沖壓說明書教材

模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)沖壓模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)姓名：分院、系：專業(yè)：年級：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：2016年5月26日目錄TOC\t"一級標(biāo)題,1,一級標(biāo)題1,1,二級標(biāo)題,2,三級標(biāo)題,3"\h\u4252第1章緒論321531.1沖壓模具現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢243571.1.1我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀—————————————————————45798第2章沖壓成型工藝和方案工藝性的確定39552.1設(shè)計(jì)任務(wù)290202.2工件的工藝性分析——————————————————————-5259542.2.1工藝分析——————————————————————5-6327662.2.2工藝方案的確定————————————————————5-629493第3章落料沖孔模工藝計(jì)算及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)268493.1排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算————————————————————————7233353.1.1排樣方法的選擇———————————————————————7316543.1.2計(jì)算沖裁件面積——————————————————————73.1.3步距和條料寬度的計(jì)算————————————————————73.1.4材料利用率的計(jì)算——————————————————————73.1.5排樣圖———————————————————————————783583.2沖裁力計(jì)算——————————————————————————8159773.3壓力機(jī)選擇——————————————————————————8-93.3.1沖壓設(shè)備的選擇原則————————————————————93.3.2選擇壓力機(jī)與壓力機(jī)參數(shù)———————————————————953633.4確定模具壓力中心————————————————————————947073.5凹、凸模刃口尺寸計(jì)算————————————————————9-10302333.5.1刃口尺寸計(jì)算的一般原則————————————————10-11228713.6確定凹模外形尺寸，選擇標(biāo)準(zhǔn)—————————————————11-123.7模具結(jié)構(gòu)型式分析——————————————————————1323856第4章沖壓模具工件的機(jī)械加工324714.1沖壓工作零件的技術(shù)要求————————————————————14168924.2沖模工作零件機(jī)械加工工藝過程—————————————————14174084.2.1凸模加工工藝過程————————————————————1465574.2.2凹模加工工藝過程————————————————————142043第5章模具裝配35525.1沖模裝配————————————————————————15112865.2沖模的安裝————————————————————————16學(xué)習(xí)總結(jié)————————————————————————————17參考文獻(xiàn)————————————————————————————18緒論1.1沖壓模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1.1.1我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展與塑料產(chǎn)品的需求不斷增強(qiáng)，模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的發(fā)展日新月異。新的設(shè)計(jì)理念，新的制造技術(shù)不斷得到應(yīng)用。有限元分析應(yīng)用在模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，使模具設(shè)計(jì)更合理。特種加工的技術(shù)使模具制造空間更大。