課程設(shè)計(jì)---圓筒形拉伸件沖側(cè)孔模

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　課程名稱： 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 </p><p>　　題目名稱： 圓筒形拉伸件沖側(cè)孔模 </p><p>　　班 級(jí)：2008級(jí) 機(jī)制 專業(yè) 4 班</p><p>

2、　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　評(píng)定成績：</b></p><p><b>

3、;　　教師評(píng)語：</b></p><p>　　指導(dǎo)老師簽名： </p><p>　　20 年 月 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一．設(shè)計(jì)任務(wù)書…………………………………………………</p><p>　　二．序言…………

4、………………………………………………… </p><p>　　三．設(shè)計(jì)過程…………………………………………………… </p><p>　　1.沖壓件的工藝分析………………………………………</p><p>　　2計(jì)算沖壓力………………………………………</p><p>　　3 確定模具中心····

5、83;··········</p><p>　　4．沖壓設(shè)備選擇·····················

6、·····</p><p>　　5．計(jì)算凸凹模刃口尺寸·················</p><p>　　6．凸模抗壓強(qiáng)度、失穩(wěn)校核···

7、·········</p><p>　　7．凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)····················</p>&l

8、t;p>　　8．模具總體設(shè)計(jì)及主要零件、部件設(shè)計(jì)···</p><p>　　四．總結(jié)························

9、3;·········</p><p>　　五．參考資料······················

10、83;······</p><p><b>　　一．設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)項(xiàng)目:</b></p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　　繪制裝配圖一張﹙A1或

11、A2﹚.</p><p>　　繪制凸模和凹模零件圖兩張﹙A3﹚.</p><p>　　編寫設(shè)計(jì)說明書. ﹙8000字以上﹚。</p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性好。設(shè)計(jì)計(jì)算正確，參數(shù)選用合理。</p><p>　　模具繪圖布局合理，視圖

12、完整、清晰，各項(xiàng)內(nèi)容符合規(guī)范。</p><p>　　模具裝配圖采用CAD繪制并打印。</p><p>　　繪制全套模具零件圖，無后續(xù)加工的標(biāo)準(zhǔn)件除外。</p><p>　　設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整，分析透徹，語言流暢，參考資料應(yīng)注明出處。字?jǐn)?shù)在8000字以上。</p><p><b>　　二．序言</b></p>

13、<p>　　模具是大批生產(chǎn)同行產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。</p><p>　　模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋制鋼板或鋼帶為坯料，且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生

14、產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決與模具工業(yè)的發(fā)展。</p><p>　　目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓力機(jī)加工，一臺(tái)普通壓力機(jī)設(shè)備每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表等產(chǎn)品，有60﹪左右的零件是用模具加工出來的；而自行車、手表、

15、洗衣機(jī)、電冰箱及電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品，有90﹪左右的零件是用模具加工出來的；至于日用五金、餐具等物品的大批量生產(chǎn)基本上完全靠模具來進(jìn)行。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識(shí)。</p><p>　　沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變

16、形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術(shù)。沖壓的基本工序分為分離工序和成形工序兩大類。</p><p>　　沖模的設(shè)計(jì)包括沖裁模設(shè)計(jì)、彎曲模設(shè)計(jì)、拉伸、脹形等模具的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　三：設(shè)計(jì)過程</b></p><p>　　1 沖壓件的工

17、藝分析</p><p>　　零件簡圖：如圖2.1所示；</p><p><b>　　生產(chǎn)批量：大批量；</b></p><p><b>　　材料：H62；</b></p><p>　　材料厚度：1.5mm。</p><p>　　由簡圖可知，該工件的加深后沖孔。因此，本論文所

