沖壓模具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)支架沖壓模設(shè)計(jì)

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1、 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 設(shè)計(jì)（論文）題目： 支架沖壓模設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱： 機(jī)械工程學(xué)院

2、 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 班 級(jí)： 成型081 姓 名： 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師： 職 稱 講 師 定稿日期： 年 月 日 12 目錄 1、引言 2 1.1零件設(shè)計(jì)任務(wù) 5 1.2零件展開(kāi)圖 5 2、沖裁件的工藝分析 6 2.1工件材料 6 2.2工件結(jié)構(gòu)形狀

3、 6 2.3工件的尺寸精度 6 2.4確定工藝方案 6 3、沖壓模具總體設(shè)計(jì) 7 3.1模具類型 7 3.2操作與定位方式 7 3.3卸料及出件方式 7 4、沖壓模具工藝及設(shè)計(jì)計(jì)算 8 4.1排樣設(shè)計(jì)及計(jì)算 8 4.1.1零件展開(kāi)尺寸計(jì)算 8 4.1.2.各部分工作尺寸 9 4.2設(shè)備選擇 10 5、結(jié)論 11 6、致謝 12 7、參考文獻(xiàn) 13 1、引言 沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒(méi)有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以實(shí)現(xiàn)；沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝也無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具，沖壓設(shè)備與沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三大要素，只有他們結(jié)合才能得出沖壓件。 與

4、機(jī)械加工及塑性加工的其他方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)如下： （1）沖壓加工的生產(chǎn)效率高，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模及沖壓設(shè)備完成加工的，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘幾十次，高速壓力要每分鐘達(dá)數(shù)百次甚至上千次以上，而且每次沖壓行程就可以得到一個(gè)沖壓件。 （2）沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸及形狀精度，一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量，且模具壽命一般比較長(zhǎng)，所以沖壓的質(zhì)量很穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的特性。 （3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁，覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變

5、形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和硬度都較高。 （4）沖壓一般沒(méi)有切削碎屑生成，材料的消耗較少，且不需要加熱設(shè)備，所以是一種節(jié)省材料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 但是，沖壓加工時(shí)模具一般具有專用性，又是一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的有點(diǎn)才能充分得到體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 沖壓工藝在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門(mén)越來(lái)越多的使用沖壓加工方法加工產(chǎn)品零部件，如汽車，農(nóng)機(jī)，儀器儀表，電子，航空航天，家電及輕工業(yè)等行業(yè)。在這些工業(yè)部門(mén)中，沖壓件所占的比

6、重相當(dāng)大，少則60%以上，多則90%以上。不少過(guò)去用鍛造鑄造和切削方法加工制造的零件，現(xiàn)在大多也被質(zhì)量輕剛度好的沖壓件所替代。因此可以說(shuō)如果生產(chǎn)中不采用沖壓工藝，許多工藝部門(mén)要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行快速更新?lián)Q代都是難以實(shí)現(xiàn)的。 隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓工藝的不斷革新和快速發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下： （1）沖壓成形理論及沖壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)沖壓成型技術(shù)的研究非常重視，在材料沖壓成形研究、沖壓成形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分析，板料變形規(guī)律研究，坯

7、料與模具間相互作用的研究等方面取得了重大研究成果。 （2）沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓的基本條件。在沖壓模設(shè)計(jì)上朝兩個(gè)方面發(fā)展，一方面，為了適應(yīng)高速，自動(dòng)，精密，安全大批量生產(chǎn)的需要，沖模向高效率高精度高壽命及多工位多功能發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，各種簡(jiǎn)易沖模及制造技術(shù)也得到迅速發(fā)展。 （3）沖壓設(shè)備與沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面。性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)的基本條件，高效率，高精度，高壽命的沖模需要高精度高自動(dòng)化的設(shè)備相匹配。 近年來(lái)，為了適應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，切更新?lián)Q代周期越來(lái)越短。沖壓生產(chǎn)為了適應(yīng)這一新的要求，開(kāi)發(fā)了各種適應(yīng)不同批量生產(chǎn)

