沖壓模具課程設(shè)計(jì)書

長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院沖壓模具課程設(shè)計(jì)（2012-2013學(xué)年第二學(xué)期）系(部)機(jī)械系專業(yè)班級(jí)模具61102班學(xué)生姓名梁璨學(xué)號(hào)/序201162359/14指導(dǎo)教師梁漢優(yōu)(講師)完成時(shí)間2014年5月28日序言模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）流動(dòng)，使之形成所需的形體，用模具制造零件以其效率高產(chǎn)品質(zhì)量好，材料廠消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國(guó)政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化得重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域的60%~90%的產(chǎn)品零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具的最大市場(chǎng)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)生產(chǎn)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的不斷需求，汽車將不斷換型，汽車換型時(shí)約有80%的模具須要更換。中國(guó)摩托車居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)共有14種排量80多個(gè)車型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車約有零件2000種，共計(jì)5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為1000多元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)也在不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)模具的需求量越來(lái)越大，技術(shù)要求也越來(lái)越高，雖然模具種類很多，但在“十一五”期間其發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)該是既能滿足大量需要，又具有較高的技術(shù)含量，特別是目前國(guó)內(nèi)尚不能自給，需大量進(jìn)口的模具和能代表發(fā)展方向大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具，又由于模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對(duì)整個(gè)模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。所以模具設(shè)計(jì)很重要。目錄零件的工藝性分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4材料分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4結(jié)構(gòu)分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4精度分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4沖壓零件工藝方案的擬定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4沖壓工藝性分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4制定工藝方案‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5零件工藝計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5刃口尺寸計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5排樣計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6沖壓力計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7壓力中心計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7沖壓設(shè)備的選用‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7模具零部件結(jié)構(gòu)的確定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8標(biāo)準(zhǔn)模架的選用‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8卸料裝置中彈性元件的計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8其他零部件結(jié)構(gòu)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