18、設(shè)計(jì)的模具為在落料和拉深之后使用的沖孔模。工涉及到落料、拉深、沖孔三中工序內(nèi)容。根據(jù)變形特點(diǎn)，對(duì)于帶孔的拉深件，一般應(yīng)先拉</p><p>　　對(duì)于所沖孔Φ16 mm，按教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.1查得，一般沖孔模隊(duì)該中材料可以沖壓的最小空徑為d≥ 0.9t, t=1.5mm因而16mm孔符合工藝要求。</p><p>　　分析該工件的尺寸精度，零件無特殊要求，故選一般精度即可，在此

19、選零件精度為IT12，再由教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表7.18查得零件尺寸公差為（16）mm，由教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.5查得，因而符合尺寸精度工藝要求。</p><p>　　由教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》圖2.2可知，最小孔邊距為：C≥1.5t=2.25mm。而零件上孔的距離均大于最小孔邊距。從零件的形狀、尺寸標(biāo)注及生產(chǎn)情況看，也均符合沖裁的工藝要求，并且只需一次沖孔即可，故采用單工序沖孔模進(jìn)行加工。&l

20、t;/p><p><b>　　2 計(jì)算沖壓力</b></p><p><b>　　2.1 沖裁力</b></p><p>　　沖裁根據(jù)實(shí)際，采用平刃口模具沖裁。選擇噸位時(shí)，考慮刃口磨損和材料厚度及力學(xué)性能波動(dòng)等因素，實(shí)際沖裁力可能增大，所以取</p><p><b>　　F=Ltσ</b

21、></p><p>　　式中：L—沖裁件周長,L=πD=16π,mm;</p><p>　　t—材料厚度，t=1.5mm;</p><p>　　σ—材料抗拉強(qiáng)度，由教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表7.2查得，σ=294MPa.</p><p>　　得 F=[16π×1.5×294]N=22155.84N

22、</p><p>　　2.2 卸料力、推件力</p><p><b>　　F卸=K卸F</b></p><p><b>　　F推=nK推F</b></p><p>　　式中：F—平刃口的沖裁力，F(xiàn)=22155.84N;</p><p>　　n—卡在凹模洞口里的工件（或廢料）數(shù)

23、目，取n=1;</p><p>　　F卸、F推—分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)，由教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.10查得，F(xiàn)卸=0.04，F(xiàn)推=0.06.</p><p>　　得 </p><p>　　F卸=[0.04×22155.84]N=886.2N</p><p>　　F推=[2×0.06

24、×22155.84]N=2658.7N</p><p>　　3．確定模具壓力中心</p><p>　　按比例畫出工件形狀簡圖，可以得知，工件為規(guī)則的幾何件，其壓力中心為下圖圓筒件中心軸線與側(cè)孔中心軸線的交點(diǎn)處。</p><p><b>　　4．沖壓設(shè)備的選擇</b></p><p>　　沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力

25、必須大于或等于各種工藝力的總和FΣ。即</p><p><b>　　F壓≥FΣ</b></p><p>　　式中：F壓—所選壓力機(jī)的噸位;</p><p>　　FΣ—沖裁時(shí)的總工藝力。</p><p>　　得 FΣ=F+ F卸+ F推</p><p>　　=[22155.

26、84+886.2+2658.7]N </p><p>　　=25700.74N</p><p>　　參考?jí)毫C(jī)的安全使用，選擇壓力機(jī)的噸位時(shí)，總工藝力FΣ一般不應(yīng)超過壓力機(jī)額定噸位的80﹪。所以</p><p><b>　　FΣ≤80﹪F壓</b></p><p>　　即 F壓≥32

27、125.925N=32.13KN</p><p>　　由于該制件不大，而且精度要求不高，因此選用開式可傾壓力機(jī)。它具有工作臺(tái)三面敞開，操作方便，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。故由教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表7.10查得，可選壓力機(jī)型號(hào)為J23-6.3。</p><p>　　公稱壓力：160KN</p><p>　　滑塊行程：55 mm</p><p>　　

