連接零件沖壓工藝及模具設計畢業(yè)設計

1、<p>　　課 程 設 計（論 文）</p><p>　　連接零件沖壓工藝及模具設計</p><p>　　教 學 系： 機電工程 </p><p>　　指導教師： ******* </p><p>　　專業(yè)班級：成型1081

2、 </p><p>　　學生姓名： @@@ </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本論文應用所學專業(yè)理論課程和生產(chǎn)實際知識進行了冷沖壓模具設計工作的實際訓練，從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設計等課程所學的內(nèi)容。本設計采用落料沖孔復合模，模

3、具設計制造簡便易行。落料沖裁效果好，能極大地提高生產(chǎn)效率。本設計主要工序包括：沖孔和落料。本設計分別論述了產(chǎn)品工藝分析，沖壓方案的確定，工藝計算，模板及主要零件設計，模具裝配等問題。本設計的內(nèi)容是確定復合模內(nèi)型和結(jié)構(gòu)形式以及工藝性，繪制模具總圖和非標準件零件圖。</p><p>　　我覺得通過本次的畢業(yè)設計，達到了這樣的目的：</p><p>　　1.綜合運用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際

4、知識，進行一次冷沖壓模具設計工作的實際訓練，從而培養(yǎng)和提高我們獨立工作的能力。</p><p>　　2.鞏固與擴充所學有關冷沖模具設計課程的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設計的基本技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性。</p><p>　　3.掌握冷沖壓模具設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范，同時對相關的課程進行了全面的復習，使獨立思考能力有

5、了提高等。</p><p>　　關鍵詞：冷沖壓、沖裁、復合模、落料 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言……………………………………………………………………………………1</p><p>　　1 設計任務書………………………………………………………………………………2</p>

6、;<p>　　2 工藝方案分析及確定……………………………………………………………………3</p><p>　　2.1 零件的工藝分析………………………………………………………………………3</p><p>　　2.2 工藝方案的確定………………………………………………………………………3</p><p>　　2.3 排樣的確定………………………………

7、……………………………………………3</p><p>　　3 工藝設計與計算…………………………………………………………………………5</p><p>　　3.1 沖壓力與壓力中心的計算……………………………………………………………5</p><p>　　3.2 工作零件刃口尺寸計算………………………………………………………………7</p><p

8、>　　3.3 工作零件結(jié)構(gòu)設計與其他模具結(jié)構(gòu)零件……………………………………………7</p><p>　　3.4 沖壓設備的選用………………………………………………………………………9</p><p>　　4模具總裝圖………………………………………………………………………………11</p><p>　　5模具的裝配……………………………………………………………

9、…………………15</p><p>　　總結(jié) ………………………………………………………………………………16</p><p>　　致謝………………………………………………………………………………………17</p><p>　　參 考 文 獻………………………………………………………………………………18</p><p><b>

10、;　　前言</b></p><p>　　隨著科學技術的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，模具設計是模具專業(yè)一個最重要的教學環(huán)節(jié),是一門實踐性很強的學科，是我們對所學知識的綜合運用，通過對專業(yè)知識的綜合運用，使學生對模具從設計到制造的過程有了一個基本的了解和認識，為以后的工作及進一步學習深造打下了堅實的基礎。</p><p>　　課程設計的主要目的有兩個：一是讓學生掌

11、握查閱查資料手冊的能力，能夠熟練的運用工程軟件進行模具設計。二是掌握模具設計方法和步驟,了解模具的加工工藝過程。</p><p>　　本文是連接板落料、沖孔復合模設計說明書，結(jié)合模具的設計，廣泛聽取各位人士的意見，經(jīng)過多次修改和驗證編制而成。為了達到設計的規(guī)范化，標準化和合理性，本人通過查閱多方面的資料文獻，力求內(nèi)容簡單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。文中附有必要的插圖和數(shù)據(jù)說明。</p>&l