8、的工藝設(shè)備和模具。 （4）模具標(biāo)準(zhǔn)化：不僅要有各種規(guī)格和精度的模架標(biāo)準(zhǔn)，還要發(fā)展典型模具結(jié)構(gòu)和零部件的標(biāo)準(zhǔn)化工作，降低模具設(shè)計(jì)復(fù)雜程度，降低模具制造技術(shù)，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。 （5）發(fā)展模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，就是用電子計(jì)算機(jī)作為信息處理手段，進(jìn)行最佳判斷、計(jì)算，實(shí)現(xiàn)綜合設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助制造，就是生產(chǎn)人員借助計(jì)算機(jī)對(duì)模具制造實(shí)行監(jiān)督、控制和管理。將模具設(shè)計(jì)與制造聯(lián)成一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，是向自動(dòng)化發(fā)展的有效途徑，對(duì)提高模具設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量、簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理將起巨大的作用。 1.1零件設(shè)計(jì)任務(wù) 圖1-1零件圖 1.2零件展開(kāi)圖

9、 圖1-2零件展開(kāi)圖 生產(chǎn)批量：大批量 零件名稱：支架 零件材料：Q235 材料厚度：2mm 2、沖裁件的工藝分析 2.1工件材料 如上圖1-1所示分析，Q235是普通碳素鋼，Q235代表的是材料的屈服度，后面的235就是指這種材質(zhì)的屈服值，在235MPa左右。并會(huì)隨著材質(zhì)的厚度的增并會(huì)隨著材質(zhì)的厚度的增加。Q235具有良好的塑性，焊接性以及壓力加工性，適合沖壓件。 2.2工件結(jié)構(gòu)形狀 工件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，有兩個(gè)圓孔，孔與邊緣之間的距離符合要求，料厚為2mm滿足許用壁厚要求，（孔與孔之間，孔與邊緣之間的壁厚）可以沖裁加工。 2.3工件的尺寸精度

10、 根據(jù)零件圖所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求較低，采用IT13級(jí)精度，普通沖裁完全可以滿足要求。 根據(jù)以上分析，該零件沖裁工藝性較好，綜合評(píng)比適宜沖裁加工。 2.4確定工藝方案 該沖裁件包括落料和沖空兩個(gè)兩個(gè)工序，可采用的沖裁方案有單工序沖裁，復(fù)合模沖裁和級(jí)進(jìn)模沖裁三種。零件屬于大批量生產(chǎn)，采用單工序模需要模具數(shù)量較多，生產(chǎn)效率低，成本較高，不合理。若采用復(fù)合模，結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率高，可以得出沖裁件的精度和平直度較好，特別是制件孔對(duì)外形的形狀容易保證，生產(chǎn)成本低。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)效率高，操作方便，但是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求精度高。綜上所述，該零件采用復(fù)合模沖裁工藝方案。

11、 3、沖壓模具總體設(shè)計(jì) 3.1模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用復(fù)合模。 3.2操作與定位方式 零件大批量生產(chǎn)，安排生產(chǎn)可以采用自動(dòng)送料的方式達(dá)到大批量生產(chǎn)，以此降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并降低人工成本。由于零件尺寸較大，厚度較厚，保證孔的精度以及較好的定位，采用導(dǎo)正銷導(dǎo)正，為了提高材料的利用率采用擋料銷和固定擋料銷。 3.3卸料及出件方式 考慮到零件較小，采用固定的卸料方式，為了方便操作，提高生產(chǎn)效率，沖件及廢料采用凸模直接從凹模洞口往下推的下出尖方式。 4、沖壓模具工藝及設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1排樣設(shè)計(jì)及計(jì)算 該沖壓件厚度較厚，零件形狀簡(jiǎn)

12、單，為方形，可以直接采用直排或橫排比較合理，考慮到裝配圖的簡(jiǎn)便，用橫排。如下圖 圖3-1排樣圖 4.1.1零件展開(kāi)尺寸計(jì)算 =28.5+2.42=32.96mm 4.1.2.各部分工作尺寸 材料厚度t=2mm，查表2.2.4得 Cmin=0.22, Cmax=0.26. （1）沖孔部分Φ5 Φ5.5 零件公差0.2, 查表2.3.1得 X=0.5 對(duì)Φ5 d=(d+x)=(5+0.51) =5.5 對(duì)Φ5.5 d=(d+x)=（5.5+0.51）= (2)落料部分 零件公差，x=0.5

