沖壓模課程設(shè)計說明書

1、Hefei University課程設(shè)計COURSE PROJECT題目： 沖孔淺拉深復(fù)合模設(shè)計 系別： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 材料成型及控制工程 學(xué)制： 四年 姓名： 黃燊 學(xué)號： 1206031006 導(dǎo)師： 周偉 2015 年7月 13日序 言2第一部分 沖壓成形工藝設(shè)計4 沖壓工藝性分析41.材料42.工件結(jié)構(gòu)43.尺寸精度 4 制定沖壓工藝方案41.工序性質(zhì)和數(shù)量42.工序順序和組合5 主要參數(shù)確定61.確定是否需要壓邊圈62.確定拉深次數(shù)7第二部分 沖壓模具設(shè)計8 確定沖模類型機(jī)結(jié)構(gòu)形式8 計算工序壓力，選擇壓力機(jī)81.拉深力82.沖孔力83.推件力94.初選壓力機(jī)9 計算模具壓力中

2、心101 凸、凹模刃口尺寸的確定112 凸、凹模分別加工時的工作部分尺寸123 凸、凹模配合加工時的工作部分尺寸13、彈性元件的設(shè)計15 模具零件的選用151. 模架的選擇152.導(dǎo)向零件的選用173.模柄的選擇184.螺釘185. 定位銷18 沖壓設(shè)備的校核191、沖裁間隙的調(diào)整202、模架的裝配203、凸模和凸凹模的裝配204、總裝215、試沖和調(diào)整21設(shè)計總結(jié)22 參 考 文 獻(xiàn)23第 23 頁 共 25 頁序 言 目前我國模具工業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)落后。主要原因是我國在模具標(biāo)準(zhǔn)化，模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比差距很大。 隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，模具產(chǎn)品生成呈現(xiàn)的品種

3、、少批量、復(fù)雜、大型精密更新?lián)Q代速度快。模具設(shè)計與技術(shù)由于手工設(shè)備，依靠人工經(jīng)驗和常規(guī)機(jī)加工，技術(shù)向以計算機(jī)輔助設(shè)計，數(shù)控編程切屑加工，數(shù)控電加工核心的計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD/CAM)技術(shù)轉(zhuǎn)變。 模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度，高復(fù)雜程度,高生產(chǎn)率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出來，從而有好的經(jīng)濟(jì)效益，因此在批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有十分重要的地位，是我國國防工業(yè)及民用生產(chǎn)中必不可少的加工方法。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓零件日趨復(fù)雜化，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展，沖模制造難度日益增大。模具制造正由過去的勞動密集、依

4、靠人工的手工技巧及采用傳統(tǒng)機(jī)械加工設(shè)備的行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型行業(yè)，更多的依靠各種高效、高精度的NC機(jī)床、CNC機(jī)床、電加工機(jī)床，從過去的單一的機(jī)械加工時代轉(zhuǎn)變成機(jī)械加工、電加工以及其他特種加工相結(jié)合的時代。模具制造技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展成為技術(shù)密集型的綜合加工技術(shù)。 設(shè)計題目 沖孔淺拉深復(fù)合模設(shè)計設(shè)計內(nèi)容要求材料： 08厚度： t=1mm硬度： 6064HRC第一部分 沖壓成形工藝設(shè)計 沖壓工藝性分析 1.材料 08鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)剛，易于拉伸成形，具有良好的沖壓性能 2.工件結(jié)構(gòu) 該工件為圓形帶孔淺拉深件，拉深高度不大，孔在底部并且不在拉深變形區(qū) +0.20 3.尺寸精度 零件圖上工件高度70

