沖壓課程設(shè)計(jì).docx

前言目錄一.分析采用沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性4二分析制件的沖壓工藝性4（一）沖壓件的結(jié)構(gòu)與尺寸4（二）沖裁件的精度與斷面粗糙度6三確定沖壓工藝方案7（一）確定沖壓工藝方案8（二）確定沖壓工藝編程8四確定模具結(jié)構(gòu)形式9（一）模具類型的確定10（二）導(dǎo)向方式確定10（三）定位方式的選擇10（四）卸料，出件方式的選擇10五沖壓工藝設(shè)計(jì)計(jì)算10（一）排樣10（二）沖裁力的計(jì)算12（三）確定凸凹模間隙值14（四）確定凸凹模刃口尺寸及公差15（五）模具閉合高度15六沖裁模具主要零部件的設(shè)計(jì)與選用16（一）工作零件16（二）定位零件19（三）卸料與出件裝置20（四）模柄選擇20（五）導(dǎo)向零件21七模具使用及維護(hù)說明書22（一）模具安裝22（二）模具的維護(hù)23后語24參考文獻(xiàn)25一. 分析采用沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性根據(jù)生產(chǎn)批量及零件的技術(shù)要求，分析制件沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性。沖壓加工方法是一種先進(jìn)的工藝方法，因其生產(chǎn)率高，材料利用率高，操作簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)而廣泛使用。由于模具費(fèi)用高，生產(chǎn)批量的大小對(duì)沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用。批量越大，沖壓加工的單件成本就越低；批量小時(shí)，沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯。這是采用其他方法制作該零件可能有更好的經(jīng)濟(jì)效果。而在一定條件下，企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量的針尖將會(huì)引發(fā)成本中某些費(fèi)用的變化，其結(jié)果使得成本發(fā)生波動(dòng)。為此可將產(chǎn)品成本分別為個(gè)固定費(fèi)用和變動(dòng)兩部分。二分析制件的沖壓工藝性（一）沖壓件的結(jié)構(gòu)與尺寸1） 此沖裁件的形狀簡單，規(guī)則，有利于材料的合理利用，以便節(jié)約材料，減少工序數(shù)目，提高模具壽命，降低沖件成本。2） 沖裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖叫，應(yīng)以圓弧過渡，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過快磨損。沖件種類最小圓角半徑黃銅、鋁合金鋼軟鋼備注落料交角90交角 <900.18t0.35t0.35t0.79t0.25t0.50t0.250.50沖孔交角90交角 <900.20t0.40t0.45t0.90t0.30t0.69t0.300.60此沖裁件為方形，四角為尖角，無圓角。3） 盡量避免沖裁件上過于窄長的凸出懸臂和凹槽，否則會(huì)降低模具壽命和沖裁件質(zhì)量。而此沖裁件上無凸出懸臂和凹槽。4） 沖孔時(shí)，因受凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不應(yīng)太小，沖孔的最小尺寸取決于材料的性能，凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)等。用無導(dǎo)向凸模的孔的最小尺寸參考下表。沖件材料圓形孔（直徑d）方形孔（孔寬b）矩形孔（寬b）長圓形孔（寬b）鋼>700MPa1.5t1.35t1.2t1.1t鋼=400700MPa1.3t1.2t1.0t0.9t鋼=700MPa1.0t0.9t0.8t0.7t黃銅、銅0.9t0.8t0.7t0.6t鋁、鋅0.8t0.7t0.6t0.5t而此沖裁件板厚為0.8，材料為Q2355） 沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的距離受模具強(qiáng)度和沖裁件質(zhì)量的制約，其值不應(yīng)過小，一般要求C（11.5）t，而圖中4（11.5）0.8 。在拉伸件上沖孔時(shí)，為避免沖孔時(shí)凸模受水平推力而折斷，孔邊與直壁之間應(yīng)保持一定的距離，一般要求LR+0.5t，而圖43.5+0.50.8 ，符合。（二）沖裁件的精度與斷面粗糙度1） 沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT11級(jí)，一般落料公差等級(jí)最好低于IT10級(jí)，沖孔公差等級(jí)最好低于IT9級(jí)。