13、對(duì) 對(duì)25 （3）材料厚度t=2mm，由公式a=(1.5-2)t=3-4mm,取a=4mm，a=4mm 計(jì)算條料寬度 =[25+4+0.5)+0.2]=34.2 步距A=32.96+4=36.96 材料利用率 % 沖裁力 = 卸料力 推料力 h=6 n=h/t=3 頂件力 采用剛性卸料和下出件 4.2設(shè)備選擇 根據(jù)沖裁力大小，選開(kāi)式雙柱固定臺(tái)壓力機(jī)JH21-35 公稱壓力：350Kn 滑塊行程：130mm 滑塊行程次數(shù)：50次/min 最大封閉高度：280mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：60mm

14、 滑塊中心線至床身的距離：205mm 立柱距離：428mm 工作臺(tái)尺寸：380mm610mm 墊板尺寸：60mm22.5mm 模柄孔尺寸：50mm70mm 滑塊底面尺寸：210mm270mm 5、結(jié)論 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我了解了沖壓技術(shù)的發(fā)展方向，加深了自己在對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，也鍛煉了動(dòng)手能力與思考解決問(wèn)題的能力。設(shè)計(jì)的過(guò)程有艱辛也有快樂(lè)，讓我明白了自己要學(xué)習(xí)的東西還有很多。以前老是覺(jué)得自己什么都懂，有點(diǎn)眼高手低，現(xiàn)在終于明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作生活中都應(yīng)該不斷地積極地去學(xué)習(xí)，努力豐富自己的知識(shí)水平，提高綜合素質(zhì)。另外，通過(guò)這次課程

15、設(shè)計(jì)，我還得到了一個(gè)啟示：知識(shí)只有通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。有些東西當(dāng)時(shí)以為學(xué)會(huì)了，到真正用到時(shí)又是兩回事。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。 最后，還要感謝王可勝老師的悉心指導(dǎo)，還有各位同學(xué)的熱心幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料，積極自學(xué)，和同學(xué)交流有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也培養(yǎng)了獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了獨(dú)立工作的信心，充分體會(huì)到了創(chuàng)作過(guò)程的艱難和接近成功時(shí)的喜悅。對(duì)于設(shè)計(jì)中存在的一些不足，望各位老師批評(píng)指正。 作為模具的設(shè)計(jì)與制造，本課題提出的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)方案仍然有不是很完善的地方，若要發(fā)展此行業(yè)要不斷的提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，就盡量采用半自

16、動(dòng)化或著是全自動(dòng)化的機(jī)器來(lái)代替人工操作。對(duì)于現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展的情況來(lái)看本課題的研究結(jié)果仍然具有相當(dāng)?shù)某尚В⒂休^高的參考價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。 6、致謝 本文是在導(dǎo)師王可勝的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從設(shè)計(jì)的內(nèi)容的講解及本課題的設(shè)計(jì)分析及設(shè)計(jì)要求，無(wú)不凝聚了導(dǎo)師的心血，導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新的思維，特別是孜孜不倦的育人態(tài)度和對(duì)教學(xué)工作的熱情，使筆者受益匪淺，帶給了我們很多無(wú)法從課本中學(xué)到的知識(shí)，也教我們學(xué)到了做什么事都要耐心和恒心，同時(shí)也教會(huì)了我們?cè)鯓尤ッ鎸?duì)困難。借此課程設(shè)計(jì)之際，特向?qū)熤乱陨钌畹闹x意和最真摯的敬

17、意！ 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料，積極自學(xué)，和同學(xué)交流有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，向老師請(qǐng)教等方式感謝同學(xué)的無(wú)私幫助，是我更懂得了這是一個(gè)集體團(tuán)體的工作，加深了同學(xué)間的感情，是一個(gè)集體更加團(tuán)結(jié)。使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也培養(yǎng)了獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了獨(dú)立工作的信心，充分體會(huì)到了創(chuàng)作過(guò)程的艱難和接近成功時(shí)的喜悅。對(duì)于設(shè)計(jì)中存在的一些不足，望各位老師批評(píng)指正。 7、參考文獻(xiàn) [1]張曙光等編著.AutoCAD2008中文版[M].北京.清華大學(xué)出版社.2007.10 [2]成虹主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2006.7 [3]梅伶主編.模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.12 [4]李碩本等編著.沖壓工藝?yán)碚撆c新技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.11 [5]機(jī)械制圖/大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室編.6版.北京.高等教育出版社,2007.7