沖模課設(shè)說明書

1、目錄1 零件工藝性分析21.1 材料分析21. 2 結(jié)構(gòu)分析31. 3 精度分析32沖壓的基本工序分類及模具類型的選擇32.1沖壓工序基本分為以下兩大類32.1.1單工序沖模（亦稱單沖模）32.1.2連續(xù)模（亦稱多工序連續(xù)模）42.1.3復(fù)合模42.2 沖壓工藝方案的確定43工藝計(jì)算53.1.計(jì)算預(yù)沖孔直徑53.2.計(jì)算翻孔系數(shù)53.3.校驗(yàn)翻孔高53.4.計(jì)算翻孔力53.4 壓力中心確定54計(jì)算凸凹模刃口及外形尺寸64.1 加工方法的確定64.2凸凹模設(shè)計(jì)65 模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件的設(shè)計(jì)75.1翻孔凸模的設(shè)計(jì)75.2翻孔凹模的設(shè)計(jì)86 壓力機(jī)的選擇97 標(biāo)準(zhǔn)件的選取107.1模架的設(shè)計(jì)1

2、07.2模柄選取108 模具裝配圖118.1模具裝配圖11參考文獻(xiàn)121 零件工藝性分析對工藝分析包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面內(nèi)容。在技術(shù)方面，根據(jù)工件圖，主要分析該沖壓件的形狀特點(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要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)沖壓件生產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。因此，沖壓件的工藝分析，主要討論在不影響零件使用的前提下，能否以最簡單最經(jīng)濟(jì)的方法沖壓出來。能夠做到的，表示該沖壓件的工藝性好，反之，工藝性差。該制件形狀比較簡單，都是由圓弧組成的，尺寸一般，厚度適中，大批量，屬于普通沖壓件，但是有幾點(diǎn)應(yīng)注意：1）零件上有個(gè)翻孔。2）大批量生產(chǎn)，

3、應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的壽命。1.1 材料分析工件為圖1所示的落料沖孔件，材料為08-F，材料厚度1mm，生產(chǎn)批量為中批量。工藝性分析內(nèi)容如圖1-1所示：圖1-1工件材料08F優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其抗剪強(qiáng)度206.5MPa，抗拉強(qiáng)度b295MPa，屈服強(qiáng)度s175Pa，伸長率35%，材料綜合性能好，適合沖壓工藝。1. 2 結(jié)構(gòu)分析零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但拉伸深度和翻孔深度都不大，對加工較為有利。所以，該零件的結(jié)構(gòu)滿足成形工藝的要求。1. 3 精度分析公差等級采用IT14 ,經(jīng)查表得公差I(lǐng)T14=0.62mm,。零件外形直徑86mm，零件翻孔直徑46 mm，由以上分析可知，該零件可以用普通成

4、形的加工方法制得。2. 沖壓工藝方案的確定2沖壓的基本工序分類及模具類型的選擇2.1沖壓工序基本分為以下兩大類第一類是材料受外力后應(yīng)力超過其強(qiáng)度極限，使材料發(fā)生剪裂或局部剪裂。諸如：板料的剪裂、剪截、沖孔、落料、切口、整修、裁切、沖口等多種作業(yè)形式，但均屬于分離工序；第二類是材料受到外力應(yīng)力超過其屈服極限，使材料經(jīng)過塑性變形后成一定的形狀。諸如：彎曲、縮口、卷邊、扭轉(zhuǎn)、拉伸、起伏成形、體積沖壓等變形方式，但均屬于變形工序。將上述兩個(gè)以上的單工序連續(xù)沖壓與復(fù)合在一套模具上沖壓便構(gòu)成連續(xù)沖壓與復(fù)合沖壓工序。上述各種沖壓變形工序所用的模具，雖然結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，但仍然可按其沖壓過程的動(dòng)作特征、主要結(jié)構(gòu)特

