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《沖壓模具設(shè)計(jì)》
課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)
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《沖壓模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)
一、課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)與目的
沖模課程設(shè)計(jì)是沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的一次綜合練習(xí)。其主要目的是: ·
1.使學(xué)生初步掌握沖壓工藝過(guò)程的擬定和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算的步驟和方法:
2.鞏固、深化所學(xué)的基礎(chǔ)及專業(yè)知識(shí),培養(yǎng)獨(dú)立工作能力;
3.提高學(xué)生使用國(guó)標(biāo)、手冊(cè)和圖冊(cè)的能力。
二、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)
在兩周的時(shí)間內(nèi)完成下列任務(wù),統(tǒng)一交到指定的地點(diǎn)。
1. 擬定沖壓件的工藝過(guò)程,并填寫(xiě)工藝過(guò)程卡1份;
2. 填寫(xiě)凸、凹模(及凸凹模)的加工工藝卡片;
3.設(shè)計(jì)指定沖壓件的其中一道工序的沖壓模(每人設(shè)計(jì)一副不同的模具),并繪制裝配圖和凸、凹模零件圖:1套;
(注:①指定沖壓件的生產(chǎn)批量可以根據(jù)需要進(jìn)行更改;②未注尺寸公差按GB/T15055的m級(jí))
4.編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份,約20頁(yè)左右。
三、設(shè)計(jì)原則
1.裝配圖的零件必須完整,保證沖出合格的工件;
2.模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,壽命長(zhǎng),成本低且與生產(chǎn)批量相適應(yīng);
3.操作方便,安全。
四、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備
1.熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū),明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求;
2.了解沖壓零件的形狀,尺寸精度和表面粗糙度,材料等技術(shù)要求和生產(chǎn)批量;
3.配備資料:
(1)沖壓設(shè)備資料:從此資料中選擇沖壓設(shè)備的類型,規(guī)格,查出漏料孔尺寸,模柄孔尺寸,閉合高度,工作臺(tái)面尺寸等,為模具設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備:
(2)沖模標(biāo)準(zhǔn)化資料;
(3)其他參考資料:《冷沖模設(shè)計(jì)》手冊(cè),《冷沖模結(jié)構(gòu)圖冊(cè)》。
五、沖模課程設(shè)計(jì)的一般步驟及方法
1.分析沖壓件的工藝性
沖裁件的工藝性主要從沖裁件的形狀,尺寸(最小孔邊距,孔徑,材料厚度,最大外形)精度,表面粗糙度,材料性能等逐項(xiàng)分析,確定沖壓工序圖,若有不符者,應(yīng)與指導(dǎo)老師協(xié)商更改或采取相應(yīng)的措施。
2.確定合理工藝方案
(1)確定基本沖壓工序的性質(zhì):沖孔,落料,沖搭邊,切料邊等。
(2)根據(jù)基本工序的性質(zhì),數(shù)量,結(jié)合工件的形狀尺寸,公差要求,材料性能,生產(chǎn)批量,沖壓設(shè)備,模具加工條件等因素,考慮模具類型的同時(shí)確定工序組合和先后順序,在滿足沖件質(zhì)量要求的前提下,選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案,填寫(xiě)工藝過(guò)程卡片。
3.確定模具總體結(jié)構(gòu)
(1)模具類型的確定
根據(jù)沖件形狀,尺寸,精度及生產(chǎn)批量來(lái)選擇和確定模具類型:?jiǎn)喂ば蚰!?fù)合工序模還是級(jí)進(jìn)模。
(2)導(dǎo)向方式
根據(jù)沖件形狀,尺寸,精度及生產(chǎn)批量來(lái)選擇和確定導(dǎo)向方式;
A.單工序模
a.沖件形狀簡(jiǎn)單且精度低時(shí),可不用導(dǎo)向,采用敞開(kāi)模;
