沖孔落料復(fù)合模具設(shè)計(jì)

1、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課 程 名 稱(chēng): 模具cad/cam課程設(shè)計(jì) 課 程 代 碼: 8234361 題 目: 沖孔落料復(fù)合模具設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名: 邱志洪 學(xué) 號(hào): 312009080301723 年級(jí)/專(zhuān)業(yè)/班: 09級(jí)模具1班 學(xué)院(直屬系) : 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師: 劉渝老師 目 錄摘要- 1 -第一章緒論- 2 -第一節(jié) 目的- 2 -第二節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)- 2 -1. ug軟件使用- 2 -2. 零件沖壓方案- 2 -3. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 2 -第三節(jié) 設(shè)計(jì)要求- 2 -第二章 沖壓工藝設(shè)計(jì)- 3 -第一節(jié) 沖壓件的工藝性分析及工藝方案- 3 -1. 沖壓件的形狀和尺寸-

2、 3 -2. 沖壓件的尺寸精度- 3 -3. 生產(chǎn)批量- 4 -4. 沖壓工藝方案的制定- 4 -第二節(jié) 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)型式- 4 -1. 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇- 4 -2. 工序與排樣- 5 -3. 制件定位、導(dǎo)正方式- 5 -4. 卸料裝置- 6 -5. 模架選擇- 6 -第三節(jié) 工藝計(jì)算- 6 -1. 毛坯的展開(kāi)尺寸計(jì)算- 6 -2. 凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算- 6 -3. 沖裁力計(jì)算- 9 -4.壓力機(jī)公稱(chēng)壓力的選取- 9 -5.壓力中心計(jì)算 - 10 -第三節(jié) 模具零件及結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)- 10 -1.標(biāo)準(zhǔn)件的選取- 10 -2.模具工作零部件詳細(xì)設(shè)計(jì)- 11 -第四節(jié) 模具結(jié)構(gòu)

3、的裝配- 17-1.模具裝配二維工程圖- 17 -2.模具裝配過(guò)程- 19 -3.模具裝配結(jié)構(gòu)- 20 -4.模具爆炸圖- 21-小 結(jié)- 22-參考文獻(xiàn)- 23-摘要隨著模具的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝設(shè)備，為了擴(kuò)展在學(xué)生在沖壓落料復(fù)合模具方面的知識(shí)，為了適應(yīng)社會(huì)的要求，學(xué)校教學(xué)環(huán)節(jié)中，模具cad/cam課程設(shè)計(jì)是不可缺少的一部分，這次課程設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)完沖模、模具制造以及cad/cam等課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考核，是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，也是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)的回顧與檢查。通過(guò)實(shí)例，分析了的沖壓工藝方案，并根據(jù)零件形狀和類(lèi)型，制

4、定合理的沖壓落料復(fù)合模具，闡述了模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作過(guò)程，最后提出了模具設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：沖模 沖壓工藝 模具設(shè)計(jì)第一章 緒論第一節(jié) 目的課程設(shè)計(jì)是重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，它將理論聯(lián)系實(shí)際，用所學(xué)知識(shí)在實(shí)踐中進(jìn)行融會(huì)貫通，培養(yǎng)調(diào)查研究、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作以及創(chuàng)新能力，為今后的學(xué)習(xí)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)1. ug軟件使用 熟悉ug軟件在二維設(shè)計(jì)、實(shí)體造型和裝配方面的應(yīng)用。2. 零件沖壓方案 1）分析零件的沖壓工藝性。 2）排樣圖設(shè)計(jì)。3. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）模具的二維工程圖設(shè)計(jì)。 2) 模具零件的三維設(shè)計(jì)及模具三維裝配。第三節(jié) 設(shè)計(jì)要求1.設(shè)計(jì)必須由學(xué)生

5、本人獨(dú)立完成。2.完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。第二章 沖壓工藝設(shè)計(jì)第一節(jié) 沖壓件的工藝性分析及工藝方案1. 沖壓件的形狀和尺寸 材料厚度：1mm零件簡(jiǎn)圖：如下圖所示 此工件既又沖孔，又有落料兩個(gè)工序。厚度t=1mm，具有良好的沖裁性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單且對(duì)稱(chēng)，有兩個(gè)直徑為5的兩個(gè)圓孔，一個(gè)邊長(zhǎng)為10mm正方形孔。滿(mǎn)足沖裁的加工要求。擬用落料沖孔復(fù)合模具生產(chǎn)。2. 沖壓件的尺寸精度零件圖上的尺寸示標(biāo)注公差，沖裁件的精度按it13確定，沖模制造精度按it6it7確定。3. 生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量：大批量4. 沖壓工藝方案的制定1）方案種類(lèi)根據(jù)制件工藝性分析，要加工此零件，分析出以下兩種方案。方案一：復(fù)