5、77;1 孔9+0.360。工件外輪廓78 屬IT13級。一般沖壓均能滿足精度要求。 制定沖壓工藝方案1.工序性質(zhì)和數(shù)量 （1）工序性質(zhì) 根據(jù)零件圖分析沖壓加工時需用淺拉深、沖孔工序。 （2）工序數(shù)量 確定工序數(shù)量的基本原則是：在保證工件質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求的前提下，工序數(shù)量應(yīng)盡可能地減少。 該零件精度要求較高，故采用復(fù)合模。2.工序順序和組合 1 ） 工序順序 各工序的安排主要取決于沖壓變形規(guī)律和零件質(zhì)量要求。工序順序的安排一般應(yīng)注意以下幾方面： 1）所有的孔只要其形狀和尺寸不受后續(xù)工續(xù)的影響，都應(yīng)在平板坯料上沖出。 2）所在位置會受到以后某工序變形的影響的孔，一般都應(yīng)在有關(guān)的成型工序完

6、成后再沖孔。 3）孔靠近或孔邊緣較小時，如果模具強(qiáng)度夠高，最好同時沖出。否則應(yīng)先沖出大孔和一般精度孔，后沖出小孔和高精度孔或者先落料再沖孔，力求把可能產(chǎn)生的畸變限制在最小范圍內(nèi)。 4）如果在同一個零件的不同位置沖壓時，變形區(qū)域互相不發(fā)生作用，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)定位和操作的過程難易程度來確定。 5）多角彎曲件主要從材料變形核材料的運動兩方面安排彎曲的順序。一般是先彎外部角后彎內(nèi)部角，彎角根據(jù)零件圖先沖裁后落料，由固定擋料銷定位。（ 2 ）工序組合方式選擇 沖壓工序的組合是指將兩個或兩個以上的工序分析合并在一道工序內(nèi)完成。減少工序及占用的模具設(shè)備和數(shù)量，提高效率和沖壓件的精度，在確定工序組合時，首先應(yīng)考

7、慮組合的必要性和可行性，然后再決定是否組合。 1）工序組合的必要性主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量。 2）工序的組合的可行性受到多種因素的限制，應(yīng)保證能沖壓出形狀、尺寸和精度均符合要求的圖樣，實現(xiàn)其所需動作保證有足夠的強(qiáng)度與現(xiàn)有的沖壓設(shè)備條件相適應(yīng)。根據(jù)零件圖的要求及批量采用淺拉深沖孔復(fù)合模。 3 沖壓工藝方案 （1）工藝方案分類方案一：淺拉深、沖孔分別進(jìn)行。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：淺拉深-沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。（2） 工藝方案分析方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但須兩道工序，即需要淺拉深模和沖孔模兩副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足產(chǎn)量要求。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率

8、高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。通過對上述兩種方案的分析比較，該件的沖壓方案采用方案二為佳。 主要參數(shù)確定 1.確定是否需要壓邊圈 根據(jù)坯料相對厚度：t/D×100=1/30×100=3.32 式中 t坯料厚度， D毛坯直徑，查手冊可知不需要壓邊圈。 2.確定拉深次數(shù) 由于拉深件的高度與其直徑的比值不同，有的拉深件科研用一次拉深制成，而有的高度大的拉深件，則需要多次拉深才能制成。所有根據(jù)工件的相對高度（h/d）和坯料的相對厚度（t/D×100）的大小確定拉深次數(shù) 。查表可知，由于工件相對高度0.15遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一次拉深時的

9、相對高度0.700.57，則可一次拉深成形。 第二部分 沖壓模具設(shè)計 確定沖模類型機(jī)結(jié)構(gòu)形式 在沖壓工藝性分析后擬定沖壓工藝方案時選擇復(fù)合模，又因零件的幾何形狀簡單對稱，復(fù)合模結(jié)構(gòu)相對簡單，操作方便。 計算工序壓力，選擇壓力機(jī) 在沖裁模設(shè)計中，沖壓力是指落料力，缷料力，拉深力，壓邊力，沖孔力，切邊力和推件力的總稱。它是沖裁時選擇壓力機(jī)，進(jìn)行模具設(shè)計校核強(qiáng)度和剛度的重要依據(jù)。1.拉深力 F拉Kdtb 1.0×3.14×30×1×330N 31086N查模具設(shè)計簡明手冊可知式中K修正系數(shù)，K1.0 b材料強(qiáng)度極限，08鋼b275390MPa, 取b330MP