b.沖件精度較高,批量較小且材料較厚而凸模強(qiáng)度大時(shí),可采用固定導(dǎo)板導(dǎo)向,即采用固定導(dǎo)板模;
c.沖件形狀復(fù)雜,精度較高,且為中,大批生產(chǎn)時(shí)用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。此種導(dǎo)向生產(chǎn)中常用(導(dǎo)柱導(dǎo)套有滑動(dòng)導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)向兩種,一般都用滑動(dòng)導(dǎo)向,只有沖件精度很高時(shí)才選用滾動(dòng)導(dǎo)向);
d.沖件孔小,凸模多且強(qiáng)度弱時(shí)用彈壓導(dǎo)板導(dǎo)向。
B.復(fù)合工序模
復(fù)合模都有導(dǎo)向。
C.級(jí)進(jìn)模
選擇方法與單工序模的b,c,d三項(xiàng)相同。
(3)滑動(dòng)式模架選擇
無(wú)導(dǎo)向和用固定導(dǎo)板導(dǎo)向的模具及用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向和彈壓導(dǎo)板導(dǎo)向的模具,一般都有標(biāo)準(zhǔn)模架。用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的模架,隨導(dǎo)柱位置的不同又有如下幾種,可根據(jù)需要選擇:
A.對(duì)角導(dǎo)柱模架:
可以承受一定的偏裁,上下動(dòng)作平穩(wěn),且能縱橫兩方面送料,用于有偏載的大中型模具;
B.后側(cè)導(dǎo)柱模架:
可以三方面送料,操作特別方便,受力均為偏載,模架容易變形,一般用于受力不大或精度要求不高的中小型模具;
C.中間導(dǎo)柱模架:
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工方便,但只能一個(gè)方向送料,當(dāng)受偏裁時(shí),模架也有變形;
D.四角導(dǎo)柱模架:
滑動(dòng)平穩(wěn),導(dǎo)向準(zhǔn)確,用于沖件精度較高的大型沖壓模具。
(4)壓、卸料方式的確定
沖件平整度要求較高或料較薄時(shí),用彈壓卸料板,它既可壓料,又可卸料,因卸料板隨上模上下運(yùn)動(dòng),送料直觀性強(qiáng),操作方便,這是生產(chǎn)中常用的一種卸料方式。
當(dāng)料較厚,用彈壓卸料難以卸件,或零件形狀簡(jiǎn)單,要求不高時(shí)采用固定卸料,它可簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu),但因行腔封閉,送料只能靠手感,操作不便,安全性差。
(5)定距方式的確定
對(duì)單工序模具且單排排樣,一般用擋料釘定位即可,若用雙排且需調(diào)頭送料的有時(shí)要用擋料釘和伸縮擋料銷結(jié)合使用。
對(duì)復(fù)合工序模中的順裝復(fù)合模,一般用固定擋料銷定距。對(duì)倒裝復(fù)合模,若擋料銷在四模上的讓位孔離凹模型腔較遠(yuǎn)時(shí)用固定擋料銷。若擋料銷讓位孔離凹模型腔太近時(shí),則要用伸縮擋料銷,以免削弱凹模強(qiáng)度。
對(duì)級(jí)進(jìn)模,其定距方式有始用擋料加固定擋料定距、側(cè)刃定距兩種方式,若跳步步數(shù)較少(1-2個(gè))且料厚時(shí),可用始用擋料加固定擋料,跳步步數(shù)較多的則用側(cè)刃定距。從側(cè)刃定距方便容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化送料的角度,側(cè)刃定距在現(xiàn)代生產(chǎn)的級(jí)進(jìn)模中用得越來(lái)越多。若尺寸要求較高,可在以上兩種定距方式中增加導(dǎo)正銷,提高定距精度。
4.根據(jù)模具類型畫(huà)排樣圖,并計(jì)算材料利用率
畫(huà)排樣圖是極為重要且技術(shù)性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)工作,排樣圖的合理與否直接影響到材料的利用率,零件質(zhì)量,生產(chǎn)率與成本,以及模具的結(jié)構(gòu)與壽命等。
(1)排樣圖包括排樣方法,零件的沖裁過(guò)程(模具類型),級(jí)進(jìn)模的定距方式(用側(cè)刃定距的應(yīng)將側(cè)刃位置畫(huà)上),材料利用率,步距,搭邊,料寬及料寬公差,對(duì)有彎曲,卷邊等要求的零件還要考慮其紋向。
(2)畫(huà)排樣圖必須注意以下幾點(diǎn):
a.能從排樣圖上的剖切線看出是單工序模還是級(jí)進(jìn)?;驈?fù)合模。
b.對(duì)級(jí)進(jìn)模的排樣圖要能看出沖壓順序。