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視與關(guān)注。模具設(shè)計(jì)是工生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%~80%的零部件都依靠模具成型。因此中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高模具生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。我國沖壓模具工業(yè)的發(fā)展趨勢模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：1.全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；2.高速銑削加工；3.模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；4.電火花銑削加工；5.提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度；6.優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)；7.模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；8.模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展。沖壓成型工藝性和工藝方案的確定2.1設(shè)計(jì)任務(wù)零件簡圖：如圖所示材料：Q235材料厚度：1.0mm制件的尺寸精度：IT14級2.2工件的工藝性分析2.2.1對工藝分析包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面兩個(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，沖壓件的工藝性分析，主要討論在不影響零件使用的前提下，是否能以最簡單最經(jīng)濟(jì)的方法沖壓出來。能夠做到，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，屬于普通沖壓件，但應(yīng)注意幾點(diǎn)：首先，由于零件上有16個(gè)小孔和一個(gè)大孔，落料的同時(shí)要保證所沖16個(gè)小孔的位置精度。其次，由于是大批量生產(chǎn)，應(yīng)注重模具材料與結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的壽命。2.2.2工藝方案的確定根據(jù)制件的工藝性分析，該零件包括落料和沖孔兩個(gè)基本工序，可采用的以下三種方案：1.第一步落料，第二部沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。2.第一步落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。3.第一步?jīng)_孔-落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案1：模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序，兩套模具才能完成零件加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)要求。由于零件結(jié)構(gòu)相對簡單，為提高生產(chǎn)率，主要應(yīng)采用復(fù)合模沖壓和級進(jìn)模沖壓。由于采用級進(jìn)或多工位自動(dòng)送料裝置，生產(chǎn)率高，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長，成本高，故采用復(fù)合模生產(chǎn)。2.3模具結(jié)構(gòu)方案的確定設(shè)計(jì)落料-沖孔復(fù)合模，因制件材料是Q235,是一種普通的碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼材料。許用剪切強(qiáng)度一般是0.6~0.8的屈服強(qiáng)度，所以說其抗剪切強(qiáng)度是141~188MPa。采用打料桿與卸料板接觸，由卸料板卸料的結(jié)構(gòu)，又由制件尺寸可知，凹凸模壁厚大于最小壁厚，所以復(fù)合模采用倒裝復(fù)合模及打料桿接觸卸料板的卸料方式和定位方式。落料沖孔模工藝計(jì)算及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算沖裁件在條料上的布置稱為排樣。