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1、 南京農業(yè)大學工學院 課程設計 課程名稱： 沖壓工藝及模具設計 姓 名： 郝宇 題目名稱： 拖拉機甩油盤零件模具設計 學 號： 33310228 年 級： 四年級 專 業(yè)： 材控02班 指導教師： 聶信天 夏榮夏 史立新 2013年10月24日 課 程 設 計 任 務 書 一、課題名稱： 拖拉機甩油盤模具設計 二、零件： 二維模型及三維模型 ：

2、材料：A3 料厚：1.2mm 批量：大批量 利用軟件球的表面積 毛坯尺寸 3、 零件成型分析 根據(jù)該零件特點，擬采用兩道工序成型。工序一，通過落料沖孔，成型工件外形和內孔；工序二，通過拉伸成型工件內腔形狀。該模具設計由兩人完成，本人負責落料沖孔工序模具設計，拉伸由小組另外一人完成。 4、 落料沖孔成型零件圖 二維： 三維： 尺寸：外圓:R63mm 內圓：20mm 五、設計要求：1、沖壓工藝卡（A4）。 2、沖模裝配圖（A1/A2）。 3、工作零件圖（三個）（A3/A4）。 4、設計說明書（約15頁）。

3、 目 錄 序言…………………………………………………………………… 1 第一章 零件的工藝性分析………………………………………… 1 1.1 材料……………………………………………………………1 1.2 結構與尺寸……………………………………………………1 1.3 精度……………………………………………………………1 第二章 確定工藝方案……………………………………………… 2 2.1 工序性質與數(shù)量……………………………………………… 2 2.2 工序順序……………………………………………………… 2 第三章 確定模具總體結構…………………………

4、…………………3 3.1工作零件………………………………………………… 3 3.2 定位零件………………………………………………… 4 3.3 卸料、出件……………………………………………… 4 3.4導向零件……………………………………………………4 3.5支撐零件……………………………………………………4 第四章 工藝與設計計算………………………………………………5 4.1 排樣…………………………………………………………… 5 4.2計算沖壓力和壓力中心…………………………………………5 4.3 彈性元件……………………………………………………… 7

5、 第五章 設計零件、繪制總裝配草圖…………………………………8 5.1 工作零件……………………………………………………… 8 5.2模架與其他零件……………………………………………… 9 設計小結……………………………………………………………… 10 沖壓工藝卡………………………………………………………… 19 參考文獻……………………………………………………………… 18 設計小結……………………………………………………………… 19 序 言 沖壓加工在現(xiàn)代加工技術中應用十分普遍。其生產效率高

6、，操作方便，易于實現(xiàn)機械化和自動化；能加工零件尺寸范圍廣，小到鐘擺內部零件大到汽車覆蓋件；無切削，節(jié)省材料，節(jié)約能源，生產成本小。而沖模設計在沖壓加工中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產就難以實現(xiàn)；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝也無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具，沖壓設備與沖壓材料構成沖壓加工的三大要素，只有他們結合才能得出沖壓件。 本次課程設計，本人有幸負責一套沖壓模具設計。該說明書是通過查閱書籍資料，同學合作及老師輔導下完成的。主要介紹了沖裁模的工藝分析、工藝方案的確定、模具總體結構的選擇、工藝與設計計算、零件圖總裝圖尺寸計算及繪制。

7、 第一章 零件的工藝性分析 1.1 材料 A3材料力學性能類似Q235，Q235為普通碳素鋼 σs=235MPa σb=450 MPa 查參考文獻[2]表D2-22 P814 σs/σb=0.52沖壓性能良好 1.2 結構與尺寸 零件形狀規(guī)則，沖孔尺寸與落料外形尺寸相差43mm，其它無極限特征，適合沖裁加工 1.3 精度 查參考文獻[5]2.2.1沖裁件精的度，有關表格。零件外徑公差0.30mm,內徑公差0.10mm。查參考文獻[3]未注公差的尺寸公差 表1-58,1-59，工作零件，126公差取0.63mm,40公差取0.039mm。

8、 第二章 確定工藝方案 2.1 工序性質與數(shù)量 沖孔、落料 2.2 沖裁方案確定 2.2.1沖裁方案 ： 方案一：單工序模：沖孔→落料 方案二：級進模：沖孔-落料 方案三：復合模：沖孔、落料 2.2.2方案卻比較及確定： 方案卻比較 方案一，模具結構較簡單，制造相對比較方便，但是需要兩道工序，兩幅模具，成本相對較高，生產效率較為低下，且更重要的是在第一道工序完成之后，進入到第二道工序必然會增大工件誤差，使得工件精度、質量大打折扣。故而不選用此方案。 方案二，級進模是一種多工位，高效率的加工方法。但級進模輪廓尺寸較大，制造復雜，成本較高。本工序完成的零件外形簡單，綜

