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課程設(shè)計說明書 題 目：止動件課程設(shè)計 學(xué) 號： 姓 名： 班 級： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院 產(chǎn)品圖 零件名稱：止動板 材料：B3 厚度0.5mm 工件精度：IT14 生產(chǎn)批量：大批量 摘要 本設(shè)計為一止動件的沖壓模具設(shè)計，根據(jù)零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，首先分析零件的材料、結(jié)構(gòu)工藝和尺寸精度，確定沖裁工藝方案，然后通過工藝設(shè)計計算，確定排樣和板料規(guī)格，計算沖裁力和壓力中心，初選壓力機(jī)，計算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計選用零、部件，對壓力機(jī)進(jìn)行校核，繪制模具總裝草圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要對凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設(shè)備等進(jìn)行了設(shè)計，對于部分零部件選用的是標(biāo)準(zhǔn)件最終才完成這篇課程設(shè)計。 關(guān)鍵詞：沖壓模具；凸模；凹模；凹凸模 目 錄 1.設(shè)計任務(wù) 6 2.沖壓件工藝分析 6 2.1材料 7 2.2工件結(jié)構(gòu) 7 2.3尺寸精度 7 2.4 工藝方案 7 3.工藝設(shè)計計算 8 3.1排樣設(shè)計及計算 8 3.2 沖裁力及壓力中心的計算 9 3.2.1 沖壓力的計算 9 3.2.2 壓力機(jī)的選擇 9 3.2.3 沖模壓力中心的確定 10 3.3 凸凹模刃口尺寸的計算 11 4.模具零部件結(jié)構(gòu)的確定 12 4.1 工作零件尺寸計算： 12 4.2其他模具零件結(jié)構(gòu)尺寸: 12 4.3模具中彈性元件的計算: 13 4.4模架的選用 14 4.5 其他零部件結(jié)構(gòu) 14 5.沖裁設(shè)備的選擇 14 6模具裝配圖 14 7.模具零件圖 16 7.1 上模座 16 7.2 下模座 17 總結(jié) 17 參考文獻(xiàn) 18 1.設(shè)計任務(wù) 完成止動件落料沖孔復(fù)合模的設(shè)計與制造，材料為B3，厚度為0.5mm，大批量生產(chǎn)，未注尺寸均為自由公差，按IT14級查找。 圖1.1 止動件零件圖 2.沖壓件工藝分析 在進(jìn)行工藝分析時，一般應(yīng)進(jìn)行以下幾方面的工作：材料分析；零件結(jié)構(gòu)分析；尺寸精度分析；工藝方案分析。 2.1材料 B3是合金，厚度為0.5mm,具有良好的沖裁成型性能。 2.2工件結(jié)構(gòu) 該零件結(jié)構(gòu)簡單且左右對稱。外形有多處尖角，建議過度圓弧大小為R0.5。零件有兩個相等的通孔，直徑為Φ9mm，滿足沖裁件上孔尺寸最小要求?？着c邊的最小間距為3.3mm，滿足凹、凸模允許的最小要求。 2.3尺寸精度 無特殊要求精度要求的尺寸，都屬于自由尺寸，按IT14級查，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。 零件外形： 65-0.74 0 20-0.520 10-0.360 13-0.430 R30-0.520 零件內(nèi)形：Φ90+0.36 孔心距：370.31 結(jié)論：可以沖裁 2.4 工藝方案 該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下三種工藝方案： 方案一：先落料，再沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料－沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔－落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，而且生產(chǎn)率也高。盡管模具較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。復(fù)合模又可分為正裝式和倒裝式兩種。正裝式較適用于沖制材質(zhì)較軟的或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距較小的沖裁件。而倒裝式不宜沖制孔邊距較小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合結(jié)構(gòu)簡單，又可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠，便于操作。采用倒裝復(fù)合模。 3.