6、合沖裁模方案 一次性實(shí)現(xiàn)落料和沖孔，一次性完成零件的生產(chǎn)。方案二：落料 沖孔 單工序完成落料，然后一次性沖兩個(gè)圓孔和一個(gè)方形孔。方案三：采用級(jí)進(jìn)模 先依次沖孔，然后落料。 2）方案比較 方案二屬于單工序沖壓。模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但需要兩道工序，成本相對(duì)較高，生產(chǎn)率低。第一道工序完成之后，進(jìn)入第二道工序，必然會(huì)加大誤差，使工序質(zhì)量和精度會(huì)較差，達(dá)不到所需要的要求，不易滿(mǎn)足生產(chǎn)的要求。再加之此制件生產(chǎn)批量大，尺寸較小，這種方案生產(chǎn)率低，一般不宜采用。方案三工件在模具中幾個(gè)不同位置同時(shí)完成多道沖壓工序，零件精度低于復(fù)合模。 方案一為復(fù)合沖裁模，在同一部位同時(shí)完成了零件的生產(chǎn)，對(duì)于這種大批量生產(chǎn)零

7、件，大大的提高了生產(chǎn)效率。故選用方案一。第二節(jié) 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)型式1. 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 在沖壓方案的制定中，已經(jīng)選定用復(fù)合沖裁模。 板料定位方式：因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菑?fù)合沖裁模，可以控制條料的卷進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷(xiāo)，控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷(xiāo)來(lái)定步距。 卸料、出件方式的選擇：根據(jù)模具沖裁的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，該模具采用彈性卸料方式比較好。由于工件正中心有孔，故不能直接用推桿作用于推件塊，而是要用一個(gè)頂板用推桿來(lái)推動(dòng)推件塊，利用模具的開(kāi)模力來(lái)推工件，既安全有可靠。即采用剛性裝置取出工件。2. 工序與排樣根據(jù)工件的開(kāi)關(guān)，確定采用無(wú)廢料的排樣方法不可能做到，但能采用有廢料和少?gòu)U料的排樣方法。經(jīng)多次排樣

8、計(jì)算決定采用， 1）搭邊設(shè)計(jì) 板料厚度t=1mm, 工件長(zhǎng)度l>50查冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程與簡(jiǎn)明手冊(cè)表6-1-9,， 所以a=1.5mm, a=1.8mm。送料步距a=31.5mm, 條料寬度b=93.6mm。 2）排樣布局材料利用率計(jì)算：s=1539.27mm=×100%=×100%=×100%=52.21%式中，材料利用率；s工件的實(shí)際面積；s所用材料面積，包括工件面積與廢料面積；a步距（相鄰兩個(gè)制件對(duì)應(yīng)點(diǎn)的距離）b條料寬度。3. 制件定位、導(dǎo)正方式 用導(dǎo)料銷(xiāo)和擋料銷(xiāo)來(lái)導(dǎo)正條料的進(jìn)給。4. 卸料裝置 采用彈性卸料裝置。5. 模架選擇對(duì)角導(dǎo)柱模架。第三節(jié) 工

9、藝計(jì)算1. 毛坯的展開(kāi)尺寸計(jì)算利用cad計(jì)算毛坯的周長(zhǎng)和面積。周長(zhǎng)c=231.42mm面積s=1539.27mm2. 凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算外形由落料獲得，2×5及方形孔由沖孔獲得，所以落料以凹模為基準(zhǔn)尺寸，沖孔以凸模為基準(zhǔn)尺寸，沖孔以凸模為基準(zhǔn)尺寸計(jì)算如下：（1）、沖孔（2×5）查表得 2c=0.21mm2c=0.25mm ,則 2c-2c=0.25mm-0.21mm=0.04mm由表查得：5為it13級(jí)，取x=0.75，凸模和凹模分別按it6和it7級(jí)加工制造，則d=(d+x)=（5+0.75×0.18）mm=5.135mmd=(d+2c)=（5.135+0

10、.21）mm=5.345mm校核：+2c-2c0.008+0.0120.25-0.210.02<0.04故滿(mǎn)足間隙公差條件。 沖孔（方形孔）查表得2c=0.21mm2c=0.25mm ,則2c-2c=0.25mm-0.21mm=0.04mm由表查得：邊長(zhǎng)公差10為it13級(jí)，取x=0.75，凸模和凹模分別按it6和it7級(jí)加工制造，則d=(d+x)=（10+0.75×0.22）mm=10.165mmd=(d+2c)=（10.165+0.21）mm=10.375mm校核：+2c-2c0.009+0.0150.25-0.210.024<0.04故滿(mǎn)足間隙公差條件。（2）、落料

