沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：沖孔模具設(shè)計(jì)課程名稱： 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)_姓 名： 王宇 學(xué) 號(hào)： 學(xué)院 (系)： 材料科學(xué)與工程 專 業(yè)：材料成型與控制工程 班 級(jí)： 材型一班 指導(dǎo)教師： 宋繼順 目錄一、課程設(shè)計(jì)目的二、工藝分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性。沖裁件的工藝性是否合理，對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大影響，在一般情況下，對(duì)沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。圖1.1 零件Fig1.1 Parts2.1.1材料分析材料：08#鋼材料厚度

2、：0.6mm生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，08#鋼為極軟的碳素鋼，強(qiáng)度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等性能、焊接性能。但存在時(shí)效敏感性，淬硬性及極低。大多軋制成高精度的薄板或帶用以制造易加工成形，強(qiáng)度低的深沖壓或深拉延的覆蓋零件和焊接構(gòu)件。 2.1.2結(jié)構(gòu)分析工件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，沖件上有73和3×11三個(gè)圓孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，料厚為0.6mm滿足許用壁厚要求，可以沖裁加工。2.1.3確定精度零件內(nèi)、外形尺寸均未標(biāo)注公差,屬自由尺寸,可按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差,經(jīng)查表1.1得,各尺寸公差分別為：零件外形: 110 孔: 3×11，73

3、孔心距: 90 表1.1 沖裁件孔中心距公差Table1.1 Cutting a hole center distance tolerance材料厚度t普通沖孔公差高級(jí)沖孔公差孔 距 公 稱 尺 寸 對(duì) 稱5050-150150-3005050-150150-3001±0.1±0.15±0.2±0.03±0.05±0.081-2±0.12±0.2±0.3±0.04±0.06±0.12-4±0.15±0.25±0.35±0.06±

4、;0.08±0.124-6±0.2±0.3±0.40±0.08±0.10±0.152.1.4排樣 零件外形為圓形 ，可以采用單排、交叉雙排或多排；考慮到零件為中等批量生產(chǎn)，如果采用交叉雙排或多排，則模具尺寸和結(jié)構(gòu)就會(huì)相應(yīng)增大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計(jì)決定采用單排結(jié)構(gòu)。如圖所示。2.1.5 搭邊確定搭邊值，。當(dāng)t=0.6時(shí)，a=1，b=1.22.1.6條料寬度 B=D+2a=110+2*1=112mm 三、工藝計(jì)算刃口尺寸計(jì)算因沖模加工方法不同，刃口尺寸的計(jì)算方法也不同，基本上可分為兩類：第一類：按凸模與凹模圖樣分別加

5、工法：它主要用于圓形或簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的工作,因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單，精度容易保證，所以采用分別加工。第二類：按凸模與凹模配作法加工：常用于沖制復(fù)雜形狀的沖模。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙有配置保證，工藝比較簡(jiǎn)單，不必校核的條件，并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。根據(jù)基本設(shè)計(jì)原則，沖孔時(shí)應(yīng)首先確定凸模刃口尺寸。再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙。凸凹模工作部分尺寸的計(jì)算公式如下： 其中 磨損系數(shù)的選取查下表 是工件的公差值 表1.2 磨損系數(shù)Table1.2 The wear coefficient工件精度IT10以上=1工件精度IT11IT13=0.75工件精度IT14=

6、0.5因孔的公差等級(jí)為IT14級(jí)，所以查表2.1得=0.5查表，確定沖裁間隙：Zmin=0.03 Zmax=0.02 。 基準(zhǔn)件的制造公差取 =0.4×（0.03-0.02）=0.004 =0.6×（0.03-0.02）=0.0063.2對(duì)于孔730+0.08則 =（73+0.5×0.08）0-0.004 = 73.040-0.004= （73.04+0.03）0+0.006 =73.070+0.006所以滿足+的條件，制造公差合適。3.3沖裁力沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)入材料的深度而變化的。通常說(shuō)的沖裁力是指沖裁力的最大值，它

7、是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。用普通平刃口模具沖裁時(shí)，其沖裁力F一般按下式計(jì)算：F =KLtb 式中 F -沖裁力，N; L -沖裁周邊長(zhǎng)度,mm; T -材料厚度,mm;b -材料抗剪強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度 b (MPa)：375)K -系數(shù)（一般取K=1.3）考慮到模具刃口的磨損，凸凹模間隙的波動(dòng)，材料機(jī)械性能的變化，材料厚度及偏差等因素。可按下式計(jì)算，即 F =KLtbLtb卸料力 Fx=KxF 推件力 Ft=nKtF 頂件力 Fd=KdF 式中 Kx、Kt、Kd -卸料力、推件力、頂件力,如表2.1所示 n-同時(shí)卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)量,n=h/t(h為凹模刃口的直臂高度，t為工件材料厚度

8、)。查表2.1 取 K卸=0.05、K推=0.05 K頂=0.06同時(shí)取h=2 。對(duì)于直徑為73的孔 F沖 =KLtbLtb =73×0.6×375=51574.5（N）卸料力 F卸=K卸F=0.05×51574.5=2578.725(N) 推件力 F推=nK推F=1/0.6×0.05×51574.5=4297.875 (N) 頂件力 F頂=k頂F沖 =0.06×51574.5=3094.47 (N) F總=3094.474297.8752578.725=9968.07 (N)表2.1 卸料力、推件力及頂件力系數(shù)Table2.1 Di