12、t;p>　　2 工藝方案分析及確定</p><p>　　2.1 零件的工藝分析 </p><p>　　要全套圖紙的按住Ctrl點擊這里：</p><p>　　要學CAD該圖紙的住Ctrl這里</p><p><b>　　圖2.1</b></p><p>　　沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來

13、衡量設計是否合理。一般來講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術水平和設備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等是確定沖裁件工藝實應性的主要因素。根據(jù)這一要求對該零件進行工藝分析如下：</p><p>　　1材料:該沖裁材料為Q235鋼，厚1mm。具有良好的可沖壓性

14、。</p><p>　　2零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)簡單，比較適合沖裁。</p><p>　　3尺寸精度：只有孔心距精度要求較高故采用IT11級，其余均采用14級。</p><p>　　2.2 工藝方案的確定</p><p>　　確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案，應進行全面的工藝分析

15、分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟技術效果，選擇一個最佳的合理沖壓工藝方案。</p><p>　　該零件包括落料、沖孔兩個基本工序,可以采用以下3種工藝方案：</p><p>　　(1)先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　(2)落料-沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。</p><p>　　(3)沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。&

16、lt;/p><p>　　方案（1）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)效率低，難以滿足大批量的生產(chǎn)要求。方案（2）和方案（3）對于該零件都可以采用，但由于孔心距尺寸精度要求高，為更好地保證尺寸精度，最后確定用復合沖裁的方式進行生產(chǎn)，為便于操作，所以采用正裝復合模結(jié)構(gòu)及彈性卸料方式。</p><p><b>　　2.3 排樣的確定</b></

17、p><p>　　在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。</p><p>　　2.3.1 沖裁件的排樣</p><p>　　排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用），與沖件的外形有很大關系。</p><p>　　根據(jù)不同幾

18、何形狀的沖件，可得出與其相適應的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。</p><p>　　考慮到該制件的生產(chǎn)綱領與加工條件，采用條料加工有余料的排樣。排樣圖見右圖2.1：</p><p><b>　　圖2.1</b></p><p>　　2.3.2 材料利用率</p><p>

19、　　衡量材料經(jīng)濟利用的指標是材料利用率。</p><p>　　一個進距內(nèi)的材料利用率為</p><p>　　η= （2.1）</p><p>　　式中： A——沖裁件面積（包括沖出小孔在內(nèi)）（mm2）；</p><p>　　B——條料寬度（mm）；</p><p&

20、gt;　　S——進距（mm）.</p><p><b>　　η= </b></p><p><b>　　=49.7%</b></p><p>　　一張板料上總的材料利用率η∑為：</p><p><b>　　η∑ =</b></p><p>　　式中：

21、 N——張條料上的沖件總數(shù)目； </p><p>　　L——板料長度（mm）；</p><p>　　W——板料寬度（mm）；</p><p>　　A——沖裁件面積（mm2）；</p><p>　　查板材標準.選600mmx2000mm的鋼材,每張鋼板可剪裁為13張條料每張條料可沖86個工件:</p><p>　　η∑

22、==47.3%</p><p><b>　　2.3.3 搭邊</b></p><p>　　排樣時，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。</p><p>　　搭邊數(shù)值取決于以下因素：</p><p>　?。?）工件的尺寸和形狀。<

23、;/p><p>　?。?）材料的硬度和厚度。</p><p>　?。?）排樣的形式（直排、斜排、對排等）。</p><p>　?。?）條料的送料方法（是否有側(cè)壓板）。</p><p>　?。?）擋料裝置的形式（包括擋料銷、導料銷和定距側(cè)刃等的形式）。搭邊值一般是由經(jīng)驗再經(jīng)過簡單計算確定的。</p><p>　　查表2—8得

24、搭邊值：a=2.5mm，a1=3mm ，故取搭邊值為：a=2.5mm，a1=3mm。</p><p><b>　　3 工藝設計與計算</b></p><p>　　3.1 沖壓力與壓力中心的計算</p><p>　　3.1.1 沖裁方式與沖壓力的計算：</p><p>　　當一次沖裁完成以后，為了能夠順利地進行下一次沖裁，

