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1、
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
2010 —2011 學(xué)年第 1 學(xué)期
機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)院(系、部) 材料成型及控制工程 專業(yè) 材料072 班級(jí)
課程名稱: 沖壓模具與裝備
設(shè)計(jì)題目: “墊板”零件沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
完成期限:自2011年 1 月 3 日至 2011 年 1 月 18 日共 2 周
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。
2、
三、設(shè)計(jì)工作量
1、制訂沖壓工藝方案,沖壓工藝卡一張
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,并加封面,裝入資料袋中,否則不接受作業(yè)(封面及資料袋統(tǒng)一去教材庫領(lǐng)?。?
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
進(jìn)
度
安
排
起止日期
工作內(nèi)容
2011-1-3~2011-1-5
完成工藝方案
2011-1-5~2011-1-10
完成裝配圖、完成零件圖、
2011-1-10~2011-1-13
完成設(shè)計(jì)說明書
3、
2011-1-18
帶所有課程設(shè)計(jì)資料參加答辯
主
要
參
考
資
料
參考資料:
1、王孝培主編 沖壓設(shè)計(jì)資料 機(jī)械工業(yè)出版社
2、李天佑主編 冷沖模圖冊 機(jī)械工業(yè)出版社
3、王芳主編 冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社
指導(dǎo)教師(簽字): 年 月 日
系(教研室)主任(簽字): 年 月 日
《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)說明書
墊板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)
起止日期: 2011 年 1 月 3 日 至 2011
4、 年 1 月 13 日
學(xué)生姓名
班級(jí)
學(xué)號(hào)
成績
指導(dǎo)教師(簽字)
機(jī)械工程學(xué)院(部)
2011年 1月 13日
課程設(shè)計(jì)說明書
墊片沖壓課程設(shè)計(jì)
學(xué) 院(部):
機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè):
材料成型及控制工程
學(xué) 生 姓 名:
班 級(jí):
學(xué)號(hào)
指導(dǎo)教師姓名:
職稱
5、副教授
職稱
最終評(píng)定成績
2011年 1 月
目錄
一.序言 1
二.沖壓件的工藝性分析 2
2.1材料 2
2.2結(jié)構(gòu)形狀 2
2.3沖裁件的精度、表面粗糙度 2
三、工藝方案的確定 2
四.模具設(shè)計(jì)計(jì)算 3
4.1排樣方式的確定及其計(jì)算 3
4.1.1排樣設(shè)計(jì) 3
4.2.2條料尺寸的確定 3
4.2沖裁間隙 3
4.3 凸凹模刃口尺寸計(jì)算
6、4
4.4沖壓力的計(jì)算 5
4.4.1沖裁力計(jì)算 5
4.4.2卸料力和推料力 5
4.5 確定模具壓力中心 5
五.凹模與凸模的設(shè)計(jì) 5
5.1.凹模設(shè)計(jì) 5
5.1.1凹模厚度H 5
5.1.2凹模長度L 6
5.1.3凹模寬度B 6
5.1.4選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸 6
5.2 沖孔凹模刃口形狀的選擇 6
5.3 凸模的設(shè)計(jì) 6
5.3.1結(jié)構(gòu)選用直通式凸模 6
5.3.2計(jì)算凸模長度 6
六.確定模具的其他裝置 7
七.選擇模架 7
八選擇壓力機(jī) 7
九.模具裝配示意圖 8
十.參考文獻(xiàn) 9
致 謝 9
一.序言
零件沖壓工藝規(guī)程是模具設(shè)計(jì)的依據(jù)