9、scharge power, push a force and a force coefficient沖裁材料KxKtKd純銅、黃銅0.020.060.030.09鋁、鋁合金0.0250.080.030.07鋼材料厚度0.10.060.0750.10.14>0.10.50.04500550.0650.08>0.52.50.040.050.0500.06>2.56.50.030.040.0400.05>6.50.020.030.0250.033.4壓力中心的計(jì)算由于該零件完全對(duì)稱于相互垂直大大兩條多層次線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的狹槽點(diǎn)上。四、設(shè)備選擇4.1壓力機(jī)的

10、選擇沖壓機(jī)械以沖床為主，使用兩個(gè)或者兩個(gè)以上，成對(duì)構(gòu)成的模具，經(jīng)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力轉(zhuǎn)成往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便對(duì)模具中間的金屬材料使加強(qiáng)大壓力，使材料產(chǎn)生斷離，形狀改變或者塑性變形。而成對(duì)構(gòu)成的模具一般稱為“沖壓模具”或者“金屬模具”。沖床在外觀上與機(jī)力錘非常相似，兩者皆屬于鍛壓用機(jī)械，但兩者在重量特性與受力構(gòu)造方面，則差異較大。重量特性是指機(jī)械重量與標(biāo)稱容量的比值。在這方面，沖床的重量小于標(biāo)稱容量，而機(jī)力錘是兩者大致相同。至于受力方面，沖床的加工壓力皆有機(jī)架來(lái)承受，而機(jī)力錘的加工壓力，則透過(guò)鐵砧而由地板來(lái)加以承受。為了適應(yīng)各種不同的工作特性，沖床的形式和種類很多，且分類法也依不同的結(jié)構(gòu)要素而有各種不

11、同的組合方式。以下，就比較其中比較普遍使用的分類方法。4.1.1依據(jù)滑塊的驅(qū)動(dòng)力分類滑塊的驅(qū)動(dòng)力有機(jī)械式與液壓式兩種。因而，沖床也依其所使用的滑塊驅(qū)動(dòng)力的不同，也可以分為機(jī)械式與液壓式兩種沖床。而鈑金加工所使用者，大部分都是機(jī)械式?jīng)_床。至于液壓式?jīng)_床則依其所使用液體的不同，而有油壓式?jīng)_床與水壓式?jīng)_床之分。前者以使用液壓油為壓力媒介，而后者則使用水為壓力媒介。目前市場(chǎng)多為油壓式?jīng)_床，水壓式?jīng)_床則因有生銹問(wèn)題而僅在特殊加工場(chǎng)合才使用。4.1.2依據(jù)滑塊的數(shù)目分類目前使用最多的為一個(gè)滑塊的單動(dòng)式?jīng)_床，適于各種類型的沖壓加工。此為，還有兩個(gè)滑塊的復(fù)動(dòng)式?jīng)_床，3個(gè)滑塊的三動(dòng)式?jīng)_床，以及多個(gè)滑塊的多動(dòng)式?jīng)_

12、床等。4.1.3依據(jù)滑塊的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分類滑塊的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可依滑塊的運(yùn)動(dòng)曲線、運(yùn)動(dòng)特性和滑塊的功能等不同，而有差異。一般可分為8中：曲柄式?jīng)_床、無(wú)曲柄式?jīng)_床、肘節(jié)式?jīng)_床、摩擦式?jīng)_床、螺旋式?jīng)_床、齒條式?jīng)_床、連桿式?jīng)_床、凸輪式?jīng)_床。在這8種沖床中，目前以使用曲柄式機(jī)構(gòu)居多。4.1.4依據(jù)滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的配置分類曲柄式?jīng)_床和無(wú)曲柄式?jīng)_床，其滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的配置和組件數(shù)量與壓力息息相關(guān)，而滑快驅(qū)動(dòng)組件的數(shù)量，一般皆以使用一組以上的來(lái)設(shè)計(jì)。曲柄式?jīng)_床滑塊驅(qū)動(dòng)組件數(shù)量為一組者為單曲柄式?jīng)_床，兩組者為雙曲柄式?jīng)_床，4組者為四曲柄式?jīng)_床；而無(wú)曲柄式?jīng)_床則稱為一點(diǎn)式無(wú)曲柄式?jīng)_床，兩點(diǎn)式無(wú)曲柄式?jīng)_床，以及四點(diǎn)式無(wú)曲柄式?jīng)_

13、床等。4.1.5依據(jù)機(jī)架的形式來(lái)分類 沖床的機(jī)架形式大部分屬于開(kāi)背式的C型機(jī)架，其中尤以開(kāi)背可傾式C型機(jī)架（Open-Back Inclinable Gap-Frame）沖床最為普遍，簡(jiǎn)稱O.B,I.C型沖床，多使用100噸級(jí)以下的小型機(jī)床；而中大型的沖床則屬于直臂型沖床的沖床居多。該模具采用采用彈性卸料和下出料方式，因此選擇開(kāi)始雙柱可傾壓力J23-16，其主要技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：160KN行程55mm閉合高度160-2054.2其他零部件的選擇上模座 200×160×40 GB/T2855.1-2008下模座 200×160×45 GB/T2855.

14、2-2008導(dǎo)柱 25×130 GB/T2861.1-2008導(dǎo)套 28×85×33 GB/T2861.3-2008彈壓卸料版100×100×20 JB/T8065.4-1995固定板 100×100×15 JB/T8065.4-1995卸料螺釘 8×35模柄 32×80 JB/T7646.1-2008圓柱銷 8×45圓柱頭內(nèi)六角螺釘M8×40 GB/T70.1-2000墊板 100×100×5 JB/T8065.4-1995彈壓橡膠 (自配)圓柱頭內(nèi)六角螺釘M8×45 GB/T70.1-2000圓柱銷 8×45五、裝配圖及零件圖繪制六、參考文獻(xiàn)1 王新華 沖裁模典型結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 2011 機(jī)械工業(yè)出版社2 劉國(guó)勝 我