25、必須適時的解決出件、卸料及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，并影響沖裁件的質(zhì)量。</p><p>　　3.1.2 沖裁力的計算</p><p>　　計算沖裁力的目的是為了確定壓力機的額定壓力，因此要計算最大沖裁力。則沖裁力可按下式計算：</p><p>　　F=Aτ

26、 (3.1)</p><p>　　式中：A為剪切斷面面積，τ為板料的抗剪強度。</p><p>　　考慮到刃口的磨損、間隙的波動、材料力學性能的變化、板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計算：</p><p>　　F=1.3LTτ

27、 （3.2）</p><p>　　式中 ：L ——沖裁輪廓的總長度(mm);</p><p>　　T——板料厚度(mm);</p><p>　　τ——板料的抗剪強度(MPa)。</p><p>　　經(jīng)查資料取τ=380，將相應數(shù)據(jù)代入，得沖裁力為：</p><p>　　落料：F=1.3×（2×

28、3.14×8+30×2）×1×380=54.49KN</p><p>　　沖孔：F=1.3×2×3.14×4×2×380=24.80KN</p><p>　　3.1.3 卸料力、推件力的計算</p><p>　　由于影響卸料力、推件力的因素很多，無法準確計算。在生產(chǎn)中均采用下列

29、經(jīng)驗公式計算：</p><p>　　FQ1=K1F (N) （3.3）</p><p>　　FQ2=K2nF (N) （3.4）</p><p>　　式中： FQ1、FQ2——分別為卸料力、推件力；</p><p>　　K1 、K2——分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)，其值見表

30、3.1</p><p>　　n——同時卡在凹?？變?nèi)的工件或廢料數(shù)， </p><p>　　F——沖裁力（N），按式（3.1）計算。</p><p>　　表3.1卸料力、推件力系數(shù)表</p><p>　　查表3.1得K1=0.12 K2=0.08。代入公式得：</p><p>　　卸料力FQ1=K1F=54.4

31、9×0.12=6.52KN</p><p>　　推件力FQ2=K2nF=0.08×22.451=1.98KN</p><p>　　3.1.4 總沖裁力的計算</p><p>　　根據(jù)工件的要求已及對模具的要求，故選總沖壓力為：</p><p>　　F總=F落+F沖+F卸+F推=54.49+24.80+6.52+1.98=8

32、7.79KN</p><p>　　3.1.5 壓力中心的計算</p><p>　　該零件是對稱的，所以壓力中心在該零件的幾何中心。</p><p>　　3.2 工作零件刃口尺寸計算</p><p>　　落料部分以落料凹模為基準計算，落料凸模按間隙值配置。沖孔部分以沖孔凸模為基準計算，沖孔凹模按間隙值配制。既已落料凹模、沖孔凸模為基準，凸凹模按

33、間隙值配制。</p><p>　　具體刃口尺寸計算見下表：</p><p>　　3.3 工作零件結(jié)構(gòu)設計與其他模具結(jié)構(gòu)零件</p><p>　　3.3.1 凹模尺寸</p><p>　　凹模厚度 H=Kb(≥15mm)=16mm</p><p>　　凹模邊緣壁厚 C≥(1.5-2)Hmm</p>

34、<p>　　查標準JB/T 6743.1-94；凹模寬100mm。</p><p>　　因此確定凹模外形尺寸為100×100×20mm，</p><p>　　表3.2凹模厚度系數(shù)K </p><p>　　3.3.2 凸凹模尺</p><p>　　凸凹模長度：L=h1+h2+h =20+10+20=50mm<

35、;/p><p>　　其中h1：凸凹模固定板厚度； h2：卸料板厚度 h：增加高度（包括凸凹模進入凹模的深度，彈性元件安裝高度）。</p><p>　　3.3.3 沖孔凸模尺寸</p><p>　　沖孔凸模尺寸：L凸=h1+h2+h3 =12+12+20=44mm</p><p>　　式中：h1——凸模固定板厚度，h2——空心墊板厚度，h3——凹模

