1、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院課程設(shè)計 課程名稱：沖壓工藝及模具設(shè)計姓 名： 郝宇 題目名稱：拖拉機(jī)甩油盤零件模具設(shè)計學(xué) 號： 33310228 年 級： 四年級專 業(yè)： 材控02班指導(dǎo)教師： 聶信天 夏榮夏 史立新 2013年10月24日 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書一、課題名稱： 拖拉機(jī)甩油盤模具設(shè)計二、零件： 二維模型及三維模型 ： 材料：A3 料厚：1.2mm 批量：大批量利用軟件球的表面積毛坯尺寸3、 零件成型分析 根據(jù)該零件特點(diǎn)，擬采用兩道工序成型。工序一，通過落料沖孔，成型工件外形和內(nèi)孔；工序二，通過拉伸成型工件內(nèi)腔形狀。該模具設(shè)計由兩人完成，本人負(fù)責(zé)落料沖孔工序模具設(shè)計，拉伸由小組另外一人完

2、成。4、 落料沖孔成型零件圖二維：三維：尺寸：外圓:R63mm 內(nèi)圓：20mm五、設(shè)計要求：1、沖壓工藝卡（A4）。2、沖模裝配圖（A1/A2）。3、工作零件圖（三個）（A3/A4）。4、設(shè)計說明書（約15頁）。 目 錄序言 1第一章 零件的工藝性分析 11.1 材料11.2 結(jié)構(gòu)與尺寸11.3 精度1第二章 確定工藝方案 22.1 工序性質(zhì)與數(shù)量 22.2 工序順序 2第三章 確定模具總體結(jié)構(gòu)33.1工作零件 33.2 定位零件 43.3 卸料、出件 4 3.4導(dǎo)向零件4 3.5支撐零件4第四章 工藝與設(shè)計計算54.1 排樣 54.2計算沖壓力和壓力中心54.3 彈性元件 7第五章 設(shè)計零件

3、、繪制總裝配草圖8 5.1 工作零件 8 5.2模架與其他零件 9 設(shè)計小結(jié) 10沖壓工藝卡 19參考文獻(xiàn) 18設(shè)計小結(jié) 19序 言 沖壓加工在現(xiàn)代加工技術(shù)中應(yīng)用十分普遍。其生產(chǎn)效率高，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化；能加工零件尺寸范圍廣，小到鐘擺內(nèi)部零件大到汽車覆蓋件；無切削，節(jié)省材料，節(jié)約能源，生產(chǎn)成本小。而沖模設(shè)計在沖壓加工中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以實(shí)現(xiàn)；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝也無法實(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。 本次課程設(shè)計，本人有幸負(fù)責(zé)一套沖壓模具設(shè)計。該說明書是通過查閱書籍資料，同學(xué)合作

4、及老師輔導(dǎo)下完成的。主要介紹了沖裁模的工藝分析、工藝方案的確定、模具總體結(jié)構(gòu)的選擇、工藝與設(shè)計計算、零件圖總裝圖尺寸計算及繪制。 第一章 零件的工藝性分析 1.1 材料 A3材料力學(xué)性能類似Q235，Q235為普通碳素鋼 s=235MPa b=450 MPa 查參考文獻(xiàn)2表D2-22 P814 s/b=0.52沖壓性能良好1.2 結(jié)構(gòu)與尺寸 零件形狀規(guī)則，沖孔尺寸與落料外形尺寸相差43mm，其它無極限特征，適合沖裁加工1.3 精度 查參考文獻(xiàn)52.2.1沖裁件精的度，有關(guān)表格。零件外徑公差0.30mm,內(nèi)徑公差0.10mm。查參考文獻(xiàn)3未注公差的尺寸公差 表1-58,1-59，工作零件，126

5、公差取0.63mm,40公差取0.039mm。第二章 確定工藝方案2.1 工序性質(zhì)與數(shù)量沖孔、落料2.2 沖裁方案確定2.2.1沖裁方案 ：方案一：單工序模：沖孔落料方案二：級進(jìn)模：沖孔-落料方案三：復(fù)合模：沖孔、落料方案卻比較及確定：方案卻比較方案一，模具結(jié)構(gòu)較簡單，制造相對比較方便，但是需要兩道工序，兩幅模具，成本相對較高，生產(chǎn)效率較為低下，且更重要的是在第一道工序完成之后，進(jìn)入到第二道工序必然會增大工件誤差，使得工件精度、質(zhì)量大打折扣。故而不選用此方案。方案二，級進(jìn)模是一種多工位，高效率的加工方法。但級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造復(fù)雜，成本較高。本工序完成的零件外形簡單，綜合成本，并不適合采用

