沖壓模具課程設(shè)計--墊片零件沖壓工藝及模具設(shè)計

1、<p><b>　　一、課程設(shè)計的目的</b></p><p>　　《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》課程設(shè)計是冷沖模課程的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，同時是第一次對學(xué)生進行全面的模具設(shè)計訓(xùn)練。其基本目的是：</p><p>　?。?）綜合運用冷沖模課程和其它有關(guān)先修課程的理論及生產(chǎn)實踐的知識去分析和解決模具設(shè)計問題，并使所學(xué)專業(yè)知識得到進一步鞏固和深化。</p>

2、<p>　?。?）學(xué)習(xí)模具設(shè)計的一般方法，了解和掌握常用模具整體設(shè)計、零部件的設(shè)計過程和計算方法，培養(yǎng)正確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力，特別是總體設(shè)計和計算的能力。</p><p>　?。?）通過計算和繪圖，學(xué)會運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)模具設(shè)計的基本技能。</p><p>　　《沖壓工藝及模具設(shè)計》課程設(shè)計任務(wù)書</p><

3、;p>　　設(shè)計題目：“墊片”零件沖壓工藝及模具設(shè)計</p><p><b>　　內(nèi)容及任務(wù)：</b></p><p>　　一、設(shè)計的主要技術(shù)參數(shù)：見產(chǎn)品圖</p><p>　　二、設(shè)計任務(wù)：完成該產(chǎn)品的沖壓工藝方案、設(shè)計說明書、模具裝配圖及工作零件圖。</p><p><b>　　三、設(shè)計工作量</

4、b></p><p>　　1、制訂沖壓工藝方案</p><p>　　2、模具總裝圖1張，凸模及凹模零件圖2張</p><p>　　3、設(shè)計說明書1份，20頁左右</p><p><b>　　四、設(shè)計要求</b></p><p>　　1、圖紙用CAD繪制并交紙質(zhì)圖及電子檔</p>

5、<p>　　2、本任務(wù)書應(yīng)與說明書、圖紙一同裝訂成冊，并加封面，裝入資料袋中，否則不接收</p><p>　　3、設(shè)計必須認真仔細，允許討論，但嚴禁抄襲、復(fù)制或復(fù)印。</p><p><b>　　名稱：墊片</b></p><p><b>　　批量：大批量</b></p><p><

6、;b>　　材料：10號鋼</b></p><p><b>　　厚度：1mm</b></p><p>　　1.沖壓件工藝性分析</p><p>　　此工件只有沖孔和落料兩個工序。材料為10鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)果簡單，有1個直徑17mm和1個20mm的孔；孔與孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，工件的尺寸全部為自由

7、公差，可看成IT14級，尺寸精度低，普通沖裁就能滿足要求。</p><p>　　2。沖壓工藝方案的確定</p><p>　　該工件包括落料 沖孔 兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：</p><p>　　方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。</p><

8、p>　　方案三：沖孔—落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。</p><p>　　方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩套模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。</p><p>　　方案二只需一套模具，工作精度及生產(chǎn)效率都比較高，并且沖壓成品件留在模具上，清理模具上的物料影響沖壓速度，操作方便。</p><p>　　方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方

9、便，設(shè)計簡單，由于工件精度較高，完全能滿足工件技術(shù)要求。</p><p>　　所以經(jīng)過比較，采用方案二最為合適。</p><p><b>　　3.主要設(shè)計計算 </b></p><p>　?。?）排樣方式的確定以及計算</p><p>　　分析零件形狀，應(yīng)采用單直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有圖1所示兩種。</

10、p><p>　　比較方案a和方案b，方案b所裁條料寬度過窄，剪板時容易造成條料的變形和卷曲，所以應(yīng)采用方案a?，F(xiàn)選用4000mm×1000 mm的鋼板，則需計算采用不同的裁剪方式時，每張板料能出的零件總個數(shù)。</p><p>　?。?）裁成寬68.9mm、長1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個數(shù)為</p><p>　?。?）裁成寬68.9mm、長400

