江超畢業(yè)論文

1、南昌航空大學(xué)自 學(xué) 考 試 畢 業(yè) 論 文題 目 沖壓模具設(shè)計(jì) 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)生姓名 江超 論文編號 準(zhǔn)考證號 036909300496 指導(dǎo)教師 劉季東 2010 年度 上 (上/下)任務(wù)書：1. 學(xué)生；姓名江超2. 專 業(yè)：模具制造與設(shè)計(jì)3. 論文題目：沖壓模具設(shè)計(jì)體會4. 論文主要內(nèi)容：冷沖模課程設(shè)計(jì)是模具專業(yè)，在學(xué)習(xí)過程中是一個(gè)重要的實(shí)踐性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，其目的是： 1.應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)知識和實(shí)訓(xùn)技能，進(jìn)行一次沖壓設(shè)計(jì)工作的實(shí)際能力，在提高獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。 2.通過查設(shè)計(jì)資料手冊熟悉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)定，通過方案認(rèn)證設(shè)計(jì)與計(jì)算，計(jì)算機(jī)輔助繪圖，數(shù)據(jù)處理與綜合分析編寫與設(shè)

2、計(jì)說明書等環(huán)節(jié)，進(jìn)行工程師的基礎(chǔ)訓(xùn)練，培養(yǎng)從科研工作的初步能力。 3.培養(yǎng)勤奮求實(shí)，團(tuán)結(jié)互助，勇于創(chuàng)新的優(yōu)良品質(zhì)。 4.希望通過本次冷沖模答辯，能進(jìn)一步鞏固課程，擴(kuò)大所學(xué)到的知識，由于初學(xué)者水平有限，設(shè)計(jì)中難免有不足和錯(cuò)誤之外懇請老師同學(xué)給予批評指正。 江超謹(jǐn)上目 錄一、制件的工藝分析二、沖裁工藝方案的確定三、排樣圖的確定四、壓力中心的計(jì)算五、計(jì)算沖壓力.初選壓力機(jī)六、模具刃口尺寸計(jì)算七、模具工作零件設(shè)計(jì)計(jì)算八、模具其它零件設(shè)計(jì)與計(jì)算九、壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)校核十、裝配圖與零件圖參考文獻(xiàn)、結(jié)束語課程設(shè)計(jì)說明書制件名稱：墊片 工件簡圖：如下圖所示生產(chǎn)批量：中批量生產(chǎn) 材料厚度：0.7mm材料：30鋼

3、精度等級：IT12級 一、制件的工藝分析此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序，結(jié)構(gòu)形狀簡單、規(guī)則、對稱，是一個(gè)40的圓形墊片，里面有一個(gè)帶四個(gè)凹槽的18孔，空間的尺寸也滿足要求。材料30號鋼具有良好的沖壓成型性能，材料厚度0.7mm，適合沖裁，沖件上孔徑滿足允許最小尺寸。工件尺寸全部為未注公差尺寸，看作IT12級，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。綜上所述：該制件可通過沖裁得到，無需精沖或整修。二、沖裁工藝方案確定該制件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以采用以下三種工藝方案。方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料級進(jìn)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。

4、方案一；模具結(jié)構(gòu)簡單，精度高，但需兩道工序兩副模具，生產(chǎn)成本高，但效率低，難以滿足該零件的中批量生產(chǎn)要求。方案二；只需一副模具，沖壓件的形狀精度和尺寸精度容易保證，生產(chǎn)效率高，不存在定位誤差，節(jié)省材料。但是此工件的最小壁厚18mm，大于凸模、凹模的最小壁厚2mm，制造難度較大，操作不方便。方案三；只需要一副模具，生產(chǎn)效率較高，操作方便，沖裁件的精度要求不高，故沖裁精度也滿足要求，且該工件尺寸不大，形狀簡單且為中批量生產(chǎn)，故適合采用級進(jìn)模。綜上所述，該制件的沖壓生產(chǎn)采用方案三級進(jìn)模生產(chǎn)為最佳方案。定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用的是導(dǎo)料板承料板，沖孔用始用擋料銷初定

5、位，控制條料寬度的送進(jìn)步距采用固定擋料銷，導(dǎo)正銷精定位。三、排樣圖的確定(1)搭邊值的計(jì)算 材料厚度t=0.7mm,經(jīng)查表2-4的工件間的搭邊a1=1mm，工件與側(cè)面間的搭邊a=1.2mm。30號鋼為中碳鋼，系數(shù)為0.9，所以該制件的搭邊值a1=1×0.9=0.9mm a=1.2×0.9=1.08mm(2）步距：A=D+ a1=40+0.9=40.9mm (3）在無側(cè)壓裝置時(shí)，條料料寬B 0-B0- =（Dmax+2a+2+C）0- =(40+2×1.08+2×0.5+0.5)0-0.5=43.660-0.5圓整B0-=440-0.5 修正 a=2.式中