36、板厚度。</p><p>　　3.3.4 其他模具結(jié)構(gòu)零件</p><p>　　根據(jù)凹模零件尺寸，結(jié)合倒裝式復合模結(jié)構(gòu)特點，查JB/T 2885.1-94，確定其他模具結(jié)構(gòu)零件，如下表所示：</p><p>　　根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)尺寸,結(jié)合倒裝式復合模結(jié)構(gòu)特點，查JB/T 2855.5-94選取后側(cè)導柱100×100標準模架一副。</p>&l

37、t;p>　　3.3.5 典型零件加工工藝方案如下</p><p>　　以凹模板的加工為例，典型零件的加工工藝為：備料——熱處理——磨平面——鉗工——磨平面——熱處理——線切割。工藝過程如表3.3 。</p><p>　　表3.3 凹模板加工工藝</p><p>　　3.4 沖壓設備的選用</p><p>　　壓力機對模具壽命的影響也不容

38、被忽視。壓力機在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度，加載狀態(tài)下的精度稱為動精度。</p><p>　　當壓力機的動精度不好時，就等于用精度不好的壓力機進行沖壓加工。由于測量動精度很困難，目前還沒有壓力機動精度的標準，生產(chǎn)廠家也只保證壓力機的靜精度。因此壓力機的動精度一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及對壓力機生產(chǎn)廠家的信任程度來推斷。</p><p>　　根據(jù)總的沖裁力、模具閉合高

39、度、沖床工作臺面尺寸等,故選壓力機型號為J23----10開式雙柱可傾沖床,并在工作臺面上備制墊塊。其技術規(guī)格如下:</p><p>　　表 1-2 壓力機參數(shù)</p><p><b>　　4模具總裝圖</b></p><p><b>　　A</b></p><p><b>　　B<

40、/b></p><p><b>　　5 模具的裝配</b></p><p>　　復合模是指在沖床一次行程中沖制產(chǎn)品兩道或兩道以上工序的沖模，這種模具結(jié)構(gòu)復雜，裝配要求高，但由于模具生產(chǎn)率高，各內(nèi)、外型面間的相對位置精度高，故廣泛應用于精密零件的加工。本模具為落料—拉深復合模，其裝配一般按下面的步驟進行：</p><p>　　1.裝配壓入式

41、模柄，垂直上模座端面，裝后同磨大端面齊平。</p><p>　　2.將拉深凸模裝在下模座上，并相對下模座底面垂直。同磨端面平齊后，作止動螺釘孔，并安裝止動螺釘。</p><p>　　3.以頂件塊定心，將凹模裝在下模座上，經(jīng)調(diào)整與拉深凸模同軸后，用平行夾板夾緊，做螺釘孔和銷釘，并擰緊螺釘，配入適當過盈的定位銷。</p><p>　　4.將凸凹模裝在固定板上，并保持垂直

42、，同磨大的端面齊平。</p><p>　　5.用平行夾板將凸凹模上的固定板與上模座加緊后合模，使導柱緩慢進入導套。在凸凹模的外圓對正凹模后，配作螺釘和螺釘過孔，并擰入螺釘?shù)灰o。用輕輕敲打固定板的方法進行細致地調(diào)整，待凸凹模和凹模的間隙均勻后，配作凸凹模固定板和上模座的銷孔，并配入相應過盈量的銷釘。</p><p>　　6.加工頂件塊時，外圓按凹模的孔實配，內(nèi)孔按拉深凸模的外圓實配，保

43、持要求的間隙。裝配后，頂件塊的頂面須高于凹模而拉伸凸模的頂面不得高于凹模。</p><p>　　7.安裝固定擋料銷和卸料板，按凹模板上的孔套在凸凹模外圓上應于凹模中心保持一致。在用平行夾板夾緊的情況下，按凹模上的螺孔引作卸料板上的螺釘過孔，并以螺釘固緊，其它零件的裝配均符合要求后打標記。</p><p><b>　　6.總結(jié)</b></p><p

