沖壓模具設(shè)課程計(jì)階梯圓筒

1、沖壓模具設(shè)計(jì)階梯指導(dǎo)老師：王睿專業(yè)：1 0機(jī)制學(xué) 號:1 0530129 姓 名：羅東東第1章沖壓工藝設(shè)計(jì) .11. 1零件的工藝分析 .11.2制定沖壓工藝方案.31.3畫工序圖 .41. 4初選沖壓設(shè)備 .61. 5編制沖壓工藝卡 .8第2章沖壓模具設(shè)計(jì) .102.1沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 .102.2模具設(shè)計(jì)計(jì)算 .10第3章模具主要零件加工工藝設(shè)計(jì) .143.1制定凸凹模加工工藝過程 .143. 2填寫凸凹模加工工藝規(guī)程卡 .16第4章設(shè)計(jì)總結(jié) .21參考文獻(xiàn).23第1章沖壓工藝設(shè)計(jì)1. 1零件的工藝分析此零件形狀為階梯圓筒形件，需要釆用落料，拉深，切邊三道工序，通過計(jì)算 確定拉深次數(shù)。零

2、件材料為10鋼，根據(jù)參考文獻(xiàn)1表1.4.1得:10鋼的抗剪強(qiáng)度=2 lOMPa。山此可見，其塑性較好，有較高的強(qiáng)度，適合于成形加工。=260 4 40MPa、抗拉強(qiáng)度Ob = 3004 40MPa、伸長率6 0=2 9%屈服強(qiáng)度二210MP&。山此可見,其塑性較好，有較高的強(qiáng)度，適合與成形加工。此零件毛坯形狀為圓形，故采用沖裁工藝中的落料工序。首先計(jì)算出毛坯的尺寸,根據(jù)毛坯尺寸要求計(jì)算出凸凹模的尺寸，但要注意 落料見的尺寸應(yīng)增加修邊余量，以保證零件的高度。后面還有拉深等其它工序， 最重要的是毛坯外形尺寸精度要保證下一道工序的完成。拉深見工藝性的好壞，直接影響到該零件能否用拉深方法生產(chǎn)出來,不僅

3、能 滿足產(chǎn)品的使用要求，同時(shí)也能夠用最簡單，最經(jīng)濟(jì)和最快的方法生產(chǎn)出來。拉深見外形尺寸的要求應(yīng)根據(jù)零件的高度以及厚度等選擇一次拉深還是多 次拉深。1.計(jì)算落料毛坯尺寸：t=0. 5mm2 = J52 +2;rx2x5+8x22 +4x9x05+2cl .5x9+4.56x1 5? +21 / -12? 23.7mm則 A2=1DJX23. 7X561.7毛坯的總面積 A=AI+A2 = - (1 0 42. 3+5 61.7) = - X 1604mm244因此毛坯直徑為40mm2.確定拉深次數(shù):h dn=糾0.67=0.0125D 40查指導(dǎo)表4-8得：當(dāng)-X100%=1 . 25 (2.8

4、3.0時(shí)mJ=0160200. 5mm,各階梯連接處的半徑為1.5mm, 1 . 52t = lmm,即滿足Rit, R 2 t , 所以拉深可以順利進(jìn)行,不需要增加整形工序，零件產(chǎn)品尺寸為342O.M、精度為 ITIOIT 1 1級28紅52、工,，精度為IT 14級，其中28人2、卩厶施由 拉深工序保證。拉深成形后切除零件多余外邊，保證零件最后的外形尺寸公差, 故342O.14由切邊工序保證。1 .2制定沖壓工藝方案1. 2.1工藝方案分析比較此零件外殼形狀表明它為拉深件，所以拉深為基本工序，其毛坯可用落料工 療;完成。根據(jù)前面的計(jì)算，只需要一次拉深，故根據(jù)該零件所需基本沖壓工序，做 出一

5、個(gè)合格的零件，可以有三種工藝方案：第一種方案是把落料、拉深、二道工序做一個(gè)簡單復(fù)合模，然后再以切邊工 序做一個(gè)單工序切邊模。第二種方案是以落料、拉深、切邊工序分開，各做一副單工序模。第三種方案是把落料、拉深、切邊三道工序并在一起,做一副多工位的級進(jìn) 模。三種方案的比較：第一種方案:落料、拉深是一個(gè)簡單復(fù)合模，設(shè)計(jì)簡便,制造也不難生產(chǎn)效率 高，裝夾方便，切邊工序作為單工序模，只要保證一個(gè)尺寸精度要求，方便、簡單。第二種方案:三道工序分開，分布鮮明，有序進(jìn)行，看得懂，弄得請，但效率不 高，占用設(shè)備多，若單用一個(gè)設(shè)備，則需拆下來,裝上去次數(shù)多，比較麻煩。第三種方案:三道工序一起進(jìn)行，效率比較高，但是

