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1 課程設(shè)計 油杯沖壓模具設(shè)計 學(xué) 院 專 業(yè) 年級班級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 年 月 2 任務(wù)書 題目名稱 油杯沖壓工藝及模具設(shè)計 學(xué)生學(xué)院 專業(yè)班級 姓 名 學(xué) 號 一 課程設(shè)計的內(nèi)容 根據(jù)給定的沖壓零件圖進行產(chǎn)品的沖壓工藝分析和比較 制定合理的沖壓 工藝方案 進行有關(guān)工藝計算 確定沖壓模具的類型和結(jié)構(gòu) 選擇沖壓設(shè)備 繪制模具的裝配圖及零件圖 編制沖壓工藝卡 并撰寫設(shè)計說明書 二 課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù) 1 課程設(shè)計時間共 2 周 按時獨立完成課程設(shè)計任務(wù) 符合學(xué)校對課程設(shè) 計的規(guī)范化要求 2 繪制所設(shè)計模具的裝配圖和非標(biāo)件零件圖 圖紙整潔 布局合理 圖樣 和標(biāo)注符合國家標(biāo)準(zhǔn) 3 編制沖壓工藝卡 撰寫設(shè)計計算說明書 約 20 頁 要求公式使用準(zhǔn) 確 計算正確 語言流暢 書寫工整 插圖清晰整齊 4 設(shè)計說明書與圖紙按學(xué)校規(guī)定裝訂成冊 三 課程設(shè)計應(yīng)完成的工作 1 沖壓工藝設(shè)計 包括分析零件的沖壓工藝性 擬訂沖壓件的工藝方案 確定合理的排樣形式 裁板方法 并計算材料的利用率 確定模具結(jié)構(gòu) 及尺寸等 2 根據(jù)總沖壓力及考慮模具的結(jié)構(gòu)尺寸選擇成形設(shè)備的型號 3 模具結(jié)構(gòu)及其零部件設(shè)計 設(shè)計一道工序的沖模 繪制沖模總裝配圖及 主要零件圖 4 沖壓工藝過程卡片 5 設(shè)計計算說明書 3 四 課程設(shè)計進程安排 序號 設(shè)計各階段內(nèi)容 地點 起止日期 1 布置題目 工藝分析與工藝計算 教 2 317 6 13 6 16 2 工藝方案比較與模具結(jié)構(gòu)草圖 教 2 317 6 16 6 18 3 繪制模具總裝配圖 教 2 317 6 19 4 繪制零件圖 編沖壓工藝卡 教 2 317 6 20 6 21 5 編寫設(shè)計說明書 教 2 317 6 22 6 答辯 提交所有資料 教 2 317 6 23 6 24 五 應(yīng)收集的資料及主要參考文獻 1 自編 沖壓工藝及模具設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書 M 廣東工業(yè)大學(xué) 2011 2 自編 沖模圖冊 M 廣東工業(yè)大學(xué) 2011 3 姜奎華主編 沖壓工藝與模具設(shè)計 M 北京 機械工業(yè)出版社 1999 4 李志剛主編 中國模具設(shè)計大典 M 南昌 江西科學(xué)技術(shù)出版社 2003 5 羅益旋主編 最新沖壓新工藝新技術(shù)及模具設(shè)計實用手冊 M 長春 吉林出 版發(fā)行集團 2004 6 肖景容 姜奎華主編 沖壓工藝學(xué) M 北京 機械工業(yè)出版社 2000 7 郝濱海編著 沖壓模具簡明設(shè)計手冊 第二版 M 北京 化工工業(yè)出版社 2009 發(fā)出任務(wù)書日期 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名 計劃完成日期 年 月 日 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章 主管院長簽章 4 目錄 課程設(shè)計任務(wù)書 1 引言 4 工藝分析 5 工藝方案的確定 9 必要的尺寸計算 9 主要零部件設(shè)計 16 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸計算 18 沖壓設(shè)備的選用 20 模具零件的加工 21 模具的裝配 22 結(jié)束語 22 參考文獻 23 附錄 1 工藝卡 附錄 2 產(chǎn)品圖 附錄 3 裝配圖 附錄 4 零件圖 5 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 一 引言 1 引言 當(dāng)前 我國工業(yè)生產(chǎn)的特點是產(chǎn)品品種多 更新快和市場競 爭激烈 在這種情況下 用戶對模具制造的要求是交貨期短 精 度高 質(zhì)理好 