自行車沖壓件說明書

1、機電及自動化學院沖壓課程設計說明書 專業(yè)：材料成型及控制工程 姓名：謝皝斌 學號：1211411040 指導教師：閆潔 2015年 7月22日 目 錄 第一章 設計任務書11.1 課程的性質、目的和任務11.2 參考設計題目11.3 設計主要內容和具體要求11.4 設計的一般步驟1第二章 序言3第三章 工藝分析43.1 零件工藝分析43.2 工藝方案設計43.3 排樣設計5第四章 沖裁力計算及壓力機選定74.1沖裁力的計算74.2壓力機的選擇94.3壓力中心計算9第五章 刃口尺寸的計算9第六章 模具總體結構設計116.1 總體結構設計116.2 彎曲回彈控制126.3 模具類型及結構選擇126

2、.4 模具總裝圖10第七章 結束語11參考文獻第一章 設計任務書1.1 課程的性質、目的和任務 沖壓模具課程設計的教學目的是：1、使學生了解常見沖壓件的工藝過程和設計模具的一般程序。2、使學生掌握沖壓工藝及模具設計基本方法，培養(yǎng)學生規(guī)范化模具設計能力。3、使學生具備使用沖壓手冊和有關參考資料的基本能力。 在本課程的設計過程中，要求學生撰寫一份設計說明書 (30004000字)， 課程設計主題是某沖壓零件（具體名稱不同）的級進模設計，并由指導教師確定或審定。 課程設計為學生提供了一個既動手又動腦，獨立實踐的機會，將理論和實際有機的結合起來，鍛練學生的分析、解決實際問題的能力。1.2 參考設計題目

3、 以分離工序或成型工序為主要工序，自選或指定的某個沖壓零件的級進模設計。1.3 設計主要內容和具體要求1、完成沖壓件的工藝性分析和產品圖測繪，確定其最佳工藝方案；2、進行相應的工藝計算；選擇相應的沖壓設備；3、完成模具裝配結構設計和所有模具零件的平面尺寸設計；4、用Autocad完成模具裝配總圖的繪制；5、編寫設計計算說明書。1.4 設計的一般步驟1、制定沖壓件的工藝過程分析零件的沖壓工藝性：了解零件的形狀結構特點，使用材料、尺寸大小，以及精度要求、用途等。擬定沖壓件的工藝方案：計算毛坯尺寸、進行其它必要的工藝計算、比較不同工藝方案、繪出各工序的工件圖、排樣圖（毛坯排樣和沖模刃口排樣）。2、設

4、計模具的一般程序模具類型及結構形式的確定（要求為級進模）模具零件的選用、設計、計算 包括模具的工作零件、定位零件、壓料、卸料及出件零件、導向零件、固定零件、緊固及其它零件，盡量選擇標準件；繪制模具總裝配圖 主視、俯視圖以及剖視圖。并注明必要尺寸，如閉合高度、輪廓尺寸、壓力中心，以及靠裝配保證的有關尺寸和精度。畫出工件圖、排樣圖，填寫詳細的零件明細表和技術要求等；繪制模具零件圖3、編寫設計說明書目錄設計任務書及產品圖序言零件的工藝性分析沖壓零件工藝方案的擬定排樣形式和裁板方法，材料利用率計算工序壓力計算，壓力中心的確定，壓力機的選擇模具類型及結構的選擇模具零件的選用、設計以及必要的計算模具工作零

5、件刃口尺寸及公差的計算；對本設計在技術和經濟上的分析其它需要說明的內容參考資料第二章 序言 沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產中，尤其是大批量生產中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)越來越多地采用沖壓方法加工產品零部件，如汽車、農機、儀器、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重奮斗相當的大，少則60%以上，多則90%以上。不少過去用鍛造、鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數也被質量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門

6、壓迫提高生產效率、提高產品質量、降低生產成本、進行產品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。本說明書按照模具設計的工藝路線進行設計，從設計任務書出發(fā)，進行了包括工藝方案的確定、排樣形式和材料利用率計算、工序圖的繪制、壓力中心的確定、各工序模具刃口尺寸和沖壓力的確定，從而根據計算所得進行壓力機的選擇及其他沖模主要零件設計，包括凸模，凹模的固定形式、 凹模刃口形式的選擇、 凹模外形尺寸的確定、凸模長度確定、模座導柱等的參數選擇與計算。從而完成一套沖壓模具的設計。第3章 工藝分析3.1 零件工藝分析零件名稱：自行車配件；生產批量：中大批量；材料：Q235；材料厚度：1.5mm；精度：IT13；零件簡圖、展開圖：