10、a2.沖孔力 F沖1.3dtb 1.3×3.14×28.26×1×320N11756.16N 式中d工件孔直徑，d28.26mm。b=320 3.推件力 F推nK推F沖 1×0.055×11756.16N646.59N 式中n沖孔時卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)，n1； K推推件力因素，K推0.055。4.初選壓力機(jī) 總的沖壓力為： F總=F拉+F沖+F推 =31086+11756.16+646.59N =43488.75N F設(shè)>=1.2F總=52.19kN 從滿足沖壓力的情況看，選用J23-6.3型開式雙柱可傾壓力機(jī) 主要技術(shù)參數(shù)：公稱

11、壓力： 63KN滑塊行程： 35mm最大封閉高度： 150mm最大封閉調(diào)節(jié)量： 35mm工作臺尺寸： 200mm×310mm 工作臺墊板孔尺寸： 140mm模柄孔尺寸： 30mm×55 mm 計算模具壓力中心模具的壓力中心就是沖裁力合力的作用點。沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線以及壓力機(jī)滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導(dǎo)向件的磨損，從而提高模具的壽命。沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力的作用點方法。由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力的作用點可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的中心。由下圖可知，其壓力中心就在圓心上。即X0=0

12、，Y0=0。 計算模具零件的刃口尺寸1 凸、凹模刃口尺寸的確定凸、凹模刃口尺寸的確定原則1）考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模。因此，落料模應(yīng)先決定凹模的尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔件的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸。用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。2）考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大， 其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，應(yīng)接近或等于沖件的最大極限尺寸。3）考慮沖件精度與模具精度之間的關(guān)系，選擇模具制造公差時，既要保證沖件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高23級。2 凸、凹模分別加

13、工時的工作部分尺寸其公式見表：表一 凸、凹模分別加工時的工作部分尺寸的計算公式工序性 質(zhì)沖件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料D0-Dp=（DXZmin）0-pDd=（DX）0+d沖孔D0+dp=（d+X）0-pdd=（d+X+Zmin）0+d表示：Dp，Dd分別為落料凸，凹模刃口尺寸 dp，dd 分別為沖孔凸，凹模刃口尺寸 D， d 分別為落料件外徑和沖孔件的基本尺寸 p，d分別為凸凹模的制造公差，凸模按IT6，凹模按IT7. 制件的制造公差 Zmin最小合理間隙 X磨損系數(shù)，其值在0.51之間。零件精度IT10以上，X=1，工件精度IT14，X=0.5.為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙（Zmax）

14、，凸模和凹模制造公差必須 p+dZmax Zmin3 凸、凹模配合加工時的工作部分尺寸對于沖制復(fù)雜形狀沖件的模具或單件生產(chǎn)的模具，其凸凹模常采用配合加工的方法。凸凹模工作部分尺寸計算：其落料件按凹模磨損后尺寸增大（A類尺寸），減?。˙類尺寸）和不變（C類尺寸）的規(guī)律分三種。沖件按凸模磨損后尺寸減?。˙類尺寸），增大（A類尺寸）和不變（C類尺寸）的規(guī)律分三種。因為工件屬沖孔，根據(jù)設(shè)計要求確定凸模刃口尺寸并依次為基準(zhǔn)配置凹模，按磨損后其尺寸變大，變小，不變。 刃口部分（1） 沖孔刃口尺寸計算 對9+0.36 0,制造公差由教材表3-25可查得 d=+0.008。 p=-0.006。 由表3-20可

15、查得 c=(7%10%)t。 故 c min=0.07*1=0.07mm; c max=0.1*1=0.1mm. 由表3-24可查得磨損系數(shù)x=0.5. 由于孔型簡單，以凸模為基準(zhǔn)，用分別加工法加工模具。 凸模刃口 d p=(d+x)0 - p =(9+0.5*0.36)0 -0.006 =9.180 -0.006 mm 凹模刃口 d d=(d p+2c min)+d 0 =(9.18+2*0.07）+0.008 0 =9.32 +0.008 0mm 校核 2（c max-c min）=2*（0.1-0.07)=0.06mm; d+ p=0.008+0.006=0.014mm; 故 d+ p&