7、,而良好的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又是實(shí)現(xiàn)工藝過程的可靠保證,若沖壓工藝有所改動(dòng),往往會(huì)造成模具的返工,甚至報(bào)廢,沖裁同樣的零件,通常可以采用幾種不同方法,工藝過程設(shè)計(jì)的核心就是依據(jù)技術(shù)上先進(jìn),經(jīng)濟(jì)上合理,生產(chǎn)上高效,使用上安全可靠的原則,使零件的生產(chǎn)在保證符合零件的各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下達(dá)到最佳的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。
設(shè)計(jì)沖壓工藝過程要從分析產(chǎn)品的零件圖入手,分析零件圖包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面:
(1)沖壓加工方法的經(jīng)濟(jì)性分析
沖壓加工方法是一種先進(jìn)的工藝方法,因其生產(chǎn)率高,材料利用率高,操作簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)而廣泛使用,由于模具費(fèi)用高,生產(chǎn)批量的大小對(duì)沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用。批量越大,沖壓加
8、工的單件成本就越低,批量小時(shí),沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯,這時(shí)采用其他方法制作該零件可能會(huì)更有效果。
(2)沖壓件的工藝性分析
沖壓件的工藝性是指該零件在沖壓加工中的難易程度,在技術(shù)方面,主要分析該零件的形狀特點(diǎn),尺寸大小,精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求,良好的工藝性應(yīng)保證材料消耗少,工序數(shù)目少,模具結(jié)構(gòu)簡單,而且壽命長產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,操作簡單,方便等。
不論沖壓件的幾何形狀和尺寸大小如何,其生產(chǎn)過程一般都是從原材料剪切下料開始,經(jīng)過各種沖壓工序和其他必要的輔助工序加工出圖紙所要求的零件。對(duì)于某些組合沖壓件或精度要求較高的沖壓件,還需要經(jīng)過切削焊接或鉚接等加工才能完成。
本
9、設(shè)計(jì)是一個(gè)沖裁件,各要求和尺寸如下圖所示:
名稱:墊 板
生產(chǎn)批量:大批量
材料:
材料厚度:0.5
要求設(shè)計(jì)此工件的沖裁模。
二.沖壓件的工藝性分析
2.1材料
為了生產(chǎn)高質(zhì)量沖壓制件,必須正確選用合適的沖壓材料。但實(shí)際上,沖壓用材料往往是根據(jù)其使用性能及其生產(chǎn)綱領(lǐng)所選定的,這時(shí),則要求沖壓工藝方案和模具結(jié)構(gòu)必須與選定材料相適應(yīng)。因此,必須深入了解所用沖壓材料的成形性能,才能正確制定沖壓工藝方案并合理設(shè)計(jì)制造相應(yīng)的沖壓模具。
即代表這種鋼的屈服強(qiáng)度為,是一種普通碳素鋼,能夠保證力學(xué)性能。
2.2結(jié)構(gòu)形狀
1.該沖裁件結(jié)構(gòu)對(duì)稱、簡單,由圓弧組成的,無懸臂。
2.圓形孔
10、直徑,符合要求。
3.孔間距與孔邊距,在模具強(qiáng)度和沖裁件質(zhì)量的限制范圍之內(nèi)。
2.3沖裁件的精度、表面粗糙度
沖裁件的精度一般可分為精密級(jí)與經(jīng)濟(jì)級(jí)兩類。精密級(jí)是指沖壓工藝在技術(shù)上所允許的最高精度;而經(jīng)濟(jì)級(jí)是指模具達(dá)到最大許可磨損時(shí),其所完成的沖壓加工在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)而在經(jīng)濟(jì)上有最合理的精度。為降低沖壓成本,獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,再不影響沖裁件使用要求的前提下,應(yīng)盡可能采用經(jīng)濟(jì)精度。
由于零件圖上所有尺寸均未標(biāo)注公差,屬于自由尺寸,可按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差。查附錄第8頁得各尺寸公差為:、、
沖裁面的表面粗糙度
三、工藝方案的確定
在工藝分析的基礎(chǔ)上,擬定出可能的沖裁方案,
11、如下:
1:落料-沖孔單件復(fù)合沖壓;
2:落料-沖孔組合工序沖壓;
