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課程設(shè)計(jì)說明書
題 目:摩擦片沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)
年級、 專業(yè):
姓 名:
學(xué) 號:
指 導(dǎo) 教 師:
完 成 時(shí) 間:
目 錄
摘 要 3
第一章、課程題目 4
第二章、沖裁件工藝分析 5
2.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 5
2.2.沖裁件的精度和斷面粗糙度 5
第三章、沖壓工藝方案的確定 6
第四章、沖壓工藝計(jì)算 7
4.1.排樣圖設(shè)計(jì)，材料利用率計(jì)算 7
4.2.凸、凹模工作尺寸計(jì)算 8
4.3.沖裁力及壓力中心計(jì)算，初選壓力機(jī) 8
第五章、模具零部件設(shè)計(jì) 10
5.1.工作零件設(shè)計(jì) 10
5.2.定位零件設(shè)計(jì) 10
5.3.卸料零件設(shè)計(jì) 10
5.4.模架及模柄選擇 10
5.5.固定板及墊板 10
5.6.連接、緊固件的設(shè)計(jì)與選用 11
第六章、壓力機(jī)的校核 12
心得體會 13
參考文獻(xiàn) 14
摘 要
沖壓模具在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動強(qiáng)度大、勞動量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視，而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來。沖壓模具的自動送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
本設(shè)計(jì)為一簡單的冷沖壓模具設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定排樣和裁板，計(jì)算沖壓力和壓力中心，初選壓力機(jī)，計(jì)算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計(jì)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(jì)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、緊固件等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對于部分零部件選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，就沒深入設(shè)計(jì)，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，對部分零部件進(jìn)行了加工工藝分析。
關(guān)鍵詞：模具，沖裁件，凸模，凹模
第一章、課程題目
名稱：摩擦片
材料： 15#
料厚：0.6mm
第二章、沖裁件工藝分析
從沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性和沖裁件的精度和斷面粗糙度兩個方面進(jìn)行分析。
2.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性
表1
工藝性質(zhì)
沖裁件工藝項(xiàng)目
公益性允許值
工藝性評價(jià)
1．零件結(jié)構(gòu)
該零件結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，厚度適中，大批量，適合沖裁。
2．落料圓角半徑
R5
≥0.25t
符合工藝性
3．沖裁件上的凹槽
55
≥（0.9-1.0）t
符合工藝性
4．沖裁件孔的最小尺寸
5．材料
15# t=0.6mm
具有良好的沖壓性能
2.2.沖裁件的精度和斷面粗糙度
尺寸精度：零件圖上所有未標(biāo)注公差的尺寸為自由公差，按IT14級計(jì)算公差。精度適合用于沖裁。
表面粗糙度：零件圖上所有未標(biāo)注表面粗糙度，考慮為12.5μm。適合沖裁。
結(jié)論：該制件符合沖裁工藝性，適合冷沖裁加工，其加工工藝性好。
第三章、沖壓工藝方案的確定
該制件的加工只有一道工序，即落料，所以設(shè)計(jì)一單工序落料模。
第四章、沖壓工藝計(jì)算
4.1.排樣圖設(shè)計(jì)，材料利用率計(jì)算
查表得：工件間搭邊值a1=1.8，邊緣搭邊值a=2.0，條料寬度偏差Δ=0.5，
導(dǎo)料板與條料制件的最小間隙，Z=0.5。
B=(D+2a+Z)=（118+2×2+0.5）=122.5mm
查表，選擇板料規(guī)格為2000×1100×2，每塊可剪1100×122.5規(guī)格條料16條。
材料利用率計(jì)算：一根條料的材料利用率：
η1=n1×A0/A1×100%
n1=（1100-1.8）/26.8=40+（124.4mm余量）
A0=2143.3mm 2