價格低 因此 模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢是非常明 顯的 1 模具產(chǎn)品將日趨高精度化 大型化 復(fù)雜化 模具產(chǎn)品形成規(guī)模越來越大的部分 和生產(chǎn)要求由于多腔模 具效率高 塑料模具已達到幾百模具模腔大 隨著零件微型化 以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求 如多工位復(fù)合模行業(yè)數(shù)字的增加 提 高步進精度 精密模具的精度已從 5 米提高到 2 3 米 在未來 在小于 1 m 的一些制造精度公差要求 這就要求開發(fā)的超精密加 工 2 多功能復(fù)合模具將進一步發(fā)展 新型多功能復(fù)合材料在多工位復(fù)合模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 一套多功能模具除了沖壓件 也可以進行換位 層壓 攻絲 鉚 接 鎖緊等組裝任務(wù) 通過這樣的模具生產(chǎn)出來的不再是單個零 件 但是大部分的組件 如與軸承零件的接觸 各種小型汽車 電氣和儀表的核心部件 3 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛 在模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用 不僅可以縮短模具制造周期 而且能 提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本 因此 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必 將更加廣泛 因此 制定統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn) 并嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn) 其次 要逐步形成規(guī)模生產(chǎn) 提高質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)件 降低成本 再 次是要進一步提高標(biāo)準(zhǔn) 建立和完善營銷網(wǎng)絡(luò) 確保準(zhǔn)時交貨 沖壓是靠壓力機和模具對板材 帶材 管材和型材施加力 產(chǎn)生塑性變形或分離 從而獲得所需形狀和尺寸的工件 沖壓 成形工藝 沖壓和鍛造是塑性加工 或壓力加工 合稱鍛壓 沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋鋼板及鋼帶 6 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 二 零件的沖 壓工藝分析 2 本設(shè)計的工件形狀簡單 尺寸比較小的工件 尤其材料比較薄 外形落料及拉深工序所能達到精度為 IT14 工件無尖角 凹陷等其他的突變 其外形尺寸精度無特別要求 可認為該工件 的精度要求能夠在沖壓加工中得到保證 工件信息如下 圖 2 1 工件圖 工件圖 如圖 1 1 所示 名稱 油杯 材料 Ly12 板厚 0 5 毫米 7 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 2 1 零件材料的分析 油杯的材料是常用的 LY12 它力學(xué)性能如下 320Mpa b 460Mpa s 340Mpa 2 2 工件沖壓工藝性的分析 單工序拉深模的毛坯是單個的 級進模的坯料則是條料 為 了拉深計算的需要 級進模的拉深也要像單個毛坯一樣計算毛坯 直徑 計算毛坯直徑是根據(jù)拉深成形以后 工件的表面積與毛坯 面積相等的原理 進行毛坯直徑的計算 坯料尺寸計算 8 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 圖 2 2 工件圖 根據(jù)拉深件尺寸 修邊余量 2 0 其零件高度為 H 49 5mm d 24 5mm d4m 凸 120 52 rRxtm 根據(jù)公式 如下圖代入數(shù)據(jù) 2 4 5491 724 5 81 3 圖 2 3 毛坯圖 判斷能否一次拉成 總的拉深因數(shù) 工件的相對高度 由于 t D10 5 8310 6 查得有凸緣的圓筒件第一次拉深的最小拉深因數(shù)為 24 5 8130 mdD 總h9 1 47m 21214 7 6DdHdrr 凸 d425凸 9 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 由于 m 總 1 5H 油杯模具凹模板邊長 L b 1 2c 油杯模具凹模板邊寬 B b 2 