精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、冷沖壓模具設(shè)計的目的冷沖壓模具課程設(shè)計是為機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)在學完基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。 其目的是：1、綜合運用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際知識，進行一次冷沖壓模具設(shè)計工作的實際訓練，從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作的能力。2、鞏固與擴充“模具設(shè)計與制造”等課程所學的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟。3、掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本技能，如計算機繪圖、計算、查閱設(shè)計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等等二 分析零件零件為圓筒形沖壓零件生產(chǎn)批量：中批量材料：45鋼材料厚度：2 mm三工藝分析:工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性。工件:此工件只有落料和拉深兩個工序.工件形狀簡單,并且工件為無凸緣圓筒件,要求內(nèi)形尺寸,拉深時厚度不變,因此工件能滿足落料拉深要求.工件的底部圓角半徑r=2mmt,滿足再次拉深圓角半徑要求.尺寸20 mm,也滿足拉深工序?qū)ぜ墓畹燃壱蟆２牧? 45鋼,由于強度低,塑性好,適用于制造受力不大的沖壓件和拉深件,并有利于沖壓成形和制件質(zhì)量的提高,還具有良好的沖壓成形性能,即有良好的抗破裂性,良好的貼模和定形性,所以具有良好的沖壓性能。四 工藝方案的確定:1 先確定拉深次數(shù)：確定拉深次數(shù),先判斷能否一次拉出總拉糸數(shù)m總=dn/D中的, dn實際上是零件所要求的直徑.當m總> m1時,則該零件只需要一次拉出,否則就要進行多次拉深計算毛坯尺寸： 查1中表6-2得修邊余量h, h/d=49/18=2.54,取h=4mm毛坯直徑公式D= d2+4dh-1.72rd-0.56r2參數(shù):d = 18mm參數(shù):h = 49mm參數(shù):r = 4mm計算結(jié)果D=63.3mm查1中表6-6得,取m1=0.4,；取m2=0.7,m3=0.75總拉深糸數(shù): m總=dn/D=18/63.3=0.28<m1=0.4,則可以判斷出一次拉不出.則第一次拉深直徑d1=m1D=0.4×63.325.3mm第一次拉深的高度:h1=0.25(D2/d1)-d1+(0.43r1/d1)(d1+0.32r1)參數(shù):d1=25.3mm參數(shù)r1=4mm計算結(jié)果h137.5mm 第二次拉深直徑d2=m2d1=0.7×25.317.7mm由此可得知，d2 d工件則產(chǎn)品是通過二次拉深所得到的。工序圖如1-1所示 2工藝方案：該工件包括落料、拉深兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料+拉深復合，后拉深二。采用復合模+單工序模生產(chǎn)。方案三：先落料，后二次復合拉深。采用單工序模+復合模生產(chǎn)。方案四：落料+拉深+再次拉深。采用復合模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序三副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，工件精度也能滿足要求，操作方便，成本較低。方案三也只需要二副模具，制造難度大，成本也大。方案四只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求，但模具成本造價高。通過對上述四種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。五模具總體設(shè)計（1） 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用落料拉深沖壓和再次拉深。所以模具類型為復合模和單工序模二套模具。（2） 定位方式的選擇 復合模：因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用固定擋料銷定距。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。 拉深二模：采用帶有壓邊圈裝置對工件進行定位。（3） 卸料、出件方式的選擇 因為工件料厚為2mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。對于復合模生產(chǎn)，應(yīng)采用上出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。對于拉深二,也是采用上出件比較方便.（4） 導向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該兩套模具采用后側(cè)導柱的導向方式六工藝設(shè)計計算1排樣方式的確定及其計算設(shè)計復合模，首先要設(shè)計條料排樣圖。