6、制造麻煩，周期長，成 本高,只有大批量生產(chǎn)中才適合。1.2.2工藝方案確定根據(jù)工藝方案的比較：方案一:落料拉深復(fù)合一切邊方案二：落料一拉深一切邊方案三:落料、拉深、切邊級進(jìn)模綜合所有因素，此零件選用方案一。1.3畫工序圖1.工序1 :落料拉深。(1)毛坯圖圖ITa.計(jì)算開料寬度及步距由參考文獻(xiàn)1表25. 2取搭邊值fl min =1. 5mm2mm由表2. 5.3得 減料公差5二0. 4mm導(dǎo)料間隙OO. 1 mm8考慮落料后需自然卸下條料 單惻需沖開0.5mm深缺口。 則開料寬度 B= (D 0.5+dnin + 2 5+C)=(40-0. 5+1. 5+2X0.4+0. 1)%4=41.9

7、04 mm取 B=41.9：）4 mm步距 A=D+nmn =40+1 2=4 1 2mm. 取 A=42mmb 畫排樣圖圖1-3圖1-41.4初選沖壓設(shè)備(1)計(jì)算拉深工藝力,相對厚度丄二1. 2 5 %1.5%Dt二0. 5mm根據(jù)參考文獻(xiàn)1表4.5. 2拉深時(shí)需釆用壓邊圈。在該模具中 可利用凸凹模與成型頂塊進(jìn)行壓邊。由于該零件只一次拉深因此拉深時(shí)需兼整形。拉深工藝力應(yīng)按整形力計(jì)算。 參考彎曲校正力進(jìn)行計(jì)算。查參考文獻(xiàn)1表3. 3. 3。取單位校正力q =40MPa則 F能=加=40 xx392 =47759.4NF總 1 = F整=47759.4N(2)計(jì)算沖裁工藝力F 沖二Ltcrb”

8、 X40X 0 . 5 X 4 40= 2 7632N曲參考文獻(xiàn)1取頂件力系數(shù)K頂=0. 08貝ijF 頂=1頂尸沖=0. 08X276 3 2 = 221 0 . 6NF 總 2二F 沖+F 頂=27632 + 2210. 6二2984 2.6N (3 )計(jì)算沖壓工藝力F 總二F 總 i+F 總 2=4 7 75 9.4+29842. 6 =77602 N按F總=7760 2 N,以及F總W(0.70. 8 ) F公 得 F 公$ 9 7 002. 5 1 10860N查參考文獻(xiàn)2表8-10初選壓力機(jī)為J23-161.5編制沖壓工藝卡表沖壓工藝過程卡安農(nóng)大程卡產(chǎn)品型號C0 039 （部）件名

9、稱共1 頁產(chǎn)品名稱階梯圓簡零（部）件型號第1頁材料牌號及規(guī)格材料技術(shù)要求毛坯尺寸每個(gè)毛坯可制件數(shù)毛坯重址輔助材工序號 10鋼0.5 X 4 8 X10 0 0工序內(nèi)加工簡圖工藝裝備備注切除凸圓邊達(dá)尺寸耍求檢驗(yàn)所有更該文件尺寸簽字更該文件號10切邊模示沖壓方簽字日期編制（日期）沖壓工藝過會簽（日期）期）期）（口期）標(biāo)記處數(shù)更該文件號簽字日 期標(biāo)記處 敷更該文件號簽字日期第2章沖壓模具設(shè)計(jì)2. 1沖模類型及結(jié)構(gòu)形式此零件形狀為階梯圓筒形件，分為落料拉深(C003-1)、切邊(C003-2 ) 兩副模具，本人設(shè)計(jì)C003-1模具，即落料拉深復(fù)合模，采用正裝式。利用擋料釘定 距，模具本身利用M8螺釘固

