)8p213表4-36），鋁l2的b =90mpa （見文獻(xiàn)8p213表1-25）,因此f拉=k1d1tb=1(64-1.5)1.5 90=26.49kn 7.壓邊力的計(jì)算 f壓=ap其中a為壓料圈下坯料的投影面積，p為單位面積壓邊力，查表得鋁l2的單位壓邊力p=1mpa（見文獻(xiàn)p215表4-42），取壓邊圈外徑d=94mm,因此f壓=ap=p(-)/4=1（）=3.92kn8.壓力機(jī)標(biāo)稱壓力的計(jì)算 fg1.8（f拉+f壓）=1.8(26.49+3.92）=60.14kn8、 壓力機(jī)型號(hào)的選擇及壓力中心確定1.沖壓設(shè)備選擇的要求：（1) 壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)能保證

13、成型零件的取出與毛坯的放入。（2) 壓力機(jī)的工作臺(tái)面尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，還需留有安裝固定余 地，但是在過大的工作臺(tái)上安裝很小尺寸的沖模時(shí)，工作臺(tái)的受力條 件也是不理想的。所選的壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適 應(yīng)。（3) 模具的閉合高度：模具在閉合時(shí)，上模座的上表面到下模座的下表面之間 的距離。壓力機(jī)的閉合高度h：滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)面到滑塊下端面的距離。 該距離一般是可以調(diào)整的，故一般的壓力機(jī)均由最大閉合高度和最小閉合 高度hmin。 （4）壓力機(jī)的噸位要與總的沖壓力相適應(yīng)。2.壓力機(jī)型號(hào)的選擇根據(jù)所計(jì)算出的壓力機(jī)標(biāo)稱壓力fg1.8（f拉+f壓）=1.8(26.49+3.92）

14、=60.14kn，查沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)p298表7-1初步選擇公稱壓力為160kn的開式雙柱可傾壓力機(jī)j23-16b(見文獻(xiàn)8p298表7-1)。其基本參數(shù)如下：公稱壓力160kn滑塊行程70mm滑塊行程次數(shù)250/min最大閉合高度300mm最小閉合高度160mm閉合高度調(diào)節(jié)量60mm模柄孔直徑50mm模柄孔深度70mm3.模具壓力中心的確定模具的壓力中心：沖裁時(shí)的合力作用點(diǎn)或工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具壓力中心。由于工件的形狀是規(guī)則的圓筒件，每套模具壓力中心是工件它的幾何中心。九、模具零件的選用、設(shè)計(jì)及必要的計(jì)算1.工作零件的設(shè)計(jì)a. 凹模：凹模采用整體凹模，輪廓全部采用數(shù)控線切

15、割機(jī)床即可一次成形，安排凹模 在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)壓力中心的數(shù)據(jù)，盡量保持壓力中心與模柄中心 重合。 凹模尺寸如下： 凹模內(nèi)徑=63.49 凹模高度=52mm 凹模壁厚=15mm 凹模凸緣直徑=114mm 凹模凸緣厚度=10mmb. 凸模 凸模尺寸如下： 凸模直徑=61.95mm 凸模高度=112mm 凸模凸緣厚度=10mm 凸模凸緣直徑=77mm c.壓邊圈 壓邊圈尺寸如下： 壓邊圈內(nèi)徑=61.95mm 壓邊圈外徑=94mm 壓邊圈高度=39mm 壓邊圈固定凸緣厚度=20mm2.定位零件的設(shè)計(jì) （1）工序件定位零件 結(jié)合本套模具的具體結(jié)構(gòu)，考慮到工序件有以8.5的圓孔，為保證工序件的定位

16、，在凸模上端開設(shè)一與工序件相同孔徑的圓形孔安裝圓柱銷，圓孔直徑=8.5mm，與工序件采用間隙配合。（2）固定板 凸模固定板：25028 凹模固定板：250363.模架及導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì) （1）模架及導(dǎo)柱導(dǎo)套 該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具后側(cè)位置，其優(yōu)點(diǎn)是工作面敞開，適于小型沖模。以凹模周圍尺寸為依據(jù)，由簡明沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)p320選擇模架規(guī)格如下： 凹模周圍尺寸：b=250mm,l=250mm a型導(dǎo)柱：35210（見文獻(xiàn)13p320，gb/t 2861.1）， a型導(dǎo)套：3511543（見文獻(xiàn)13p320，gb/t 2861.6）， 上模座厚度h上取45mm，下模座厚度h下取5

17、5mm（見文獻(xiàn)10p17)。（2） 模柄 由于制件尺寸較小，且材料較軟，為使拉深壁厚均勻，應(yīng)保證模柄與上模座的垂直度要求。因此選用壓入式模柄。已選壓力機(jī)j23-16b確定模柄孔尺寸為5070，得壓入式模柄各項(xiàng)尺寸參數(shù)(見文獻(xiàn)13p302表6-62）。4.壓料裝置的設(shè)計(jì) 為防止材料在拉深過程中因壓邊力不均勻或變化過大而產(chǎn)生壁厚不均勻現(xiàn)象，采 用恒力壓邊裝置，采用橡膠壓料。橡膠高度h橡膠=（見文獻(xiàn)1p100)其中為橡膠工作壓縮量，為橡膠極限壓縮量，為橡膠預(yù)壓縮量。約為拉深變性階段中凹模下行距離，約為32mm,取=45%，=10%（見文獻(xiàn)1p100)，則橡膠高度h橡膠=91.4mm10、 模具閉合高

18、度校核 模具閉合高度h合是指模具在最后工作位置，及下死點(diǎn)，且能沖出合格產(chǎn)品的上模座的上表面到下模座下表面之間的距離。因此，為使模具正常工作，模具閉合高度必須與壓力機(jī)的閉合高度相適應(yīng)，應(yīng)介于壓力機(jī)最大和最小閉合高度之間，一般可按如下關(guān)系式確定，即：hmax-5h合hmin+10根據(jù)落料拉深沖孔模裝配圖上的總體標(biāo)注可知模具閉合高度等于246.4mm。由所選壓力機(jī)的主要參數(shù)可知：hmax=300mm,hmin=160mm因此，295=300-5246.5160+10=170所以所選壓力符合模具的裝模高度。十一、模具裝配圖十二、個(gè)人心得 為期兩周的沖壓模具課程設(shè)計(jì)終于接近了尾聲，雖然在設(shè)計(jì)中我們遇到了許多困難，但是由于老師的耐心解答，再加上我們善于查閱資料，善于交換自己的意見，大家一起討論，終于解決了許多問題，最終用autocad畫出了一張裝配圖和兩張零件圖以及手寫了一份幾千字的說明書?？粗@些成果，心里無不感到欣喜，也許成果不是最好的，但是我努力的付出過。課程設(shè)計(jì)后我感受很多，雖然很忙，但是很充實(shí)，我知道了做事一定要細(xì)心，特別是一些設(shè)計(jì)的東西。因?yàn)樗鼈兌际怯羞B鎖的關(guān)系的，即一旦前面計(jì)算錯(cuò)誤，后面就都錯(cuò)了，到最后的結(jié)果就是全部返工。這次設(shè)計(jì)讓我深知設(shè)計(jì)是馬虎大意的嚴(yán)重后果，如果是出現(xiàn)在以后的工作中，那也許就是金錢也換