9、合成本，并不適合采用級進模，因而也排除此方案。 方案三，只需要一套模具，即能保證很好的精度又能滿足生產效率的要求，模具輪廓尺寸較小，模具的制造成本不高。故此方案完全滿足圖紙要求，相比前兩方案有明顯優(yōu)勢。 方案確定 復合膜最小壁厚1.2-1.5t,零件形狀符合最小壁厚查參考文獻[2]表8-1 P375，故本套模具采用沖孔-落料復合模。 2.2.3 模具結構形式 復合模有兩種結構形式，正裝式復合模和倒裝式復合模.考慮設計方便，采用正裝式。故方案最終確定為，正裝式沖孔-落料復合模。 第三章 確定模具總體結構 3.1工作零件 a.凸模 R5.53孔使用臺階固定，加工經濟 落

10、料凸模選用直通式的結構，可以用線切割加工 凸模長度 L=h1+h2+h4-（1-3） 強度校核 b.凹模 采用整體式的螺釘固定，凹模刃口采用直通式的刃口高度h=6mm 凹模厚度 H=K1K2(＞15) 凹模壁厚 C=（1.5-2）H(≥30-40mm) 3.2定位零件 導料板定邊距,擋料銷定位 3.3 卸料、出件 采用彈性卸料，凸模出件 3.4 導向零件 選用滑動不帶壓板的導柱導套 3.5 支撐零件 1）上下模板 因為零件對稱，受力均衡，左右操作，采用后側上下模板 2）模柄 采用壓入式的模柄 3）固定板 采用臺階和帶錐度的凸模固定板 4）墊板 為

11、防止上模板壓潰，加墊板（10-15mm） 第四章 工藝與設計計算 4.1排樣 a. 排樣方法的確定 根據(jù)工件的形狀，確定采用無廢料排樣的方法是不可能做到的，但能采用有廢料和少廢料的排樣方法。經多次排樣計算決定采用直排法，初畫排樣圖如下圖所示。 b. 確定搭邊值 查參考文獻[2]表3-20，取最小搭邊值： 工件間a1=1.0mm，沿邊a=1.2mm。 c. 確定條料步距 步距：126+1=127mm，寬度：127+1.2+1.2=128.4mm d. 條料的利用率 利用率=S工/S總=3.14R2/（127128.4）=(3.146363)

12、/（127128.4）=76. 42% 4.2計算沖壓力和壓力中心 1）沖裁力（查參考文獻[2]表3-15） F=LTσb=(40π+126×π) ×1.2×450≈281.4KN (L:沖裁件周邊長度 T：材料厚度 σb：抗拉強度) 2） 壓力中心——模具中心 X0== Y0= ∵沖裁以X軸、Y軸對稱 ∴X0=0 Y0=0 3）初定壓機 卸料力Fx=KxF，已知Kx=0.040（查參考文獻[2]公式3-3 P67） 則 Fx=0.040281.4=11.256KN 推件力FT 由FT=nKTF, KT=0.055（查

13、參考文獻[2]公式 3-4 P67） (n===5) 則 FT=50.055281.4=77.385KN P≥（1.1-1.3）F∑ F∑=F+ Fx + FT=281.4+11.256+77.385=370.041KN P≥1.2 F∑=1.2×370.041=444.05KN 4）刃口計算 因零件為異性，采用配合加工比較合理，沖孔以凸模為基準，落料以凹模為基準。因為沖孔、落料為一體，從加工考慮所有的尺寸都標注在凹模上 變大 A凸=(Amax-x△)0△/4 變小 B凸=（Bmin+x△）0-△/4 不變 C凸=(Cmin+0.5△)±△/8 尺寸

14、 基準 磨損 情況 計算公式 刃口計算 126-00.63 凹模 變大 A凹=(Amax-x△)0△/4△/4 A凹 =（126-0.5×0.63） 0△/4=125.685+00.1575 400+0.039 凸模 變小 d凹=(dmin+x△)0-△/4 d凹=（40+0.5×0.039）0-△/4 =40.01950+0.0098 △ ：公差 即上偏差-下偏差 Zmin=0.126參考文獻[1]表1表3-4（沖裁模初始雙面間隙）P35 X=0.5參考文獻[1]表3-5（磨損系數(shù)）P37 4.3彈性元件 橡膠 選擇聚氨酯21

