支撐圈的沖壓模設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

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1、 沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì)名稱： 支撐圈的沖壓模設(shè)計(jì) 工件圖：（………………………………….頁面 ……… 圖例 ……… ） 工件名稱 支撐圈 材料 08鋼 厚度 1mm 工件精度 IT11 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、 繪制沖壓模總裝圖（A0圖紙1張） 2、 繪制該模具凸模、凹模的零件圖各多套（A2圖紙多張） 3、 編寫完善模具設(shè)計(jì)說明書。 第1章 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)計(jì)算及過程 計(jì)算結(jié)果

2、 一、工藝分析 二、沖裁工藝方案的確定 三、模具結(jié)構(gòu)形式的確定

3、 四、必要的尺寸計(jì)算 本設(shè)計(jì)是一個(gè)內(nèi)孔翻邊件，它是由落料、拉深、沖孔、內(nèi)孔翻邊、切邊工序制成的工件。材料為08鋼，厚度為1.5mm，根據(jù)提供的零件圖，其數(shù)據(jù)如下： 圖 1—1 一、工藝分析 這是一個(gè)不帶底面的內(nèi)孔翻邊件，零件是形狀對稱，無凹陷或其他形狀突變，屬于典型的板料沖壓件。零件外形上沒有公差要求，。該零件形狀比較簡單，尺寸小。初步確定其生產(chǎn)工

4、序?yàn)椋豪睢獩_孔—翻邊—修邊的方案加工。但能否一次翻邊成型達(dá)到零件所要求的高度，仍需進(jìn)一步校核計(jì)算。 1、翻邊工序計(jì)算 （1）判斷一次翻邊能否達(dá)到所要求的高度。 查相關(guān)表初取極限翻邊系數(shù) K=0.55 而零件的總高度 h =8 > =7.88mm 由此可知一次翻邊不能達(dá)到零件高度要求，需要采用先拉深，然后沖孔并翻邊的工藝。 計(jì)算翻邊高度： 取極限翻邊系數(shù) K=0.55 由相關(guān)公式得翻邊所能達(dá)到的最大高度： 取7mm 計(jì)算翻邊預(yù)沖孔的直徑： 按公式可計(jì)算 實(shí)際采用 于是，由以上分析可計(jì)算翻邊前需要拉深的高度為 根據(jù)上述分析計(jì)算可畫出翻邊前拉深

5、后的半成品圖，如圖1—2所示，取修邊余量為。 圖1—2 2、拉深工序計(jì)算： 拉深后半成品的大經(jīng)為： 則落料的直徑為 計(jì)算相對厚度： 確定拉深次數(shù)： 根據(jù)拉深系數(shù) 查拉深系數(shù)相關(guān)表可知拉深次數(shù)為1，故可一次拉深成形。 二、沖裁工藝方案的確定 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，在沖裁部分工藝方案可以有以下幾種： 方案一：采用拉深、沖孔、翻邊、落料、修邊的單工序模來進(jìn)行生產(chǎn)。其特點(diǎn)是：模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但是要用到五道工序，需要五副模具，在成本上是比較高的，而且生產(chǎn)率比較低，在生產(chǎn)中難以保證零件的尺寸精度，一般

6、只適用于生產(chǎn)小批量和精度要求的零件。因而單工序難以滿足該零件生產(chǎn)要求。 方案二：采用拉深、沖孔、翻邊、落料、的復(fù)合模。復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但是復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。 方案三：采用級進(jìn)模加工。級進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。對于特別復(fù)雜后孔邊距較小的沖壓件，用簡單模后復(fù)合模沖制有困難時(shí)，可用級進(jìn)模逐步?jīng)_出。但是級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。 綜合以上的三個(gè)方案，根據(jù)零

7、件的結(jié)構(gòu)以及該零件是大批量生產(chǎn)的，因此選用方案三為佳。 三、模具結(jié)構(gòu)形式的確定 采用螺釘和定位銷進(jìn)行定位、彈性卸料裝置、自然漏料方式的級進(jìn)模進(jìn)行加工。 四、必要的尺寸計(jì)算 1、計(jì)算毛坯尺寸 2、排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 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。應(yīng)為是有規(guī)則的圓形件，所以采用單排方案。如圖1—3所示，由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2—13確定搭邊值，根據(jù)零件形狀，兩工件間按圓件取搭邊值,側(cè)邊取搭邊值。 圖 1—3 查《沖壓工藝與模具

