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1、
課程設計任務書
2010 —2011 學年第 1 學期
機械工程學院 學院(系、部) 材料成型及控制工程 專業(yè) 材料072 班級
課程名稱: 沖壓模具與裝備
設計題目: “墊板”零件沖壓工藝與模具設計
完成期限:自2011年 1 月 3 日至 2011 年 1 月 18 日共 2 周
內
容
及
任
務
一、設計的主要技術參數
見產品圖
二、設計任務
完成該產品的沖壓工藝方案、設計說明書、模具裝配圖及工作零件圖。
2、
三、設計工作量
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、設計說明書1份,20頁左右
四、設計要求:
1、圖紙用CAD繪制并交紙質圖及電子檔
2、本任務書應與說明書、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)(封面及資料袋統一去教材庫領?。?
3、設計必須認真仔細,允許討論,但嚴禁抄襲、復制或復印
進
度
安
排
起止日期
工作內容
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
完成設計說明書
3、
2011-1-18
帶所有課程設計資料參加答辯
主
要
參
考
資
料
參考資料:
1、王孝培主編 沖壓設計資料 機械工業(yè)出版社
2、李天佑主編 冷沖模圖冊 機械工業(yè)出版社
3、王芳主編 冷沖模設計指導 機械工業(yè)出版社
指導教師(簽字): 年 月 日
系(教研室)主任(簽字): 年 月 日
《沖壓工藝及模具設計》課程設計
設計說明書
墊板沖壓工藝及模具設計
起止日期: 2011 年 1 月 3 日 至 2011
4、 年 1 月 13 日
學生姓名
班級
學號
成績
指導教師(簽字)
機械工程學院(部)
2011年 1月 13日
課程設計說明書
墊片沖壓課程設計
學 院(部):
機械工程學院
專 業(yè):
材料成型及控制工程
學 生 姓 名:
班 級:
學號
指導教師姓名:
職稱
5、副教授
職稱
最終評定成績
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結構形狀 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.模具設計計算 3
4.1排樣方式的確定及其計算 3
4.1.1排樣設計 3
4.2.2條料尺寸的確定 3
4.2沖裁間隙 3
4.3 凸凹模刃口尺寸計算
6、4
4.4沖壓力的計算 5
4.4.1沖裁力計算 5
4.4.2卸料力和推料力 5
4.5 確定模具壓力中心 5
五.凹模與凸模的設計 5
5.1.凹模設計 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選取標準尺寸 6
5.2 沖孔凹模刃口形狀的選擇 6
5.3 凸模的設計 6
5.3.1結構選用直通式凸模 6
5.3.2計算凸模長度 6
六.確定模具的其他裝置 7
七.選擇模架 7
八選擇壓力機 7
九.模具裝配示意圖 8
十.參考文獻 9
致 謝 9
一.序言
零件沖壓工藝規(guī)程是模具設計的依據
7、,而良好的模具結構設計又是實現工藝過程的可靠保證,若沖壓工藝有所改動,往往會造成模具的返工,甚至報廢,沖裁同樣的零件,通常可以采用幾種不同方法,工藝過程設計的核心就是依據技術上先進,經濟上合理,生產上高效,使用上安全可靠的原則,使零件的生產在保證符合零件的各項技術要求的前提下達到最佳的技術效果和經濟效益。
設計沖壓工藝過程要從分析產品的零件圖入手,分析零件圖包括技術和經濟兩個方面:
(1)沖壓加工方法的經濟性分析
沖壓加工方法是一種先進的工藝方法,因其生產率高,材料利用率高,操作簡單等一系列優(yōu)點而廣泛使用,由于模具費用高,生產批量的大小對沖壓加工的經濟性起著決定性作用。批量越大,沖壓加
8、工的單件成本就越低,批量小時,沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯,這時采用其他方法制作該零件可能會更有效果。
(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,在技術方面,主要分析該零件的形狀特點,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,良好的工藝性應保證材料消耗少,工序數目少,模具結構簡單,而且壽命長產品質量穩(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,其生產過程一般都是從原材料剪切下料開始,經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。對于某些組合沖壓件或精度要求較高的沖壓件,還需要經過切削焊接或鉚接等加工才能完成。
本
9、設計是一個沖裁件,各要求和尺寸如下圖所示:
名稱:墊 板
生產批量:大批量
材料:
材料厚度:0.5
要求設計此工件的沖裁模。
二.沖壓件的工藝性分析
2.1材料
為了生產高質量沖壓制件,必須正確選用合適的沖壓材料。但實際上,沖壓用材料往往是根據其使用性能及其生產綱領所選定的,這時,則要求沖壓工藝方案和模具結構必須與選定材料相適應。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計制造相應的沖壓模具。
即代表這種鋼的屈服強度為,是一種普通碳素鋼,能夠保證力學性能。
2.2結構形狀
1.該沖裁件結構對稱、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,在模具強度和沖裁件質量的限制范圍之內。
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與經濟級兩類。精密級是指沖壓工藝在技術上所允許的最高精度;而經濟級是指模具達到最大許可磨損時,其所完成的沖壓加工在技術上可以實現而在經濟上有最合理的精度。為降低沖壓成本,獲得最佳的技術經濟效果,再不影響沖裁件使用要求的前提下,應盡可能采用經濟精度。