而此沖裁件公差等級(jí)為IT11.下表為沖孔中心距公差料厚t/mm普通沖裁模孔距基本尺寸<50<12） 沖裁件的斷面粗糙度及毛刺高度與材料塑性、材料厚度、沖裁間隙、刃口鋒利程度、沖模結(jié)構(gòu)及凸凹模工作部分粗糙度值等因素有關(guān)，其斷面粗糙度值Ra一般可達(dá)3.212.5毛刺允許高度如下表料厚t/mm>0.51.0試模時(shí)生產(chǎn)時(shí)沖裁件的選擇沖裁件所選用的材料要滿足其產(chǎn)品的使用性能，并滿足沖裁工藝對(duì)材料的基本要求應(yīng)盡可能采用“廉價(jià)代貴重，薄料代厚板，黑色代有色”等措施，以降低成本 所以選用的材料為Q235三確定沖壓工藝方案（一）確定沖壓工藝方案完成此工件需要沖孔、落料兩道工序，其加工工藝方案分為以下三種。1.方案一：單工序模生產(chǎn) 先沖孔，后落料2.方案二：級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓3.方案三：復(fù)合模生產(chǎn) 沖孔落料復(fù)合沖壓分析三個(gè)方案方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，制造簡單，但需要兩副模具，成本高二生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，模具制造工作量和沖裁簡單的零件時(shí)比復(fù)合模低。方案三只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚，模具強(qiáng)度也能滿足要求，沖裁孔的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高，料板的定位精度比方案二低，模具輪廓尺寸較小。綜合隊(duì)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。（二）確定沖壓工藝編程確定沖壓件的工藝方案時(shí)需要考慮沖壓工序的性質(zhì)、數(shù)量、順序、組合方式以及其他輔助工序的安排。（1） 工序性質(zhì)的確定工序性質(zhì)是指沖壓件所需的工序種類，如分離工序正的沖孔、落料、切邊，成形工序中的彎曲、翻邊、拉深等。此沖壓件為平板簡單零件，只需采用沖孔和落料兩道工序。 （2） 工序數(shù)目的確定工序數(shù)目是指沖壓件加工整個(gè)過程正所需要的工序數(shù)目（包括輔助工序數(shù)目）的總和。 此為料薄，尺寸小的沖壓件，并且沖裁的形狀簡單，所以應(yīng)該用級(jí)進(jìn)工序進(jìn)行沖壓 此為平板狀零件，只需此阿勇沖孔、落料兩工序 此工序的尺寸精度為IT11，不算高，在沖裁工序后不需再增加修整工序與精密沖裁工序 工序數(shù)量還應(yīng)符合企業(yè)現(xiàn)有的制模能力和重估啊設(shè)備的狀況 為了提高沖壓工藝的穩(wěn)定性有事需要增加工序數(shù)目，以保證沖壓件的質(zhì)量（3） 工序順序的安排工序性質(zhì)是指沖壓加工過程中各道工序進(jìn)行的先后次序，沖壓工序的順序應(yīng)根據(jù)工件的形狀尺寸精度要求。此沖壓件加工工藝方案所采用沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓。工件上的孔為大小相同的對(duì)稱的小孔，可以進(jìn)行同時(shí)沖孔。四確定模具結(jié)構(gòu)形式（一）模具類型的確定 由沖壓工藝分析可知，選用級(jí)進(jìn)沖壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模。（二）導(dǎo)向方式確定 為了提高模具壽命和工件治療，方便安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。（三）定位方式的選擇 零件尺寸較小，厚度較小，保證孔的精度及較好的定位，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，導(dǎo)正銷導(dǎo)正，為了提高材料利用率采用始用擋料銷和固定擋料銷（四）卸料，出件方式的選擇因?yàn)楣ぜ虾?.8mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。五沖壓工藝設(shè)計(jì)計(jì)算（一）排樣 零件外廓尺寸為，考慮到操作方便和保證制件精度，決定采用單排有廢料排樣。1） 條料寬度的計(jì)算和步距的確定 由于搭邊值對(duì)沖裁工藝有著很大的影響，它能夠補(bǔ)償條料送進(jìn)時(shí)的下料誤差和定位誤差，可以保證調(diào)料的剛性，還可以避免沖裁時(shí)毛刺掉入模具間隙，從而提高了模具的使用壽命。 