7、如圖所示；圖1-1 零件展開圖 圖1-2 零件圖毛坯長度計算零件彎曲展開可以用等體積法計算毛坯長度。但因彎曲變形時，不僅在圓角變形區(qū)產生變薄現(xiàn)象，而且與其相鄰的直邊部分也產生變薄現(xiàn)象，加之影響因素較多且難以考慮，所以實際上是用經過修正的公式計算的.3.2 工藝方案設計1、 工藝分析（1） 材料 該零件的材料為Q235鋼，其沖壓性能良好。（2） 零件結構 成形工藝包括沖裁、彎曲等工序。設計上,需著重解決自行車配件彎曲成形,經計算,材料在垂直于軋制方向和平行于軋制方向最小彎曲半徑均滿足要求。尺寸精度 零件圖上形狀尺寸和位置尺寸均屬于IT13級精度，沖壓加工可以實現(xiàn)，模具設計也容易實現(xiàn)。2、 工藝方

8、案該零件包括沖孔、彎曲、落料三個基本工序，下面列有兩種工藝方案：（1） 單工序生產：落料沖孔彎曲結構特點：模具結構簡單，但需要3道工序、3套模具才能完成零件的加工生產效率低，難以滿足零件中大批量生產的需求。且3道工序的定位誤差太大。（2） 級進模生產：沖孔-彎曲落料結構特點：同一副模具不同的工位完成兩道以上工序，生產效率高工位間可自動送料工人操作安全，適合大批量生產。模具規(guī)模相對第一種方案小些，模具成本要低；但在零件成型過程中存在累計誤差，平整性較差。綜上，采用級進模沖裁方式最為理想。3.3 排樣設計為了簡化級進模結構, 降低制造成本, 保證條料送進剛性和穩(wěn)定性, 減小級進模工作面積, 減少級

9、進模具發(fā)生故障及返修幾率,初選排樣方案如下。(1) 采用單排橫排橫連中間載體排列采用定距側刃定位，如圖3-1所示,共有7個工位: 1、沖孔、側刃; 2、沖外輪廓1; 3、沖外輪廓2; 4、沖外輪廓3；5、彎曲1; 6、彎曲2；7、彎曲3、切斷。 查課本表2-13確定搭邊值：制件之間的搭邊值：a=3.0mm制件與條料邊緣之間的搭邊a1=3.0mm；步距為：s=L+a=58.48+3.0=61.48mm；（L為平行于送料方向工件的寬度）條料寬度：B= (D+2a1+) 0=(57.6+2×3.0+0.4)- 0.40 =64.0 - 0.40 圖3-1 排樣圖 第四章 沖裁力計算及壓力機

10、選定4.1沖裁力的計算F沖= （N）F沖：沖裁力；L：凹模腔輪廓周長；t：板料厚度，t=1.5mm；：抗拉強度，=440MPaF卸= K卸F沖= 0.05F沖K卸：卸料力系數，K卸=0.05 K推：推件力系數 K推=0.055 F彎曲=（N）c=0.6 B：料寬（mm） t：板料厚度（mm） r:彎曲半徑（mm）t：板料厚度（mm）工位一：F沖= =7×4×1.5×440=58027N；F卸= K卸F沖=0.05×58027=2901N；FA =F沖+F卸=60928N 工位二：F沖= =73×1.5×440=48180N；F卸= K

11、卸F沖=0.05×48180=2409N；FB = F沖+F卸=50589 N 工位三：F沖= =403×1.5×440=265980N；F卸= K卸F沖=0.05×265980=13299N；FC= F沖+F卸= 279189 N 工位四：F彎曲 = 0.6x1.3x64x1.52x440/(1.5+1.5)=15444 N 工位五：F彎曲 = 0.6x1.3x64x1.52x440/(1.5+1.5)=15444 N 切斷：F落= =24×1.5×440=15840N；所以總沖裁力：F= FA +FB +FC +2*F彎曲+ F落