圓筒形狀簡單，落料形狀就是一個圓，可以采用直排方式，如圖4-1所示的排樣方法，1)、查1中表3-10得 搭邊值 a=1.0mm a1=1.2mm 2）、送料步距AA=D+a=63.3+1=64.3mm3）、條料寬度B（采用無側(cè)壓裝置的導料板之間送料時）B =（D+2a1+2+b0）=（63.3+2×1.2+2×0.5）=66.7mm4）、一個步距內(nèi)材料料利用率=(s1/s0)×100%=(×63.32/4)/(64.3×66.7 )×100%=73.33%5）、 查3板材標準，宜選600mm×1750mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為5張條料（120mm×1750mm），每張鋼板的材料利用率為74%2、沖壓力的計算料落:采用彈性卸料裝置和下出件模具查1表2-3得,取=300MP沖裁力F=Ltb=1.3Lt=1.3×300×3.14×63.3×0.862013N式中 L沖裁件周長(mm)t板料厚度（mm）b材料的抗拉強度（MPa） 查1表3-8得K卸=0.05 K頂=0.06F卸=K卸F=0.05×62013=3100.68NF頂 = K頂F=0.06×62013=3720.78N壓力機所需的沖壓力 F沖總=F+ F卸+ F頂=68834.46N拉深一 查1表6-11得,K1=1;K2=0.85; b查1得表2-3, 查16-13得b=400MP P=2.5MP拉深力:F拉=Kdtb =1×3.14×25.3×0.8×400 =25421.44N壓邊力:FQ1=(/4)D2-(d1+2R凹)2p =(3.14/4)63.32-(25.3+2×6.4凹)2×2.5 =1071.23N總沖裁力: F= F沖總+ F拉+ FQ1=95327.13N也就是壓力機所需的沖壓力故落料拉深復合模配的的壓力機所需的總沖壓力為F總=95327.13N拉深二 查1表6-11得,K2=0.85; b查得表2-3,得b=400MP查1表6-13得:p=2.5MP; 查1表3-8得K頂=0.06;拉深力:F拉2=K2d2tb =0.85×3.14×17.7×0.8×400 =15117N壓邊力:FQ2=(/4)d12-(d2+2R凹)2p =(3.14/4)25.32-(17.7+2×2.4)2×2.5 =262.66N頂件力: F 頂= K頂 F拉2=0.06×15117=907N總沖裁力: F= F拉+ FQ2+ F 頂=15117+262.66+907=16286.66N也就是壓力機所需的沖壓力所以二次拉深時的壓力機所需的總沖壓力為F總=16286.66N七主要零部件設(shè)計1. 工藝零件設(shè)計：11 工作零件： 拉深落料復合模： 凸凹模結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/m6。凸凹模長度L=36+16+6+29+1=88mm。具體結(jié)構(gòu)可參見圖5-1.1(b)所示。 拉深凸模拉深凸模采用臺階式，也是采用車床加工,與凸模固定板的配合按H7/m6的配合,拉深凸模結(jié)構(gòu)如圖5-1.1（a）所示。落料凹模凹模采用整體凹模，沖裁的凹?？卓刹捎镁€切割機床和銑床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。凹模的輪廓尺寸應(yīng)要保證凹模有足夠的強度與剛度，凹模板的厚度還應(yīng)考慮修磨量，根據(jù)沖裁件的厚度和沖裁件的最大外形尺寸在標準中選取凹模板的各尺寸為：長230mm，寬200mm，因考慮到整套模具的整體布置要求，選其厚度為79mm，模具刃口尺寸的計算落料:按按單配加工時的尺寸的計算查1中表3-3得 Zmin=0.072mm Zmax=0.104mm取落料的尺寸公差為IT14,則公差為=0.87mm查1中表3-5得 x=0.5所以落料料凹模尺寸：D=（D max-x）=(63.3-0.5*0.87) =62.865mm因此落料凸模的基本尺寸與與凹模相同是62.865mm,但不必注公差,注明以0.720.104mm的間隙與落料凹模配制.落料凹模如圖5-1.2所示:拉深一:查1中表6-14得 C1=1, C2=81).凹模圓角半徑R凹= C1 C2t=1×8×0.8=6.4mmR凸=(0.71.0) R凹=0.85×6.4=5.44mm取R凸=5.5mm2).拉深模的單邊間隙Z=(D凹-D凸)/2 查1表6-15,得單邊間隙Z=1.1t=1.1×0.8=0.88mm3).拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差:第一次拉深模,由于其毛坯尺寸與公差沒有必要予以嚴格的限制,這時凸模和凹模尺寸只要取等于毛坯的過渡尺寸即可,以凸模為基準.取公差等級為IT10=0.12mm.d凸=d -0凸=63.20-0.12mmd凹=( d凸+ 2Z) 0+凹=(63.2+2×0.88)0+0.12=64.96 0+0.12mm圖形如5-1.1圖所示: 12 工作零件： 二次拉深模凸模根據(jù)工件外形并考慮加工，將凸模設(shè)計成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與修模，采用車床加工，與凸模固定板的配合按H7/m6。凸模長度 L=H1+H2+Y式中 H1凸模固定板厚度H2壓邊圈高度Y附加長度，包括凸模刃口修磨量，凸模進入凹模的深度46mm，因此凸模長度L=28+60+46=134mm。具體結(jié)構(gòu)可參見圖5-1.2(a)所示。 凹模 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。取凹模輪廓尺寸為160mm×58.8mm，結(jié)構(gòu)如圖5-1.2（b）所示模具刃口尺寸的計算1).