11、(外形) 沖裁件外形屬落料件，選凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，按配制加工方法，只需計(jì)算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模的實(shí)際按間隙需要配制。 a.沖裁件b.凹模輪廓磨損圖1、根據(jù)圖所示，凹模磨損后變大的尺寸有a(90)，a(40)，a(10)，a(5)刃口尺寸計(jì)算公式：a=(a-x)查表：對(duì)于以上要計(jì)算的尺寸，其磨損系數(shù)均為x=0.5a=(90-0.5×0.54)mm=89.73mma=(40-0.5×0.39)mm=39.81mma=(10-0.5×0.22)mm=9.89mma= a/2=4.95mm2、根據(jù)圖所示，凹模磨損后不變的尺寸有c(25), c（1

12、0)，刃口尺寸計(jì)算公式：c=(c+0.5)0.125c=（25-0.33+0.5×0.33）0.125×0.33=24.840.041c=（10-0.22+0.5×0.22）0.125×0.22=9.890.028凸模刃口尺寸確定，查表，沖裁合理間隙 2c=0.21mm，2c=0.25mm，有凸模刃口尺寸按凹模相應(yīng)部位的尺寸配制，保證雙面最小間隙為2c=0.21mm。故相應(yīng)位置凸模尺寸為：a=89.52mma=39.6mma =9.68mma=4.74mmc=24.630.041c=9.680.0283. 沖裁力計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合適的壓力機(jī)

13、，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁工藝的需要。沖裁力f=kt l=1.3×1×231.42×300kn=90.25kn卸料力f=k f=0.05×111.3 kn=6.78kn頂件力f=k f=0.06×111.3 kn=8.12kn沖壓力p= f+f+f=90.25kn +6.78 kn+8.12 kn=105.15 kn式中：材料搞剪強(qiáng)度，mp查表得=280400 mp，取=300mp；l沖裁週總長(zhǎng)，通過(guò)軟件直接算得l=231.42mm；k是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損、凸模與凹模間隙的波動(dòng)、潤(rùn)滑情況、材料

14、力學(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)置的安全系數(shù)，一般取1.3；k卸料力系數(shù)，其值為0.020.06，薄料取大值，厚料取小值，取0.05；k頂件力系數(shù)，其值為0.040.08，薄料取大值，厚料取小值，取0.064.壓力機(jī)公稱(chēng)壓力的選取沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力必須大于或等于沖裁時(shí)各工藝力的總和f。f= f+f+f=90.25kn +6.78 kn+8.12 kn=105.15kn所以，f=105.15 kn因此壓力機(jī)可以選取160 kn噸位的壓力機(jī)。型號(hào)：j23-165.壓力中心計(jì)算模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力全力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心生命

15、。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過(guò)大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。此工件為中心對(duì)稱(chēng)工件，可取壓力中心為工件中心。第三節(jié) 模具零件及結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)1.標(biāo)準(zhǔn)件的選取(1)、模座的選用：凹模厚度h=kb=0.22×90=19.8凹模壁厚c=(1.52)h=29.739.6取h=40c=60mm a=d+2c=90+2×39.6=169.6mm b=d+2c=30+39.8×2=109.2mm 查表7-10-1取， a=200mm b=160mm故模架選?。喊寄Ｖ芙鏻=200 b=160 閉合高度h=210255mm

16、的對(duì)角導(dǎo)柱模架。查表7-11-1，取上模座200×160×45 下模座200×160×50 gb/t2855.1-1990。（2） 、模柄采用凸緣式模柄b型 取d40×91 jb/t 7646.3-1994根據(jù)推薦的典型組合尺寸，可以由表7-9-4選擇以下標(biāo)準(zhǔn)件：（3）、凸模固定板 200×160×18 45鋼jb/t 7646.3（4）、卸料板 200×160×16（5）、墊板 200×160×8 45鋼jb/t 7643.3（6）、擋料銷(xiāo) a型由表7-13-21選取10（7）、圓柱

17、銷(xiāo) 12×90， 12×70，12×60，12×40（8）、卸料螺釘用m12×50，凸凹模固定用m12，凹模固定也用m12，模柄固定用m8（9）、凸凹模固定板采用200×160×202. 模具工作零部件詳細(xì)設(shè)3. （1）、凹模（2）、凸模（3）、凸凹模（4） 、上模座（5）、下模座第四節(jié) 模具結(jié)構(gòu)的裝配1.模具裝配二維工程圖2.模具裝配過(guò)程3.模具裝配結(jié)構(gòu)4.模具爆炸圖小 結(jié)通過(guò)這次模具cad/cam課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)沖模設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)。學(xué)會(huì)了更多關(guān)于ug的知識(shí)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和日后工作做了充足的準(zhǔn)備。在本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中翻閱了大量的參考書(shū)及手冊(cè)，讓我更加熟練沖裁模具設(shè)計(jì)參數(shù)的選著和計(jì)算。這次課程設(shè)計(jì)，也讓我對(duì)以前學(xué)過(guò)的制圖軟件有了加深，尤其是autocad和ug,尤其是一些高版本的軟件開(kāi)發(fā)了更多快捷方便的功能，可以更加高效的完成工作。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)模具的設(shè)計(jì)和制造只有理論知識(shí)是不行的，任