2c 式中 b 1 油杯的橫向外形尺寸的最大值 b2 油杯的縱向外形尺寸的最大值 K 系數(shù) 考慮坯料厚度的影響 查表5 1 查表得 K 0 3 根據(jù)公式可計算落料凹模板的尺寸 凹模厚度 H Kb2 0 3 81 3 24 39 毫米 根據(jù)公式可計算凹模邊壁厚 c 1 5H 1 5 24 39 36 585 毫米 通過實際情況 我們凹模厚度選擇為30 邊的壁厚選擇為37 毫米 由于是拉深模 拉深件的高度對于凹模的厚度也有很大的影 響 選擇的時候要充分的結(jié)合油杯的高度 最終確定凹模的尺寸 17 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 五 落料沖孔 復(fù)合模主要零 部件設(shè)計 選用圓形凹模取 D H 160毫米 42毫米 凹模結(jié)構(gòu)如 圖5 1所示 圖 5 1 落料凹模尺寸 2 確定拉深凸模與凹模的外形尺寸 設(shè)計步驟 凸模固定板通過螺釘和圓柱銷與下模座固定 根據(jù) 刃口尺寸凸模尺寸 出料裝置和安裝要求確定固定 凸模的材料 選用 工作部分熱處理淬硬 12Cr58 62HRC 18 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 圖5 2 拉伸凸模 沖壓復(fù)合模的主要工作零件 落料拉深沖孔三道工序 對模 具的上凸凹模和下凸凹模 凸模和凹模的沖裁模具 通過上固定 板固定在上模座上 用螺釘固定有圓柱銷 定位 沖壓模具和沖 頭的拉伸下凸模和凹模 并在時間為拉深凸模和落料模一樣 靠 下固定板固定在下模座 上 下凸凹模的結(jié)構(gòu)圖分別如圖 5 2 和 5 3 所示 19 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 六 落料拉深 復(fù)合模的其他 零件結(jié)構(gòu)尺寸 設(shè)計計算 七 落料拉 深工序模具 整體結(jié)構(gòu)的 說明和確定 圖5 3 落料拉深凸凹模 6 有關(guān)模具的設(shè)計計算 模具采用倒裝式 模座下的緩沖器兼作壓邊與頂件 緩沖器 可以外購 無需設(shè)計 另外還需要固定卸料裝置 這種結(jié)構(gòu)的優(yōu) 點是操作方便 結(jié)構(gòu)簡單 卸料力比較大 結(jié)合本次設(shè)計綜合考 慮 采用固定卸料板 模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架 這種模架的導(dǎo)柱在中間愛你位置 安裝方便 易于加工 以凹模板周界為依據(jù) 選擇模架規(guī)格為 mm 160 導(dǎo)柱 d mm L mm 分別為 28 210 導(dǎo)套 d mm L mm D mm 分別為 28 90 42 上模座厚度 H 上模 40mm 上墊板厚度 H 上墊 10mm 上模固定板厚度 H 固定 150mm 凹模板厚度 H 凹模板 42mm 下模座厚度 H 下模 50mm 卸料板厚度 H 卸料 105mm 下模固定板厚度 H 下固 15mm 所謂的模具的閉合高度 H 是指模具在最低工作位置時 上下 模座之間的距離 它應(yīng)與壓力機的裝模高度相適應(yīng) 模具的實際閉合高度 一般為 H 模 上 模 板 厚 度 上 墊 板 厚 度 凹 模 厚 度 下 模 固 定 板 的 厚 度下 模 板 厚 度 沖 頭 進 入 凹 模 深 度 20 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 該副模具使用上墊板厚度為 10 毫米 上模固定板厚度為 30 毫 米 如果沖頭 凸凹模 的長度設(shè)計為 117 毫米 凹模 落料凹 模 設(shè)計為 90 毫米 中間間隙高度為 20 下模固定板厚度 30 毫 米 沖頭進入凹模的深度為 30 毫米 則閉合高度為 28mH 模 7 2 定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料 控制條料的送進步距和導(dǎo)向采用 擋料銷實現(xiàn) 擋料銷 d 8mm 7 3 卸料 出件方式的選擇 根據(jù)模具沖裁的運動特點以及考慮材料的厚度 該模具采用剛 彈性卸料方式比較方便 7 6 凸模的固定 拉深凸模采用臺階式凸模 凸臺鑲嵌在凸模固定板上 而凸 模固定板用螺釘緊固在下模座上 7 7 落料凹模的固定 凹模 凸模固定板及墊板以及下模座用螺釘緊固 7 8 凸凹模的緊固 因為凸凹模兩端都設(shè)計成臺階式固定于凹凸模固定板上 可 查 冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo) 表8 8和8 9 8 落料拉深復(fù)合模設(shè)備的選用 