排樣設(shè)計(jì)包括排樣方法，確定搭邊值，計(jì)算條料寬度與送料步距，計(jì)算材料利用率，畫排樣圖。I3.1.1排樣方法的選擇根據(jù)對所給零件的分析，采用直排有廢料排樣方式，這樣可以保證沖件質(zhì)量，提高模具壽命?？梢匝a(bǔ)償送料誤差，以保證沖出合格工件；保持條料剛度有利于送料，避免廢料絲進(jìn)入模具間隙損壞模具。3.1.2計(jì)算沖裁件面積：由軟件可求出沖裁件面積查表2-10【1】得到，工件間3.1.3步距和條料寬度的計(jì)算3.1.4材料利用率的計(jì)算一個(gè)步距的材料利用率：3.1.5排樣圖如圖3.2沖裁力計(jì)算平刃沖模沖裁時(shí)，沖裁力但考慮到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料機(jī)械性能變化和材料厚度偏差等因素，實(shí)際所需沖裁力必須增大30%，即：1.落料：落料力：卸料力:得2.沖制件中間大孔：查表2-3，由經(jīng)驗(yàn)選取n=3沖孔力：得：卸料力：得：推件力：得:3.沖制件16個(gè)孔由經(jīng)驗(yàn)選取n=3查表2-3，沖孔力：，得卸料力：,得推件力：,得選擇沖床的總壓力落料-沖孔3.3壓力機(jī)選擇3.3.1沖壓設(shè)備的選擇原則沖壓設(shè)備的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)，生產(chǎn)批量大小，沖壓件的幾何形狀，尺寸及精度要求等因素來確定的。沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè)備種類很多，選擇沖壓設(shè)備時(shí)要考慮下述因素：1.沖壓設(shè)備的類型和工作方式是否適用于應(yīng)完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求；2.沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的需要；3.沖壓設(shè)備的裝模高度，工作臺(tái)面尺寸，行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具；4.沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。3.3.2選擇壓力機(jī)與壓力機(jī)參數(shù)3.4確定模具壓力中心該制件形狀簡單，左右對稱，其壓力中心就在其幾何中心上，壓力中心如圖3.5凹、凸模刃口尺寸計(jì)算3.5.1刃口尺寸計(jì)算的一般原則1.刃口尺寸應(yīng)保證沖出合格零件2.由于落料件的實(shí)際尺寸基本與凹模刃口尺寸一致，所以落料時(shí)應(yīng)先計(jì)算凹模刃口尺寸，以獲得合理的沖裁間隙值。而沖孔時(shí)孔的實(shí)際尺寸基本與凸模刃口尺寸一致，因此先計(jì)算凸模刃口尺寸，合理沖裁間隙值依靠改變凹模刃口尺寸獲得。3.刃口磨損一些仍能沖出合格工件4.隨著沖裁件數(shù)量的增加，凸模與凹模的刃口在不斷磨損，并不斷改變?nèi)锌诔叽纾灰p量不超過一定范圍，模具仍能沖出合格工件。5.設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取最小合理沖裁間隙6.隨著凸模與凹模刃口磨損量的不斷增大，沖裁間隙也將不斷增大。所以設(shè)計(jì)模具時(shí)，沖裁間隙應(yīng)取其允許的最小值7.應(yīng)注意到，凸模與凹模刃口尺寸的制造公差影響沖裁間隙的大小。所以刃口尺寸的計(jì)算與處理既要保證沖出合格的工件，又要保證合理的沖裁間隙值。3.5.2落料-沖孔模刃口尺寸的計(jì)算查表2-4【1】，材料是其Q235，料厚1mm的初始雙面間隙為：，對于精度為IT14的工件，磨損系數(shù)為1.對落料我們采用凸、凹模分開加工的方法來計(jì)算查表2-7【1】得凸凹模的制造公差：查表2-6【1】得工件公差校核：故采用單配法加：2.對沖孔，也采用單配法加工查表2-7【1】得凸凹模的制造公差：查表2-6【1】得工件公差由于沖孔是沖孔件因此按照凸模計(jì)算3.對工件上的孔，同樣采用單配加工的方法查表2-7【1】得凸凹模的制造公差：查表2-6【1】得工件公差由于沖孔是沖孔件因此按照凸模計(jì)算3.6確定凹模外形尺寸，選擇標(biāo)準(zhǔn)凹模的輪廓尺寸，因其結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)各不相同，目前還不能用理論計(jì)算方法確定，在生產(chǎn)中，通常根據(jù)沖裁件尺寸和板料厚度，憑經(jīng)驗(yàn)略加以計(jì)算。