查課本可以確定它的搭邊值，根據(jù)厚度兩工件剪按矩形取搭邊值，而側(cè)邊則按圓形取其搭邊值a=1.22） 步距，連續(xù)模的步距 3） 條料寬度 查表4-19，條料寬度偏差 所以該沖裁件采用的是有側(cè)壓裝置，條料寬度B如下 4） 排樣方式保證在最低的材料清耗和勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下，使沖模結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，采用少、無廢料的直排，如下圖5） 材料的利用率 （二）沖裁力的計(jì)算1） 沖壓力 由公式4-18得 查表2-3，得 2） 卸料力 查表4-22，得 所以,3） 推件力 查表4-22，得 所以，4） 頂件力 查表4-22，得 所以，5） 壓力機(jī)標(biāo)稱壓力的確定 采用的卸、出料方式 采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖模時(shí) 采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖模時(shí) 采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖模時(shí) 我們采用第一種，則 所以 查表得壓力機(jī)型號(hào)為“開式雙柱可傾式壓力機(jī)” 選擇JC23-35，其標(biāo)稱壓力為350KN6） 壓力中心 由于沖裁件圖可知，該零件為對(duì)稱件，故其壓力中心為零件中心。壓力中心如圖（三）確定凸凹模間隙值 間隙對(duì)沖裁過程有很大影響，對(duì)沖裁件起決定性作用。 查表得 如果不考慮其他因素，間隙越小越好，沖出來的零件質(zhì)量越好，對(duì)于該零件來說，邊緣質(zhì)量要求不高，孔的質(zhì)量高 所以間隙Z=0.080（四）確定凸凹模刃口尺寸及公差 為了制造方便，制造成本低，調(diào)整方便，檢查方便，裝配方便，則選擇配合制來制造磨具。 1） 沖孔時(shí)，沖孔以凸模為基準(zhǔn)配做 因此在計(jì)算的時(shí)候要考慮三種情況的磨損，磨損后變大的尺寸，凹模磨損后變小的尺寸，凸模磨損后尺寸不變。 刃口尺寸計(jì)算公式： 查表4-14 X=1， 2） 落料時(shí)，落料以凹模為基準(zhǔn)配凸模 凹模的磨損后刃口尺寸變化有增大，減小和不變，因此落料時(shí)凹模磨損后所有尺寸變化大。 刃口尺寸計(jì)算公式 凹模磨損后變化的尺寸有這些，因?yàn)闆]有公差，所以基本尺寸一樣的（五）模具閉合高度 在前面的設(shè)計(jì)中，已經(jīng)選擇了設(shè)備，因此，必須使模具的閉合高度介于壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間，這樣才能把模具裝到設(shè)備上滿足下公式 查表4-5得 六沖裁模具主要零部件的設(shè)計(jì)與選用（一）工作零件 1.凸模（1）凸模的形式和固定方式 由沖壓件可知，凸模應(yīng)為圓形凸模，而為了保證強(qiáng)度，剛度及便于加工與裝配，圓形凸模常做成圓滑過渡的階梯形，具體選擇見書圖4-52中a型固定方式為臺(tái)肩固定（2）凸模長度計(jì)算 此沖壓件采用彈性卸料，凸模長度可按下式計(jì)算，件書 式子4-34 （3）凸模的強(qiáng)度與剛度校核 一般情況下，凸模的強(qiáng)度和剛度是足夠的，沒有必要進(jìn)行校核 校核公式查表，4-26 因選用無導(dǎo)向，圓形，所以公式為 所以凸模允許的最大自由長度尺寸為3.5mm2凹模 （1）凹模的外形結(jié)構(gòu)與固定方法 由沖壓件可知，凹模應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)圓凹模 由書圖4-57可知，可選a型圓凹模此圓凹模尺寸不大，一般通過配合關(guān)系壓入凹模固定板，再通過螺釘，銷釘緊固（2）凹模刃口尺寸的結(jié)構(gòu)形式 沖裁凹模刃口形式有直筒形和錐形兩種，選用根據(jù)沖壓件決定，因?yàn)榇藳_壓件的形狀簡單且精度要求不高，所以應(yīng)該選用錐形刃口的5 因?yàn)闆_壓件厚度t=0.8mm，所以 （3）凹模輪廓尺寸的確定 凹模輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸,及輪廓尺寸H，從凹模刃口至凹模外緣的最短距離稱為凹模的壁厚C，此沖壓件為簡單對(duì)稱形狀刃口的凹模，由于壓力中心及刃口的對(duì)稱中心，所以凹模的平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴(kuò)大的一個(gè)凹模壁厚來確定。 整體式凹模板的厚度可按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 （二）定位零件 因?yàn)樵摿慵某叽巛^小，厚度較薄，為了保證孔的精度及較好的定位，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向、導(dǎo)正銷導(dǎo)正、為了提高材料的利用率，采用固定擋料銷。 