10、定及8銷釘定位，本模具采用彈頂器以及打桿作為 卸料裝置。2. 2模具設(shè)計(jì)計(jì)算1.壓力中心。此零件為階梯圓筒形件，即屬于旋轉(zhuǎn)體件，結(jié)構(gòu)對稱，所以壓力中心應(yīng)該在其 兒何中心。2.各主要零件外形尺寸(1)落料凹模外形尺寸由參考文獻(xiàn)1式(2. 8 . 8”H=Kb查表 2. 8.2 K 取 0. 3b 二 40mmHi=Kb= 0 . 3X40=1 2mm按要求需滿足 HiI 5mm。因?yàn)槭菑?fù)合模，另有拉深工序，零件高度為6mm,材料厚度為0.5mm,加之有凸模 進(jìn)入凹模的深度，綜上所述，查參考文獻(xiàn)2,H=2 5mm由式(2.& 9)凹模壁厚 0(1. 5-2)Hi=(l. 52)X15 二 22.5

11、 30mm 。按要求需滿足 0 3 040mm故取C=30mm為便于加工模板取圓形。則 D二2X3 0 +40=100(2)固定板外形尺寸。直徑D與凹模相同為1 0 0mm。厚度 H2 = (0.60 8)HI(0. 60. 8) X25= (15 20)mmo取 H2=20mm。(3)墊板外形尺寸直徑 D = 100mmo厚度 H3二(6 1 2 ) mm0取 H 3 二8mm。各模板采用8與M8螺釘定位與連接根據(jù)參考文獻(xiàn)4孔距取7 6 mm(4)凸凹模、凸凹模型芯、成形頂塊、拉深凸模外形尺寸根據(jù)成型要求凸凹模、凸凹模型芯、成形頂塊以及拉深凸凹模長度分別為4I mm、35. 5mm、18.

12、5 和 42. 5 mm。堞上所述，歸納所得 (單位:mm)落料凹模 1 0 0 X2 5 GB2 8 5 8.4-8 1上、下固定板1 0 0X20GB 2 8 5 8. 5-81上、下墊板1 0 0 X8GB28 5 8. 5-81凸凹模：。46X 4 0凸凹模型芯：9X35. 5成形頂塊：40X18. 5拉深凸模：14 X 4 2. 5聯(lián)接螺釘:M8GB 70-85定位銷釘：8GB11 9-8 6孔距763.凸凹模間隙及凸凹模工作部分尺寸(1)落料凸凹模尺寸及公差因?yàn)槊鞒叽鏒二40mm,無公差要求根據(jù)參考文獻(xiàn)1,落料尺寸以凹模為基準(zhǔn)，凸模采用配合加工，由于該零件 最后需要切邊保證最終尺

13、寸，故落料凹模尺寸直接采用計(jì)算尺寸4 0 ,另外制造 公差取0. 02mm。凸模與凹模配制，雙面間隙0. 040.06mm (參考文獻(xiàn)1表 2.2.3)。凸、凹模尺寸要求參考零件圖。(2)拉深凸、凹模尺寸及公差由零件圖知，工件外形尺寸及公差有要求，故以拉深凹模為基準(zhǔn)，其值為： oD 右=(2 8 - 0.7 5 X 0 . 5 2 ) +F 總二 7 7.6KN所以FR合格。（3）滑塊行程校核8根據(jù)參考文獻(xiàn)2表8-10得滑塊行程H滑二5 5 mm。 模具工作行程 H/二（2 2. 5）H 件二（2 2.5） X 6 = （12 mm閉滑H/滿足使用要求。（4）工作臺尺寸校核由參考文獻(xiàn)2 .工作

14、臺前后尺寸為3 00mm,左右為450 mm模架型號100 X 1301 5 000由參考文獻(xiàn)3.模架左右為2 60 mm,前后為1 70 mm,滿足工作臺尺寸每邊大于 模具5 07 0 mm的要求8因?yàn)楣ぷ髋_孔尺寸直徑為21 0 mm,能容納下彈頂器，所以滿足要求。第3章模具主要零件加工工藝設(shè)計(jì)3. 1制定凸凹模加工工藝過程3. 1.1加工工藝過程方案分析（1）凸凹模（落料凸模兼拉深凹模）。根據(jù)凸模加工方法，可以制定出的凸模加工工藝過程有很多種，現(xiàn)選兩種方案進(jìn)行比較：方案一：備料（下料、鍛造）一一去應(yīng)力退火一一毛坯外形加工（普通車 床）一一數(shù)控車削粗加工（外形）一一數(shù)控車削半精加工一一數(shù)控車

