沖壓課程設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄前言課程設(shè)計(jì)任務(wù)書第一章 概論··········································1 1.1 沖壓的概念和其加工特點(diǎn)

2、·····································1 1.1.1 沖壓的概念···········

3、;···································1 1.1.2 沖壓技術(shù)的加工特點(diǎn)············

4、····························1 1.2 沖壓技術(shù)和模具工業(yè)的重要地位··················

5、3;··············1 1.3 沖壓工序的分類·································

6、83;··········2 1.4沖壓模具技術(shù)的發(fā)展前景·····································

7、;·2第二章 零件的工藝性分··········································· 4 2.1 零件的工藝性分析·&#

8、183;········································· 4 2.2 確定沖裁件的工藝方案·····

9、83;································· 5第3章 工作零件刃口尺寸的計(jì)算·············

10、3;····················· 6 3.1 刃口尺寸的計(jì)算··························&#

11、183;················· 7第四章 排樣方式······························

12、3;·················· 8 4.1 排樣······························&

13、#183;························ 9第五章 沖裁力和壓力中心的計(jì)算······················&#

14、183;············· 10 5.1 沖裁力計(jì)算··································&

15、#183;·············· 10 5.2 壓力中心的計(jì)算································

16、3;············ 11第六章 工作零件結(jié)構(gòu)尺寸···································&

17、#183;······ 12 6.1 卸料塊的設(shè)計(jì)·········································

18、;······ 12 6.2 彈性元件橡膠的設(shè)計(jì)········································ 13 6.

19、3 落料凹模板尺寸 ············································ 14 6.4 凸凹模的設(shè)計(jì) ··

20、;············································ 15 6.5 沖孔凸模的設(shè)計(jì) ···&

21、#183;········································ 16第七章 模架及其它零件的設(shè)計(jì)······&#

22、183;······························ 17 7.1 上下模座·················&#

23、183;································· 17專心-專注-專業(yè) 7.2 模柄·············&#

24、183;········································· 18第八章 總結(jié)·······

25、;·············································· 19參考文獻(xiàn)··

26、3;·················································

27、3;···· 21前 言沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和

28、沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機(jī)械加工及塑件加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。(1)沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。(2)沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不壓件的表面質(zhì)量，而模具的壽命一般較長(zhǎng)，所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的特征。(3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加工沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。(4)沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需要其它加熱設(shè)備，

29、因?yàn)槭且环N省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是各種各樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類：分離工序是指將坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖壓件）的工序；成形工序是指使坯料在不破壞的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉伸和成形四種基本工序，每種基本工序還包括有多種單一工序。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到

30、要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同。復(fù)合沖壓在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一個(gè)工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。級(jí)進(jìn)沖壓在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復(fù)合-級(jí)進(jìn)在一副沖模上包括復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉伸模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上，

31、是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時(shí)，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。此設(shè)計(jì)針對(duì)所給的零件進(jìn)行了一套冷沖壓模具的設(shè)計(jì)，其中設(shè)計(jì)內(nèi)容為分析零件的沖裁工藝性（材料、工件結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度），擬定零件的沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)，排樣，裁板，計(jì)算沖壓工序壓力，選用壓力機(jī)及確定壓力中心，計(jì)算凸凹模刃口尺寸，主要零部件設(shè)計(jì)和加工工藝編制，壓力機(jī)的校核。沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：“墊片”零件沖