6、： D為平行于送料方向的沖裁件的寬度；D max 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸；a沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊；板料剪裁時(shí)的下偏差（見表2-5）。（4）一個(gè)步距內(nèi)零件的實(shí)際面積Sa =1256 mm Sb的值由CAD得 Sb=251.8 mm S1 =Sa- Sb=1256-251.8=1004.2 mm 一個(gè)步距內(nèi)所需毛坯的面積 S0=B×A=4440.9=1799.6mm(5) 一個(gè)步距內(nèi)的利用率板料規(guī)格1420mm×710mm選裁比較：A、橫裁：710/4416.14；1420/40.934.721得到16個(gè)條料，每個(gè)條料上有34個(gè)制件。板=54.18%B、縱裁：14

7、20/4432.27；710/40.917.36得到32個(gè)條料，每個(gè)條料上有17個(gè)制件。板=54.18%綜合以上：橫裁和縱裁的利用率相同，但由于綜合考慮實(shí)際加工時(shí)工人的勞動力消耗，所以選縱裁的方法。四、確定壓力中心因?yàn)樵摿慵巧舷聦ΨQ的，則其壓力中心的y坐標(biāo)為0，因此只需計(jì)算的x坐標(biāo)。 如表所示：基本要素長度L/mm各基本要素壓力中心的坐標(biāo)值xyL0=125.6mmx0=0y0=0L1=4mmx1=40.9y1=11L2=2.3mmx2=42.9y2=9.9L3=10.1mmx3=47.3y3=6.4L4=2.3mmx4=50.8y4=2L5=4mmx5=51.9y5=0L6=2.3mmx6=

8、50.8y6=-2L7=10.1mmx7=47.3y7=-6.4L8=2.3mmx8=42.9y8=-9.9L9=4mmx9=40.9y9=-11L10=2.3mmx10=38.9y10=-9.9L11=10.1mmx11=34.6y11=-6.4L12=2.3mmx12=31.1y12=-2L13=4mmx13=29.9y13=0L14=2.3mmx14=31.1y14=2L15=10.1mmx15=34.6y15=6.4L16=2.3mmx16=38.9y16=9.9x0=15.4 y0=0所以壓力中心坐標(biāo)x0=(15.4，0)五、計(jì)算沖壓力.（1）沖裁力的計(jì)算 L1=2R圓=2×

9、;3.14×20=125.6mm L2=72.13mm L=L1+L2=197.73mm查P16,表1-3得抗拉強(qiáng)度F沖孔=L2t =72.13×0.7×490 =24740.59N24.7KNF落= L1t=125.6×0.7×490=43080.8N43.08KN查P59，表2-9得卸料力系數(shù)K卸=0.0250.06，取K卸=0.06 F卸= K卸（F沖孔+F落）=0.06×67.78=4.07 KN查表2-9得推件力系數(shù)K推=0.1，堵塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)n=，查表2-14得凹模直壁洞口的高度h=5。所以 n=6.4287 F推=

10、 nK推（F沖+F落）=7×0.1×67.7847.44KNL為工件的總周長；t材料厚度；材料的抗拉強(qiáng)度,單位:MPa；則沖壓力F總=F沖+ F卸 + F推 =67.78+4.07+47.44=119.29KN所以模具總力F =（1.11.3）F總= （131.2155.1）KN（2）壓力機(jī)的選擇查冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)P210，表8-10，以滿足沖壓工藝的要求壓力機(jī)初選為開式雙柱可傾斜壓力機(jī)J2316 壓力機(jī)的參數(shù)如下：公稱壓力： 160KN滑塊行程： 55mm最大閉模高度： 220mm封閉高度調(diào)節(jié)量： 45mm工作臺尺寸： 300mm×450mm模柄孔尺寸： 40

11、mm×60mm床身最大可傾斜角： 35°墊板厚度： 40mm六、模具刃口尺寸計(jì)算采用分別加工法400-0.25 , 180+0.18 , 22 0+0.21 ,40+0.12制件精度等級IT12級，凸模選用IT6級，凹模選用IT7級制造,查冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)P213，表814，Zmin=0.064mm，Zmax=0.092mm,則Zmax-Zmin=0.028 mm查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P67，表212，當(dāng)工件公差為IT13IT11級時(shí)，磨損系數(shù)x=0.75 落料：400-0.25 T=0.016mm,A=0.025mm DA=(Dmax- x) 0 +A =(40-0.75

12、×0.25) 0 +0.025 39.810+0.025mmDT=(DA-Zmin) 0-T =(39.81- 0.064) 0-0.016 =39.750-0.016mm校 核: A+TZmax - Zmin 0.025 mm + 0.016 mm0.04 mm0.028mm(不能滿足間隙公差條件)因此，只有縮小A、T，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)，由此可取：0.4(Zmax - Zmin) 0.011mm, 0.6(Zmax - Zmin) 0.017mm故： DA=39.810+0.017mmDT=39.750-0.011mm此時(shí)，凹模的精度等級為6級，凸模的精度等級