6、級進(jìn)模，因而也排除此方案。方案三，只需要一套模具，即能保證很好的精度又能滿足生產(chǎn)效率的要求，模具輪廓尺寸較小，模具的制造成本不高。故此方案完全滿足圖紙要求，相比前兩方案有明顯優(yōu)勢。方案確定 復(fù)合膜最小壁厚1.2-1.5t,零件形狀符合最小壁厚查參考文獻(xiàn)2表8-1 P375，故本套模具采用沖孔-落料復(fù)合模。2.2.3 模具結(jié)構(gòu)形式復(fù)合模有兩種結(jié)構(gòu)形式，正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模.考慮設(shè)計方便，采用正裝式。故方案最終確定為，正裝式?jīng)_孔-落料復(fù)合模。第三章 確定模具總體結(jié)構(gòu)3.1工作零件a.凸模R5.53孔使用臺階固定，加工經(jīng)濟(jì)落料凸模選用直通式的結(jié)構(gòu)，可以用線切割加工凸模長度 L=h1+h2+h4

7、-（1-3）強(qiáng)度校核b.凹模采用整體式的螺釘固定，凹模刃口采用直通式的刃口高度h=6mm凹模厚度 H=K1K2(15)凹模壁厚 C=（1.5-2）H(30-40mm)3.2定位零件導(dǎo)料板定邊距,擋料銷定位3.3 卸料、出件采用彈性卸料，凸模出件3.4 導(dǎo)向零件選用滑動不帶壓板的導(dǎo)柱導(dǎo)套3.5 支撐零件1）上下模板因為零件對稱，受力均衡，左右操作，采用后側(cè)上下模板2）模柄采用壓入式的模柄3）固定板采用臺階和帶錐度的凸模固定板4）墊板為防止上模板壓潰，加墊板（10-15mm）第四章 工藝與設(shè)計計算4.1排樣a. 排樣方法的確定 根據(jù)工件的形狀，確定采用無廢料排樣的方法是不可能做到的，但能采用有廢料

8、和少廢料的排樣方法。經(jīng)多次排樣計算決定采用直排法，初畫排樣圖如下圖所示。b. 確定搭邊值 查參考文獻(xiàn)2表3-20，取最小搭邊值：工件間a1=1.0mm，沿邊a=1.2mm。c. 確定條料步距 步距：126+1=127mm，寬度：127+1.2+1.2=128.4mmd. 條料的利用率 利用率=S工/S總=3.14R2/（127128.4）=(3.146363)/（127128.4）=76. 42%4.2計算沖壓力和壓力中心1）沖裁力（查參考文獻(xiàn)2表3-15）F=LTb=(40+126) 1.2450281.4KN(L:沖裁件周邊長度 T：材料厚度 b：抗拉強(qiáng)度)2） 壓力中心模具中心X0=Y0

9、=沖裁以X軸、Y軸對稱X0=0 Y0=03）初定壓機(jī)卸料力Fx=KxF，已知Kx=0.040（查參考文獻(xiàn)2公式3-3 P67）則 Fx=0.040281.4=11.256KN推件力FT 由FT=nKTF, KT=0.055（查參考文獻(xiàn)2公式 3-4 P67） (n=5)則 FT=50.055281.4=77.385KNP（1.1-1.3）FF=F+ Fx + FT=281.4+11.256+77.385=370.041KNP1.2 F=1.2370.041=444.05KN4）刃口計算因零件為異性，采用配合加工比較合理，沖孔以凸模為基準(zhǔn)，落料以凹模為基準(zhǔn)。因為沖孔、落料為一體，從加工考慮所有的

10、尺寸都標(biāo)注在凹模上變大 A凸=(Amax-x)0/4變小 B凸=（Bmin+x）0-/4不變 C凸=(Cmin+0.5)/8尺寸基準(zhǔn)磨損情況計算公式刃口計算126-00.63凹模變大A凹=(Amax-x)0/4/4A凹 =（126-0.50.63） 0/4=125.685+00.1575400+0.039凸模變小d凹=(dmin+x)0-/4d凹=（40+0.50.039）0-/4=40.01950+0.0098 ：公差 即上偏差-下偏差Zmin=0.126參考文獻(xiàn)1表1表3-4（沖裁模初始雙面間隙）P35X=0.5參考文獻(xiàn)1表3-5（磨損系數(shù)）P374.3彈性元件 橡膠 選擇聚氨酯21個Fy

