冷沖模課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　冷沖模課程設(shè)計(jì) </b></p><p><b>　　機(jī)電工程系</b></p><p><b>　　班級(jí)：數(shù)控031班</b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)：42</b></p><p><b>　　姓名：盧勝

2、奎</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：謝暉</b></p><p>　　江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p><b>　　2006年12月</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　冷沖模設(shè)計(jì)是模

3、具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)課理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：</p><p>　　1.應(yīng)用本專(zhuān)業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次冷沖模設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生工作的能力。</p><p>　　2.鞏固與擴(kuò)充“冷沖模設(shè)計(jì)”等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖模設(shè)計(jì)的方法和步驟。</p><p>　　3.掌握

4、冷沖模設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算，繪圖，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等</p><p>　　4.希望通過(guò)本次冷沖模設(shè)計(jì)答辯能夠更好的熟悉和掌握里面所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)。希望在本次答辯能夠在老師的指正下和同學(xué)的幫助下迷補(bǔ)不足之處。</p><p>　　由于處學(xué)者水平能力有限，設(shè)計(jì)中難免有不足和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)老師，同學(xué)給予批評(píng)指正。</p><p><b>　　目錄

5、</b></p><p>　　前言………………………………………………………………………………………………1</p><p>　　制件的工藝性分析………………………………………………………………………4</p><p>　　工藝方案的確定…………………………………………………………………………4</p><p>　　排樣圖的確定…

6、…………………………………………………………………………4</p><p>　　壓力中心的計(jì)算…………………………………………………………………………6</p><p>　　計(jì)算沖壓力………………………………………………………………………………7</p><p>　　模具工作尺寸的計(jì)算…………………………………………………………………8</p><

7、;p>　　七、 整體式凹模輪廓尺寸的確定及凸模的設(shè)計(jì)與校核……………………………………10</p><p>　　八、 模具其它零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………………………………12</p><p>　　九、 壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核…………………………………………………………………14</p><p>　　十、 裝配圖………………………

8、……………………………………………………………14</p><p>　　結(jié)束語(yǔ)……………………………………………………………………………………………15</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………………15</p><p>　　一.制件的工藝性分析</p><p>　　1.分析零件的沖壓工藝性。

9、</p><p>　　材料：H62-M是黃銅，它的抗剪強(qiáng)度有三種形式：軟的，τ=260Mpa 半硬的，τ=300MPa 硬的 ，τ=420Mpa.取τ=420Mpa作為制件的抗剪強(qiáng)度值，它具有良好的沖壓性能。</p><p>　　工件結(jié)構(gòu)：該制件形狀簡(jiǎn)單，對(duì)稱(chēng)?？走吘噙h(yuǎn)大于凸凹模允許的最小壁厚（最小壁厚見(jiàn)表3-16），故可以考慮用復(fù)合沖壓工序。</p><p>　

10、　（3） 尺寸精度：該制件所有尺寸都未注公差，屬于自由公差，按IT12級(jí)確定工件的公差。一般沖壓均能滿(mǎn)足其尺寸精度要求。經(jīng)查公差表，各尺寸公差分別為</p><p>　　結(jié)論：該制件可以沖裁。</p><p><b>　　二.工藝方案的確定</b></p><p>　　該制件包括沖孔，落料兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案。</p>

11、<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><p>　　方案三：沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用連續(xù)模生產(chǎn)。</p><p>　　方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序兩副模具，生產(chǎn)效率低；兩次定位累積誤差大。方案二只需一副模具，沖壓件的形狀精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)效率高，但

12、模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜。方案三也只需一副模具，且生產(chǎn)效率也很高，并且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，由于此制件所有尺寸都屬于自由公差，尺寸精度要求并不高，只要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正足夠可以保證沖壓件的形狀精度，所以此制件即可以用復(fù)合模也可以用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓生產(chǎn)。</p><p>　　結(jié)論：此制件采用導(dǎo)正銷(xiāo)級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，即方案三。</p><p><b>　　排樣圖的確定</b><