c.級(jí)進(jìn)模的排樣圖要考慮凹模強(qiáng)度,凹模洞口之間的距離小于5 mm時(shí),要空步。
d.級(jí)進(jìn)模的排樣圖要能看出定距方式,一般未反映的為首次擋料+固定擋料,對(duì)側(cè)刃定距的要畫(huà)出沖切條料的位置。
e.排樣圖上的尺寸、公差要完整。
(3)排樣圖的設(shè)計(jì)方法和步驟
a.一般是先從排樣的角度考慮并計(jì)算材料的利用率,對(duì)于復(fù)雜的零件通常用厚紙剪成3-5個(gè)樣件,排出各種可能的方案,選擇最優(yōu)方案;現(xiàn)在常用計(jì)算機(jī)排樣。
b.再考慮模具尺寸的大小,結(jié)構(gòu)的難易程度,模具壽命,材料利用率等幾個(gè)方面的問(wèn)題綜合考慮,選擇一個(gè)合理的排樣方案。
c.算出搭邊,計(jì)算步距和料寬,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)板(帶)料的規(guī)格確定料寬及料寬公差。
d.將選定的排樣畫(huà)出排樣圖,按模具類型和沖裁順序打上適當(dāng)?shù)钠是芯€,標(biāo)上算得的尺寸和公差。
5.從排樣圖上找出沖切條料的線段(即模具的受力部分),計(jì)算壓力中心:
6.從排樣圖上找出凹模工件洞口,在考慮壓力中心影響的同時(shí),計(jì)算凹模輪廓尺寸,確定送料方向,選擇典型組合有關(guān)尺寸,類型,規(guī)格及代號(hào)。
7.計(jì)算沖、推、卸料力,初選壓力機(jī)類型及規(guī)格,再按典型組合的有關(guān)尺寸校核所選定壓力機(jī)的規(guī)格,校核內(nèi)容:
(1)模具與壓力機(jī)閉合高度是否適應(yīng)。
(2)壓力機(jī)漏料孔是否能漏下工件和廢料,對(duì)有彈頂裝置的模具,還應(yīng)使漏料孔大于彈頂器外形尺寸。即工作臺(tái)漏料孔要大于凹模工作洞口最大壁間距和彈壓器的最大外形尺寸。
(3)模具下模座外形尺寸與壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸是否相符,即下模座外形尺寸+2 x(50~70)≦壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸,若其中一項(xiàng)不符,則應(yīng)重選壓力機(jī),一般是類型不變,增大壓力機(jī)規(guī)格。
8.畫(huà)模具裝配草圖,同時(shí)進(jìn)行有關(guān)零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算,
(1)根據(jù)所選典型模具的結(jié)構(gòu)及規(guī)格,查出模架外形尺寸;
(2)根據(jù)所選模具的閉合高度及模架外形尺寸,考慮排樣圖及名細(xì)表位置,按1:1確定圖紙規(guī)格;
(3)畫(huà)裝配草圖
A. 先打開(kāi)上模,畫(huà)下模的俯視圖、再畫(huà)模具工作位置的主視圖,模具工作位置的主視圖一般應(yīng)按模具閉合狀態(tài)畫(huà)出,但為了使上下模重合部分表達(dá)清楚,可以將上下模拉開(kāi)一段距離,拉開(kāi)距離后,仍按閉合時(shí)的狀態(tài)畫(huà)圖。
畫(huà)模具裝配草圖時(shí),模具零件的結(jié)構(gòu),尺寸都應(yīng)相應(yīng)確定,同時(shí)應(yīng)考慮零件的加工工藝性。
選擇定位元件(定位擋銷,首次擋塊,導(dǎo)料板,側(cè)刃等)的類型及尺寸,并計(jì)算定位元件的位置。
B.圓形小凸模用車磨法加工,用帶臺(tái)肩式固定。異形凸模用線切割和成型磨削加工,用鉚接式固定,無(wú)論哪種同定方法,若固定端為圓形,工作端為非圓形都必須在固定端的接縫處加防轉(zhuǎn)銷。
對(duì)大截面的凸模一般采用螺釘緊固,但凸模與固定板必須加銷釘定位。
C. 計(jì)算彈壓卸料板的臺(tái)階高度和寬度尺寸
D.確定推板、打板的結(jié)構(gòu)形狀,計(jì)算推板、打板的活動(dòng)空間
E.計(jì)算頂桿、打桿的長(zhǎng)度
F.確定模柄類型和尺寸,需考慮以下關(guān)系:
(a)模柄臺(tái)階 + 固定部分=上模座厚;
(b)模柄全長(zhǎng) < 上模座 + 壓力機(jī)滑塊的模柄;
(c)模柄安裝部分的直徑 = 壓力機(jī)的模柄孔徑。
注:模具零部件設(shè)計(jì)要盡量參照標(biāo)準(zhǔn)。
(4)標(biāo)注尺寸:
A.導(dǎo)料板的進(jìn)料寬度尺寸和公差,閉合高度尺寸(指實(shí)際閉合高度,不是拉開(kāi)后的畫(huà)圖高度)
B.模具外形尺寸;
C. 其它配合尺寸。
(5)按順或逆時(shí)針標(biāo)出件號(hào)并填寫(xiě)明細(xì)表。