13、為5級。沖孔：180+0.18 T=0.011mm,A=0.018mmdT=(dmin+x)0 -T=(18+0.75×0.18)0-0.011=18.140-0.011 mmdA=(dT +Zmin) 0+A =(18.14+0.064)0+0.018=18.200+0.018 mm校 核: A+TZmax - Zmin 0.018 mm + 0.011 mm=0.029 mm0.028mm(不能滿足間隙公差條件)因此，只有縮小A、T，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)，由此可取：T 0.4(Zmax - Zmin)=0.011mm,A 0.6(Zmax - Zmin)=0.0

14、17mm故： dT =18.140-0.011 mmdA =18.200+0.017 mm此時(shí)，凹模的精度等級為6級，凸模的精度等級為5級。22 0+0.21 T=0.013mm,A=0.021mmdT=(dmin+ x)0 -T=(22+0.75×0.21)0-0.013=22.160-0.013 mmdA=(dT + Zmin) 0 +A =(22.16+0.064)0+0.021=22.220+0.021 mm校 核: A+TZmax - Zmin 0.021 mm + 0.013 mm=0.034 mm0.028mm(不能滿足間隙公差條件)因此，只有縮小A、T，提高制造精度，

15、才能保證間隙在合理范圍內(nèi)，由此可?。篢0.4(Zmax - Zmin)=0.011mm,A0.6(Zmax - Zmin)=0. 017 mm故： dT =22. 160-0.011 mmdA =22.220+0.017 mm此時(shí)，凹模的精度等級為6級，凸模的精度等級為5級。40+0.12 T=0.008mm,A=0.012mmdT=(dmin+ x)0-T=(4+0.75×0.12) 0-0.008=4.090-0.008mmdA=(dT+Zmin)0 +A =(4.09+0.064) 0+0.012 =4.150+0.012mm校 核:A+TZmax - Zmin0.008 mm

16、 + 0.012 mm0.028mm(滿足間隙公差條件)此時(shí)，凹模的精度等級為7級，凸模的精度等級為6級。七、模具工作零件設(shè)計(jì)計(jì)算1.確定凸模的總長度： L凸=H1+H2+H3+Y =16+12+6+(0.5+6+13.5) =54 mm凸模結(jié)構(gòu)采用直通式 式中： L凸凸模的長度； H1凸模固定板厚度； H2卸料板的厚度； H3導(dǎo)料板厚度 Y附加長度,它包括凸模刃口的修磨量, 凸模進(jìn)入凹模的深度(0.51)mm, 凸模固定板與卸料板之間的安全距離等,一般取15-20 mm。2.確定凹模外形尺寸：H=kl(15mm)查表2-15取k=0.35故凹模壁厚：H=kl=0.35×71.9 =

17、25.2mm 圓整得H =26mm凹模壁厚：C=(1.52)H C=3952mm 取C=48mm凹模長：L=l+2C=71.9+2×48=167.9mm圓整取:L=168mm 凹模寬：B=a+2C=40+96=136mm 查國標(biāo)GB/T2851.3取凹模周界尺寸為：L×B×H =200×160×45凹模的固定方式：螺釘緊固，銷釘定位。 八、模具其它零件設(shè)計(jì)與計(jì)算凸模固定板： 材料為Q235 H1=（0.60.8）h凹=16mm外形尺寸 L固× B固× H1= 200×160×16 墊板： 材料為45鋼，淬

18、硬為4348HRC。厚度一般取4-12 mm 取H墊=10mm 外形尺寸 200×160×10 卸料板： 材料為45鋼, 淬硬為4348HRC。H2= H1-（2-4）mm=16-4=12mm外形尺寸為 200×160×12卸料板的凸臺部分高度為:= H3-(0.10.3)t=5.79 mm 導(dǎo)料板；材料為45鋼，熱處理硬度為4045HRC。B=(B-B)/2=(160-43)/2=58.5mm厚度查冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表取H3=6mm外形尺寸為 200×58.5×6 導(dǎo)正銷：材料為Q235，淬硬為4348HRC。d=-a=18.14-

19、0.008=18.06 mm (a查表3-19取0.08 mm)高度=1.2 mm卸料橡膠的自由高度：根據(jù)工件材料厚度為0.7mm，沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模的深度取0.5 mm?？紤]模具維修時(shí)刃磨量留4mm，再考慮開啟時(shí)卸料板高出凸模1 mm，則總的工作行程h工作=6.2 mm則橡膠的自由高度：h自由=20-31 mm取h自由=25mm。模具在組裝時(shí)橡膠的預(yù)壓量取h預(yù)=4 mm，由此得模具中安裝橡膠的空間尺寸為21 mm。九、壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)校核：沖裁?？傮w結(jié)構(gòu)尺寸必須與所選用的壓力機(jī)相適應(yīng)，即模具的總體平面尺寸應(yīng)該與壓力機(jī)工作臺或墊板。尺寸和滑塊下平面尺寸相適應(yīng)，模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)上模座的平面與下模座的下平面之間的高度。模具的閉合高度應(yīng)介于壓力機(jī)