9模具工作原理與使用注意事項(xiàng)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9課程設(shè)計(jì)過(guò)程感受‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10模具裝配圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11模具零件圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12參考文獻(xiàn)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥13一、零件工藝性分析工件為如圖所示的落料件，材料為65Mn，材料厚度為1mm，生產(chǎn)批量為大批量。工藝性分析內(nèi)容如下

工件圖材料分析65Mn為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，鋼強(qiáng)度、硬度高，彈性好，適合沖裁成形。結(jié)構(gòu)分析零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱，適合沖裁加工，零件中無(wú)異形孔，滿足沖裁要求。3、精度分析零件上有5個(gè)尺寸標(biāo)注了公差尺寸要求，沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT11級(jí)，一般落料公差等級(jí)最好低于IT10級(jí)，沖孔件公差等級(jí)最好低于IT9級(jí)，工件的精度等級(jí)為IT10級(jí)。由以上分析可知，零件可以用沖裁的加工方法制得。沖壓零件工藝方案的擬定1、沖壓工藝性分析零件為落料件，可提出的方案如下：方案一、單工序模：零件屬于中批量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一種沖壓工序，而不論沖裁的單個(gè)還是多個(gè)。方案二、復(fù)合模：若采用復(fù)合沖裁，可以得出沖件的精度和平直度較好但成本高，裝配精度也高，多工序。凸凹模最小壁厚為2.7mm方案三、級(jí)進(jìn)模：大批量生產(chǎn)，沖裁精度較高，制造復(fù)雜，多工序，沖裁件孔與孔、孔與邊緣尺寸較小時(shí)使用。2、制定工藝方案比較三種方案欲采用方案一單工序模生產(chǎn)。三、零件工藝計(jì)算1、刃口尺寸的計(jì)算以落料凹模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)的刃口尺寸計(jì)算工序性質(zhì)磨損情況基準(zhǔn)件凹模的尺寸配制凸模的尺寸落料增大Aj=(按凹模實(shí)際尺寸配制，保證間隙2Cmin2Cmax之間。減小Bj=(不變Cj=(Cmin工件中尺寸增大的有R17.50+0.07，630+0.12，70+0.058（630+0.12為半磨損）；不變的有12根據(jù)刃口尺寸計(jì)算公式得到各尺寸的刃口尺寸如下增大尺寸的刃口尺寸為R17.50+0.07（17.450+0.0125mm），630+0.12（62.880+0.31不變尺寸的刃口尺寸12±0.035（12.035mm±0.00875mm），23±0.042（22.622mm±0.0105mm）減小尺寸的刃口尺寸為R5-0.0480（5.029-0.007250mm），排樣計(jì)算分析零件形狀，應(yīng)采用單直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有如下圖所示兩種。比較兩種排樣方式，第二個(gè)條料寬度過(guò)窄剪板時(shí)容易造成條料的變形和彎曲，應(yīng)選擇第一種排樣方式?，F(xiàn)選用4000mm×1000mm的鋼板，則需計(jì)算采用不同的裁剪方式時(shí)，每張板料能出的零件總個(gè)數(shù)。裁成寬84.1mm、長(zhǎng)1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個(gè)數(shù)為（4000÷84.1）×（1000÷36.5）=47×27=1269（個(gè)）裁成寬84.1mm、長(zhǎng)4000mm的條料，則一張板料能出的零件總個(gè)數(shù)為（1000÷84.1）×（4000÷36.5）=11×109=1199（個(gè)）比較以上兩種裁剪方法應(yīng)采用第一種裁剪方式，即裁為寬84.1mm、長(zhǎng)1000的條料。其具體排樣如圖所示。2、沖壓力計(jì)算沖裁力基本計(jì)算公式為F=KLTτ(式中K=1.3)該零件的周長(zhǎng)為305mm，材料厚度1mm，65Mn鋼的抗剪強(qiáng)度取600MPa,則沖裁該零件所需沖裁力為F=1.3×305×1×600≈238KN模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，所以所需的卸料力Fk=KxF=0.06×238推件力FT=NKTF=5×0.07×238≈83KN則所需的沖壓力為F總公稱壓力為335×1.2=402KN3、壓力中心計(jì)算零件外形為對(duì)稱件，零件的壓力中心可近似認(rèn)為就是零件外形中心線的交點(diǎn)。