13、;/p><p>　　確定搭邊值，由于材料厚度t=1.5mm 經(jīng)查冷沖模設(shè)計(jì)表3-6可知，側(cè)面搭邊值a=1.2mm,工件間搭邊值a1=1mm。（此搭邊值為最小搭邊值）</p><p>　　計(jì)算送料步距A： 經(jīng)計(jì)算求得A=14+a1=14+1=15mm</p><p>　　3.計(jì)算料條寬度B：經(jīng)計(jì)算求得圓整為；圓整后側(cè)面搭邊值a=1.85</p><p&

14、gt;　　4.導(dǎo)料板間的距離 </p><p>　　式中：B——條料的寬度，單位mm</p><p>　　——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，單位mm</p><p>　　a——側(cè)搭邊值，可參考表3-6；</p><p>　　Z——導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，其直見(jiàn)表3-7</p><p>　　Δ——條料寬度的單向（

15、負(fù)向）公差，見(jiàn)表3-8、表3-9。</p><p><b>　　5.排樣圖如下</b></p><p>　　6.計(jì)算材料的利用率： 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 </p><p><b>　　一張板料的利用率</b></p><p><b>　　總的材料利用率</b></p

16、><p>　　n——一張板料（或帶料，條料）上沖裁件的總數(shù)目</p><p>　　S——一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積，單位mm2</p><p>　　L——板料（或帶料，條料）長(zhǎng)度，單位mm</p><p>　　B——板料（或帶料，條料）寬度，單位mm</p><p>　　查表可知：可利用9001000的板塊沖裁制件，方案一、可裁

17、34個(gè)條料（261000），一個(gè)條料可制成n個(gè)制件。方案二可裁38個(gè)條料（26900），一個(gè)條料可制成n個(gè)制件. 兩種方案相比較，取較大值，即=43.8%，確定方案二為此制件的裁剪方案。</p><p><b>　　四.壓力中心的計(jì)算</b></p><p>　　1.建立壓力中心坐標(biāo)圖如下圖</p><p>　　沖裁輪廓周長(zhǎng)及壓力中心坐標(biāo)<

18、;/p><p>　　2.經(jīng)計(jì)算L周長(zhǎng)=61.8 小圓的周長(zhǎng)L1=6.5</p><p><b>　　五.計(jì)算沖壓力</b></p><p><b>　　1.沖孔力 </b></p><p><b>　　2.落料力 </b></p><p>　　3.沖裁

19、力 F=F沖+F落=16708+50614=67322N</p><p>　　式中：L——沖裁周邊長(zhǎng)度，單位mm</p><p>　　t——材料厚度，單位mm</p><p>　　——材料抗剪強(qiáng)度，單位Mpa，查表可知=420Mpa</p><p>　　K——系數(shù)，一般取K=1.3</p><p><b>

20、　　4.卸料力的計(jì)算 </b></p><p><b>　　5.推件力的計(jì)算</b></p><p>　　h查冷沖模設(shè)計(jì)表3-14</p><p>　　則總的沖壓力F總=F+F卸+F推=85498N</p><p><b>　　故</b></p><p>　　從滿(mǎn)

21、足沖壓力的要求看由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)初選J23-10型號(hào)壓力機(jī)。</p><p>　　六、模具工作尺寸的計(jì)算（分開(kāi)加工法）</p><p>　　由制件圖可知，該制件屬于無(wú)特殊要求的一般沖孔、落料。</p><p>　?。?）.由于內(nèi)外形尺寸都屬于自由公差，按IT12級(jí)計(jì)算，取X=0.75</p><p>　　由查冷沖模設(shè)計(jì)表3-33得，Zmin=0.0

