冷沖模課程設(shè)計(jì)

冷沖模課程設(shè)計(jì),沖模,課程設(shè)計(jì) 冷沖模課程設(shè)計(jì) 系別：機(jī)電工程系班級：模具057班學(xué)號：26姓名：李本躍指導(dǎo)老師：謝暉江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 前 言冷沖模設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)課理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：1.應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識，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。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。3.掌握冷沖模設(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，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等4.希望通過本次冷沖模設(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。由于初學(xué)者水平能力有限，設(shè)計(jì)中難免有不足和錯誤之處，懇請老師、同學(xué)給予批評指正。 李本躍 2006.12 目錄一、沖壓工藝分析4二、確定沖壓工藝方案4三、排樣方案的確定5四、壓力中心的確定6五、計(jì)算沖壓力7六、模具工作部分尺寸計(jì)算9七、凹模尺寸的確定及凸模的設(shè)計(jì)與校核12八、模具其它零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 14九、壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核14十、零件圖15十一、裝配圖18一、 沖壓工藝分析 1. 材料為QBe2具有良好的沖裁性能適合沖裁2.精度等級：IT11級。利用普通沖裁可以實(shí)現(xiàn)要求。3.結(jié)構(gòu)尺寸：結(jié)構(gòu)簡單、形狀對稱，水平兩圓圓心距為12.50.1。豎直兩圓其圓心距為120.05,制件底部寬為470.15,上部寬為24.50.1,4個圓的直徑為三段圓弧半徑分別為R47.5、R44.2、R68其余為注公差屬于自由尺寸。結(jié)論：此制件適合沖裁。 二、確定沖壓工藝方案 該制件包括落料和沖孔兩道工序，可以有以下三種方案： 方案一：先落料后沖孔，采用單工序模生產(chǎn) 方案二：沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn) 方案三：沖孔-落料復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn) 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但因該零件有落料、沖孔兩道工序，需要2套模具，且需要進(jìn)行兩次定位，帶來定位累計(jì)誤差，導(dǎo)致孔的位置精度不高，而且生產(chǎn)效率低，不適合大批量生產(chǎn)。方案二只需一套模具，生產(chǎn)效率高，而且能夠?qū)崿F(xiàn)自動化送料，但零件的沖壓精度稍差，欲要保證沖壓形狀精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷。方案三也只要一套模具，生產(chǎn)效率也很高，雖然模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但沖壓的形狀精度容易得到保證，而且該制件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不十分困難。通過以上三種方案的分析：用級進(jìn)模和復(fù)合模都能生產(chǎn)但由于該制件形狀精度要求較高，故可優(yōu)先采用復(fù)合模生產(chǎn)，又經(jīng)過計(jì)算得知該制件的最小壁厚不能滿足倒裝復(fù)合模的條件而能滿足正裝復(fù)合模的條件。故采用正裝復(fù)合模生產(chǎn)。結(jié)論：采用正裝復(fù)合模生產(chǎn)。三、排樣方案的確定1.查沖壓手冊得其側(cè)搭邊值 a=1.2mm 工件間搭邊值 a1=1.0mm 由CAD畫圖并量的頭部搭邊值為1.62mm。 2.計(jì)算料寬和步距 料寬：B0-=（Dmax+2a）0- =(47.15+21.2) 0-（由表3-8查得） =49.550-0.5將該值圓整得：B0-=此時(shí)，側(cè)搭邊值 a=1.425mm 工件間 a1=1.0mm步距：A=30.18+1.62=31.8mm3.排樣圖如下： 4.材料的利用率 由CAD求得該零件的面積S=591mm2計(jì)算一個步距的利用率： =37.16%查表可知：可利用9001000的板塊沖裁制件。(1)縱裁:可裁18張條料（501000）。一張條料可沖39個制件。 條料的利用率: 板料的利用率: 式中 n沖裁出的制件數(shù) n1裁出的條料數(shù) s一個制件的面積 (2)橫裁:可裁20張條料（50900）一張條料可沖35個制件。 條料的利用率: 板料的利用率: 式中 n沖裁出的制件數(shù) n1裁出的條料數(shù) s一個制件的面積經(jīng)過比較將板料縱裁總的利用率較高，故縱裁是該板料的最佳裁剪方案。