明細(xì)表中,序號(hào),名稱都要填,標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)寫(xiě)明標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)和規(guī)格,非標(biāo)準(zhǔn)件要注明零件圖的名稱和圖號(hào),材料及熱處理硬度。
9.畫(huà)模具零件圖,并計(jì)算相關(guān)尺寸。
模具裝配草圖畫(huà)好后整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算就算大功告成了,零件圖的結(jié)構(gòu)形狀和相關(guān)尺寸基本都有數(shù)了。
(1)計(jì)算模具工作部分尺寸
(2)畫(huà)工作零件圖,且要注意以下幾點(diǎn):
A.結(jié)構(gòu)要合理,工藝性要好。
B.零件形狀要表達(dá)清楚,投影要正確,一般將零件在模具中的工作位置作為主視圖,上模的零件畫(huà)仰視圖,下模的零件畫(huà)俯視圖。以最少的視圖表達(dá)清楚為宜。
C. 尺寸,公差,表面粗糙度,材料,硬度及有關(guān)技術(shù)要求要合理且完整。
D.相互聯(lián)接(或有相應(yīng)關(guān)系)的零件,其形狀及尺寸要相對(duì)應(yīng),如:
a.用側(cè)刃定距時(shí),導(dǎo)料板上的側(cè)刃讓位孔要與側(cè)刃的形狀位置相對(duì)應(yīng);
b.用始用擋料、固定擋料時(shí),導(dǎo)料板上的讓位槽形狀,尺寸與始用擋塊相適應(yīng),位置應(yīng)與擋料銷成步距關(guān)系;
c.卸料板的臺(tái)階寬度和高度尺寸應(yīng)與導(dǎo)料扳的送料寬度及導(dǎo)料板的高度相適應(yīng);
d.卸料板的擋料釘讓位孔和始用擋塊讓位孔應(yīng)與擋料釘和始用擋塊的位置相適應(yīng);
e.推板應(yīng)與凹模的形狀,尺寸相適應(yīng),推板打板的活動(dòng)空間為5-8ram;
f.頂桿長(zhǎng)度應(yīng)能打下料來(lái),又能保證打桿的活動(dòng)空間為5-8mm;
g.固定板的型腔應(yīng)與凸模結(jié)構(gòu)形狀相適應(yīng),臺(tái)階固定的,其型腔上部要有讓位槽,鉚接固定的,其型腔上部要有倒角:
h.固定板,卸料板,凹模的型孔位置應(yīng)一致,對(duì)于不對(duì)稱的形狀,畫(huà)圖時(shí)要注意方向以防畫(huà)反:
i.相互聯(lián)系的螺銷孔的孔距尺寸應(yīng)相同。
(3)畫(huà)零件圖時(shí),若結(jié)構(gòu)或工藝性的要求改變與總圖不符之處,應(yīng)更改裝配草圖與之對(duì)應(yīng)。
(4)模具零件的各項(xiàng)內(nèi)容(如圖號(hào)、名稱、件數(shù)、材料等)必須與該零件在裝配圖上標(biāo)注的內(nèi)容完全相同。
10.畫(huà)模具裝配正式圖:
模具裝配圖除土俯視圖外(一般不畫(huà)左視圖),其右上角為本次模具加工的本工序圖和上道工序圖,如果是落料模,則將上道T序圖用排樣圖代替,右下角為明細(xì)表;總圖上應(yīng)標(biāo)注模具封閉高度和總長(zhǎng)、總寬及其它配合尺寸。對(duì)有導(dǎo)料板的應(yīng)標(biāo)注導(dǎo)料板送料空間的間距并注上公差。明細(xì)表的上方或左邊還應(yīng)寫(xiě)技術(shù)要求。其技術(shù)要求標(biāo)注舉例如下(注意不同模具其技術(shù)要求不盡相同):
(1)上、下模座之上、下平面的平行度應(yīng)達(dá)到XX級(jí)精度;
(2)導(dǎo)柱與下模座、導(dǎo)套與上模座、導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合分別為多少;
(3)模具的上模部分沿導(dǎo)柱上下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn),無(wú)阻滯現(xiàn)象;
(4)凸、凹模之間的間隙為_(kāi)__mm,且四周的間隙應(yīng)均勻一致。
設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)題欄和明細(xì)欄分別按標(biāo)準(zhǔn)《GB10609.1-89技術(shù)制圖 標(biāo)題欄》和《GBl0609.2-89技術(shù)制圖 明細(xì)欄》執(zhí)行,明細(xì)表中,序號(hào),名稱都要填,標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)寫(xiě)明標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)和規(guī)格,非標(biāo)準(zhǔn)件要注明零件圖的名稱和圖號(hào),材料及熱處理硬度。標(biāo)準(zhǔn)零件的名稱和規(guī)格放在在明細(xì)表的名稱欄,標(biāo)準(zhǔn)零件的國(guó)標(biāo)號(hào)放在在明細(xì)表上的代號(hào)欄,非標(biāo)準(zhǔn)件圖號(hào)按《JB/T5054.4-2000產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件編號(hào)原則》中的隸屬編號(hào)規(guī)則。