22、90mm Zmax=0.12mm 則Zmax-Zmin=(0.12-0.09)=0.03mm</p><p>　　(2)沖孔凸模按IT6級(jí)加工制造，凹模按IT7級(jí)加工制造，查表得</p><p><b>　　校核：</b></p><p>　　3.落料：經(jīng)查公差表得:</p><p>　　凸模按IT6級(jí)加工制造，凹模按

23、IT7級(jí)加工制造</p><p><b>　　A1:</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　A2:</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p>　　因此，只有縮小，提

24、高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)，由此可取</p><p><b>　　A3:</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　A4: </b></p><p><b>　　校核：</b></p><

25、p><b>　　A5:</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p>　　式中：DA ，DT——落料凹凸模尺寸，單位mm</p><p>　　dT ,dA——沖孔凸凹模尺寸，單位mm</p><p>　　Dmax——落料件的最大極限尺寸，單位mm</p>

26、<p>　　dmin——沖孔件的最小極限尺寸，單位mm</p><p><b>　　——工件制造公差</b></p><p>　　Zmin——最小合理間隙，單位mm</p><p><b>　　X——磨損系數(shù)</b></p><p><b>　　選取，或取</b>&l

27、t;/p><p>　　整體式凹模輪廓尺寸的確定及凸模的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　1.凹模的外形尺寸設(shè)計(jì)與形狀的選擇</p><p>　　凹模厚度： 公式查冷沖模設(shè)計(jì)（3-33）由于H不能小于15mm，所以H值適當(dāng)放大為15mm。</p><p>　　凹模壁厚： 取C=30mm 公式查冷冷沖模設(shè)計(jì)（3-34）</p>

28、<p>　　式中：b---凹模刃口的最大尺寸，單位mm</p><p>　　k——系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查表3-15得k=0.35～0.5，取k=0.4</p><p>　　凹模外形尺寸的計(jì)算：長(zhǎng)度：</p><p><b>　　寬度：</b></p><p>　　由于直壁式凹模的刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口

29、尺寸不變，所以凹模形狀采用直壁式的。選擇后側(cè)式導(dǎo)柱模架，經(jīng)模架確定凹模的尺寸為A=100 B=80 H=15</p><p>　　2.凸模外形尺寸的設(shè)計(jì)與形狀的選擇。</p><p>　　凸模長(zhǎng)度的計(jì)算：由于采用彈壓卸料板 </p><p>　　式中：L——凸模長(zhǎng)度，單位mm</p><p>　　h1——凸模固定板厚度，單位mm</p

30、><p>　　h2——卸料板厚度，單位mm</p><p>　　t——材料厚度，單位mm</p><p>　　h——增加長(zhǎng)度，它包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5～1）mm，凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10～20mm，取h=10mm</p><p>　　凸模的強(qiáng)度與剛度的校核</p><p><

31、;b>　　承壓能力的校核</b></p><p>　　凸模承壓能力按下式校核：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　模具材料的許用抗壓強(qiáng)度大小取決于凸模材料及熱處理，選用時(shí)，一般可參考下列數(shù)值，對(duì)于T8A；T10A；Cr12MoV;GCr15等工具鋼，淬火硬度為58～62HRC時(shí)，可取確定T10A為

32、凸模材料</p><p><b>　　以保證強(qiáng)度足夠。</b></p><p>　?。?）.凸模失穩(wěn)定彎曲應(yīng)力的校核</p><p>　　凸模不發(fā)生縱向彎曲的最大長(zhǎng)度為：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　E——凸模材料的彈性模量，對(duì)于模具鋼，E

33、=</p><p>　　d——凸模工作刃口的直徑，單位mm</p><p>　　n——安全系數(shù)，淬火鋼n=2～3</p><p>　　把上述的可得出圓形截面的凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的極限長(zhǎng)度為：有導(dǎo)向凸模， 長(zhǎng)度滿(mǎn)足要求。</p><p>　　模具其它零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　1.凸模固定板的設(shè)計(jì)</p&