44、>　　經(jīng)過近兩個月忙碌又緊張地設計，我終于完成了老師布置的題目：連接板落料、沖孔復合模</p><p>　　在設計的過程中，我遇到了許多的困難。首先是計算的復雜，計算毛坯直徑時，涉及的尺寸很多而且還帶根號，計算量很大；還有計算拉深力、壓邊力時得查閱大量的表。其次是知識的完美結(jié)合，在設計模具時，很多知識以前都沒有學過，這就需要我查閱手冊、資料，然后與我們平常所學結(jié)合到一塊，做到融會貫通。對于盒形件，還得校核角

45、部的拉深系數(shù)。同時在設計中，我也總結(jié)了許多：</p><p>　　1.選擇模具結(jié)構(gòu)（根據(jù)零件圖樣及計算要求，結(jié)合生產(chǎn)實際情況，提出模具結(jié)構(gòu)方案分析比較，選擇最佳結(jié)構(gòu)）</p><p>　　2.采用標準零部件（應盡量選用國家標準及工廠沖模標準件，便模具設計典型化及制造簡單化，縮短設計制造周期，降低成本）</p><p><b>　　3.其它</b>

46、;</p><p>　　（1）定位銷 沖模中的定位銷常選用圓柱銷，其直徑與螺釘直徑相近，不能太細，每個模具上只需兩個銷釘，其長度勿太長，其進入模體長度是直徑長度的2～3倍</p><p>　?。?）螺釘 固定螺釘擰入模體的深度勿太深，如擰入鑄鐵件，深度是螺釘直徑的2～2.5倍</p><p>　?。?）導柱、導套 模具完全對稱時兩導柱的導向直徑不易設計得相等，

47、避免合模時誤裝方向而損壞模具刃口，導套長度的選取應保證開始工作時導柱進入導套10mm～15mm</p><p>　?。?）模具行程 設計拉深模時，所選設備的行程應是拉深深度（即拉深件高度）的2～2.5倍。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本文是在論文指導老師精心指導和大力支持下完成的。老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度

48、、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。在此次畢業(yè)設計過程中我也學到了許多有關設計方面的知識，對其現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢有了很大的了解。</p><p>　　通過這次模具設計，本人在多方面能力都得到了提高。通過這次畢業(yè)設計，綜合運用了本專業(yè)所學課程的理論知識和結(jié)合生產(chǎn)實際知識進行一次冷沖壓模具設計，通過實際設計從而培養(yǎng)和提高了自己的獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設計等

49、課程所學的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設計的基本的模具技能，懂得了從分析零件的工藝性入手，確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了相應規(guī)范和標準，同時對各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。并提高了查閱設計資料和手冊的能力，熟悉了設計中的標準和規(guī)范等。</p><p>　　在這次設計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設計模具的能力以及綜合運用知識的能力，

50、體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。</p><p>　　感謝各位老師與同學們的幫助。</p><p>　　由于本人的設計能力有限，在設計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分的樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b><

51、;/p><p>　?。?］鄭可鍠，張宏《實用沖壓模具設計手冊》第一版，北京：宇航出版社出版，1990年5月。</p><p>　?。?］王芳《冷沖壓模具設計指導》第一版，北京：機械工業(yè)出版社，1990年10月。</p><p>　?。?］楊關全，匡余華，蘇新義《冷沖壓工藝與模具設計》第二版，大連：大連理工大學出版社，2009年6月。</p><p&g

52、t;　?。?］李學早，李智，《互換性與測量技術》第一版，北京：科學出版社，2007年12月。</p><p>　　[5]-陳錫棟、周小玉主編. 實用模具技術手冊.北京：機械工業(yè)出</p><p>　　[6]- 郝濱海，《沖壓模具簡明設計手冊》，北京：北京-化學工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[7]《沖壓模具課程設計》林承全、胡邵平主編，化學工業(yè)出版社<