5、點(diǎn)以及完成的工藝作業(yè)類別，將其劃分成以下幾大類：2.1.1單工序沖模（亦稱單沖模）這種沖模是在壓力機(jī)的一次行程中只完成一個(gè)沖壓工藝工序。一般均以其完成的沖壓工藝工序的名稱來命名：如只進(jìn)行沖孔的稱之為沖孔模；只進(jìn)行一次彎曲的稱為彎曲模。2.1.2連續(xù)模（亦稱多工序連續(xù)模）這種模具是在壓力機(jī)一次行程中，在模具的不同工位上，能同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序。根據(jù)連續(xù)完成的沖壓工序的工藝作業(yè)類別又將連續(xù)模分為：多工位連續(xù)沖裁模、多工位連續(xù)式復(fù)合模兩種。連續(xù)模只有沖裁工位的，即只進(jìn)行沖孔、切口、落料等屬于沖裁作業(yè)的工位，稱為多工位連續(xù)沖裁模。如果連續(xù)模諸工位中，除了沖裁作業(yè)外，還有拉伸或彎曲、成形：包括

6、翻邊、沖擠、壓印等屬于沖裁式復(fù)合模。2.1.3復(fù)合模該類模具僅一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中能完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工步，根據(jù)這類模具完成的沖壓工步的類別，可將其分為：沖裁式復(fù)合模、綜合式復(fù)合模兩種。只完成沖裁作業(yè)的復(fù)合模，最常見的是沖孔落料復(fù)合模。如果連續(xù)模諸工位中,除了沖裁作業(yè)外，還有拉伸或彎曲、成形任意一個(gè)或一個(gè)以上變形工步的復(fù)合模，通稱其為綜合式復(fù)合模、多工位連續(xù)式復(fù)合模。2.2 沖壓工藝方案的確定零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料拉伸，再?zèng)_孔，最后翻孔。采用三套單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料拉伸沖孔翻孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔落料翻孔，采用級進(jìn)模

7、生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序、三副模具，生產(chǎn)效率低，零件精度較差，但模具制造簡單，在生產(chǎn)批量較中的情況下可適用。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率高。但模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀復(fù)雜，模具制造相當(dāng)困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與方案二比生產(chǎn)的零件精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，模具制造、裝配較復(fù)合模略復(fù)雜。所以，比較三個(gè)方案欲采用方案一生產(chǎn)較為合適。3工藝計(jì)算3.1.計(jì)算預(yù)沖孔直徑 d0=D-2(H-0.43r-0.72t） =46-2×（14-0.43×3-0.72

8、15;1) =21.163.2.計(jì)算翻孔系數(shù) k0=d0/D=41.21.16÷47=0.453.3.校驗(yàn)翻孔高 d0/t=41.21÷1=41.21 由于是鉆后去毛刺,故查表得kmin=0.50 (<k0=0.691) Hmax=(D/2)·(1-kmin)0.43r0.72t =23×(1-0.5)0.860.72=14.08因零件的翻孔高度H=14<14.08mm，故可1次進(jìn)行翻孔成形。3.4.計(jì)算翻孔力 F=1.1·（D-d）ts =1.1×3.14×（46-21.16)×1×175

9、=15kN3.4 壓力中心確定因?yàn)橹萍且话愕沫h(huán)形件，故壓力中心為其幾何中心（圓心）4計(jì)算凸凹模刃口及外形尺寸4.1 加工方法的確定 模具制造有凸模和凹模分開加工和凸模和凹模配合加工兩種方法，凸模和凹模分開加工是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸，此種方法適用于圓形和簡單的工件；凸模和凹模配合加工可使凸模和凹模具有互換性，便于模具成批制造，但需要較高的公差等級才能保證合理間隙，模具制造困難，加工成本高。所以此方法是與加工形狀復(fù)雜或薄板制件的模具。 結(jié)合模具制造及工件的形狀特點(diǎn)，選用凸模和凹模配合加工的方法。4.2凸凹模設(shè)計(jì) 由零件尺寸及翻孔件的翻邊高的大小確定凹模的厚度H為54，其刃口圓角半徑與