8、設(shè)計(jì)》表2—14和2—15可取條料寬度公差。條料與導(dǎo)板之間的間隙。則板料的寬度為： 進(jìn)距： 因此，一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為： 3、計(jì)算沖壓力 該模具采用彈性卸料和下出料方式。 （1）落料力 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》附表12得08剛的 (2)沖孔力 （3）沖裁時(shí)的推件力 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2—2得，夾在凹模刃口的沖孔廢料塊數(shù)n=1。 (4) 計(jì)算拉深力 根據(jù)相對厚度，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表4—18可知不需要使用壓邊圈。查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表4—20，按線性關(guān)系取修正系數(shù)K=1.2。 按照公式計(jì)算需要拉深力為： 計(jì)算壓邊力 凹模

9、圓角半徑，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表4—19，取材料的單位壓邊力。壓邊力為 (5)計(jì)算翻邊力 采用圓柱形平底凸模時(shí)，圓孔翻邊力可用下式計(jì)算，查《沖壓工藝手冊》得，則翻邊力 4、確定模具的壓力中心 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 沖模的壓力中心，可按下述原則來確定： １．對稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 ２．工件形狀相同且分布

10、位置對稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 ３．形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、 級進(jìn)模的 壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。解析法的計(jì)算依據(jù)是：各分力對某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和 等于諸力的 合力對該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的 座標(biāo) 位置 O0(x0,y０)，即為所求模具的壓力中心。 計(jì)算公式為： K=0.55 =7.44mm 7mm

11、 。

12、 73.9% 10 有志者事竟成 設(shè)計(jì)項(xiàng)目

13、 設(shè)計(jì)計(jì)算及過程 計(jì)算結(jié)果 五、選定設(shè)備 六、有關(guān)模具的設(shè)計(jì)計(jì)算 七、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 八、模具零件的加工 九、

14、模具的裝配 十、沖孔模的工藝分析 十一、結(jié)束語 因沖裁力與沖裁周邊長度成正比， 所以式中的各沖裁力 P１、Ｐ２、Ｐ３……Pn，可分別用各沖裁周邊長度 L１、Ｌ２、Ｌ３……Ln代替，即： 由于設(shè)計(jì)的為對稱形狀的單個(gè)圓形沖裁件，所以沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 5、沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算 （1）加工方法的確定 模具制造有凸模和凹模分開加工和凸模和凹模配合加工兩種方法，凸模和凹模分開加工是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸，此種方法適用于圓形和簡單的工件；凸模和凹模配合加工可

15、使凸模和凹模具有互換性，便于模具成批制造，但需要較高的公差等級才能保證合理間隙，模具制造困難，加工成本高。所以此方法是與加工形狀復(fù)雜或薄板制件的模具。 結(jié)合模具制造及工件的形狀特點(diǎn)，選用凸模和凹模分開加工的方法。 （2）落料部分 由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2—10查得凸、凹模的制造公差,查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2—11得x=0.5，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2—5，取，則可計(jì)算刃口尺寸。 保證雙面間隙值~=0.1~0.14mm. (3) 沖孔部分 查表2—10，取，查表2—11，取。 （4）拉深部

16、分 該工件要求外形尺寸，因此拉深時(shí)以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上。單邊間隙Z=1.1，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表4—23取凸凹模的制造公差為：。 凹模尺寸按相關(guān)公式得 凸模尺寸按公式得 圓角處的尺寸經(jīng)分析，其以凸模成形，則以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。 6、有關(guān)模具的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）確定沖孔凸模的允許最大自由長度： 沖孔時(shí)的沖壓力 取23738N 圓形凸模的最大自由長度 根據(jù)GB2863.2—81的標(biāo)準(zhǔn)L的系列，選擇L=45mm. 沖孔凸凹模采用T10A鋼制造，查

17、《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)》附表12，取，許用應(yīng)力。對圓形凸模承壓能力進(jìn)行校核 而d=16mm> ,則承壓能力足夠，因此符合使用要求。 （2）確定沖孔凹模的高度和壁厚 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表8—1，取系數(shù)K=0.35，則沖孔凹模的高度為： 由于要求，因此凹模高度至少取15mm，才能滿足強(qiáng)度要求，根據(jù)實(shí)際可加大凹模的高度，可取。 凹模壁厚： 取20mm 所以沖孔部分凹模外徑：，為了與模架標(biāo)準(zhǔn)相配合，可適當(dāng)加大壁厚，使60mm。 五、選定設(shè)備 本工件在沖孔工序中，總的沖裁力為：，但要求壓力機(jī)的行程應(yīng)滿足：，所以