為了使條料沿到料板順利通過，兩導(dǎo)料板之間距離應(yīng)略大于條料最大寬度，導(dǎo)料板厚度H取決于擋料方式和板料厚度，以便于送料為原則。 導(dǎo)料板厚度見表4-32 因?yàn)椴牧虾穸萾=0.8 由此擋料銷高度h=3 導(dǎo)料板厚度H=68（三）卸料與出件裝置卸料裝置 由前面可知，所選用的卸料方式為彈性卸料裝置 查看常用的彈性卸料裝置結(jié)構(gòu)形式圖4-75，選用b型用導(dǎo)料板導(dǎo)向，卸料板凸臺(tái)部分的高度 卸料螺釘一般采用標(biāo)準(zhǔn)的階梯螺釘，因?yàn)樾读习鍨榫匦?，所以選用四個(gè)。（四）模柄選擇模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)滑塊上，同時(shí)使用模具中心通過滑塊的壓力中心。模柄形式很多，這里選用壓入式模柄。結(jié)構(gòu)如圖：（五）導(dǎo)向零件 （1）導(dǎo)柱 選用標(biāo)準(zhǔn)A型導(dǎo)柱，結(jié)構(gòu)如圖： （2）導(dǎo)套 選用標(biāo)準(zhǔn)A型導(dǎo)套，結(jié)構(gòu)如圖：（六）緊固件 緊固件主要是螺釘和銷釘，螺釘起緊固作用，銷釘起定位作用，沖模中廣泛使用內(nèi)六角螺釘。七 模具使用及維護(hù)說明書（一）模具安裝安裝前，檢查壓力機(jī)上的上下模具安裝表面的清潔干凈，并檢查在有無在修磨模具后遺留物防止阻礙準(zhǔn)確安裝和意外事故。安裝時(shí)，根據(jù)模具閉合高度調(diào)整壓力機(jī)滑塊的高度，使滑塊在下止點(diǎn)式其底面與工作臺(tái)之間規(guī)定位置，將滑塊再停于下止點(diǎn)，然后調(diào)節(jié)滑塊的高度，使其模柄進(jìn)入模柄孔，并通過滑塊上的壓塊與螺釘將模柄固定。安裝完后，將壓力機(jī)滑塊上調(diào)35mm，開動(dòng)壓力機(jī)，空行程12次將滑塊停于下止點(diǎn)，固定下模座，在進(jìn)行試沖，逐步調(diào)整滑塊所需的高度。將壓力機(jī)上的卸料板調(diào)到需要的位置。（二）模具的維護(hù)1. 確定模具導(dǎo)料部分無雜物。2. 打開壓力機(jī)，空合模數(shù)次，保證正確運(yùn)動(dòng)和定位。3. 模具使用時(shí)應(yīng)該經(jīng)常檢查模具的工作臺(tái)面和工作刃口，清理材料的積瘤，排除災(zāi)不正確使用過程中的廢料，以免廢料漲模，導(dǎo)致模具破裂。4. 按設(shè)計(jì)說明書中所選的壓力機(jī)安裝模具在工作臺(tái)面上，并正確安裝模具，保證模具中心與壓力機(jī)中心重合。5. 請(qǐng)客戶嚴(yán)格按照上述程序使用模具，嚴(yán)禁人體或異物在模具工作區(qū)間內(nèi)，否則會(huì)造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損傷。6. 存放前清潔模具 ，并要涂油后方可合模存放。7. 模具應(yīng)放在方木上，并保證擺放不傾斜，以保證導(dǎo)柱導(dǎo)套正確配合。8. 建議客戶每生產(chǎn)30005000件后，按以上保養(yǎng)方法保養(yǎng)模具一次，以便延長模具壽命。9. 打開模具確認(rèn)模具型面無雜物，確定導(dǎo)料銷、擋料銷的位置正確。后語參考文獻(xiàn)【1】徐政坤.沖壓模具及設(shè)備.第一版.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2009.03【2】中國模具設(shè)計(jì)大典PDF文件格式.網(wǎng)上下載【3】許發(fā)樾.使用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè).第2版.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2005.10【4】王孝培.沖壓手冊(cè).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1990【5】徐政坤.沖壓模具及設(shè)備.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2005【6】東北工學(xué)院編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).第2版（上中國）【7】冷沖壓.國家標(biāo)準(zhǔn)【8】機(jī)械制圖.國家標(biāo)準(zhǔn)【9】公差與配合.國家標(biāo)準(zhǔn)【10】形狀和位置公差.國家標(biāo)準(zhǔn)