1.凹模的外形結(jié)構(gòu)與輪廓尺寸項(xiàng)目公式結(jié)果取值備注凹模高度凹模壁厚7070凹模周界尺寸2.根據(jù)凹模周界尺寸，L=300mm,B=300mm.查表選取四導(dǎo)柱模架，確定模架的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。上模座：下模座：導(dǎo)柱：導(dǎo)套：3.其他零件也從標(biāo)準(zhǔn)件中選取。3.7模具結(jié)構(gòu)型式分析根據(jù)工件可選用落料和沖孔復(fù)合模具。復(fù)合模是在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)在模具的一個(gè)工位上完成兩道或兩道以上的沖壓工序的模具，是一種多工序沖壓模具。復(fù)合模與單工序模相比，主要優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率和沖壓件精度高；其缺點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易制造。它適合精度要求較高的軟材料或薄板件沖壓件。3.7.1模具主要零部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)1.圓形凸模中間大孔為圓形，選用圓形凸模。凸模做成階梯形，用以增加強(qiáng)度。凸模用凸模固定板和凸模墊塊模座連接在一起，凸模墊板，凸模固定板用內(nèi)六角螺釘與上模座連接在一起。2.孔形凸模由于工件上孔位比較多，為保證沖裁精度，采用直通式凸模。凸模用鉚接形式固定在凸模固定板上，凸模墊板，凸模固定板用內(nèi)六角螺釘與上模座連接在一起。3.凹模凹模由內(nèi)六角螺釘和圓柱銷固定在上模座。刃口選用直筒形，刃口強(qiáng)度較高，刃口磨損后工作部分尺寸不變。為保證工件的平整性，在凹模內(nèi)安裝護(hù)板，有利于提高沖壓質(zhì)量，適合沖壓形狀復(fù)雜的工件。最大缺點(diǎn)是沒錯(cuò)沖壓結(jié)束后，工件或廢料在凹模內(nèi)，會(huì)增加孔壁磨損。4.凸凹模凹模由內(nèi)六角螺釘和圓柱銷固定在下模座上。5.卸料板部件設(shè)計(jì)(1)彈性卸料板有一定厚度，用螺栓和銷釘固定在下模座上，能承受的卸料力比較大。固定卸料板和凸模的單邊間隙，一般取0.1~0.5mm，但不小于0.05mm。固定卸料板厚度與沖裁力大小，卸料尺寸等有關(guān)，一般取5~10mm.(2)卸料橡膠計(jì)算采用橡膠塊作為彈性元件。具有承受載荷比彈簧大，安全與安裝調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。橡膠塊的選用包括決定其品種，高度及截面尺寸等等。1）橡膠塊品種的選擇考慮到模具結(jié)構(gòu)，選用四個(gè)圓筒形的聚氨酯橡膠，則每個(gè)橡膠所承受的預(yù)壓力為：2)確定橡膠的橫截面積A，取，查表3-35【2】，得到，則3）橡膠塊截面尺寸的計(jì)算選用直徑為12mm的卸料螺釘，取橡膠上螺釘過孔的直徑為d=16mm,則橡膠外徑4）計(jì)算并校核橡膠塊高度因?yàn)?，故所選橡膠符合要求。橡膠的安裝高度（3）卸料螺釘及其裝置1）螺紋長度雖短但與光桿段有臺(tái)階，可保證旋入彈性壓力板后不易松動(dòng)2）螺釘長度是指光桿段長度且有公差要求，便于保證彈性卸料板工作平面與模面平行。3）螺釘材料為45號(hào)鋼且要求熱處理硬度為35~40HRC，以便保證螺釘有足夠的強(qiáng)度，能夠承受卸料過程中反復(fù)作用的拉應(yīng)力。4）卸料螺釘?shù)拈L度的確定卸料螺釘A:卸料螺釘B:5）模座沉孔深度計(jì)算導(dǎo)柱導(dǎo)套1）導(dǎo)柱和導(dǎo)套都是圓柱形，加工方便，容易裝配，是模具行業(yè)應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)向裝置。導(dǎo)柱的直徑一般在16~60mm之間，長度L在90~320mm之間，下部長度與下模板導(dǎo)柱孔采用過盈配合，配合時(shí)，孔徑會(huì)收縮，所以導(dǎo)套過盈配合部分的孔徑應(yīng)比導(dǎo)套和導(dǎo)柱間隙配合孔徑增大1mm.2)導(dǎo)柱和導(dǎo)套為間隙配合，要求配合表面堅(jiān)硬和耐磨，具有一定的強(qiáng)韌性，常用20號(hào)鋼制作，表面經(jīng)過滲碳淬火處理，硬度為HRC58~62，滲碳層深度0.8~1.2mm.沖壓模具工件的機(jī)械加工4.1沖壓工作零件的技術(shù)要求1.保證凸凹模尺寸精度與凸凹模之間的間隙均勻。2.保證凸凹模表面形狀和位置精度。