11、0mm的條料，則一張板材能出的零件總個數(shù)為</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　比較以上兩種裁剪方法，應(yīng)采用第1種裁剪方式，即裁為寬68.9mm、長1000mm的條料。其具體排樣圖如圖2（a）所示。</p><p><b>　?。?）沖壓力的計算</b></p><p>　

12、　可知沖裁力基本計算公式為</p><p>　　此例中零件的周長為288mm，材料厚度1mm，10號鋼的抗剪強度取255到333Mpa，=300Mpa，則沖裁該零件所需沖裁力為</p><p>　　模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，查表得=0.04，=0.06.所以所需卸料力和推件力為</p><p>　　則零件所需得沖壓力為</p><p>

13、　　初選設(shè)備為開式壓力機J23—25開式雙柱可傾壓力機。</p><p>　?。?）工作零件刃口尺寸計算</p><p>　　根據(jù)零件形狀特點，刃口尺寸計算采用分開制造法。 （1）落料件尺寸的基本計算公式為</p><p>　　尺寸，可查得凸、凹模最小間隙Zmin=0.100mm，最大間隙Zmax=0.014mm，查表得

14、落料制造公差為，將以上各值代入校驗是否成立，經(jīng)校驗，不等式不成立，所以可按上式調(diào)整如下 ：</p><p>　　即： mm </p><p>　　R17： 代入公式： </p><p>　　R20：代入公式： </p><p>　?。?）沖孔基本公式為：</p><p>　　尺寸，查得其凸模制造公差，凹模

15、制造公差。經(jīng)驗算，滿足不等式≤，因該尺寸調(diào)整得：</p><p><b>　　代入公式： </b></p><p>　　代入公式： </p><p>　?。?）中心距： </p><p>　?。?）卸料橡膠的設(shè)計</p><p>　　卸料橡膠的設(shè)計計算見表三。選用

16、的4快橡膠板的厚度無比一致，不然會造成受力不均勻，運動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。</p><p>　　表三 卸料橡膠的設(shè)計計算</p><p><b>　　4.模具總體設(shè)計</b></p><p>　?。?）模具類型的選擇</p><p>　　由沖壓工藝分析可知，采用級進沖壓，所以模具類型為級進模。</p>

17、;<p>　?。?）定位方式的選擇</p><p>　　因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置。控制條料的送進步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置可由活動擋料銷定距。</p><p>　?。?）卸料，出件方式的選擇</p><p>　　因為工件料厚1mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因為是級

18、進模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。</p><p><b>　?。?）導(dǎo)向方式選擇</b></p><p>　　為了提高模具壽命和工件治療，方便安裝調(diào)整，該級進模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。</p><p>　　5. 主要零部件設(shè)計</p><p>　?。?）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><

19、;p><b>　　a.落料凸模</b></p><p>　　結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計成直通式，采用線切割機床加工，2個M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。總長L可按公式計算： L=+h=14.4+14+1+20.6=50mm</p><p>　　落料凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示

20、 </p><p><b>　　b.沖孔凸模 </b></p><p>　　因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，加工簡單，便于裝備與更換。沖孔凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示。</p><p><b>　　c.凹模</b></p>&

21、lt;p>　　凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模具在模架上的位置時。要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄范圍內(nèi)。其輪廓尺寸可按公式計算：</p><p>　　凹模厚度H=kb=0.3x60=18，為了方便橡膠安裝，取H=25</p><p>　　凹模壁厚c=（1.5-2）H=27-36m，取c=40</p><p>　　凹模寬

22、度 B=b+2c=60+2x40=140 取B=150</p><p>　　凹模長度 L取130mm（送料方向）</p><p>　　凹模輪廓尺寸為13015025mm，凹模結(jié)構(gòu)如圖所示</p><p>　?。?）定位零件的設(shè)計</p><p>　　落料凸模下部設(shè)置兩個導(dǎo)正銷，用工件直徑8mm的的兩個孔作為導(dǎo)正孔。導(dǎo)正銷采用H7/r6安