32、壓工藝及模具設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)：一、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)：見產(chǎn)品圖二、設(shè)計(jì)任務(wù)：完成該產(chǎn)品的沖壓工藝方案、設(shè)計(jì)說明書、模具裝配圖及工作零件圖。三、設(shè)計(jì)工作量 1、制訂沖壓工藝方案 2、模具總裝圖1張，凸模及凹模零件圖2張 3、設(shè)計(jì)說明書1份，20頁(yè)左右四、設(shè)計(jì)要求 1、圖紙用CAD繪制并交紙質(zhì)圖及電子檔 2、本任務(wù)書應(yīng)與說明書、圖紙一同裝訂成冊(cè)，并加封面，裝入資料袋中，否則不接收 3、設(shè)計(jì)必須認(rèn)真仔細(xì)，允許討論，但嚴(yán)禁抄襲、復(fù)制或復(fù)印。名稱：墊片批量：大批量材料：10號(hào)鋼厚度：0.5mm第一章 概論1.1 沖壓的概念和其加工特點(diǎn)1.1.1 沖壓的概念沖壓：是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使

33、其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種沖壓加工方法。1.1.2 沖壓技術(shù)的加工特點(diǎn)沖壓加工是一種先進(jìn)的金屬加工方法，與其他加工方法（切削）比較，它有以下特點(diǎn)：  1、采用沖壓加工方法，在壓床簡(jiǎn)單沖壓下，可以得到壁薄、重量輕、剛性好、表面質(zhì)量高、形狀復(fù)雜、用其他加工方法難以加工的工件。如汽車的前頂蓋、車門等薄殼零件。  2、沖壓件的尺寸精度是由模具保證的，制出的零件一般不進(jìn)一步加工，可直接用來裝配，而且有一定精度，具有互換性。因此，沖壓加工的尺寸穩(wěn)定、互換性好。  3、在耗材不大的情況下，能得到強(qiáng)度高、足夠剛性而重量輕、外表光滑美

34、觀的零件，因此，工件的成本較低。 4、沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣，大量切削金屬，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約金屬。操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低，材料利用率高（一般為70%85%）。    5、生產(chǎn)率高，沖床沖一次一般可得一個(gè)零件，而沖床一分鐘的行程少則多次，多則幾百次。同時(shí)，生產(chǎn)出的毛坯和零件形狀規(guī)則，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。最近幾年發(fā)展起來的簡(jiǎn)易沖模、組合模具、鋅基合金沖模等為單件大批量生產(chǎn)創(chuàng)造了條件，因此，產(chǎn)品造價(jià)成本低。  1.2 沖壓技術(shù)和模具工業(yè)的重要地位沖壓模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。沖

35、壓模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。沖壓模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用沖壓模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋制鋼板或鋼帶為坯料，且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量。輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。1.3 沖壓工序的分類1、根據(jù)工藝性質(zhì)分：分離工序、成形工序。分離工序：指坯料在模具刃口作用下，沿一定的輪廓線

36、分離而獲得沖件的加工方法 。 成形工序：指坯料在模具壓力作用下，使坯料產(chǎn)生塑性變形，但不產(chǎn)生分離而獲得具有一定形狀和尺寸的沖件的加工方法。2、根據(jù)工序組合程度分：?jiǎn)喂ば?、?fù)合工序、連續(xù)工序。1.4 沖壓模具技術(shù)的發(fā)展前景現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在600億至650億美元，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到600多億，同時(shí)，有近200個(gè)億的出口），到2005年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為600億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長(zhǎng)到20

37、05年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有80%的模具需要更換。2003年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量均突破400萬輛，預(yù)計(jì)2004年產(chǎn)銷量各突破500萬輛，轎車產(chǎn)量將達(dá)到260萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的20%之多。目前，中國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。

38、第二章零件的工藝性分析 2.1零件的工藝分析零件圖 名稱：墊片 批量：大批量 材料：10號(hào)鋼 厚度:0.5mm 該零件的外形規(guī)則結(jié)構(gòu)對(duì)稱，適用于普通沖壓加工，材料為10號(hào)鋼，厚度t=0.5mm，零件無特殊要要求，按IT=14級(jí)選取。其公差查互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)P18頁(yè)得到如下圖：零件公差圖2.2、確定沖裁工藝方案該工件包括落料沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下幾種方案方案一：先落料后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：先沖孔后落料，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料同時(shí)進(jìn)行，采用復(fù)合膜生產(chǎn)各方案的特點(diǎn)比較如下：方案一:膜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造方便，但需要兩道工序，兩幅模具，成本相對(duì)較高，生產(chǎn)效率低，在第一道工序完成后