A1=129250mm 2
所以得：η1=40*2143.3/129250*100%=66.3%
排樣圖如下：
從以上計(jì)算結(jié)果可知，采用直排方案的材料利用率最高，考慮到模具制造，在本設(shè)計(jì)時(shí)只設(shè)計(jì)一對凸模、凹模，送料時(shí)，先從一個方向送進(jìn)，進(jìn)行沖裁，然后調(diào)轉(zhuǎn)條料，再進(jìn)行沖裁。
4.2.凸、凹模工作尺寸計(jì)算
該制件不為圓形或規(guī)則的零件，因此，采用凸、凹模配合加工的方法計(jì)算凸、凹模的刃口尺寸。該制件為落料件，故以凹模為基準(zhǔn)件來配作凸模，根據(jù)凹模制造出的實(shí)際尺寸按所需的間隙配作凸模，在凸模的零件圖上只注明按凹模配作加工，并給出間隙值即可。
表2-2 凹模刃口尺寸
沖裁件尺寸精度查表為IT14級，查表6-1-2模具初始雙面間隙Zmax=0.072，Zmin=0.048
尺寸性質(zhì)
工件尺寸
磨損系數(shù)
計(jì)算公式
計(jì)算結(jié)果
凹模尺寸注為
1.凹模磨損后變大的尺寸
X=0.5
=(Amax – xΔ
X=0.5
X=0.5
X=0.75
X=0.75
2.凹模磨損后變小的尺寸
X=0.5
=(Bmin + XΔ
X=0.5
3.凹模磨損后不變的尺寸
108±0.435
=C±0.5
108±0.10875
108±0.1
4.3.沖裁力及壓力中心計(jì)算，初選壓力機(jī)
該制件厚度t=0.6mm，初步考慮采用剛性卸料裝置，因此完成本制件所需的沖壓力有沖裁力、推件力。
（1） 沖裁力F
用一般平刃沖裁時(shí)，其沖裁力F可以按下式計(jì)算：
F=KLtτ
式中：F———— 沖裁力（N）；
K———— 安全系數(shù)，K=1.3；
L———— 沖裁周邊長度，計(jì)算得284.26 mm
t———— 材料的厚度（mm）
τ———— 材料的抗剪強(qiáng)度，查表為270–380 MPa，取370 MPa；
得：F=KLtτ=1.3×284.26×0.6×370=82037.436 (N)
( 2 ) 推件力 FT
其計(jì)算按公式：
FT=nKTF
式中：KT———— 分別為推件力系數(shù)，查表得KT=0.055；
n———— 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件個數(shù)，本設(shè)計(jì)取n=4。
FT=nKTF=4×0.055×82037.436=18048.236 (N)
Fz=F+FT=82037.436+18048.236=100085.7（N）
（3）初選壓力機(jī)
壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力F壓必須大于或等于總沖壓力Fz的（1.1—1.3）倍，即：
F壓 ≥ （1.1—1.3）Fz ≥ 13噸
查表開式雙柱可傾壓力機(jī)參數(shù)，初選壓力機(jī)型號規(guī)格為J23–16。
第五章、模具零部件設(shè)計(jì)
5.1.工作零件設(shè)計(jì)
（1）凹模外形尺寸H的確定：
凹模采用板狀結(jié)構(gòu)通過螺釘、銷釘與下模座固定。因沖件批量較大，考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁高度取8mm。
經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為：
凹模厚H H=ks=0.2×118=23.6
凹模寬度B B=s+（2.5—4.0）H=118+3×23.6=188.8
凹模長度L L=s1+2s2=25+2×38=101
根據(jù)查表，確定凹模的外形尺寸為 200×160×40。
(2) 落料凸模尺寸的確定：按凹模尺寸配作，保證合理間隙Zmax=0.072，Zmin=0.048凸模長度按下式確定：
L=h1+h2+h3+h
L=20+12+9+36=77mm
5.2.定位零件設(shè)計(jì)
采用導(dǎo)料板得導(dǎo)料裝置，送料方向采用固定擋料銷定位，導(dǎo)料板間距：A=B + Z=122.5+0.5=123mm
5.3.卸料零件設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)采用剛性卸料裝置，卸料板各型孔與凸模保持0.5 Zmin間隙，這樣有利于保護(hù)凸模、凹模刃口不被啃傷，據(jù)此原則確定具體尺寸。
5.4.模架及模柄選擇
模架類型采用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)向模架。模架精度等級為II級。由指導(dǎo)書查得
凹模周界尺寸為 160 X 200 mm。模架的閉合高度在190—235之間。
5.5.固定板及墊板
查表7-9-1可得典型組合，由此典型組合標(biāo)準(zhǔn)，可方便地確定其他沖模零件的數(shù)量、尺寸及主要參數(shù)。
零件外形結(jié)構(gòu)尺寸如表：
表2-3 零件外形結(jié)構(gòu)尺寸
序 號
名 稱
長X寬X厚（mm）
材 料
數(shù) 量
1
墊 板