凹模圓角半徑R凸= r凸=2mmR凹= R凸/0.85=2/0.85=2.352mm2.4 mm2).拉深模的單邊間隙Z=(D凹-D凸)/2 查1表6-15,得單邊間隙Z=1t=1×0.8=0.8mm3).拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差: 查1表6-16得凸凹的制造公差為: 凸=0.02mm凹=0.03mm 當工件要求內(nèi)形尺寸:凸模尺寸:d凸=(dmin+0.4)=(17.7+0.4×0.4) mm=17.86mm凹模尺寸: d凹=( dmin+0.4+2Z) =(17.7+0.4×0.4+2×0.8) =19.46mm圖形如5-1.2所示: 1.3. 定位零件的設(shè)計 落料拉深復合模固定擋料銷落料凹模上部設(shè)置固定擋料銷，采用固定擋料銷的進行定距.擋料裝置在復合模中,主要作用是保持沖件輪廓的完整和適量的搭邊.,如圖所示為鉤形擋料銷,因其固定孔離刃口較遠,因此凹模強度要求,結(jié)構(gòu)上帶有防轉(zhuǎn)定向銷. 擋料銷采用H7/r6安裝在落料凹模端面 導料板的設(shè)計導料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，查2表14-17導料板與條料之間的間隙取0.5mm，這樣就可確定了導料板的寬度，導料板的厚度按2表14-15選擇。導料板采用45鋼制作，熱處理硬度為2832HRC，用螺釘固定在凹模上。卸料部件設(shè)計卸料裝置用彈壓卸料板的卸料裝置，如下圖1-3所示，卸料板內(nèi)孔每側(cè)與凸模保持間隙C=0.10.2t=0.16mm;卸料板周界尺寸與凹模周界尺寸一樣，厚度根據(jù)沖裁件料厚t和卸料板寬度B查模具手冊之四2中表14-10得其厚度為16mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4348HRC。卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置2個卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M8×16mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后， 應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時通過在 螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。壓邊圈設(shè)計首次拉深:為了防止拉深過程中起皺，生產(chǎn)中主要采用壓邊圈，查1表6-12，可判斷出需要壓邊圈。壓邊圈采用45鋼制造，熱處理硬度為4245HRC。其結(jié)構(gòu)如5-2.4(a)所示 二次拉深:壓邊圈,結(jié)構(gòu)與尺寸由標準中選取，壓邊圈圓角半徑rY應(yīng)比上次拉深凸模的相應(yīng)圓角半徑大0.51mm,以便將工序件套在壓邊圈上.材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)42-45HRC.其結(jié)構(gòu)如圖5-2.4(b)所示.2.結(jié)構(gòu)零件11 模架及其他零部件設(shè)計落料拉深復合模采用滑動導向后側(cè)導柱式模架的導向方式，如圖所示，帶有導柱的沖裁模適合于精度要求較高，生產(chǎn)批量較大的沖裁件，且導柱模結(jié)構(gòu)比較完善，對后側(cè)導柱的導向方式可從左右和前后兩個方向進行送料。故相應(yīng)選后側(cè)導柱模架。因為它的模具較高所以選取比較大一點的模架模架的結(jié)構(gòu)與尺寸都直接由標準中選取，相關(guān)參數(shù)如下：凹模周界L: 315凹模周界B: 250閉合高度(參考)|最小: 275閉合高度(參考)|最大: 3201上模座 數(shù)量1 規(guī)格: 315×250×552下模座 數(shù)量1 規(guī)格: 315×250×703導柱 數(shù)量1 規(guī)格: 40×260 4導套 數(shù)量1 規(guī)格: 40×140×53導柱與導套結(jié)構(gòu)由標準中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。導柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導柱與導套之間的配合為H7/h6,導套與上模座之間的配合為H7/r6，導柱與下模座之間的配合為R7/h5。導柱與導套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC。二次拉深模也是采用滑動導向后側(cè)導柱式模架的導向方式，如圖所示， 模架的結(jié)構(gòu)與尺寸都直接由標準中選取，因為它的模具較高所以選取比較大一點的模架相關(guān)參數(shù)如下：凹模周界L: 250凹模周界B: 250閉合高度(參考)|最小: 240閉合高度(參考)|最大: 2851上模座 數(shù)量1 規(guī)格: 250×250×502下模座 數(shù)量1 規(guī)格: 250×250×653導柱 數(shù)量1 規(guī)格: 35×230 4導套 數(shù)量1 規(guī)格: 35×125×48導柱與導套結(jié)構(gòu)由標準中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。導柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導柱與導套之間的配合為H7/h6,導套與上模座之間的配合為H7/r6，導柱與下模座之間的配合為R7/h5。導柱與導套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC。12 彈頂器的彈性元件的選取落料拉深復合模選用橡皮作為彈性元件，橡皮一般為聚氨膠，因為它允許承受的載荷較彈簧大，并且安裝調(diào)理方便。因為聚氨脂橡膠的總壓縮量一般35%,所以取30%，剛聚氨膠的高度h=0.3×Hh為壓邊圈運行的高度=39.8mmH=39.8/0.3=132.7mm 橡膠的高度H與直徑D應(yīng)有適當比例:H=(0.51.5)D根據(jù)上二式查3表3-100得.D=60mm; d=16.5mm; H=50mm; D1=78mm選取三塊同樣的橡膠.中間加上鋼墊圈,防止失穩(wěn)彎曲.其結(jié)構(gòu)圖如下 二次拉深模選用彈簧作為彈性元件.選用圓柱螺旋彈簧,它的主要技術(shù)參數(shù)是工作極限負荷Fj與其相對應(yīng)的工作極限負荷下的變形量Lj。根據(jù)所需要的卸料力或推件力FQ以及所需要的量大壓縮行程L0，來計算Fj 與Lj，然后就可以在標準中選取相應(yīng)的規(guī)格彈簧。1） 確定彈簧的數(shù)目為12） 頂件載荷FQ=壓邊力=1260N3） 最大壓縮行程L0=h1 + h2 + h3 + t =1+46.8+7+0.8=55.6mm4） 計算所需的彈簧的工作極限負荷Fj 與工作極限負荷下的變形量Lj，K取40% Fj = FQ/K=1260/0.4=3150N Lj= L0/(1-K)=55.6/(1-0.4)=92.67N由上述二式查彈簧標準表得：彈簧材料直徑為10mm，彈簧中徑為75mm，節(jié)距為t=26.5,工作極限負荷Fj =3500N,變形量Lj=111mm,有效圈數(shù)為7.5六.模具總裝圖通過以上設(shè)計，可得到如圖6-1的落料拉深模和6-2拉深二模所示的模具總裝圖。落料拉深模：模具上模部分主要由上模座板、墊板、凸模、凸模固定板、推件板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模座、墊板、凹模板、凹模固定板、壓邊圈和導料板等組成。條料送進時采用固定擋料銷粗定距，拉深凸模7低于落料凹模 8的距離為一個料厚，是為了在沖壓是能保證先落料再拉深。拉深二模：拉深前毛坯套在壓邊圈6上，所以設(shè)計的壓邊圈形狀與上一次拉出來的半成品相適應(yīng)，拉深后，壓邊圈將沖壓件從凸模7上托出，推件板9將沖壓件從凹模中推出。圖6-1圖6-2七 沖壓設(shè)備的選定落料拉深復合模：通過校核，根據(jù)F總查1中表1-3選型號為J23-40的壓力機其基本參數(shù)：標稱壓力（kN）400滑塊行程（mm）80行程次數(shù)( 次/min)45/90 連桿調(diào)節(jié)長度（mm）65最大裝模高度（mm）330工作臺尺寸 前后×左右（mm×mm）460×700模柄孔尺寸 直徑×深度（mm）50×70電動機功率（kW）5.5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+10mmH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。實際算得H模具=301mm則滿足Hmin+10mmH模具Hmax-5mm的要求。 二次拉深模：根據(jù)F總查冷沖模設(shè)計中表1-3選型號為J23-25的壓力機其基本參數(shù)：標稱壓力（kN）250滑塊行程（mm）65行程次數(shù)( 次/min)50/105連桿調(diào)節(jié)長度（mm）55最大裝模高度（mm）270工作臺尺寸 前后×左右（mm×mm）370×560模柄孔尺寸 直徑×深度（mm）50×70電動機功率（kW）2.2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+10mmH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。實際算得HA8mm則滿足Hmin+10mmH模具Hmax-5mm的要求。七對二次拉深件進入切邊： 主要通過切邊模具對二次拉深件進切邊，而達到所需要的產(chǎn)品尺寸。可以采用帶錐形口的拉深凹?；驇A角的拉深凹模設(shè)計進行切邊，由于切邊凹模沒有鋒利的刃口，所以切下的廢料拖有較大的毛刺，也有將這種切邊方法稱為擠邊。用這種方法對筒形件切邊由于其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，并可用復合模的結(jié)構(gòu)與拉深同時進行，所以使用十分廣泛。切邊的工序圖如下所示：八 .參考文獻 1.丁松聚主編 . 冷沖模設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社,2001 2沖壓設(shè)計手冊編寫組編寫. 沖壓設(shè)計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1999 3楊玉英主編. 實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊. 北京:機械工業(yè)出版社,2004 4王樹勛主編. 典型模具結(jié)構(gòu)圖冊. 廣州:華南理工大學出版社,2005 5孫鳳勤、閻亞林主編. 沖壓與塑壓成形設(shè)備. 北京:高等教育出版社,2003專心-專注-專業(yè)