由于零件圖上所有尺寸均未標注公差,屬于自由尺寸,可按IT14級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
在工藝分析的基礎上,擬定出可能的沖裁方案,
11、如下:
1:落料-沖孔單件復合沖壓;
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:采用復合模生產,在一副模具當中,同時完成兩個或兩個以上的工序,精度相比單工序模更高,且效率也高,但是結構復雜,模具成本較高,安全性也較差。
方案二:采用級進模生產,生產效率高,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。
方案三模具結構簡單,但需兩道工序兩副模具,成本高而生產效率低,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,所以方案一和方案二更具優(yōu)越性。
根據工件特點,其形狀簡單,尺寸較小,大批量生產等多方面的因素,
12、進行全面的分析研究,比較其綜合的經濟效果,適宜采用第二種方案。
四.模具設計計算
4.1排樣方式的確定及其計算
4.1.1排樣設計
根據已確定的沖裁工藝方案和模具類型,考慮到工件結構特點,排樣方案設計為少廢料單排,如下圖所示:
4.2.2條料尺寸的確定
根據排樣圖,計算條料寬度B
由于采用有側刃定距裝置,:
條料寬度
n側刃數取2,側刃沖切料邊寬度取1.5mm,z取3mm,a為1mm
y沖壓后的條料寬度與導料板間距取0.2mm,Δ=0.15mm,
導料板間的距離
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沖裁件質量、模具壽命、沖裁力和卸料力的影響很大,是模具設計中的一個重要因素。因此設計模具時一定要選擇一個合理的間隙,考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損,生產中通常是選擇一個適當的范圍作為合理間隙,這個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逐步磨損,設計和制造新模具時應采用最小合理間隙。
圖4-2
4.3 凸凹模刃口尺寸計算
由文獻2表2-21查得:=0.040mm =0.060mm
-=(0.060-0.040)=0.020mm
由文獻1表3-5查得:落料的系數K取0.5,沖孔
由于沖裁件有落料,沖
14、孔,所以:
落料凹模的實際尺寸計算如下:
沖孔凸模的實際尺寸計算如下:
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,不必標準公差,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沖壓力的計算
4.4.1沖裁力計算
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.凹模與凸模的設計
5.1.凹模設計
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K=0.3,則:
5.1.2凹模長度L
由公式3-48得:
由文獻1表3-14查凹??妆诘竭吘壍木嚯x:
5.1.3凹模寬度B
由公式3-47得:,根據被沖材料較薄取系數為3。
5.1.4選取標準尺寸
根據凹模尺寸計算,取凹模標準尺寸為125mm80mm20mm。
5.2 沖孔凹模刃口形狀的選擇
16、
5.3 凸模的設計
5.3.1結構選用直通式凸模
5.3.2計算凸模長度
式中:-凸模固定板厚度(mm) -卸料板厚度(mm) -導料板厚度(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。
導料板厚度取4mm。
3、 取橡膠的高度
七.選擇模架
根據凹模尺寸的確定,選取對角導柱模架,查文獻2表10-28得模架的參數如下表(mm):
模架
L=125
閉合
17、高度
B=80
上模座
1258025
導柱
下模座
1258030
導套
八選擇壓力機
查附錄初選壓力機為開式雙柱可傾壓力機,型號規(guī)格為:J23-10,壓力機技術參數如下:
公稱壓力
100KN
封閉高度調節(jié)量
50mm
滑塊行程
60mm
滑塊中心到床身距離
120mm
滑塊行程次數
135(次/min)
立柱間距離
180mm
最大封閉高度
180mm
傾斜角
30
工作臺尺寸
前后
240mm
工作臺孔尺寸
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
工作臺板厚度
50mm
九.模具裝配示意圖
十.參考文獻
[1] 翁其金,徐新成.沖壓工藝及課程設計 北京 機械工業(yè)出版社,2004,7
[2] 付建軍.模具制造工藝 北京 機械工業(yè)出版社,2004,8
[3] 付學林.互換性與測量技術基礎 長沙 湖南大學出版社,2009,7
[4] 何忠保. 典型零件模具圖冊 北京 機械工業(yè)出版社,2000.11
致 謝
沖壓工藝及沖模設計是我們很重要的一門專業(yè)課程,做
19、課程設計的時候,必須用很嚴謹的態(tài)度仔細的做好每個細節(jié)。兩周的課程設計讓我學到了許多新的知識。
沖壓模具的設計是一門實踐性和實用性很強的學科,在做課程設計必須要理論聯系實際,綜合運用相關學科的基礎知識。這次設計強化了我們對以前知識的記憶和熟悉。
在課程設計階段,我們遇到了很多不懂的地方和難題。有很多的知識點印象模糊,很多東西不會做。在我們的努力下,終于完成了這次課程設計。這次設計讓我學到了很多東西,對以前的知識也有了一個系統的回顧。
感謝一直為我們解決課程設計中遇到難題的指導老師以及我的同學。有許多的知識點和圖形細節(jié)是在他們的提醒下才想起和發(fā)現的,沒有老師的指點和同學的提醒,這次課程設計將會出現許多錯誤。最后再次感謝老師!
學生簽名:
日 期:2011-1-13