23、裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用H7/r6配合。</p><p><b>　?。?）導(dǎo)料板的設(shè)計</b></p><p>　　導(dǎo)料板內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間間隙取1mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板厚度取4mm，采用45鋼制作，熱處理硬度為40-45HRC，用螺釘固定在凹模上。導(dǎo)料板上有活動擋料銷凹槽。</p>

24、<p>　　（4）卸料板部件設(shè)計</p><p><b>　　a.卸料板的設(shè)計</b></p><p>　　卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為8mm。采用45鋼制造，淬火硬度為40-45HRC。</p><p>　　b. 卸料螺釘?shù)倪x用</p><p>　　卸料板上設(shè)置4個螺釘，公稱直徑為8mm，螺紋

25、部分為M64。 </p><p>　　（5）模架及其他零部件設(shè)計</p><p>　　該模具采用對角式導(dǎo)柱模架，導(dǎo)柱分別為28100,導(dǎo)套分別為2842x95。</p><p>　　上模座厚度取40mm，上墊板厚度取10mm，固定板厚度取15mm，下模座厚度取45mm，那么該模具的閉合高度：</p><p>　　==40+10+50+25+4

26、5-2=168mm</p><p>　　式中：h2為凸模沖裁后進入凹模的深度，h2=2mm</p><p>　　L—凸模長度，L=50mm</p><p>　　H—凹模厚度，H=25mm</p><p>　　可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23-25的最大裝模高度（220 mm），可以使用。</p><p><

27、b>　　6．模具總裝圖</b></p><p>　　通過以上設(shè)計，可得如圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模（3個）、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件/下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。</p><p>　　條料送進時采用活動擋料銷21作為粗定距，在落料凸模上安裝2個導(dǎo)正銷，利用條料

28、上的孔作為導(dǎo)正銷孔導(dǎo)正，以此作為條料送進的精確定距。</p><p><b>　　7．沖壓設(shè)備的選定</b></p><p>　　通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23-25能滿足要求。起主要參數(shù)如下：</p><p>　　公稱壓力：250kN</p><p><b>　　滑塊行程：65mm</b>

29、</p><p>　　最大閉合高度：270mm</p><p>　　最大裝模高度：220mm</p><p>　　連桿調(diào)節(jié)長度:55mm</p><p>　　工作臺尺寸（前后x左右）：370x560 mm</p><p>　　墊板尺寸（厚度x直徑）：50x200 mm</p><p>　　模柄孔

30、尺寸：40x60 mm</p><p>　　最大傾斜角度：30度</p><p>　　8、模具零件的加工工藝</p><p>　　本副沖裁模，模具零件加工的關(guān)鍵在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對簡單。表四所示為落料凸模的加工工藝過程。</p><p><b>　　表四</b>&

31、lt;/p><p><b>　　9、模具的裝配</b></p><p>　　根據(jù)倒裝復(fù)合模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝上模，再裝下模，并調(diào)整間隙，試沖，返修。具體的情況見表五所示。</p><p><b>　　表五</b></p><p><b>　　. </b></

32、p><p>　　1.上模座 2.導(dǎo)套 3.導(dǎo)柱 4.緊固螺釘 5.沉頭螺釘 6模柄 7.凸模固定板 8.卸料螺釘 9.墊板 10.圓柱銷 11. 卸料板 12.下模座 13.圓柱銷 14.凹模 15.沖孔凸模 </p><p>　　16.落料凸模 17.導(dǎo)正銷 18.卸料橡膠 19.擋料銷 20.導(dǎo)料扳子</p><p><b>　　模具

33、總裝圖</b></p><p><b>　　10.模具工作過程</b></p><p>　　沿導(dǎo)料板將條料送進，并由第一個始用擋料銷定位?；瑝K帶動上模部分下行，對條料實施沖孔?；瑝K帶動上?；爻?，導(dǎo)板將緊箍在凸模上的條料刮下卡在凹模洞口中的廢料則在后續(xù)沖裁中由凸模依次推落。沿導(dǎo)料板將條料繼續(xù)送進，并由第二個始用擋料銷進行定位?；瑝K帶動上模部分下行，在第二個始