200 X 160 X 8
45
1
2
凸模固定板
200 X 160 X 20
45
1
3
卸料板
200 X 160 X 16
45
1
4
導(dǎo)料板
220 X 61.5 X 10
45
2
5.6.連接、緊固件的設(shè)計(jì)與選用
上模板固定螺釘：選用內(nèi)六角圓柱頭螺釘，螺釘GB/T70.1—2000—M12 X 40
導(dǎo)料板固定螺釘：選用內(nèi)六角圓柱頭螺釘，螺釘GB/T70.1—2000—M12 X 25
凹模板固定螺釘：選用內(nèi)六角圓柱頭螺釘，螺釘GB/T70.1—2000—M12 X 75
上模定位銷：采用圓柱銷：GB/T119—200 A12 X 55
下模定位銷：采用圓柱銷：GB/T119—200 A10 X 60
模柄止轉(zhuǎn)銷：采用圓柱銷：GB/T119—200 M10 X 25
導(dǎo)料板定位銷：采用圓柱銷：GB/T119—200 A8 X 25
第六章、壓力機(jī)的校核
選用J23—16 型壓力機(jī)，采用固定臺式，工作尺寸為300 X 450mm，其最大閉合高度為220mm，調(diào)節(jié)連桿長度為50mm。
（1） 模具閉合高度校核：
模具閉合高度為：H模=上模板厚度+下模板厚度+凸模固定板厚度+
凹模板厚度+導(dǎo)料板厚度+墊板厚度+卸料板厚度+安全距離=35+45+20+40+10+8+16+20=194mm。滿足Hmax—5≥H?！軭min + 10要求。
（2） 模具最大安裝尺寸為294×237mm，壓力機(jī)工作臺臺面尺寸為300×450mm，能滿足模具的正確安裝。
因此所選壓力機(jī)滿足要求。
心得體會
在剛剛過去的兩周多的時(shí)間里，我進(jìn)行了模具設(shè)計(jì)這門課程的課程設(shè)計(jì)。回顧起此次沖壓模具的課程設(shè)計(jì)，我感慨頗多。的確，從選題到完成設(shè)計(jì)，從理論到實(shí)踐，在兩個多星期的時(shí)間里，可以說是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，不僅鞏固的以前所學(xué)的知識，而且學(xué)到了很多在書本上沒有遇到過的知識。
老師是在這次課程設(shè)計(jì)開始前幾周就布置了題目，一領(lǐng)到老師的題目后，我就去圖書館借閱了大量的資料，由于資料比較分散，所以整理有用的資料就顯得很重要，有些東西實(shí)在是不懂就去和其他同學(xué)討論，通過大家的幫助，我獲益良多。
這次課程設(shè)計(jì)剛開始時(shí)，由于理論知識的不足，在加上平時(shí)沒有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導(dǎo)，和同學(xué)的熱情幫助下，我找到了信心?，F(xiàn)在想想其實(shí)課程設(shè)計(jì)的每一天都是很累的，其實(shí)正向老師說的一樣，模具設(shè)計(jì)并不簡單，你想簡單的復(fù)制或自己胡亂蒙上幾個數(shù)據(jù)騙騙老師都是行不通的，因?yàn)槟愕拿恳粋€數(shù)據(jù)都是有出處的，絕對不是空想能想出來的。每當(dāng)有一個問題得到解決的時(shí)候，就覺得很高興，可是問題還是會不斷的涌現(xiàn)出來，在整個設(shè)計(jì)的過程中，可以說是困難重重。雖然現(xiàn)在，種種困難我都已經(jīng)克服，但是還是難免有些疏忽和遺漏的地方，完美總是可望而不可求的。不再同一個地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這樣的心理，我一步步走了過來，最終完成了我的任務(wù)。
這次的課程讓我對沖壓工藝及模具的設(shè)計(jì)有了更加深入的了解，尤其是在查閱資料的經(jīng)驗(yàn)方面，受益尤多。因?yàn)槲覀円院蟮搅斯ぷ髦械臅r(shí)候，就沒有老師在指導(dǎo)你應(yīng)該干什么了，必須靠自己的力量，主動的解決在工作中遇到的問題。這就對我們自己搜集資料，通過各種渠道獲取自己想要信息的能力提出了很高的要求。而課程設(shè)計(jì)剛好鍛煉了我們的這種能力。因?yàn)樵谡麄€課程設(shè)計(jì)中，查閱到自己所需的資料可以說是一個很重要的組成部分。他對我們搜集資料的能力的提升無疑是巨大的。
這次的課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多的東西，這些東西對我以后的工作都有很大的幫助，我即將帶著這筆巨大的財(cái)富開始自己的職業(yè)生涯，以積極的態(tài)度面對以后的學(xué)習(xí)和工作。
參考文獻(xiàn)
[ 1 ] 冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程與簡明手冊 主編：周理 中南大學(xué)出版社
[ 2 ] 沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì) 主編：成虹 機(jī)械工業(yè)出版社
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