39、進(jìn)入第二道工序，必然會(huì)增加誤差，使工件精度降低，達(dá)不到要求，故不選用。方案二：級(jí)進(jìn)模能滿足生產(chǎn)效率高的要求，但其難以保證內(nèi)部的相對(duì)精度，故不選用。方案三：復(fù)合膜適用于生產(chǎn)效率高，精度高，結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單的工件，其最窄的距離為4，而工件厚度為t=0.5mm，能滿足a1.5t的要求。故選用此方案第3章 工作零件刃口尺寸的計(jì)算3.1、刃口尺寸的計(jì)算根據(jù)沖裁件結(jié)構(gòu)的不同，刃口尺寸的計(jì)算方法如下：落料 如圖a為工件圖，圖b為沖裁該工件所用落料凹模刃口的輪廓圖，圖中虛線表示凹模刃口磨損后尺寸的變化情況 沖裁件結(jié)構(gòu)圖 （a） （b）落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件來配作凸模。從圖b中可以看出，凹模磨損后刃口尺寸有變大、變

40、小和不變?nèi)N情況：1)凹模磨損后變大的尺寸（圖中A和A），按一般落料凹模尺寸公式計(jì)算，系數(shù)x課本44頁(yè)表3-5得0.5代入公式得： 2) 凹模磨損后變小的尺寸（圖中B和B），按一般沖孔凸模尺寸公式計(jì)算，因它在凹模上相當(dāng)于沖孔凸模尺寸，系數(shù)x都為0.5，即： 3)凹模磨損后無變化的尺寸（圖中C），即：凹模刃口尺寸按凸模實(shí)際尺寸配置，保證雙面間隙值為第四章排樣方式4.1、排樣 1可采用以下兩種排樣方式1）少?gòu)U料排樣2）無廢料排樣 由于該工件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，無論采用一方案還是二方案都能滿足要求。相比而言少?gòu)U料排樣材料利用率低，但無廢料排樣會(huì)加快模具的磨損，使模具壽命減少，并直接影響工件的斷面質(zhì)量，所以

41、采用少?gòu)U排樣即一方案。查沖壓模具與制造表搭邊值如下： 根據(jù)制件的厚度和排樣方法得到如下：搭邊值工件間，沿邊排樣方式結(jié)構(gòu)圖（橫排） 排樣方式結(jié)構(gòu)圖（縱排）2 條料寬度的確定采用有側(cè)壓裝置，條料寬度公差查下表：條料寬度偏差（單位mm）條料寬度b材料厚度 t11223355050100100150150220220300-0.4-0.5-0.6-0.7-0.8-0.5-0.6-0.7-0.8-0.9-0.7-0.8-0.9-1.0-1.1-0.9-1.0-1.1-1.2-1.3條料寬度： 條料的步距： 一個(gè)步距內(nèi)材料利用率為：第五章 沖裁力和壓力中心的計(jì)算5.1、 沖裁力的計(jì)算通常說的沖裁力是指沖裁

42、力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。平刃口沖裁模的沖裁力F一般按下式計(jì)算：式中 F沖裁力（N）L沖裁周邊長(zhǎng)度（mm）t材料厚度（mm）材料抗剪強(qiáng)度（MPa）查表的K系數(shù)系數(shù)K是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)，一般取K=1.3 、 、卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，見下表料 厚K卸K推K頂 鋼0.1>0.10.5>0.52.5>2.56.5>6.50.0650.0750.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.030.10.0630.0550.0450.025