16、lt;2（c max-c min）,模具精度合適。（2） 淺拉深部分尺寸計算 對淺拉深高度為2+0.5 0的部分，制造公差由表3-25 查得 d=+0.05, p=-0.03。 磨損系數(shù) x,凸模為x=0.75,凹模時為x=0.4； 單邊間隙c=t max+K ct,由表5-12查得K c=0.1 故c=1.1t=1.1mm; 由于該部分為未注公差，可由GB1820-79查得為±0.39則淺拉深部分的底部直徑調(diào)整為29.61+0.78 0mm。 凸模刃口 d p1=(d 1+x)0 - p =(29.61+0.4*0.78)0 -0.03 = 29.9220 -0.03mm凹模刃口

17、d d1=(d p1+2c）+d 0 =（29.922+2*1.11）+0.05 0 =32.122+0.05 0mm、彈性元件的設(shè)計為了得到較平整的工件。此模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)。彈簧和橡膠是模具中廣泛應(yīng)用的彈性元件。主要為彈性卸料，壓料及出件裝置供彈壓力。 根據(jù)模具安裝位置擬選1個橡膠板，查模具設(shè)計與制造簡明手冊初選彈簧規(guī)格為D*H=16mm×16mm。 模具零件的選用1. 模架的選擇 沖模模架標(biāo)準(zhǔn)是1991年5月1日由國家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)頻布實施的，該標(biāo)準(zhǔn)是在冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上修訂的新標(biāo)準(zhǔn)，其中模架產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：（GB/T2851.1, GB/T2851.37, GB/T2852

18、.14）共10個。模架的選擇一般根據(jù)凹模定位和卸料裝置的平面而定，選擇模座的形狀和尺寸，模座外形，尺寸比凹模相應(yīng)尺寸大4070mm。模座厚度一般取凹模厚度的11.5倍。下模座外形尺寸至少超過壓力機(jī)約50mm，同時選擇的模架與閉合后的模具設(shè)計的高度相適應(yīng)。 通常所說的模架由上模座，下模座，導(dǎo)柱，導(dǎo)套四部分組成，一般標(biāo)準(zhǔn)模架不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是連接沖模主要零件的載體，模具的全部零件都固定在它上面，并承受沖壓過程的全部載荷。模具的上模座盒下模座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和工作臺固定。上下模間的精確位置由導(dǎo)柱導(dǎo)套來實現(xiàn)。 模架的選擇應(yīng)從三方面入手：依據(jù)產(chǎn)品零件精度，模具工作零件配合精度、高

19、低確定模架精度；根據(jù)產(chǎn)品零件精度要求，形狀，板料送料方向選項二模架類型；根據(jù)凹模周界尺寸確定模架的大小規(guī)格。 查文獻(xiàn)【1】P117 表249選擇沖?；瑒訉?dǎo)向模架對角導(dǎo)柱模架GB/T2851.1-90。對角導(dǎo)柱模架的特點是導(dǎo)向裝置在側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，對各類模具的適應(yīng)性較好。 對角導(dǎo)柱模架選擇模架規(guī)格：模板周界尺寸L*B=200mm*160mm,最大閉合高度H最大為 270，最小為210。上模座厚h 1=45mm,下模座厚h 2=55mm。 下模座輪廓尺寸： L=200mm;B=160mm;L 2=310mm;B 2=230mm;S=310mm;S 1=215mm 模具閉合高度H 閉=