18、在實(shí)際生產(chǎn)中選用63KN的固定臺開式壓力機(jī)。其主要規(guī)格為： 標(biāo)稱壓力：160KN 滑塊行程：55mm 最大封閉高度：220mm 工作臺尺寸：450300mm 立柱間距離：220mm 墊板厚度：40mm 六、有關(guān)模具的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、選擇上模版和下模版及模柄 根據(jù)選用的壓力，采用GB2851.6—81的后側(cè)帶導(dǎo)柱形式的模架。根據(jù)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)GB2855.11—81確定上模座厚度為50，根據(jù)GB2855.12—81確定下模座厚度為60mm。由于模具較長故不宜采用模柄。 2、凸模固定板、墊板 由

19、于沖孔后采用自然落料裝置，而且為了對凸模的固定，所以墊板厚度取10mm，凸模固定板根據(jù)凸模的徑向尺寸可取28mm。凸模固定板對凸模起著固定和加大凸模在沖壓時(shí)的強(qiáng)度，對凸模有著定位的作用。 3、閉合高度 磨具的閉合高度應(yīng)為上模座、下模座、凸模、凹模、墊板和固定板等的厚度總和，即 H=50+60+28+28+10+10+9+25-5=215mm “-5”為凸模進(jìn)入凹模的深度，可根據(jù)實(shí)際做適當(dāng)調(diào)整。 所選壓力機(jī)的閉合高度，。滿足 4、導(dǎo)柱、導(dǎo)套 按GB2861.2—81選d=32mm,其中導(dǎo)柱長度有150—210mm，模具閉合高度220mm，選導(dǎo)柱長度。 按GB2861.6—81

20、選d=32mm的導(dǎo)套，考慮模具的閉合高度，在此選L=100mm。 5、導(dǎo)正銷： 由于沖孔的直徑為29mm，直徑比較小，所以采用下面的形式來做導(dǎo)料銷。 有補(bǔ)充 七、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、模具類形的選擇 由沖壓工藝分析和設(shè)計(jì)目的、要求以及從經(jīng)濟(jì)方面考慮，本套模具選用多工序級進(jìn)模。 2、定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞咚庸さ呐髁鲜前鍫顥l料，控制坯料的位置方向采用擋料銷和定位銷。 3、卸料、出件方式的選擇 根據(jù)模具沖裁的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)以及推件力的大小,該模具采用彈性卸料方式比較方便同時(shí)采用卸料螺釘限位，限制卸料板的運(yùn)動(dòng)行程

21、，同時(shí)還起到卸料的作用。因?yàn)楣ぜ虾駷?mm。利用模具的彈簧通過卸料板把夾在凸模上的工件推出即安全又可靠。故最后落料后采用剛性裝置取出工件。 4、導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的確定 為了提高模具的壽命和工件質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該簡單模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。其導(dǎo)柱和導(dǎo)套則根據(jù)所選定的模架按標(biāo)準(zhǔn)選取。 八、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(jìn)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(shí)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(shí)，零件圖上的導(dǎo)柱孔在

22、零件加工時(shí)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(shí)，則凹模及凸模固定板的導(dǎo)柱孔應(yīng)與凹?；蛲鼓９潭ò宓男涂自诟靼逯贤瑫r(shí)加工出來。 使用銑床加工一個(gè)零件時(shí)，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(shí)，設(shè)計(jì)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(xì)節(jié)。在買回來的模板里，要確定模板的加工基準(zhǔn)，哪些面是基準(zhǔn)面，這一般在訂購模板時(shí)會標(biāo)明哪幾個(gè)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(diǎn)定出來。定好加工方案后，就可以開始加工，先

23、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(shí)要非常小心，當(dāng)表很靠近工件時(shí)，不能使用加速進(jìn)給，否則很容易碰壞儀器，在校平行度時(shí)，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(gè)基準(zhǔn)方向的平行度定好后，就要用分中器確定原點(diǎn)坐標(biāo)，在設(shè)置坐標(biāo)時(shí)要將分中器的半徑算進(jìn)去，這樣才能使主軸對應(yīng)工件原點(diǎn)，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(diǎn)，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(diǎn)相一致，否則加工位置就會錯(cuò)誤，同時(shí)還