10、制件圓角相等為R=2。如圖1由于在翻孔過程中，材料沿切向伸長，因此其端面的材料變薄非常嚴(yán)重，根據(jù)材料的統(tǒng)一變形情況，翻孔凹模與翻孔凸模之間的間隙應(yīng)小于原來的材料厚度。 圖4-2 查表得平板毛坯翻孔時(shí)凸凹模之間的間隙取Z/2=1.5mm. 翻孔凸模的刃口尺寸計(jì)算如下：翻孔凸模極限偏差為：46mm 查表210，取p=0.022,d=0.062dp=（24+0.062）=46.062其刃口圓角半徑大于或等于制件圓角4倍故為Rp8翻孔凹模的刃口尺寸計(jì)算如下：翻孔凹模dd=（46.062+1.5）=47.562查表211，取p=0.036，翻孔凹模dd=47.5625 模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件的設(shè)計(jì)5.

11、1翻孔凸模的設(shè)計(jì) 凸模長度的計(jì)算公式 L=h1+h2+h3+h+= 式中 h1凸模固定板厚度 h2固定卸料板厚度 h3翻孔高度 h增加長度 L=20+14+14+13=61mm由于零件放置沖模上需要導(dǎo)正銷，故在凸模中心設(shè)計(jì)一個(gè)直徑為15的圓孔。因?yàn)榉准螤詈唵?，翻孔材料厚度小?mm所以翻孔凸模選用材料為T10A鋼，淬硬處理。具體的凸模設(shè)計(jì)如下圖5-1： 圖5-15.2翻孔凹模的設(shè)計(jì)翻孔凹模由上模板固定，工作時(shí)，凹模下行，對毛坯進(jìn)行壓邊從而達(dá)到翻孔的作用。因?yàn)闆_裁件形狀簡單，沖裁材料厚度小于3mm所以翻孔凹模選用材料為T10A鋼，淬硬處理。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖5-2： 圖5-26 壓力機(jī)的選擇

12、由于簡單模的特點(diǎn)，由于工作行程較長，翻孔力必須處于許用負(fù)荷曲線之內(nèi)，一般總的翻孔力小于或等于壓力機(jī)公稱壓力的50%60%，且根據(jù)閉合高度，為防止設(shè)備過載，可按公稱壓力F壓=（1.61.8） F 選擇壓力機(jī)。查表選取公稱壓力為100KN的開式壓力機(jī)，參數(shù)如下： 公稱壓力：100KN 滑塊行程：60mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：50mm 滑塊行程次數(shù)：60次/min 最大閉合高度：180mm 工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：360mm×240mm 模柄孔尺寸：30mm×50mm ； 最大傾斜角：30°7 標(biāo)準(zhǔn)件的選取 7.1模架的設(shè)計(jì)選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，查實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手

13、冊表7.30得上模板200×100mm×35mm下模板200×100mm×40mm導(dǎo)柱：25mm×150mm導(dǎo)套：25mm×90mm×38mm7.2模柄選取 選用壓入式模柄，查實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊表15.18得： 壓入式模柄25mm×80mm8 模具裝配圖8.1模具裝配圖 圖8-11、 下模座 2、導(dǎo)柱 3、彈簧 4、內(nèi)六角卸料螺釘5、內(nèi)六角螺釘 6、凸模固定板 7、凸模8、卸料板 9、凹模 10、 導(dǎo)正銷 11、頂料器 12、彈簧 13、上模板 14、模柄 15、圓柱銷 16、凹模固定板 17、圓柱銷 18、導(dǎo)套參考文獻(xiàn)【1】王秀鳳，萬良輝 . 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 . 北京：航空航天大學(xué)出 版社，2005.【2】吳宗澤等. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊. 北京：高等教育出版社，2006.【3】 薛啟翔等. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)例分析. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，