11、=Fx/n=11.256/21=0.536KN=536Nhy=10%h0P=1.1 MPa 參考文獻(xiàn)1圖3-65P82（10%內(nèi)橡膠壓縮量與單位壓力）Fy=APA= Fy/P=536/1.1=487.2mm2選圓筒形橡膠，設(shè)卸料螺釘直徑8，橡膠孔10A=（D2-82）D=26.5mm取D=27mmhx+hm=1+5+t=1+5+0.8=6.8 (hm:取4-10mm)h0=27.2mm0.5h0/D1.50.527.2/26.5=1.031.5符合要求（參考文獻(xiàn)1P81-P82有關(guān)公式）第五章 設(shè)計零件、繪制總裝配草圖5.1工作零件凸凹模長度：L=h1+h2+h4-(1-3)h1:凸模固定板厚

12、度（0.6-0.8）H凹 h2：卸料板厚度（15-30mm）h4：彈性元件的高度+凸模進(jìn)去凹模的厚度（取6mm）H凹= K1K2=11.37=41.5mm 取40mm彈性元件高度h=h00.9=27.20.9=24.48mm 取25mm凸凹模：L=0.62540+25+25+6-1=80mm沖孔凸模 L=凹模+凸模固定板=30+30=60mm(查參考文獻(xiàn)1第三章第九節(jié) 二、工作零件部分有關(guān)公式)5.2模架與其他零件1）模架（查參考文獻(xiàn)5表15.2 P418）凹模尺寸：25020030H閉=上模板+下模板+卸料板+凸模固定板+凸凹模固定板+彈性元件+凹模+料厚H閉=40+50+25+ 25 +3

13、0+ 25+30+1.2=226.2mm取H閉 230mm選著模架 LXB 250160（200-245）2）壓機(jī)P444.05KNF=1.3P=1.3444.05=577.265KN初選630KN壓力機(jī) 參考文獻(xiàn)5表4-32 表 4-33 P106封閉高度滿足 Hmax-H1-5H閉Hmin-H1+10 經(jīng)計算符合要求。確定設(shè)備J23-633） 模柄 壓入式模柄模柄孔 5070 上模板厚度為40mm模柄A50100 JB/T7646.1-1994工作臺孔2304）墊板 設(shè) 計 小 結(jié) 兩周的課程設(shè)計時間很快就結(jié)束了，此次課程設(shè)計的首先感謝老師全程的輔導(dǎo)，然后實(shí)習(xí)鍛煉了自己上網(wǎng)查閱資料和結(jié)合自

14、己的課題實(shí)際應(yīng)用的能力。課程設(shè)計的同時還要考慮準(zhǔn)備考研，相對來說時間還是比較緊的。 這次實(shí)習(xí)可以算上對沖壓工藝與模具設(shè)計該課程實(shí)際而充分的應(yīng)用，書本內(nèi)容貫穿了整個實(shí)習(xí)內(nèi)容；同時，在設(shè)計的過程中需要大量查閱沖模工具書、CAD制圖、運(yùn)用公差與技術(shù)測量知識、等課程的知識；這次課程設(shè)計是對先修課程的綜合運(yùn)用，是提高學(xué)生綜合能力的全面訓(xùn)練。通過此次沖壓模具課程設(shè)計，實(shí)際應(yīng)用了課程所學(xué)知識。同時，在第一次設(shè)計沖壓模具過程中，暴庫了很多的問題，但通過尋求老師指導(dǎo)和同學(xué)們之間的交流互助，設(shè)計中存在的問題都得到了很好的解決。沖壓工藝卡 冷沖壓工藝卡片 產(chǎn)品型號 零件名稱 拖拉機(jī)甩油盤毛坯 共 頁 產(chǎn)品名稱 零件型號 第 頁 材料技術(shù)要求 毛坯尺寸 每條料制件數(shù) 毛坯重 輔助材料 A3 126（外圓）40（內(nèi)孔）1.2 大批量 工序號 工序名稱工序內(nèi)容 工序內(nèi)容工序草圖 設(shè)備 檢驗要求 備注 0 下料剪床上裁板128.41.2- J23-25 1沖孔落料落料與沖孔復(fù)合（外圓126，內(nèi)孔40單位mm）J