為保證工作的正常安全使用選擇以下公稱壓力較大的 JH23 25 開 式壓力機 該壓力機參數(shù)見表 9 1 1 21 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 八 設(shè)備的 選用 型號 J23 25 公稱壓力 KN 250 滑塊行程 毫米 60 最大閉合高度 毫米 270 閉合高度調(diào)節(jié) 毫米 60 工作臺板厚度 毫米 60 模具的閉合高度 H 模具應(yīng)介于壓力機的最大裝模高度 Hmax 與最小 裝模高度 Hmin 之間 否則就不能保證下常的安裝與工作 其關(guān)系 為 Hmin 10mm H 模具 Hmax 5mm 若模具的閉合高度 H 模具 Hmax 則該壓力機不能用 若 H 模具 Hmin 則可以加墊板 實際由以上已經(jīng)算得 H 模具 228mm 則滿足 Hmin 10mm H 模具 Hmax 5mm 的要求 9 模具零件的加工 普通零件的加工是按產(chǎn)品零件圖要求全部加工完畢 再進行 總裝 而模具零件的加工有些是不能按模具零件圖全部加工完畢 的 要待部件組裝或整模組裝時修配或配鉆 所以模具零件圖上 的形狀和尺寸是否全部加工出來 還要根據(jù)模具加工的裝配方法 而定 若以凸模凹模為基準(zhǔn)裝配時 零件圖上的導(dǎo)柱孔在零件加 工時就不加工 若以四導(dǎo)柱導(dǎo)套作型腔 凸模相對位置控制基準(zhǔn) 時 則凹模及凸模固定板的導(dǎo)柱孔應(yīng)與凹模或凸模固定板的型孔 在各板之上同時加工出來 使用銑床加工一個零件時 必須先把零件的相關(guān)尺寸 材料 使用刀具 加工參數(shù)確定下來 保證加工能順利完成 同時 設(shè) 計方面也要考慮到加工的難易程度 以減少加工的困難 在加工 模具零件之前要慎重考慮各種細節(jié) 在買回來的模板里 要確定 22 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 九 模具零 件的加工 模板的加工基準(zhǔn) 哪些面是基準(zhǔn)面 這一般在訂購模板時會標(biāo)明 哪幾個面是經(jīng)過打磨 之后就是把加工基準(zhǔn)定下來 當(dāng)然事前必 須準(zhǔn)備好零件圖 根據(jù)零件圖來定位加工方案 如果要用到數(shù)控 編程 就必須把加工原點定出來 定好加工方案后 就可以開始 加工 先把工件裝夾到虎口鉗上 使用銅錘敲擊以使工件被夾緊 然后打表 在打表時要非常小心 當(dāng)表很靠近工件時 不能使用 加速進給 否則很容易碰壞儀器 在校平行度時 最好先來回走 幾遍 觀察大概偏向 然后要小心敲擊工件 使其保持在很小的 偏差范圍就行了 把兩個基準(zhǔn)方向的平行度定好后 就要用分中 器確定原點坐標(biāo) 在設(shè)置坐標(biāo)時要將分中器的半徑算進去 這樣 才能使主軸對應(yīng)工件原點 x y 平面的坐標(biāo)定下來后 就要把刀具 裝到銑床上 使用半徑范圍內(nèi)的夾具把刀具夾緊 裝上道具后就 是確定 z 方向上的原點 一般選擇工件表面為 0 以方便編程 之 后就是加工 如果是選用數(shù)控加工 必須使程序和當(dāng)前銑床的刀 具起點相一致 否則加工位置就會錯誤 同時還要察看刀具路線 是否會超出銑床的工作行程 防止出事故 如果程序沒錯 就可 以傳到數(shù)控銑床運行 不同刀具要使用不同轉(zhuǎn)速 鉆孔要比銑槽 的轉(zhuǎn)速慢 進給速度要根據(jù)觀察來手動調(diào)試 加工時要時刻觀察 走刀情況 同時適當(dāng)加冷卻液及掃除鐵屑 若發(fā)生事故 必須馬 上停止 當(dāng)程序完成后 刀具就會回原點 繼續(xù)做下一工序 10 模具的工作過程 模具工作過程 第一步 送料 依靠卸料板上面的導(dǎo)料銷進行導(dǎo)向 并 靠擋料銷完成定位 第二步 送料完成之后 上模下行 板料首先再凸凹模 和落料凹模的作用下 完成落料 此時落料的工件被夾在凸 凹模和頂塊之間 第三步 上模繼續(xù)下行 工件隨著凸凹模和頂塊一塊下 行 并再凸凹模和拉深凸模 7 的作用下 進行拉深 第四步 上模上行 由卸料裝置完成卸料 工件在頂塊 的作用下上行 留在凸凹模里 然后在推件器的作用下推出 23 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 十 模具的 裝配 凸凹模 取出工件和廢料 11 結(jié)束語 本次設(shè)計的主要內(nèi)容是油杯的二維圖和模具設(shè)計以 在設(shè)計 過程中 我首先運用 AutoCAD 進行二維模型設(shè)計 并對零件模型 進行參數(shù)化設(shè)計 設(shè)計過程中主要包含的內(nèi)容 第一 零件的工藝分析 有尺寸精度的分析 材料的分析和 