工藝設(shè)計計算 3.1排樣設(shè)計及計算 根據(jù)材料的合理利用情況，可將排樣方法分為三種：有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣。各有各的優(yōu)點和缺點，在本設(shè)計中，結(jié)合了此零件的結(jié)構(gòu)特點、生產(chǎn)率、材料使用率及其他方面的考慮，采用了有廢料排樣中的直排，如圖所示： 查表，確定搭邊值： 兩工件間的搭邊：a1 =1.8mm； 工件邊緣搭邊：a=2mm； 步距為:：s=21.8 料寬：B=(D+2a+?)=69.5-0.50 利用率：A1hB=70.5% 圖1.1 止動件零件圖 3.2 沖裁力及壓力中心的計算 3.2.1 沖壓力的計算 沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，是選用壓力機(jī)和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一。 為計算方便，其沖裁力F按下式計算估算： F落=Ltσb=172x0.5x760=65.36KN F卸= F落x k卸=0.05*65.36=3.27KN F推=n k推 F落=6*0.055*65.36=21.57KN F沖=kLTτ=1.3*2π*9*0.5*760=27.9KN F總= F落+ F卸+ F推+ F沖=118.1KN 3.2.2 壓力機(jī)的選擇 初選壓力機(jī)為J23-16 標(biāo)稱壓力/KN：160 滑塊行程/mm：50 行程次數(shù)/(次/min) 120 連桿調(diào)節(jié)高度：45 最大模高度：220 工作臺尺寸前后左右/（mmmm）：300450 模柄孔尺寸直徑深度/mm：Φ40*160 電動機(jī)功率： 1.5 3.2.3 沖模壓力中心的確定 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。為了要保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。 要確定該零件的壓力中心，先將各個凸模的壓力中心確定后，再計算模具的壓力中心。根據(jù)力學(xué)定理，合力對某軸的力矩等于各分力對同軸力矩的代數(shù)和，則可得壓力中心坐標(biāo)（x0，y0）計算公式： x0=i=1nLixii=1nLi y0=i=1nLiyii=1nLi 建立如圖所示坐標(biāo)系 壓力中心 x軸方向?qū)ΨQ 故x0=32.5mm y軸方向 y0=i=1nLiyii=1nLi =20*10+65*0+20*10+13.24*20+41.83*13+13.24*2020+65+20+13.24+41.83+13.24+28.26+28.26+10*2 =8.87 ≈8.9 壓力中心為（32.5,8.9） 3.3 凸凹模刃口尺寸的計算 落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計算 ,落料凸模按間隙值配制；沖孔部分以沖孔凸模為基準(zhǔn)計算,沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制。 基本尺寸分類 沖裁間隙 磨損系數(shù) 計算公式 結(jié)果 落料凹模 65-0.740 Zmin=0.04 Zmzx0.06 Zmax-Zmin=0.02 制件精度為IT14級，故X=0.5 Dd=（Dmax-x?）0+?4 64.630+0.185 20-0.520 19.740+0.13 13-0.430 12.740+0.11 沖孔凸模 ?900.36 同上 dd=（dmin+x?）-?40 9.18-0.090 孔心距 C?2 =37?2 同上 查表 X=0.5 CP=C+0.5δP 370.078 孔邊距 10-0.360 查表 X=1 Ad=(A-X?)0+δd 9.640+0.09 4.模具零部件結(jié)構(gòu)的確定 4.1 工作零件尺寸計算： 落料凹模板尺寸： 凹模厚度：H=kb(≥15mm) H=0.25*65=16.25 實取16mm 凹模壁厚：c≥（1.5~2）H 取30 凹模板長：B=b+2c=65+2x30=125mm 凹模板寬：A=a+2c=20+2x30=80mm 故確定凹模板外形為：125x125x16(mm) 沖孔凸模尺寸： 凸模長度：L凸=h1+h2+h3=14+2.5+16=32.5 h1:凸模固定板厚 h2:空心墊板厚 h3：凹模板厚 凸凹模尺寸： 凸凹模長度：L=h1+h2+h3=15+10+24=49 h1:凸凹模固定板厚度 h2：彈性卸料板厚度 h3=增加長度 凸模強(qiáng)度校核：該凸模不屬于細(xì)長桿，強(qiáng)度足夠。 4.2其他模具零件結(jié)構(gòu)尺寸: 名稱 長寬厚(mm) 材料 數(shù)量 上墊板 1251256 T8A 1 凸凹模固定板 12512515 45鋼 1 卸料板 12512510 45鋼 1 落料凹模 12512516 45鋼 1 凸模固定板 12512515 45鋼 1 下墊板 1251256 T8A 1 彈簧 52065 60Si2MnA 1 4.3模具中彈性元件的計算: 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初選六根彈簧，每根彈簧的預(yù)壓力為 F0≥F卸/n =3270/6=545N 根據(jù)預(yù)壓力和模具結(jié)構(gòu)尺寸， 初選彈簧為 52065 GB/T2089-80， 其最大工作負(fù)荷 F j =1200>545N。 