20、265mm。2.導(dǎo)向零件的選用 根據(jù)所選模架的閉合高度以及模座尺寸 導(dǎo)柱選用滑動導(dǎo)柱A型，基本尺寸為D=25mm,極限偏差h6, 也就是250 -0.013mm,L為160mm，材料為20鋼。 導(dǎo)套選用A型滑動導(dǎo)套，基本尺寸為d=25,極限偏差H6，也就是25+0.013 0mm；D=38mm;L=80mm;H=30mm。3.模柄的選擇 模柄選用A型凸緣模柄 基本尺寸為：d=30mm;D=75mm;H=64mm;h=16mm。 4.螺釘 固定螺釘引入模體的深度勿太深，如擰入鑄鐵件深度是螺釘直徑的2-2.5倍，擰入一般鋼件深度是螺釘直徑的1.52倍。5. 定位銷 沖模中的定位銷常選用圓柱銷，其直

21、徑與螺釘直徑接近，不能太細(xì)，每個模具上只需兩個銷釘，長度不能太長，使進(jìn)入模體長度直徑的22.5倍。 沖壓設(shè)備的校核 在確定模架后即可確定模具的閉合高度。在對初選的J23-6.3型開式雙柱可傾壓力機(jī)進(jìn)行校核后發(fā)現(xiàn)該型壓力機(jī)的滑塊行程達(dá)不到模具要求的行程，即允許的閉合高度過小。因此需要重選壓力機(jī)。在分析模具的結(jié)構(gòu)和最大閉合高度后，通過查閱模具設(shè)計手冊可選得壓力機(jī)型號為J23-35型開式雙柱可傾壓力機(jī)。 J23-35型開式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格： 公稱壓力： 350KN 滑塊行程： 80mm最大封閉高度： 280mm最大封閉調(diào)節(jié)量： 60mm工作臺尺寸： 380mm×610mm 工作臺墊板

22、孔尺寸： 290mm模柄孔尺寸： 50mm×70 mm 墊板厚度： 60mm 模具裝配 模具裝配是按照規(guī)定的技術(shù)要求，將若干個零件結(jié)合成型零部件，再將若干個零件和部件組合成模具的工藝過程，裝配工作通常分為部件裝配和總裝配。1、沖裁間隙的調(diào)整 對于沖裁模，即使模具零件的加工精度已經(jīng)得到保證，但是在裝配時，如果不能保護(hù)沖裁間隙均勻會影響制件的質(zhì)量和模具的使用壽命。2、模架的裝配模柄的裝配此模具采用的是凸緣模柄中的B型，模柄與上模座的配合為H7h6，將模柄裝上模座，用角尺檢查模柄圓柱面與上模座上平面的垂直度，其誤差不大于O05mm。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的裝配 導(dǎo)柱導(dǎo)套與上下模座均采用壓入式連接導(dǎo)套導(dǎo)

23、柱與模座的配合分別為H7r6和R7r6壓入時要注意校正導(dǎo)柱對模座底面的垂直度，裝配好的導(dǎo)柱的固定端面與下模座底面的距離不小于1-2mm3、凸模和凸凹模的裝配 此模具的凸模與固定板的配合采用H7r6，凸模，裝入固定板后，其固定端面應(yīng)和固定板的支承面處于同一平面內(nèi)，在壓力機(jī)上調(diào)整好凸模與固定板的垂直度將凸模壓入固定板內(nèi)，凸模對固定支承面的垂直度經(jīng)檢查合格后將凸模上端鉚合，并在平面磨床上將凸模的上端面和固定板一起磨平，并以固定板支承面定位將凸模工作端面磨平，凸凹模與固定板的配合采用H7r6，總裝前應(yīng)將凸凹模壓入固定板內(nèi)，壓在平面磨床將上下平面磨平。4、總裝 把組裝好凸凹模的固定板放在下模座上，按中心線打正固定板的位置，用平行夾頭夾緊，通過螺釘孔在下模座上鉆出錐窩，拆去凸凹模固定板，在下模座上按錐窩鉆螺紋底孔并攻絲，重新將凸凹模固定板置于下模座上找正，用螺釘緊固，鉆較銷孔，打入銷釘定位。 配鉆卸料螺釘孔時