28、最大閉合高度：220 mm</p><p>　　連桿調(diào)節(jié)長度：45 mm</p><p>　　滑塊中心線至床身距離：160 mm</p><p>　　工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：300mm×450 mm</p><p>　　墊板厚度：30 mm</p><p>　　模柄孔尺寸（直徑×深度）：

29、Φ40 mm×60 mm</p><p><b>　　最大傾角：35°</b></p><p>　　5．計(jì)算凸凹模刃口尺寸</p><p>　　5.1 刃口尺寸計(jì)算的基本原則</p><p>　　沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸精度。模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。確定凸凹

30、模刃口尺寸及制造公差，需考慮下列原則：</p><p>　　在設(shè)計(jì)落料模時(shí)，先決定凹模尺寸。用減小凸模刃口尺寸來保證合理間隙：設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來保證合理間隙。</p><p>　　考慮刃口的磨損對(duì)沖裁件的影響。</p><p>　　考慮沖裁件精度與模具精度間的關(guān)系。</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書要求，可知設(shè)計(jì)該

31、模具時(shí)應(yīng)采用凸凹模分開加工的方法。采用這種方法，要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，它適用于圓形或簡單形狀的工件。凸凹模刃口尺寸計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　=（+ XΔ）</b></p><p>　　= (+ XΔ+ Z) </p><p>　　式中：、—分別為沖孔凸、凹模的刃口尺寸，mm;</p><p

32、>　　d—為沖孔件內(nèi)徑的基本尺寸，d=16mm；</p><p>　　δ、δ—分別為凸、凹模的制造公差，查教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.14 可以得出δ=0.020mm，δ=0.020mm；</p><p>　　Δ—工件的制造公差，Δ=0.18mm；</p><p>　　Z—最小合理間隙，由教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.12查得，Z=0.15mm;<

33、/p><p>　　X—磨損系數(shù)，由教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.17查得，X=0.5.</p><p>　　該沖孔模工件尺寸為，根據(jù)計(jì)算原則，沖孔時(shí)以凸模為基準(zhǔn)，首先確定凸模尺寸，是凸模的基本尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸，將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得凸模尺寸。</p><p>　　為了保證新沖模的間隙小于最大合理間隙（Z），凸模和凹模制造公差必須保證</

34、p><p><b>　　δ+δ≤Z- Z</b></p><p>　　否則，取δ= 0.4×(Z- Z)，δ = 0.6×(Z- Z)</p><p><b>　　驗(yàn)證：</b></p><p>　　由教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.17查得Z=0.19mm。</p>

35、<p>　　0.011+0.018=0.029≤Z- Z=0.19-0.15=0.14</p><p>　　滿足要求，公差選擇合適。</p><p><b>　　凸模刃口尺寸：</b></p><p><b>　　=（+ XΔ）</b></p><p>　　=（16+ 0.5×0

36、.18）</p><p><b>　　=16.09 mm</b></p><p><b>　　凹模刃口尺寸：</b></p><p>　　= (+ XΔ+ Z) </p><p>　　=(16+0.5×0.18+0.15)</p><p><b>　　=1

37、6.24</b></p><p>　　6． 凸模抗壓強(qiáng)度、失穩(wěn)校核</p><p>　　凸模按直徑16.09比較細(xì)長，應(yīng)進(jìn)行壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力校核，檢查危險(xiǎn)斷面尺寸和自由長度是否滿足強(qiáng)度要求，即</p><p>　　按式，取[]=1400MPa。 </p><p>　　得凸模的最小許用直徑為 &

38、lt;/p><p>　　= mm =1.25mm。</p><p>　　凸模直徑16.09mm>1.25mm，故滿足強(qiáng)度要求。</p><p><b>　　按式</b></p><p>　　,取E=210000MPa</p><p>　　得 =149mm</p><