標(biāo)題欄中,“共 張、第 張”要求填寫(xiě)同一圖樣代號(hào)中圖樣的總張數(shù)及該張所在的張次。
11.編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū):
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)主要是將你進(jìn)行工藝分析的內(nèi)容,工藝方案確定的思路,計(jì)算項(xiàng)目等進(jìn)行歸納說(shuō)明。其正文包括下列內(nèi)容:
(1)簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求;
(2)沖壓件工藝性分析的內(nèi)容;
(3)模具結(jié)構(gòu)與工序組合、沖件質(zhì)量及批量的關(guān)系;
(4)排樣與模具結(jié)構(gòu)、材料利用率的關(guān)系;
(5)模具結(jié)構(gòu)及排樣對(duì)生產(chǎn)率、操作安全、方便及成本的關(guān)系;
(6)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析過(guò)程;
(7)沖、推、卸料力的計(jì)算過(guò)程及選擇沖壓設(shè)備類型和規(guī)格的依據(jù);
(8)壓力中心的計(jì)算過(guò)程:
(9)凹模輪廓尺寸計(jì)算過(guò)程和典型組合的選擇;
(10)沖模主要零部件的結(jié)構(gòu)形狀、材料、公差的選擇及技術(shù)要求的說(shuō)明;
(11)小凸模的剛度校核過(guò)程:
(12)凸、凹模工作刃口計(jì)算的過(guò)程;
(13)其他計(jì)算過(guò)程及需要說(shuō)明的內(nèi)容;
(14)該設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)及改造措施;
(15)設(shè)計(jì)所使用的參考文獻(xiàn);
(16)設(shè)計(jì)的感想
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)正文用仿宋小四號(hào)字,固定值18磅;頁(yè)邊距上、下、左為2.5cm,右為2cm;如手寫(xiě),要求字跡工整,繪圖需整齊、清楚。
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的封面格式按《課程設(shè)計(jì)封面及格式要求》,設(shè)計(jì)題目根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容擬定,如沖壓件名稱為托車軸端蓋,設(shè)計(jì)該沖壓件的拉深摸,則設(shè)計(jì)題目可定為:拖車軸端蓋的拉深模設(shè)計(jì)。
六、設(shè)計(jì)完成后交給指導(dǎo)老師的技術(shù)資料
1. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(根據(jù)老師提供的草圖或樣品用AutoCAD按比例繪制,見(jiàn)附錄);
2. 沖壓件沖壓工藝過(guò)程卡及凸、凹模(及凸凹模)加工工藝卡片;
3.沖模裝配圖和凸、凹模零件圖:按A4圖紙大小折疊;
4.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū);
上述1~4紙質(zhì)資料裝入資料袋交給指導(dǎo)老師
5. 電子文檔:如果是用電腦設(shè)計(jì),除提交紙質(zhì)資料外還需提交電子文檔。將上述1~4資料文檔放入文件夾交給班長(zhǎng)或?qū)W習(xí)委員再統(tǒng)一轉(zhuǎn)交給指導(dǎo)老師,文件夾的名稱為:學(xué)號(hào)+姓名+沖壓件名稱+工序名稱。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的文件名為:沖壓件名稱+工序名稱+學(xué)生姓名。
附:設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)格式
《沖壓模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名
技術(shù)要求:
名稱:矩形盒 材料:08F-HF
生產(chǎn)批量:大批量
設(shè)計(jì)任務(wù):設(shè)計(jì)該零件的 拉深 模具