24、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(cuò)，就可以傳到數(shù)控銑床運(yùn)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(jìn)給速度要根據(jù)觀察來手動(dòng)調(diào)試，加工時(shí)要時(shí)刻觀察走刀情況，同時(shí)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(diǎn)，繼續(xù)做下一工序。 九、模具的裝配 根據(jù)簡單模的工作特點(diǎn),先裝上模,再裝下模較為合理,并調(diào)整間隙,試沖,返修.具體過程如下: 1、 上模裝配 ①仔細(xì)檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準(zhǔn)備工作. ②先將凸模與凸模固定板裝配,再與凹模板裝配,并調(diào)整間隙. ③把已裝配好的凸模及凹模與上模

25、座,并在次檢查間隙是否合理后,打入銷釘及擰入螺絲. 2、下模裝配 ①仔細(xì)檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準(zhǔn)備工作. ②先將凸凹模放在下模座上,再裝入凸凹模固定板并調(diào)整間隙,以免發(fā)生干涉及工件損壞.接著依次按順序裝入銷釘,活動(dòng)擋料銷,彈頂橡膠塊及卸料板,檢查間隙等合理后擰入卸料螺釘,再擰入緊固螺釘,并再次檢查調(diào)整. ③將經(jīng)調(diào)整后的上下模按導(dǎo)柱,導(dǎo)套配合進(jìn)行組裝,檢查間隙及其它裝配合理后裝機(jī)進(jìn)行試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作出相應(yīng)調(diào)整,直到生產(chǎn)出合格制件. 十、沖孔模的工藝分析 該零件外形對稱，壁部圓角半徑為2mm，相對圓角半徑r/t為2所需要沖裁的底孔直徑為1

26、6mm，因?yàn)椴捎玫氖呛唵文＜庸こ尚危钥梢灾苯舆M(jìn)行沖孔。 十一、結(jié)束語 學(xué)校為了培養(yǎng)大批具有必備的理論知識和較強(qiáng)的實(shí)踐能力,適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線急需的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。試圖通過《沖裁模課程設(shè)計(jì)》讓學(xué)生初步掌握模具工藝設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和步驟。把已學(xué)的各門專業(yè)課程基礎(chǔ)理論綜合的應(yīng)用在模具的計(jì)算過程中去。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力、實(shí)踐動(dòng)手能力。 本人通過對本套拉深件的沖孔簡單模的設(shè)計(jì)、計(jì)算，使我對沖裁模的設(shè)計(jì)流程有了更深一層的了解，包括沖裁件的工藝分析、工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)形式的選擇、必要的工藝計(jì)算、主要零部件的設(shè)計(jì)、壓力機(jī)型號的選擇、總裝

27、圖及零件圖的繪制。在設(shè)計(jì)過程中，有些數(shù)據(jù)、尺寸是一點(diǎn)也馬虎不得，只要一個(gè)數(shù)據(jù)有誤，就得全部改動(dòng)，使設(shè)計(jì)難度大大的增加。在這次設(shè)計(jì)中，我感覺要完成這次設(shè)計(jì)不僅要有扎實(shí)的專業(yè)知識，還要有過硬的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)作保障，方能很好的完成這次設(shè)計(jì)。所以說我們今后的學(xué)習(xí)中不僅要學(xué)好應(yīng)該所學(xué)的，還要盡可能多的去拓展我們在其它方面的領(lǐng)域，只有這們我們才能立于不敗之地。 參考文獻(xiàn) [1] 自編. 沖模設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 廣東工業(yè)大學(xué)，2008. [2] 自編. 沖模圖冊. 廣東工業(yè)大學(xué)，2008. [3] 姜奎華主編. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2006. [4] 羅益旋

28、主編. 最新沖壓新工藝新技術(shù)及模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M]. 長春: 吉林出版發(fā)行集團(tuán), 2004年. [5] 李體彬編著.沖壓成形工藝 [M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2008.3 [6] 彭建聲編著.冷沖壓技術(shù)問答 [M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2006.7 工件名稱 L=45mm. 60mm 18