34、gt;<p>　　材料Q235鋼，凸模固定板的外形尺寸取和凹模外形一樣的尺寸，,但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷(xiāo)釘?shù)奈恢?，其厚度取凹模厚度?.6～0.8，取中間值0.7。，落料、沖孔凸模固定板的外形尺寸為：，固定板上的凸模安裝孔與凸模采用過(guò)渡配合H7/m6.</p><p>　　2.卸料板外形尺寸的確定</p><p>　　材料Q235鋼，長(zhǎng)和寬尺寸取與凸模固定板相同的尺寸，厚度取凹

35、模厚度的0.6～0.8，卸料板外形尺寸為</p><p>　　卸料板凸臺(tái)部分高度為：h=H-（0.1～0.3）t 取h=5.7,H為導(dǎo)料板高度。</p><p><b>　　導(dǎo)料板的確定</b></p><p>　　材料T8鋼，長(zhǎng)和寬尺寸選用典型模架組合尺寸，導(dǎo)料板的外形尺寸為：，厚度H=6查冷沖模設(shè)計(jì)表3-17，由此表還可知擋料銷(xiāo)高度h=3。

36、</p><p><b>　　墊板的確定</b></p><p>　　材料45，長(zhǎng)和寬的尺寸選用典型模架組合尺寸，墊板的外形尺寸為：</p><p><b>　　上、下模座的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　上、下模材料選用HT250鋼，選用矩形模座，外形尺寸應(yīng)比凹模相應(yīng)尺寸大40～70mm，厚度為

37、凹模厚度的1～1.5倍。</p><p>　　選標(biāo)準(zhǔn)模架：上模座選GB/T2855.5 外形尺寸為</p><p>　　下模座選GB/T2855.6 外行尺寸為</p><p><b>　　模柄的選擇</b></p><p>　　選用壓入式模柄，材料Q235，，這種模柄可較好地保證模柄軸線(xiàn)與上模座的垂直度。它與上模座孔

38、采用H7/m6，屬于過(guò)渡配合，并加防轉(zhuǎn)銷(xiāo)防轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)壓力機(jī)J23-10的相關(guān)參考可知，模柄的外形尺寸為</p><p><b>　　導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　采用滑動(dòng)導(dǎo)柱，導(dǎo)套，材料20鋼，，為了增加表面硬度和耐磨性,應(yīng)進(jìn)行表面滲碳處理,滲碳后的淬火硬度為HRC58～62，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)柱選用：GB/T2861.1 外形尺寸為：</p>

39、<p>　　導(dǎo)套選用：GB/T2861.6，外形尺寸為</p><p>　　螺釘、銷(xiāo)釘、彈簧的選擇</p><p><b>　　螺釘?shù)倪x擇</b></p><p>　　上模座固定螺釘選用4—M10</p><p>　　下模座固定螺釘選用4—M10</p><p>　　卸料螺釘選用4—M

40、10</p><p>　　導(dǎo)料板固定螺釘選用4—M5</p><p><b>　　銷(xiāo)釘?shù)倪x擇</b></p><p>　　下模座連接銷(xiāo)釘選用2—</p><p>　　上模座連接銷(xiāo)釘選用2—</p><p><b>　　防轉(zhuǎn)銷(xiāo)選用。</b></p><p&g

41、t;<b>　　導(dǎo)料板連接銷(xiāo)定選用</b></p><p><b>　　彈簧的選擇</b></p><p>　　（1）.根據(jù)總卸料力F卸以及模具結(jié)構(gòu)估計(jì)彈簧個(gè)數(shù)n=4，計(jì)算每個(gè)彈簧所受的負(fù)荷：</p><p>　　根據(jù)F預(yù)的大小，初選以下3種彈簧規(guī)格，使所選彈簧的工作極限負(fù)荷Fj大于F預(yù)</p><p&

