模具課程設(shè)計(jì)2

1、參 考 文 獻(xiàn)36目錄第一部分 沖壓成形工藝設(shè)計(jì) .3I明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料 .4II沖壓工藝性分析.6皿制定沖壓工藝方案.6IV確定毛坯形狀，尺寸和主要參數(shù)計(jì)算 .9第二部分 沖壓模具設(shè)計(jì) .15I確定沖模類型機(jī)結(jié)構(gòu)形式 .15I計(jì)算工序壓力，選擇壓力機(jī) .15皿 計(jì)算模具壓力中心 .18V、彈性元件的設(shè)計(jì).24切模具零件的選用.26VH沖壓設(shè)備的校核.28忸其他需要說明的問題.29IX模具裝配.31設(shè)計(jì)總結(jié) .351 / 38、八前言目前我國(guó)模具工業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后。主要原因是我 國(guó)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(guó)家相比 差距很大。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提

2、高，模具產(chǎn)品生成呈現(xiàn)的品種、少 批量、復(fù)雜、大型精密更新?lián)Q代速度快。模具設(shè)計(jì)與技術(shù)由于手工 設(shè)備，依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)加工，技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，數(shù) 控編程切屑加工，數(shù)控電加工核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（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(guó)國(guó)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(zhǎng)壽命、大型化方向發(fā)展， 沖

3、模制造難度日益增大。模具制造正由過去的勞動(dòng)密集、 依靠人工 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(shí)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(shí)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)。本專業(yè)以培養(yǎng)學(xué)生從事模具設(shè)計(jì)與制造工作能力的核心， 將模 具成型加工原理、設(shè)備、工藝、模具設(shè)計(jì)與制造有機(jī)結(jié)合在一起， 實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際相結(jié)合，2 / 38突出實(shí)用性，綜合性，先進(jìn)性。正確掌握 并運(yùn)用沖壓工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀和尺寸的綜合應(yīng) 用，以提高我的模具設(shè)計(jì)與

4、制造能力的綜合應(yīng)用。在以后的生產(chǎn)中，研究和推廣新工藝，新技術(shù)。提高模具在生 產(chǎn)生活中的應(yīng)用，并進(jìn)一步提高模具設(shè)計(jì)水平。3 / 38壓工藝與模具設(shè)計(jì)材料成型及控制工程 一 設(shè)計(jì)題目 筒形件落料，拉深，沖孔，復(fù)合模 二設(shè)計(jì)內(nèi)容要求材料：鋁L3厚度：t=2mm剪切強(qiáng)度：80MPa抗拉強(qiáng)度：75-110MPa4 / 38實(shí)體圖第一部分沖壓成形工藝設(shè)計(jì)I明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料沖壓工藝設(shè)計(jì)應(yīng)在收集、調(diào)查、研究并掌握有關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的原 始資料的基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)上進(jìn)行，做到有的放矢，避免盲目性。工藝 設(shè)計(jì)的原始資料主要包括如下內(nèi)容：沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)要求零件圖如設(shè)計(jì)任務(wù)書中所示的零件圖。 技術(shù)條件應(yīng)明確合理。

5、由 此可對(duì)拉深件的結(jié)構(gòu)，尺寸大小，精度要求以及裝配關(guān)系，實(shí)用性能等有全面了解，以便制定工藝方案，選擇模具類型和確定模具精 度。生產(chǎn)類型5 / 38生產(chǎn)類型是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)程度的分類， 一般分為大量生產(chǎn)、 成批 生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品零件的特征或工作的每月?lián)?fù)的工序數(shù)查 文獻(xiàn)表1-3生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，確定該零件的生產(chǎn)類型為 大批量生產(chǎn)。生產(chǎn)組織形式生產(chǎn)類型不相同， 零件和產(chǎn)品的組織形式， 采用的技術(shù)措施和達(dá) 到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果會(huì)不同。 因?yàn)樵摿慵谴笈可a(chǎn)， 所以其生產(chǎn) 類型查文獻(xiàn) 【1】 表1-5的各種生產(chǎn)類型的工藝性，特征其生產(chǎn)組織 形式為零件的互換性，有修配法、鉗工修配

6、、缺乏互換性、毛坯的 制造方法和加工余量、手工造型或自由鍛造毛坯精度低，加工余量 大。工藝裝備大批量的的采用專用夾具，標(biāo)準(zhǔn)附件， 標(biāo)準(zhǔn)刀具和萬能量具，靠 劃線和試切法達(dá)到精度要求。n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) 該工件為圓形帶孔拉深件，拉伸高度不大，孔在 底部并且不在拉深變形區(qū)3尺寸精度 零件圖上工件高度8孔30+0.21。工件外輪廓39，一般沖壓均能滿足精度要求。m制定沖壓工藝方案1工序性質(zhì)和數(shù)量6 / 38（1） 工序性質(zhì)的確定在沖壓加工中，工序性質(zhì)是指沖壓件所需的工序種類， 剪裁， 落料，沖孔，切邊等使材料產(chǎn)生分離的工序。

7、彎曲拉深局部成形 等使材料產(chǎn)生變形的工序。沖壓工序性質(zhì)的確定主要取決于沖壓件的形狀尺寸和精度 要求。同時(shí)還應(yīng)考慮沖壓變形規(guī)律及某些具體條件的限制。 通常 在確定工序性質(zhì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮以下幾方面：1）從零件圖上直觀的確定工序性質(zhì)，平板件沖壓加工時(shí)常采 用剪裁，落料，沖孔等沖裁工序。當(dāng)平面度要求較高時(shí)采用較平 的工序進(jìn)行精壓，當(dāng)零件的斷面質(zhì)量尺寸精度要求較高時(shí)，需增加修整工序或采用精密沖裁工藝進(jìn)行加工。2）對(duì)零件圖進(jìn)行計(jì)算分析，比較后確定工序性質(zhì)。3）為改善沖壓變形條件，方便工序定位，增加附加工序。預(yù) 沖工序工藝切口達(dá)到改善沖壓變形條件，提高成型質(zhì)量母的。根據(jù)零件圖分析沖壓加工時(shí)須用落料，沖孔，拉深，