39、p>　　可見，允許的凸模最大自由長度149mm能夠滿足模具的結(jié)構(gòu)要求。</p><p>　　7． 凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)任務(wù)要求及以上計(jì)算，該任務(wù)設(shè)計(jì)凸模應(yīng)取階梯級(jí)凸模，可B型圓凸模。由教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表7.41查得：可取凸模高度L=55mm;h為Ⅱ型的B型圓凸模；圓凸模BⅡ16.09×55 如附圖1所示。</p><p&g

40、t;　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，凹模支架應(yīng)該與工件匹套，相關(guān)尺寸由工件相關(guān)尺寸確定。</p><p>　　凹模支架與下模座用螺釘連接，采用鑲套式凹模，便于更換。凹模形狀如附圖2所示。</p><p>　　8．模具總體設(shè)計(jì)及主要零件、部件設(shè)計(jì)</p><p>　　模具總圖如附圖3所示.</p><p>　　由于該模具屬于圓筒型拉深件沖側(cè)孔模，故其定位

41、抗壓用凹模支架上的階梯形狀來實(shí)現(xiàn)軸向的定位和卸料；沖出的廢料可以通過凹模，從總目支架的下面落下出料。為提高沖孔質(zhì)量，在上模增加一塊卸料橡皮。</p><p><b>　　橡膠的自由高度：</b></p><p>　　H=（3.5～4.5）h</p><p>　　其中h=t+1+修磨量=1.5+1+5=7.5mm</p><p

42、><b>　　故 </b></p><p>　　H=26.25～30mm</p><p><b>　　橡膠的裝備高度為</b></p><p>　　H=（0.85～0.9）≈25 mm</p><p>　　本模具選用適合于單個(gè)工件沖裁的兩邊導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架。這種模架的導(dǎo)柱裝在模具兩邊對(duì)稱位

43、置，沖壓時(shí)可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。</p><p>　　上模座 L/mm×B/mm×H/mm=200×160×45</p><p>　　下模座 L/mm×B/mm×H/mm=200×160×55</p><p>　　導(dǎo) 柱

44、 d/mm×L/mm=36×160</p><p>　　導(dǎo) 套 d/mm×L/mm×D/mm=32×105×43</p><p>　　模架閉合高度 140～210mm</p><p>　　墊板厚度取 10mm</p><p&

45、gt;　　凸模固定板厚度取 18mm</p><p>　　橡膠的裝配高度為 25mm</p><p>　　模具的閉合高度為 =（H+H+H+ H+H +H+H+H）</p><p>　　=（45+10+18+25++2+48+20+55 ）mm</p><p><b>　　=205mm</b></p>

46、<p>　　其中H為支架到下模座的距離。</p><p><b>　　四．總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過最近一段時(shí)間的努力我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做課程設(shè)計(jì)以前覺得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這一年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。</p>

47、<p>　　剛拿到課題的時(shí)候，自己完全不知道從哪里入手，在老師的耐心指導(dǎo)下,總算了解了設(shè)計(jì)的流程,怎么樣去完成任務(wù)書和在設(shè)計(jì)中要注意的問題與解決方案,比如,成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,凹模采用組合式可以簡化復(fù)雜的機(jī)加工藝,有利于模具成型零件的熱處理和模具的修復(fù)；圖紙的明細(xì)表中應(yīng)有零件的材料、規(guī)格、數(shù)量、備注等一些內(nèi)容；開模次序的確定,并采用相應(yīng)機(jī)構(gòu)來確保這種開模次序的實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　在進(jìn)行課程

48、設(shè)計(jì)的過程中，我還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 </p><p>　　在此要感謝老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我提出了許多不足。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并通過網(wǎng)絡(luò)和學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)輔助軟件等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許

49、多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。</p><p>　　雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。</p><p><b>　　五．參考資料</b></p

50、><p>　　1 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造（第2版） 王秀鳳 張永春主編 北京航空航天大學(xué)出版社</p><p>　　2沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì)編 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　3沖壓手冊(cè) 王肖培主編 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　4沖模設(shè)計(jì) 馬寶法主編 吉林人民出版社</p><p>