四、壓力中心的確定1.把坐標(biāo)原點(diǎn)建立在四個小圓的對稱中心線上，使四個小圓的對軸的力矩之和為零。壓力中心圖如下圖所示：2.每一個凸模刃口周長及壓力中心坐標(biāo)，計(jì)算結(jié)果列于表1-1中。 表1-1沖裁輪廓周長L/mm各凸模壓力中心坐標(biāo)xyL1=24.6+22.52+11.42+2.82+47.8=145.80-5.26L2=4d=43.145=62.800合計(jì)：145.8+62.8=208.60-3.683.由表1-1中的數(shù)據(jù)計(jì)算出沖模的壓力中心坐標(biāo)。 =0 =-3.68 五、計(jì)算沖壓力查沖壓手冊得該材料的抗剪強(qiáng)度=511Mpa刃口磨損安全系數(shù)Kp=1.3卸料系數(shù) K卸=0.05頂件系數(shù) K頂=0.06落料力F落=1.3Lt=1.345.821.551=145.3KN沖孔力F沖=41.3dt=41.33.1451.5511=62.58KN沖裁力 F沖裁=F落+F沖=145.3+62.58=207.88KN卸料力F卸=K卸F落=0.05145.3=7.27KN頂件力F頂=K頂F沖裁=0.06207.88=12.41KN該落料沖孔復(fù)合模采用正裝結(jié)構(gòu)及彈壓卸料和上出件方式。故總的沖壓力為：F總=F落+F沖+F卸+F頂=145.3+62.58+7.27+12.41=226.16KN壓力機(jī)確定：P=1.1F總=1.1226.16=248.776KN故初選公稱壓力為250KN的開式雙柱可傾J23-25型號壓力機(jī)。該壓力機(jī)參數(shù)如下：滑塊行程/mm65工作臺尺寸前后370左右560滑塊行程次數(shù)(次/min)55工作臺孔尺寸前后200直徑260左右290最大封閉高度/mm270墊板尺寸厚度50直徑封閉高度調(diào)節(jié)量/mm65模柄孔尺寸直徑40深度60滑塊中心線至床身距離200滑塊底面尺寸前后左右立柱距離270床身最大可傾角30六、模具工作部分尺寸的計(jì)算凸模和凹模采用分別加工法制造。該制件外形由落料獲得。、12.50.1、120.05由沖孔同時(shí)獲得。查表3-32（冷沖模設(shè)計(jì)）得=0.09mm =0.12mm則 Zmax-Zmin =0.03mm凸、凹模分別按IT6級和IT7級加工制造：1、沖孔：4為孔類尺寸，經(jīng)查公差表知公差為IT11級，取x=0.75凸、凹模分別按IT6和IT7級加工制造，查表得 （本書中的、均有機(jī)械制圖附表22查得）= =校核：Zmax-Zmin0.008+0.012=0.020.03（不滿足間隙公差條件）故由計(jì)算得：=0.40.03=0.012=0.60.03=0.018故 DA1= DT1=：DA2=DT2=校核：0.025+0.02=0.0450.03 (不滿足間隙公差條件)，故由計(jì)算得： =0.40.03=0.012=0.60.03=0.018故 DA2= DT2= ：DA3=DT3=校核：Zmax-Zmin0.03+0.019=0.0220.03(不滿足間隙公差條件)故由計(jì)算得： =0.40.03=0.012=0.60.03=0.018故 DA4= DT4=：DA5=DT5=校核：Zmax-Zmin 0.025+0.016=0.0410.03(不滿足間隙公差條件)故由計(jì)算得：=0.40.03=0.012=0.60.03=0.018故DA5= DT5=：DA6=DT6=校核：Zmax-Zmin 0.01+0.006=0.1060.03(滿足間隙公差條件)故 DA6= DT6=：DA7=DT7=校核：Zmax-Zmin 0.012+0.008=0.020.03(滿足間隙公差條件)故 DA7= DT7=：DA8=DT8=校核：Zmax-Zmin 0.01+0.006=0.0160.03(滿足間隙公差條件)故 DA8= DT8=七、凹模外形尺寸的確定及凸模的設(shè)計(jì)與校核1.凹模設(shè)計(jì)：(1)凹模厚度：H=kb（15mm）, b凹模刃口的最大尺寸，單位mmK系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查表3-15（冷沖模設(shè)計(jì)）k=0.350.5，取k=0.5故H=kb=0.547.15=23.5mm 圓整得H=24mm(2)凹模壁厚：C=（1.52）H=1.524=36mm (3)凹模外形尺寸：L=b+2c=47.15+236=119.15mm B=b1+2c=30.18+236=102.18mm根據(jù)查表得凹模周界：L=125 B=125 故凹模的外形尺寸為：12512524。(4)凹模材料，因?yàn)榘寄Ｈ锌诓捎弥北谑?。忍口高度H=6mm。又具有鋒利的刃口和刃口有高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力，所以凹模應(yīng)有高的硬度和適應(yīng)的韌性，故選TA8。凹模刃口部分進(jìn)行熱處理。2.凸模設(shè)計(jì)：(1)凸模長度計(jì)算：采用彈壓卸料板則：式中： L凸模長度，單位mmh1凸模固定板厚度，單位mmh2卸料板厚度，單位mmt材料厚度，單位mm h增加長度，它包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度（0.51）mm，凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取1020mm，取h=16mm(2)凸模材料，選用TA8,淬火后硬度（HRC達(dá)5862）.采用鉚接固定。其許用抗壓強(qiáng)度為1300Mpa.3.