15、個 Fy=Fx/n=11.256/21=0.536KN=536N hy=10%h0 P=1.1 MPa 參考文獻[1]圖3-65P82（10%內橡膠壓縮量與單位壓力） Fy=A×P A= Fy/P=536/1.1=487.2mm2 選圓筒形橡膠，設卸料螺釘直徑8，橡膠孔10 ∵A=（D2-82） ∴D==26.5mm 取D=27mm hx+hm=1+5+t=1+5+0.8=6.8 (hm:取4-10mm) h0===27.2mm 0.5＜h0/D＜1.5 ∵0.5＜27.2/26.5=1.03＜1.5 ∴符合要求 （參考文獻[1]P81-P82有關公式）

16、 第五章 設計零件、繪制總裝配草圖 5.1工作零件 凸凹模長度：L=h1+h2+h4-(1-3) h1:凸模固定板厚度（0.6-0.8）H凹 h2：卸料板厚度（15-30mm） h4：彈性元件的高度+凸模進去凹模的厚度（取6mm） H凹= K1K2=1×1.37×=41.5mm 取40mm 彈性元件高度h=h0×0.9=27.2×0.9=24.48mm 取25mm 凸凹模：L=0.625×40+25+25+6-1=80mm 沖孔凸模 L=凹模+凸模固定板=30+30=60mm (查參考文獻[1]第三章第九節(jié) 二、工作零件部分有關公式)

17、 5.2模架與其他零件 1）模架（查參考文獻[5]表15.2 P418） 凹模尺寸：250×200×30 H閉=上模板+下模板+卸料板+凸模固定板+凸凹模固定板+彈性元件+凹模+料厚 H閉=40+50+25+ 25 +30+ 25+30+1.2=226.2mm 取H閉 230mm 選著模架 LXB 250×160×（200-245） 2）壓機 ∵P≥444.05KN ∴F=1.3P=1.3×444.05=577.265KN ∴初選630KN壓力機 參考文獻[5]表4-32 表 4-33 P106 封閉高度滿足 Hmax-H1-5＞H閉＞Hmin-H1+1

18、0 經計算符合要求。 確定設備J23-63 3） 模柄 壓入式模柄 ∵模柄孔 50×70 上模板厚度為40mm ∴模柄A50×100 JB/T7646.1-1994 工作臺孔230 4）墊板 設 計 小 結 兩周的課程設計時間很快就結束了，此次課程設計的首先感謝老師全程的輔導，然后實習鍛煉了自己上網(wǎng)查閱資料和結合自己的課題實際應用的能力。課程設計的同時還要考慮準備考研，相對來說時間還是比較緊的。 這次實習可以算上對《沖壓工藝與模具設計》該課程實際而充分的應用，書本內容貫穿了整個實習內容；同時，在設計的過程中需要大量查閱沖模工具書、CAD制圖

19、、運用公差與技術測量知識、等課程的知識；這次課程設計是對先修課程的綜合運用，是提高學生綜合能力的全面訓練。 通過此次沖壓模具課程設計，實際應用了課程所學知識。同時，在第一次設計沖壓模具過程中，暴庫了很多的問題，但通過尋求老師指導和同學們之間的交流互助，設計中存在的問題都得到了很好的解決。 沖壓工藝卡 冷沖壓工藝卡片 產品型號 ? 零件名稱 拖拉機甩油盤毛坯 共 頁 產品名稱 ? 零件型號 ? 第 頁 材料技術要求 毛坯尺寸 每條料制件數(shù) 毛坯重 輔助材料 A3 126（外圓）×40（內孔）×1.2 大批量?

20、 ? ? 工序號 工序名稱 工序內容 工序內容工序草圖 設備 檢驗要求 備注 0 下料 剪床上裁板128.4×1.2×- J23-25 ? ? 1 沖孔落料 落料與沖孔復合（外圓126，內孔40單位mm） J23-63 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 編制日期 審核日期 會簽日期 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 更改 文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改 文件號 簽字 日期 參 考 文 獻 [1] 翁其金、徐新成主編. 沖壓工藝與模具設計（第二版）. 機械工業(yè)出版社，2012 [2] 《沖模設計手冊》編寫組. 沖模設計手冊. 機械工業(yè)出版社，1999 [3] 馬朝興主編.沖壓模具簡明設計手冊.化學工業(yè)出版.2009 [4] 鄧明主編.實用模具設計簡明手冊.機械工業(yè)出版社.2005. [5] 郝濱海主編.沖壓模具簡明設計手冊.化學工業(yè)出版社.2004.11.