四、沖壓設(shè)備的選用根據(jù)沖壓力的大小，選開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)JH23-40，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：400KN滑塊行程：80mm最大閉合高度：330mm閉合高度調(diào)節(jié)量：65mm滑塊中心線到床身距離：250mm工作臺(tái)尺寸：460mm×700mm工作臺(tái)孔尺寸：250mm×360mm×Φ320mm模柄孔尺寸：Φ50mm×70mm墊板厚度：65mm五、模具零部件結(jié)構(gòu)的確定1、標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界的大小。由凹模高度和厚壁的計(jì)算公式得，凹模高度H=Kb=0.35×80.5mm≈28mm凹模厚壁C=（1.5~2）H=2×28=56mm所以凹模的總長(zhǎng)和寬度分別為L(zhǎng)=（80.5+2×56）mm=194mm(取200mm)，B=（35+2×56）mm=148mm查表可知卸料板厚度為12mm，導(dǎo)料板厚度為3mm，凸模固定板厚度為（0.6~0.8）H凹=0.8×28=22.4mm。所以凸模H=22.4+12+1+3+20≈58mm模具采用后置導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查表計(jì)算可得上模座200mm×160mm×40mm，下模座200mm×160mm×45mm，導(dǎo)柱28mm×150mm，導(dǎo)套28mm×100mm×38mm。2、卸料裝置中彈性元件的計(jì)算模具采用彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計(jì)算如下：確定橡膠的自由高度=（3.5~4）=+=t+1+(5~10)=(1+1+8)=10由以上兩個(gè)公式，取=40。(2)確定橡膠的橫截面積A=查得矩形橡膠在預(yù)壓量為10%-15%時(shí)的單位壓力為0.6MPa，所以=14000N/0.6Mp23333確定橡膠的平面尺寸根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，橡膠墊的外形應(yīng)為矩形，中間開(kāi)有矩形孔以避讓凸模。結(jié)合零件的具體尺寸，橡膠墊中間的避讓孔尺寸為85×40，外形暫定一邊長(zhǎng)為160，則另一邊長(zhǎng)b為b×160-85×40=b=（23333+85×40）÷160mm≈167mm校核橡膠的自由高度為滿足橡膠墊的高徑比要求，將橡膠墊分割成四塊裝入模具中，其最大外形尺寸為80，所以Ho橡膠墊的高徑比在0.5~1.5之間，所以選用橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的裝模高度約為0.85×40=34。3、其他零部件結(jié)構(gòu)凸模由凸模固定板固定，模柄選用凸緣式模柄，根據(jù)設(shè)備上的模柄孔尺寸，選用規(guī)格為A50×100的模柄。六、模具工作原理與使用注意事項(xiàng)沖壓模具又被稱之為冷模，它是利用沖壓機(jī)壓力作用在模具上，使放在模具中的金屬產(chǎn)生形狀的變化。從模具的功能分有拉伸模.沖裁模.折彎模.鉚接模等.拉伸模的工作原理是利用相同形狀的凸凹模通過(guò)壓料板壓住料將金屬材料按設(shè)計(jì)需要加工出各種幾何立體的產(chǎn)品。其中要考慮的因素很多，例如沖床壓力，金屬材料的拉伸率，產(chǎn)品幾何圖形的復(fù)雜程度，模具壓料力，模具間隙等。沖裁模有簡(jiǎn)單的單沖模和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的連續(xù)模，主要考慮的是機(jī)床壓力。

根據(jù)工藝規(guī)程選用機(jī)床，并檢查各部位工作是否正常，如需檢查機(jī)床的平行度，則通知機(jī)修人員。在安裝模具前，把機(jī)床臺(tái)面、滑塊和模具上、下表面擦試干凈。模具高度和機(jī)床調(diào)整高度需用墊鐵的只能放在模具下模板下；確需墊在上模板上的，在模具維修工指導(dǎo)下擺放。模具壓板墊鐵必須高于模具所壓部位，并用對(duì)角逐步鎖緊法。調(diào)整模具時(shí),將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于寸動(dòng)位置。模具安裝好后,將行程開(kāi)關(guān)扭至“調(diào)整”位置，逐步調(diào)整行程深度。心得體會(huì)通過(guò)為期兩周的沖壓模具課程設(shè)計(jì)讓我發(fā)現(xiàn)自己還存在著很多不足之處，在剛接到老師交給的任務(wù)時(shí)可以說(shuō)是一臉茫然，不知道做什么，該怎樣做，經(jīng)過(guò)和同學(xué)們的分析、老師的溝通交流，我已經(jīng)初步對(duì)自己的任務(wù)進(jìn)行了一個(gè)構(gòu)思，接著就安排了一下自己的任務(wù)，經(jīng)過(guò)一步一步的理解、分析、計(jì)算、查表得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，再根據(jù)所得的相應(yīng)數(shù)據(jù)畫出模具零件圖（上模座、下模座、固定板、凸模、凹模、卸料板等），模具裝配圖（主視圖、俯視圖）。在這次沖壓模具課程設(shè)計(jì)中，不僅讓我溫習(xí)了一下課本的知識(shí)，而且讓我接觸了許多課外的知識(shí)，課外的知識(shí)在我看來(lái)很廣泛，每一個(gè)零件的尺寸確定都不是那么簡(jiǎn)單的，都需要計(jì)算和查表，絕對(duì)不是憑空想象的，都有一定的依據(jù)，這次我在圖書館都借了好幾本書，頓時(shí)讓我覺(jué)得我們這個(gè)專業(yè)很了不起，所以我每當(dāng)解決完一個(gè)問(wèn)題時(shí)我