8、翻邊等 工序。（2） 工序數(shù)量的確定 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：7 / 381） 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(huì)受到以后某工序變形的影響的孔，一般都應(yīng)在有 關(guān)的成型工序完成后再?zèng)_孔。3）孔靠近或孔邊緣較小時(shí)， 如果模具強(qiáng)度夠高， 最好同時(shí)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?zèng)_孔，力求把

9、可能產(chǎn)生的畸變限制在最小范圍內(nèi)4）如果在同一個(gè)零件的不同位置沖壓時(shí)，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(yùn)動(dòng)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(gè)或兩個(gè)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(shí)，首先應(yīng)考慮組合的必要性和 可行性，然后再?zèng)Q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

10、出 形狀、尺寸和精度均符合要求的圖樣， 實(shí)現(xiàn)其所需動(dòng)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落料，拉深，沖孔，切邊復(fù)合 模。3沖壓工藝方案（1）工藝方案該工件包括落料，拉深，沖孔，切邊四個(gè)基本工序，可以有以下 三種工藝8 / 38方案。方案一：先落料，再拉深，然后沖孔，最后切邊。采用單工序模 生產(chǎn)。方案二：落料拉深沖孔切邊復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：落料拉深沖孔切邊連續(xù)沖壓。采用連續(xù)模生產(chǎn)。 （2）工藝方案分析方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需四道工序，即需要落料模，拉深模， 沖孔模，切邊模四副模具， 生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要 求。方安二只需一副模具，

11、 沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且 生產(chǎn)效率也高。 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(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也 很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具 上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故其模具制造，安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對(duì)上述 三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。IV確定毛坯形狀，尺寸和主要參數(shù)計(jì)算1毛坯尺寸計(jì)算該工件位無凸緣圓筒形件， 根據(jù)等面積原則采用解析法求毛 坯直徑。如圖1所示，將工件分為三個(gè)簡(jiǎn)單的幾何體。9 / 381確定是否加修邊余量由于坯料的各向異性和模具間隙不均等因素的影響，拉深后 工件的邊緣不整齊，

12、甚至出現(xiàn)突耳，需在拉深后進(jìn)行修邊，所有 在計(jì)算坯料直徑時(shí)，要確定是否需要增加修邊余量。零件的相對(duì)高度h/d=(8+1)/(39-2)=0.243，而高度h2式中t-坯料厚度，mmD-毛坯直徑，mm查文獻(xiàn)【1】P185表51可知 不用壓邊圈，若怕該沖件在拉深過程中會(huì)發(fā)生起皺， 保險(xiǎn)起見， 采用帶彈性壓邊裝置的模具也可。這里的壓邊圈實(shí)際上是作為定 位與頂件之用。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(duì)高度（h/d ）和坯料的相對(duì)厚度（t/DX100） 的大小確定拉深次數(shù) 。查表可知， 由

13、于工件相對(duì)高度0.35遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一次拉深時(shí)的相 對(duì)高度0.700.57，則可一次拉深成形。也可根據(jù)相對(duì)厚度查表確定出筒形件 （帶壓邊圈） 極限拉深系數(shù)m=0.530.55，而工件的拉深系數(shù)為h/d=9/37=0.243m則 可一次拉成。3排樣及材料利用率1）排樣方法11 / 38沖裁件在板料，帶料或條料上的布置方法稱為排樣。合理的排樣是將低成本和保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。應(yīng)考 慮以下原則：1提高材料得利用率（不影響沖件的使用性能的前提下可適當(dāng)改變沖件形狀）。2合理排樣可使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低。3模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單壽命長(zhǎng)。4保證沖件質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。A:根據(jù)零件圖可選用少?gòu)U料的利用

14、率情況，排樣有三種：a有廢料排樣b少?gòu)U料排樣c無廢料排樣根據(jù)零件圖可選用少?gòu)U料排樣。 沿沖件部分外形切斷或沖裁。只有在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。 這種排樣利用率高，用于某些精度要求不是很高的沖裁件排樣。B:排樣的形式分為直排式，斜排式，直對(duì)排，斜對(duì)排，混合排等。根據(jù)零件的形狀和排樣方法確定為直排排樣。如圖2所示12 / 38圖2(2)搭邊與料寬1搭邊排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余量或零件與條料邊緣件的余量 稱為搭邊。其作用時(shí)補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以 保證零件質(zhì)量和送料方便。由排樣圖知搭邊值a=a=1.5式中a側(cè)面搭邊值ai沖件之間的搭邊值搭邊值的大小與下列因素有關(guān)：a材料的力學(xué)性能b材料的厚度c零件的外形和尺寸d排樣方法e送料及擋料方式2送料步距和條料寬度的確定a.送料步距條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距(簡(jiǎn)稱步距或進(jìn)距)其大小應(yīng)為條料上兩個(gè)對(duì)應(yīng)沖裁件的對(duì)應(yīng)點(diǎn) 之間的距離。b.條料寬度13 / 38條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁件零件周 邊有足夠的搭邊值。最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利在導(dǎo)料板 之間送行并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。根據(jù)零件圖要求，導(dǎo) 料板之間無測(cè)壓裝置。送料進(jìn)距：s=D+ ai=55+1.5mm=56.5mm條料寬度：b=D+2a=55+2x1.5mm=58mm式中D