15、削精加工 內(nèi)輪廓粗加工（數(shù)控加工中心加工）一一精加工一一鉗工精修一一淬火、 回火一一研磨（拋光）。方案二：備料（下料、鍛造）一一去應(yīng)力退火一一毛坯外形加工（普通車床） 數(shù)控內(nèi)輪廓粗加工一一精加工一一數(shù)控車削外形粗加工一一半精加工 精加工一一鉗工精修一一淬火、回火一一研磨（拋光）。方案一的工藝過程占用設(shè)備多，拆、裝麻煩，影響工件精度，效率較低。方案二的工藝過程有序進(jìn)行，能消除熱處理變形對凸模精度的影響，加工精度較高。圖3-1*尺寸與凹模配制雙面間隙0.0 4 0. 0 6（2）落料凹模根據(jù)凹模形狀以及要求，可以制定出的凹模加工工藝過程有很多種?，F(xiàn)選兩種方案進(jìn)行比較：。方案一：備料（下料、鍛造）一

16、一去應(yīng)力退火一一毛坯外形加工（普通車床車削） -數(shù)控車削內(nèi)輪廓粗加工一一半精加工一一精加工一鉆削粗加工一一精加工一一鉗工精修一一淬火、回火一一研磨。方案二:備料（下料、鍛造）一一去應(yīng)力退火一一毛坯外形加工（普通車床車 肖IJ）數(shù)控加工中心鉆一一半精加工一一精加工一一鉗工精修一一淬火、 回火一一研磨。方案一的工藝過程:設(shè)備占用多，以至于影響工件精度,且效率偏低。方案二的工藝過程:加工精度高，成本較大，但效率高，加工方便。圖3-23.1.2.確定加工工藝過程凸凹模的加工工藝過程：選方案二:備料（下料、鍛造）一一去應(yīng)力退火一一毛坯外形加工（普通車床） 數(shù)控內(nèi)輪廓粗加工一一精加工一一數(shù)控車削外形粗加工

17、一一半精加工一一 精加工一一鉗工精修一一淬火、回火一一研磨（拋光）。凹模加工工藝過程：選方案二：備料（下料、鍛造）一一去應(yīng)力退火一一毛坯外形加工（普通車 床車削）一一數(shù)控加工中心鉆一一半精加工一一精加工一一鉗工精修一一淬火、 回火一一研磨。3. 2 填寫凸凹模加工工藝規(guī)程卡表31機(jī)械加工工藝規(guī)程產(chǎn)品型號產(chǎn)品名稱安農(nóng)大機(jī)械加工工藝過程卡CO 0 3階梯圓筒零件名稱零件材料毛坯種類毛坯尺寸凈重備注凸凹模Crl2MoV圓件058X60工 序 號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料（鍛造）備制尺寸e 58X 60圓形件，進(jìn)行鍛造2熱處理退火（改善切削加工性能）3毛坯粗加工車床車削（光一刀，去處表面氧化層）普通車

18、床4內(nèi)輪廓粗加丁內(nèi)輪廓尺寸留有余量為0.1mm數(shù)控車床5精加工達(dá)到尺寸要求，留拋光余量為0 . 1 mm數(shù)控車床6外形粗加工車出外形，余量為1mm數(shù)控車床7半精加工按照尺寸要求，余量為0 . 4mm數(shù)控車床8精加工達(dá)到尺寸要求，外形留有磨削余量0.15mm-0.20mm數(shù)控車床9淬火、回火提高硬度10鉗工去除毛刺，打光內(nèi)輪廓鏗刀、油石11外圓磨磨削外形至尺寸要求外圓磨床12檢驗(yàn)檢驗(yàn)所有尺寸編制審核批準(zhǔn)年月曰第頁表3-2數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號單位名稱安農(nóng)大階梯圓簡凸凹模CO 03 亠 13工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間工步 號工步內(nèi)容刀具刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速 度背/側(cè)吃刀量備注1鉆9H7孔T01中心 鉆50 0 r/min032鉆69H7孔至55T028.9 鉆頭5 0 Or/min0.33忽9H7孔T03100r / min0.34粗車內(nèi)輪廓27.&斜角60度，深2mmT04趙刀500 r /min035粗車627.8小，斜角60T04鐐刀500 r /min0.3第4章設(shè)計(jì)總結(jié)數(shù)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，希望老師對我的設(shè)計(jì)過程