方案的制定 第二 排樣圖的設(shè)計 和材料利用率的計算以及板料剪裁方 式的選擇 第三 沖壓力的計算和壓力機的選擇 第四 模具刃口的計算 刃口的正確計算和間隙的選擇 可 以降低凸凹模的磨損 間接的提高模具的壽命 第五 根據(jù)設(shè)計分析模具的結(jié)構(gòu) 選擇標(biāo)準(zhǔn)件 從而實現(xiàn)標(biāo) 準(zhǔn)化的設(shè)計 本設(shè)計的優(yōu)點是利用復(fù)合模 提高的模具的生產(chǎn)效率 將多 個模具進行了合并 進而提高了工作效率 節(jié)約了成本 降低了 工作強度 24 項目 設(shè)計及計算過程 計算結(jié)果 十一 結(jié)束 語 十二 參考 文獻 1 沖壓手冊 第二版 機械工業(yè)出版社 1995 2 魏春雷 沖壓工藝與模具設(shè)計 北京理工大學(xué)出版社 2009 8 3 傳寶編 冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計 北京 機械工 業(yè)出版社 1993 4 何健編 防空落料沖孔翻邊成形復(fù)合模 桂林 模具工業(yè) 1992 5 互換性與技術(shù)測量 西安電子科技大學(xué)出版社 2006 6 侯維芝 楊金風(fēng) 模具制造工藝與工裝 高等教育出版社 7 張鼎承等編 沖模設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 1988 8 楊占堯 沖壓模具圖冊 高等教育出版社 9 Wilson F W Die design handbook MaGraw Hill 1990 6 10 許發(fā)樾主編 實用模具設(shè)計與制造手冊 北京 機械工業(yè)出 版社 2001 2 11 姜奎華主編 沖壓工藝與模具設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社 2003 6 12 謝建 杜東福 沖壓工藝及模具設(shè)計技術(shù)問答 上海 上海科 學(xué)技術(shù)出版社 2005 13 王衛(wèi)衛(wèi) 材料成型設(shè)備 機械工業(yè)出版社 2004 14 付宏生 冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計制造 北京 化學(xué)工業(yè)出 版社 2006 25 冷沖壓工藝卡 產(chǎn)品型號 零 部 件名稱 共 頁冷沖壓工 藝卡 片 產(chǎn)品名稱 油杯 零 部 件型號 第 頁 材料牌號及 規(guī)格 材料 技術(shù) 要求 毛坯尺寸 每毛坯可制件數(shù) 毛坯質(zhì)量 輔助材 料 LY12 良好 工序號 工序名 稱 工藝內(nèi)容 加工簡圖 設(shè)備 工 藝 裝 備 工 時 1 下料 毛坯 Q11 3 1200 2 落料拉 深 落料拉深 J23 25 3 二次拉 深 拉深模 J23 25 4 三次拉 深 拉深模 J23 35 26 5 四次拉 深 拉深模 J23 35 6 最終拉 深 拉深模 J23 35 6 檢驗 檢驗入庫 編制 日期 審核 日期 會簽 日期 27 機械加工工藝過程卡 產(chǎn)品型號 零件圖號 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 頂塊 零件名稱 頂件塊 共 1頁 第 1 頁 材料牌號 45 鋼 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 48 5 15 每毛坯可 制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工 時 工序號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè) 備 工藝裝備 準(zhǔn)終 單件 1 粗車 半精 車端面和 外圓表面 粗車 半精車端面至 13 粗車 半精車至 46 5 留余量 倒角 機加工 臥式車床 端面車刀 外6YG6Y 圓車刀 游標(biāo)卡尺 三爪 卡盤 2 熱處理 淬火硬度 HRC85 6機加工 井式熱處理 爐 3 精車端面 和外圓表 面 精車端面至 12 4 精車 45 5 留余量 倒角 機加工 臥式車床 端面車刀 外6Y6Y 圓車刀 游標(biāo)卡尺 三爪 卡盤 4 磨 磨上下端面至 12 并滿足表面粗 糙度要求 磨 45 5 至尺寸及 表面粗糙度要求 機加工 磨床 砂輪 5 檢驗 機加工 設(shè)計 日期 審核 日期 標(biāo)準(zhǔn)化 日期 會簽 日期 描圖 描校 底 圖 號 裝 訂 號 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 20