彈簧參數(shù)：外徑D=25 材料直徑d=5 自由高度 h0=65 節(jié)距t=6.6 工作極限下的變形量hj=14.7 f=1.57 極限負(fù)荷Fj=1200 有效圈數(shù)n=9 彈簧預(yù)壓縮量 L=F0FtLmax =545120014.7=6.68 校核：卸料板工作行程 t+h1=（6.6+0.5）mm=7mm 凸模刃磨量和調(diào)節(jié)量h2=6.68mm 彈簧實際總壓縮量 L 總 = L +t+h1 +h2=13.78<14.7 所以選擇是合適的 裝配高度：H2=h0-L =65-6.68 =58.32 彈簧的窩座深度： h=h0-Lmax+h卸料板+t+1-h0凸凹模-h0修模 =32.4 彈簧的外露高度： H3=H2-h-h卸料板窩深 =19.92 4.4模架的選用 上模座 下模座 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 12512530 12512535 22110 248036 4.5 其他零部件結(jié)構(gòu) 凸模由凸模固定板固定，凸凹模由凸凹模固定板與螺釘固定，兩者皆采用過渡配合關(guān)系。模柄采用壓入式模柄 5.沖裁設(shè)備的選擇 沖壓設(shè)備選用：J23-16 標(biāo)稱壓力/KN：160 滑塊行程/mm：55 行程次數(shù)/(次/min) 120 連桿調(diào)節(jié)高度：45 最大模高度：220 工作臺尺寸前后左右/（mmmm）：300450 模柄孔尺寸直徑深度/mm：?40160 電動機(jī)功率： 1.5 6模具裝配圖 7.模具零件圖 7.1 上模座 7.2 下模座 總結(jié) 經(jīng)過一段時間的課程設(shè)計，至此已基本完成了任務(wù)書所規(guī)定的任務(wù)。本課程設(shè)計涉及的課程很多，涉及到機(jī)械制圖、冷沖壓工藝及模具設(shè)計、模具制造工藝學(xué)、金屬學(xué)與熱處理、CAD繪圖等相關(guān)課程的知識。 通過這次的課程設(shè)計我收獲很多，比如學(xué)會了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。但是這次設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。這次實訓(xùn)是對自己進(jìn)大學(xué)來所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個對社會有所貢獻(xiàn)的人。 參考文獻(xiàn) 1.周玲.沖模設(shè)計實例詳解. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007 2.梅伶.模具課程設(shè)計指導(dǎo). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 3.劉靖巖.冷沖壓工藝與模具設(shè)計.北京：中國輕工業(yè)出版社，2006 4.江維建. 冷沖壓模具設(shè)計.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2005 5.王樹勛.典型模具結(jié)構(gòu)圖冊. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2005 6.翁其金.沖壓工藝與沖模設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 7.陳劍鶴.模具設(shè)計基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 8.王樹勛.模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2003 9.王孝培.沖壓手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 10.杜東福.冷沖壓模具設(shè)計.長沙：湖南科技出版社，1997 11.沖模設(shè)計手冊編寫組.沖模設(shè)計手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988 12.馮炳堯.模具設(shè)計與制造簡明手冊.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985 13.劉建超、張寶忠編.沖壓模具設(shè)計與制造.北京：高等教育出版社.2004 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