3:先落料,后沖孔,采用單工序模分兩次加工
方案一:采用復(fù)合模生產(chǎn),在一副模具當(dāng)中,同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序,精度相比單工序模更高,且效率也高,但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,模具成本較高,安全性也較差。
方案二:采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn),生產(chǎn)效率高,在一套模具中完成兩次工序,兩次定位在一套模具中,精度高。
方案三模具結(jié)構(gòu)簡單,但需兩道工序兩副模具,成本高而生產(chǎn)效率低,難以滿足顧客的要求,而且工件的累積誤差大,操作不方便。由于該工件大批量生產(chǎn),所以方案一和方案二更具優(yōu)越性。
根據(jù)工件特點(diǎn),其形狀簡單,尺寸較小,大批量生產(chǎn)等多方面的因素,
12、進(jìn)行全面的分析研究,比較其綜合的經(jīng)濟(jì)效果,適宜采用第二種方案。
四.模具設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1排樣方式的確定及其計(jì)算
4.1.1排樣設(shè)計(jì)
根據(jù)已確定的沖裁工藝方案和模具類型,考慮到工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn),排樣方案設(shè)計(jì)為少廢料單排,如下圖所示:
4.2.2條料尺寸的確定
根據(jù)排樣圖,計(jì)算條料寬度B
由于采用有側(cè)刃定距裝置,:
條料寬度
n側(cè)刃數(shù)取2,側(cè)刃沖切料邊寬度取1.5mm,z取3mm,a為1mm
y沖壓后的條料寬度與導(dǎo)料板間距取0.2mm,Δ=0.15mm,
導(dǎo)料板間的距離
4.2沖裁間隙
沖裁間隙是指沖裁模的凸模和凹模刃口之間的尺寸之差。單邊間隙用C表示,雙邊間隙用
13、Z表示。
沖裁間隙值的大小對(duì)沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力和卸料力的影響很大,是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要因素。因此設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇一個(gè)合理的間隙,考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損,生產(chǎn)中通常是選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙,這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙,最大值稱為最大合理間隙 ,由于模具在使用過程中會(huì)逐步磨損,設(shè)計(jì)和制造新模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙。
圖4-2
4.3 凸凹模刃口尺寸計(jì)算
由文獻(xiàn)2表2-21查得:=0.040mm =0.060mm
-=(0.060-0.040)=0.020mm
由文獻(xiàn)1表3-5查得:落料的系數(shù)K取0.5,沖孔
由于沖裁件有落料,沖
14、孔,所以:
落料凹模的實(shí)際尺寸計(jì)算如下:
沖孔凸模的實(shí)際尺寸計(jì)算如下:
落料凸模的基本尺寸與凹模相同,是28.74mm,沖孔凹模的基本尺寸與凸模相同,分別是4.65mm,6.125mm,不必標(biāo)準(zhǔn)公差,但要注明以0.35~0.050mm的雙面間隙與落了凹模,沖孔凸模匹配。落料凸凹模,沖孔凸凹模尺寸如下圖所示:
4.4沖壓力的計(jì)算
4.4.1沖裁力計(jì)算
由公式3-24沖裁力,普通平刃沖裁模取K=1.3
查附錄
F=1.3[(4.5+23)3.14+2(39.5423+8.8030)]0.5100N
=10.113KN
4.4.2卸料力和推料力
由公式卸料力
15、:
由公式推料力:
由文獻(xiàn)1表3-11查得:
所以
4.5 確定模具壓力中心
顯然本制件壓力中心在最中間。
五.凹模與凸模的設(shè)計(jì)
5.1.凹模設(shè)計(jì)
5.1.1凹模厚度H
由公式3-46得 (不小于8mm)
查表3-15凹模厚度系數(shù)K=0.3,則:
5.1.2凹模長度L
由公式3-48得:
由文獻(xiàn)1表3-14查凹模孔壁到邊緣的距離:
5.1.3凹模寬度B
由公式3-47得:,根據(jù)被沖材料較薄取系數(shù)為3。
5.1.4選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸
根據(jù)凹模尺寸計(jì)算,取凹模標(biāo)準(zhǔn)尺寸為125mm80mm20mm。
5.2 沖孔凹模刃口形狀的選擇
16、
5.3 凸模的設(shè)計(jì)
5.3.1結(jié)構(gòu)選用直通式凸模
5.3.2計(jì)算凸模長度
式中:-凸模固定板厚度(mm) -卸料板厚度(mm) -導(dǎo)料板厚度(mm)
則:L=15+16+4+20=55mm
六.確定模具的其他裝置
1、墊板的厚度,厚度取8mm。
2、凸模固定板的厚度:
凸模固定板的厚度?。?5mm。
卸料板的長和寬的尺寸取與凹模相同的尺寸,厚度?。?6mm。
導(dǎo)料板厚度取4mm。
3、 取橡膠的高度
七.選擇模架
根據(jù)凹模尺寸的確定,選取對(duì)角導(dǎo)柱模架,查文獻(xiàn)2表10-28得模架的參數(shù)如下表(mm):
模架
L=125
閉合
17、高度
B=80
上模座
1258025
導(dǎo)柱
下模座
1258030
導(dǎo)套
八選擇壓力機(jī)
查附錄初選壓力機(jī)為開式雙柱可傾壓力機(jī),型號(hào)規(guī)格為:J23-10,壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)如下:
公稱壓力
100KN
封閉高度調(diào)節(jié)量
50mm
滑塊行程
60mm
滑塊中心到床身距離
120mm
滑塊行程次數(shù)
135(次/min)
立柱間距離
180mm
最大封閉高度
180mm
傾斜角
30
工作臺(tái)尺寸
前后
240mm
工作臺(tái)孔尺寸
前后
90mm
左右
360mm
左右
180mm
模柄孔尺寸
直徑
30mm
直徑
1
18、30mm
深度
50mm
工作臺(tái)板厚度
50mm
九.模具裝配示意圖
十.參考文獻(xiàn)
[1] 翁其金,徐新成.沖壓工藝及課程設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社,2004,7
[2] 付建軍.模具制造工藝 北京 機(jī)械工業(yè)出版社,2004,8
[3] 付學(xué)林.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 長沙 湖南大學(xué)出版社,2009,7
[4] 何忠保. 典型零件模具圖冊 北京 機(jī)械工業(yè)出版社,2000.11
致 謝
沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)是我們很重要的一門專業(yè)課程,做
19、課程設(shè)計(jì)的時(shí)候,必須用很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度仔細(xì)的做好每個(gè)細(xì)節(jié)。兩周的課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了許多新的知識(shí)。
沖壓模具的設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性和實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科,在做課程設(shè)計(jì)必須要理論聯(lián)系實(shí)際,綜合運(yùn)用相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)。這次設(shè)計(jì)強(qiáng)化了我們對(duì)以前知識(shí)的記憶和熟悉。
在課程設(shè)計(jì)階段,我們遇到了很多不懂的地方和難題。有很多的知識(shí)點(diǎn)印象模糊,很多東西不會(huì)做。在我們的努力下,終于完成了這次課程設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多東西,對(duì)以前的知識(shí)也有了一個(gè)系統(tǒng)的回顧。
感謝一直為我們解決課程設(shè)計(jì)中遇到難題的指導(dǎo)老師以及我的同學(xué)。有許多的知識(shí)點(diǎn)和圖形細(xì)節(jié)是在他們的提醒下才想起和發(fā)現(xiàn)的,沒有老師的指點(diǎn)和同學(xué)的提醒,這次課程設(shè)計(jì)將會(huì)出現(xiàn)許多錯(cuò)誤。最后再次感謝老師!
學(xué)生簽名:
日 期:2011-1-13