34、用擋料銷定位下落料；同時在沖孔的工位上又沖孔。上?；爻滩⑿读涎貙?dǎo)料板將條料繼續(xù)送進，并由第三個始用擋料銷進行定位?；瑝K帶動上模部分下行，在第三個始用擋料銷定位下落料；同時在第二個落料和沖孔的工位上又分別落料 和沖孔。上?；爻滩⑿读稀Ｑ貙?dǎo)料板將條料繼續(xù)進，并由固定擋料銷進行定位?；瑝K帶動上模部分下行，在固定擋料銷定位下落料；同時在第三個及第二個落料和沖孔的工位上又分別落料 和沖孔，從而實現(xiàn)一次沖壓三個墊片，上?；爻滩⑿读稀?lt;/p&g

35、t;<p>　　11、模具的安裝、調(diào)整和安全措施</p><p>　　1、在壓力機上安裝、調(diào)整是一件很重要的工作，沖模安裝和調(diào)整不好，輕則造成沖件報廢，重則威脅人身級設(shè)備安全。</p><p>　　沖模安裝的一般注意事項；</p><p>　　（1）調(diào)整工作臺，準備工具，材料圖紙，關(guān)閉壓力機電源開關(guān)。</p><p>　?。?）

36、給壓力注油，和上讓壓力機空轉(zhuǎn)，觀察設(shè)備的運行狀況。</p><p>　?。?）檢查壓力機上的打料裝置，應(yīng)將打料螺釘調(diào)整到最高，以免調(diào)整壓力機</p><p><b>　　閉合高度是在折彎。</b></p><p>　?。?）檢查壓力機和沖模的閉合高度。</p><p>　?。?）沖模前，應(yīng)將上下模座和滑塊地賣弄的油污揩拭

37、干凈，并檢查無異物。</p><p>　　2、沖壓工作的安全措施</p><p>　　沖壓工作必須特別重視安全技術(shù)，尤其是人身安全。</p><p>　　操作時嚴禁把手伸進危險區(qū)</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過最近一段時間的努力我的課程設(shè)計設(shè)計終于完成了。在沒有

38、做課程設(shè)計以前覺得課程設(shè)計只是對這一年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。</p><p>　　剛拿到課題的時候，自己完全不知道從哪里入手，在老師的耐心指導(dǎo)下,總算了解了設(shè)計的流程,怎么樣去完成任務(wù)書和在設(shè)計中要注意的問題與解決方案,比如,成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,凹模采用組合式可以簡化復(fù)雜的機加工藝,有利于模具成

39、型零件的熱處理和模具的修復(fù)；圖紙的明細表中應(yīng)有零件的材料、規(guī)格、數(shù)量、備注等一些內(nèi)容；開模次序的確定,并采用相應(yīng)機構(gòu)來確保這種開模次序的實現(xiàn)。</p><p>　　在進行畢業(yè)設(shè)計的過程中，我還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。 </p><p>　　在此要感謝老師對我悉心的指導(dǎo)，感

40、謝老師給我提出了許多不足。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并通過網(wǎng)絡(luò)和學(xué)習(xí)設(shè)計輔助軟件等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。</p><p>　　雖然這個設(shè)

41、計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　翁其金主編.沖壓工藝及沖模設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　王肖培主編.沖壓手冊。北京：機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　王芳主

42、編。冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)。北京：機械工業(yè)出版社，2010</p><p>　　鐘毓斌主編.沖壓工藝與模具設(shè)計.北京.機械工業(yè)出版社.2000</p><p>　　陳劍鶴主編.冷沖壓工藝與模具設(shè)計. 北京.機械工業(yè)出版社.2001</p><p>　　李天佑.沖模圖冊. 北京.機械工業(yè)出版社.1988</p><p>　　鄭可鍠主編.實用沖壓模具