凸模的強(qiáng)度與剛度的校核(1)承壓能力的校核凸模承壓能力按下式校核：式中： 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，對于T8A；T10A；Cr12MoV;GCr15等工具鋼，淬火硬度為5862HRC時(shí)，可取確定T8A為凸模材料采用階梯式凸模以保證強(qiáng)度足夠。(2)凸模失穩(wěn)定彎曲應(yīng)力的校核凸模不發(fā)生縱向彎曲的最大長度：式中： E凸模材料的彈性模量，對于模具鋼，E=d凸模工作刃口的直徑，單位mmn安全系數(shù)，淬火鋼n=23 把上述的可得出圓形截面的凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的極限長度為: 長度滿足要求。八、模具其它零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.凸模固定板的設(shè)計(jì)外形尺寸取和凹模外形一樣的尺寸，其厚度取凹模厚度的0.60.8倍，既H1=（0.60.8）H。算得H1=12.419.2取H1=15mm。即凸模固定板的外形尺寸為:12512515。2.卸料板的設(shè)計(jì)材料選用Q235鋼，長和寬的尺寸取與凸模固定板相同的尺寸,厚度大約比凸模固定板的厚度小2mm取13mm。3.墊板的設(shè)計(jì)材料選用Q235鋼，長和寬的尺寸凹模尺寸相同。墊板的厚度取凸模固定板厚度的0.4倍即厚度H2=6mm。則外形尺寸為：1251256。4.橡膠的選用卸料橡膠的自由的高度：根據(jù)工件材料厚度為1.5mm。沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模深度為1mm?？紤]模具維修時(shí)刃磨留量2mm。模具開啟時(shí)卸料板高出凸模1mm。則總的工作行程h工件=5.5mm橡膠的自由高度：h自由=18.522mm取h自由=20mm模具在組裝時(shí)橡膠的預(yù)壓量為： h預(yù)=（10%15%）h自由=23mm取h預(yù)=3mm。由此可知模具中安裝橡膠的空間高度尺寸為17mm。5.導(dǎo)料銷： 直徑為4,長度為6mm,并位于條料的左側(cè),導(dǎo)料銷材料采用45號鋼,淬火處理,硬度為45 HRC。6.擋料銷： 它是用來控制送料步距的.選用固定鉤頭擋料銷，其材料選用45號鋼。采用淬火處理,硬度為45 HRC。與凹模的配合為H7/m6。7.防轉(zhuǎn)銷: 為了防止模柄的轉(zhuǎn)動,采用了一個防轉(zhuǎn)銷,其尺寸為d=6mm, L=5mm.8.模架的選用：材料為45鋼，熱處理，HRC4348。上模座選GB/T2855.5 外形尺寸為12512535下模座選GB/T2855.6 外形尺寸為125125459.模柄的選擇：選用旋入式模柄，材料Q235，并加銷防轉(zhuǎn)，根據(jù)壓力機(jī)JG23-25的相關(guān)參數(shù)可知，模柄的外形尺寸為：406010.導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇：采用滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套，材料20鋼。查表可得：導(dǎo)柱選用GB/T2861.1外形尺寸為:22150，導(dǎo)套選用GB/T2861.6外形尺寸為:228533。11.螺栓、銷釘?shù)倪x擇：上模座連接螺栓選用4-M1240，下模座固定螺釘選用4-M1240；上模座連接銷釘選用645；下模座連接銷釘選用645。九、壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 模具的閉合高度： 即：閉模高度H=190mm225故不滿足要求；又壓力機(jī)本身帶了一塊厚度為50mm的墊板。加上此墊板則此時(shí)能滿足要求。其中： 壓力機(jī)的最小閉合高度壓力機(jī)的最大閉合高度十、零件圖十一、裝配圖（見CAD圖）設(shè)計(jì)小節(jié)：1、通過本次冷沖模的設(shè)計(jì)，使我對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。通過這次實(shí)習(xí)，使我在原來的理論基礎(chǔ)上增加了不少實(shí)戰(zhàn)性的知識。2、此次設(shè)計(jì)中，我們利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）來進(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)對其進(jìn)行分析和處理并通過顯示器給出分析結(jié)果和圖形，同時(shí)還可在顯示器上對分析結(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，比動手畫圖更省時(shí)和省力，而且清晰明了，可見（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。3、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)，為將來打下堅(jiān)固的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：1、陳智剛、冷沖模設(shè)計(jì)。 江西高校出版社。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。3、王謨金、機(jī)械制圖 北京：機(jī)械工業(yè)出版社。200520