12、 = 437434N4.2、壓力機的選擇 通過校核，選擇高速自動壓力機J21G-25能滿足使用要求。其主要技術參數如下表。JH21-60公稱壓力/KN 600滑塊行程/mm 140行程次數(不小于)(次/min) 70封閉高度/mm 300傾斜角15°滑塊中心至機身距離/mm 270(標準型)工作臺尺寸(左右)/mm 870(標準型)工作臺孔尺寸(前后)/mm 520模柄孔尺寸(直徑×深度)/mm 50×60工作臺板厚度/mm 60電動機/kw 5.54.3壓力中心計算壓力中心就是我們沖裁時的合力作用點，稱為模具壓力中心。方法：在CAD里面找到面域，即沖裁面域，利

13、用CAD查找功能找到壓力中心。因為只有模具的壓力中心通過模柄的軸線與壓力機滑塊的中心線，才能使模具工作時受力平衡。所以，通過看模具總裝配圖就知道壓力中心的位置，即為模柄軸線對應的俯視圖上前后對稱軸線上的位置。在所畫坐標系中質心坐標（945.2413，-736.5916）。第五章 刃口尺寸的計算依據級進模具的特點，以及零件的結構特點，刃口尺寸計算只能采用凸模與凹模配合加工的方法。凸、凹模刃口尺寸計算原則：落料模先確定凹模刃口尺寸。落料時，以凹模為基準刃口。沖孔模先確定凸模刃口尺寸。 沖孔時，以凸模為基準刃口；選擇模具刃口公差時，a，一般沖模精度比工件精度高23級。 b，工件精度為IT13級。 c

14、，工件按“入體”原則標注（即標注公差向實體單向標注）。該零件凹模刃口各部分尺寸按凸模的相應部分尺寸配制，保證雙面間隙值ZZ=0.1000.140。刃口分為變小的尺寸（A類）、變大的尺寸（B類）和不變的尺寸（C類），分別計算。 式中A、B、C工件公稱尺寸（mm）；零件公差；x磨損量，磨損系數x與零件制造精度有關，零件精度為IT13時，x0.75；p凸模制造公差。B類尺寸4-0.75X0.048=3.964 0+0.01213.48-0.75×0.110=13.397 0+0.01510.02-0.75×0.110=9.937 0+0.0156.5-0.75×0.07

15、5=6.3440+0.0122.0-0.75×0.048=1.964 0+0.01210.02-0.75×0.110=9.937 0+0.01512.86-0.75×0.110=12.777 0+0.0156.76-0.75×0.075=6.6040+0.0129.54-0.75×0.110=9.457 0+0.0153.5-0.75×0.048=3.614 0+0.012 沖裁間隙值的選取對工件質量、沖裁力的大小、模具的壽命都有顯著影響。沖裁間隙較大時會出現(xiàn)廢料穿過板料而隨凸模上升的現(xiàn)象，也會使脆性材料從凹模孔中高速穿出，以致工件報

16、廢，甚至危及操作者的安全。 第六章 模具總體結構設計 6.1 總體結構設計 自行車配件級進模見圖6-1。模具工作過程:當沖床滑塊下行帶動上模座使模具閉合時,第1 工位,通過凸模沖出定距側刃位置、零件外形孔; 第2、3、4工位, 沖裁凸模進入凹模依次沖出內、外形孔;第5、6 、7工位, 彎曲凸模進入彎曲凹模彎曲零件側壁,由沖裁凸模最終分割出成品零件。級進模采用彈性卸料板保證每工位卸料及細長凸模的保護。 6.2 彎曲回彈控制 控制彎曲回彈的方法常用補償法及鐓壓法。補償法是在模具相應位置開出一定斜度, 使工件出模后正好符合規(guī)定的角度。鐓壓法是鐓壓工件彎曲帶, 改變其應力、應變狀態(tài), 達到控制彎曲回彈的目的。在該工件上,直角彎曲利用鐓壓法可達到控制彎曲回彈的目的。6.3 模具類型及結構選擇大批量生產，尺寸精度要求不高，外形和內孔的位置精度要求也不高，形狀精度簡單且內孔數量較少。所以，采用級進模。精度要求較高，批量較大，采用導料板導向。 6.4 模具總裝圖 圖6-1裝配圖第七章 結束語在這次的課程設計中，綜合了所學的所有專業(yè)知識，使我受益匪淺。不僅使自己的專業(yè)技能有所發(fā)揮并且掌握的更為熟練，也加強專業(yè)理論知識的鞏固。在做課