42、gt;　　(2)檢查彈簧最大允許壓縮量，如滿(mǎn)足下式，則彈簧選得合適。</p><p>　　式中：h預(yù)——彈簧預(yù)壓縮量</p><p>　　h工——卸料板工作行程，一般取料厚加1mm</p><p>　　h修磨——凸、凹模修磨量，一般取4～10mm</p><p>　　9.導(dǎo)正銷(xiāo)與擋料銷(xiāo)的設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）

43、導(dǎo)正銷(xiāo)的頭部由圓錐形的導(dǎo)入部分和圓柱形的導(dǎo)正部分組成。導(dǎo)正銷(xiāo)的基本尺寸可按下式計(jì)算：</p><p>　　d=dT-a=6.61-0.06=6.55</p><p>　　式中：d——導(dǎo)正銷(xiāo)的基本尺寸，單位mm</p><p>　　dT—— 沖孔凸模直徑，單位mm</p><p>　　a——導(dǎo)正銷(xiāo)與沖孔凸模直徑的差值，見(jiàn)表3-18，查得a=0.

44、06,由表3-19查的導(dǎo)正銷(xiāo)圓柱段高度h1=1。</p><p>　?。?）擋料銷(xiāo)與導(dǎo)正銷(xiāo)的位置關(guān)系</p><p>　　擋料銷(xiāo)與導(dǎo)正銷(xiāo)的中心距為：</p><p>　　S1=s-DT/2+D/2+0.1=s-(DT-D)/2+0.1=11.215mm</p><p>　　式中：s——送料步距，單位mm</p><p>

45、;　　DT——落料凸模直徑，單位mm</p><p>　　D——擋料銷(xiāo)頭部直徑，單位mm</p><p>　　S1——擋料銷(xiāo)與與落料凸模的中心距。</p><p>　　九、壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核</p><p>　　模具的閉合高度H模具應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax與最小裝模高度Hmin之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。其關(guān)系為<

46、/p><p>　　135〈180-5=175mm(滿(mǎn)足閉合高度要求)</p><p>　　但135〈Hmin=135+10=145,應(yīng)加墊板保證正常的安裝。</p><p><b>　　十.裝配圖</b></p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　通過(guò)本次冷

47、沖模的設(shè)計(jì)，使我對(duì)沖裁模有了更多的了解，在老師和我們的共同努力下，終于結(jié)束了。通過(guò)這次實(shí)習(xí)，使我在原來(lái)的理論基礎(chǔ)上增加了不少實(shí)戰(zhàn)性的知識(shí)。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)中，我們利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）來(lái)進(jìn)行冷沖模的設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，是在設(shè)計(jì)時(shí)，把原始數(shù)據(jù)圖形數(shù)據(jù)化的參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行分析和處理并通過(guò)顯示器給出分析結(jié)果和圖形，同時(shí)還可在顯示器上對(duì)分析結(jié)果和圖形進(jìn)行補(bǔ)充修改和完整，使設(shè)計(jì)達(dá)到最佳水平，比動(dòng)

48、手畫(huà)圖更省時(shí)和省力，而且清晰明了，可見(jiàn)（CAD）技術(shù)在冷沖模設(shè)計(jì)中已從理論階段走上了實(shí)用階段。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)得到謝暉老師的幫助和輔導(dǎo)，在這里我向他表示衷心的感謝。使我們明白了（CAD）在模具設(shè)計(jì)時(shí)的總體流程，以后我一定更加努力學(xué)習(xí)，為將來(lái)打下堅(jiān)固的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　本說(shuō)明書(shū)

49、中的各參數(shù)及公式均摘自以下參考資料</p><p>　　1.陳智剛.冷沖模設(shè)計(jì). 江西高校出版社.</p><p>　　2.王芳.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .</p><p>　　3.王謨金.AutoCAD2005機(jī)械制圖與課程設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005</p><p>　　4. 王謨金. 機(jī)械制圖. 北京：機(jī)械