3.表面光潔，刃口鋒利，刃口部分的表面粗糙度為Ra0.4mm,配合表面粗糙度為Ra0.8~1.6m,其余為Ra6.3mm4.凸凹模工作部分要求是具有較高的硬度，耐磨性及良好的韌性，凹模工作部分的要求是硬度為60~62HRC，凸模為58~62HRC。鉚式凸模采用高碳鋼制造，配合部分不要求淬硬，工作部分采用局部淬火。沖模工作零件的毛坯通常采用退火，正火熱處理。目的是消除內(nèi)應(yīng)力，減低硬度以改善切削加工性能。沖模工作零件在精加工前要進(jìn)行淬火和回火熱處理。以提高其硬度和耐磨性。4.2沖模工作零件機(jī)械加工工藝過程4.2.1凸模加工工藝過程圓形凸模加工比較簡單，熱處理前毛坯經(jīng)車削加工，配合面留適當(dāng)磨削余量；熱處理后，經(jīng)外圓磨削而可以達(dá)到其技術(shù)要求。在加工中，可采用一次裝夾或采用一定位基準(zhǔn)安裝加工的工藝措施來保證。其加工過程為：4.2.2凹模加工工藝過程圓形凹模加工凹模加工屬于孔系加工，除保證孔的尺寸和形狀精度外，還要保證各型孔間的位置精度，可采用高精度坐標(biāo)鏜床加工。模具裝配5.1沖模裝配沖壓模具的裝配是按照設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)條件，以一定的裝配順序和方法，將模具零件連接或固定起來，達(dá)到一定的裝配技術(shù)要求，以保證加工出合格沖壓件的過程。對于沖裁模，即要保證零件的加工精度，也要保證裝配技術(shù)要求，若裝配不能保證均勻的沖裁間隙，會(huì)影響沖壓件的質(zhì)量及模具的使用，維修和壽命。在模具進(jìn)行裝配之前，要仔細(xì)研究設(shè)計(jì)圖樣，按照模具的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，確定合理的裝配順序及裝配方法，選擇合理的檢測方法和測量工具。沖壓模在使用時(shí)，上模座部分通過模柄安裝在壓力機(jī)的滑塊上，是模具的活動(dòng)部分。下模座部分被固定在壓力機(jī)的工作臺(tái)上，是模具的固定部分。模具工作時(shí)，活動(dòng)部分和固定部分上的工作零件必須保證正確的相對位置，才能使模具正常工作。模具裝配時(shí)，為了方便地將上、下兩部分的工作零件調(diào)整到正確位置，并使凸模凹模具有均勻的間隙，應(yīng)正確安排上、下模的裝配順序。裝配有模架的模具時(shí)，一般是先裝配模架，再進(jìn)行模具工作零件和其他結(jié)構(gòu)零件的裝配。上、下模的裝配順序應(yīng)根據(jù)上模和下模上所安裝的模具零件在裝配和調(diào)整過程中所受限制的情況來決定。如果上模部分的模具零件在裝配和調(diào)整時(shí)所受限制最大，則應(yīng)先裝上模部分，并以它為基準(zhǔn)調(diào)整下模部分的零件，保證凸。凹模配合間隙均勻。反之，則應(yīng)先安裝模具的下模部分，并以它為基準(zhǔn)調(diào)整上模部分的零件。上、下模的裝配順序應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來決定。對于無導(dǎo)柱的模具，凸凹模的配合間隙是在模具安裝到壓力機(jī)上時(shí)才進(jìn)行調(diào)整，上、下模的配合可以分別進(jìn)行。模具安裝過程:1.組件裝配將模柄裝配于上模座內(nèi)并磨平端面，將拉深凸模裝入凸模固定板內(nèi)，作為凸模組件。2.確定裝配基準(zhǔn)件落料拉深復(fù)合模應(yīng)以拉深凸模為裝配基準(zhǔn)件，裝配時(shí)首先確定拉深凸模在模架中的位置。安裝凸模組件時(shí)，確定凸模組件在下模座上的位置，然后用平行夾板將凸模組件、墊板和下模座夾緊。安裝固定凸模組件時(shí)，將凸模組件在下模座重新找正定位，用平行夾板夾緊。鉆、鉸銷孔和螺孔，裝入定位銷和螺釘。3.安裝上模部分檢查上模各個(gè)零件尺寸是否能滿足裝配技術(shù)條件，檢查各零件尺寸是否合適、動(dòng)作是否靈活等。安裝上模和調(diào)整落料間隙時(shí)，將上模部分各零件分別裝于上模座和模柄的孔內(nèi)，用平行夾板將凸凹模，凸模組件，墊板和上模座輕輕夾緊，然后調(diào)整間隙時(shí)可用采用墊片法調(diào)整，并對紙片進(jìn)行手動(dòng)試沖，直至外形沖裁間隙均勻，再用平行夾板將各板夾緊。鉆鉸上模部分銷孔和螺孔時(shí)，上模部分可通過平行夾板夾緊，在鉆床上以墊板上的銷孔和螺孔作為引鉆孔，鉆鉸銷釘孔和螺紋孔。然后安裝定位銷和螺釘，拆掉平行夾板。5.2沖模的安裝1.擦清壓力機(jī)滑塊底面、工作臺(tái)已經(jīng)沖模上、下模座的頂面和底面。2.將沖模置于壓力機(jī)工作臺(tái)上，移至近似工作位置。