43、0.140.080.060.050.03鋁、鋁合金、純銅、黃銅0.0250.08 0.020.060.30.070.030.09表2-8 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)注：卸料力系數(shù)K卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜說取上限值。卸料力 推件力 頂件力 式中 F沖裁力（N）；n同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的工件（或廢料）數(shù)；n=h/th凹模洞口的直壁高度（mm）;t材料厚度（mm）；卸料力推件力 頂件力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，總的沖壓力為壓力機(jī)公稱壓力的確定：對(duì)于沖裁工序，壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于或等于沖裁時(shí)總壓力的1.11.3倍，即 根據(jù)冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書p210頁(yè)初選壓力機(jī)為：開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-255.2、壓力中

44、心的計(jì)算模具壓力中心是諸沖壓合力作用點(diǎn)的位置，為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。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)生過大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。模具的壓力中心，可按以下原則來確定(1)對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁的幾何中心。(2)工件形狀相同且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。(3)各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置0,0（x=0，y=0），即為所求模具的壓力中心。 由于該零件是一個(gè)矩形圖形，屬于對(duì)稱中心零件，所以該零件的

45、壓力中心在圖形的幾何中心O處。如圖 壓力中心結(jié)構(gòu)圖第六章工作零件結(jié)構(gòu)尺寸6.1、卸料板的設(shè)計(jì)卸料裝置一般是彈性的,其基本零件是卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成，彈性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的0.60.8倍。卸料螺釘一般采用標(biāo)準(zhǔn)的階梯形螺釘，其數(shù)量按卸料板形狀與大小確定，卸料板為圓形時(shí)常用34個(gè)，為矩形時(shí)一般用46個(gè)。卸料螺釘?shù)闹睆酱笮】蛇x 812mm，各卸料螺釘?shù)拈L(zhǎng)度應(yīng)一致，以保證卸料板水平和均勻卸料。彈性卸料裝置依靠彈簧或橡皮的彈力來卸料，卸較力不太大，但沖壓時(shí)可兼起壓料的作用。 6.2、彈性元件橡膠的設(shè)計(jì)（1）橡膠的形狀及數(shù)量由于橡膠允許承受的

46、載荷較大，安裝靈活方便，因而是沖裁模中常見的彈性元件。假設(shè)數(shù)量為n=1（2）確定橡膠的自由高度其中：卸料板工作行程 為凸凹模凹進(jìn)卸料板的深度，取1mm 為凸凹模沖載后進(jìn)入凹模的深度3mm t為材料厚度0.5mm 其中：橡膠工作行程 為凸凹模修磨量，取5.5mm綜合上述，（3）確定橡膠的預(yù)壓縮量(4)橡膠的裝模高度約為： 6.3、落料凹模板尺寸凹模厚度： （其計(jì)算結(jié)果大于或等于15mm）其中b沖壓件最大外形尺寸：k系數(shù)，考慮板材厚度的影響，其值可查表315.考慮到推件塊的安裝空間和運(yùn)動(dòng)空間，凹模的實(shí)際厚度應(yīng)增加取 凹模壁厚： （其計(jì)算結(jié)果大于或等于3040mm）實(shí)際取C=30mm凹模長(zhǎng)度：取凹模寬度：取B=150mm 所以，凹模輪廓尺寸為 ，為了保證螺孔間、螺孔與銷釘孔之間的強(qiáng)度和模具的壽命，一般開的孔與孔之間的距離、銷孔與螺紋孔之間的距離不應(yīng)小于5mm，螺紋孔與凹模刃口間的距離取大于兩倍孔徑值。凹模結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：凹模結(jié)構(gòu)圖6.4、凸凹模的設(shè)計(jì)凸凹模的內(nèi)、外緣均為刃口，內(nèi)、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，為保證凸凹模的強(qiáng)度，凸凹模應(yīng)有一定的壁厚。凸凹模總長(zhǎng)L：其中為凸凹模固定板厚度，為橡膠安裝高度，為彈性卸料板厚度。其結(jié)構(gòu)如圖所