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1、 南京農業(yè)大學工學院 課程設計 課程名稱： 沖壓工藝及模具設計 姓 名： 郝宇 題目名稱： 拖拉機甩油盤零件模具設計 學 號： 33310228 年 級： 四年級 專 業(yè)： 材控02班 指導教師： 聶信天 夏榮夏 史立新 2013年10月24日 課 程 設 計 任 務 書 一、課題名稱： 拖拉機甩油盤模具設計 二、零件： 二維模型及三維模型 ：

2、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，擬采用兩道工序成型。工序一，通過落料沖孔，成型工件外形和內孔；工序二，通過拉伸成型工件內腔形狀。該模具設計由兩人完成，本人負責落料沖孔工序模具設計，拉伸由小組另外一人完成。 4、 落料沖孔成型零件圖 二維： 三維： 尺寸：外圓:R63mm 內圓：20mm 五、設計要求：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、設計說明書（約15頁）。

3、 目 錄 序言…………………………………………………………………… 1 第一章 零件的工藝性分析………………………………………… 1 1.1 材料……………………………………………………………1 1.2 結構與尺寸……………………………………………………1 1.3 精度……………………………………………………………1 第二章 確定工藝方案……………………………………………… 2 2.1 工序性質與數(shù)量……………………………………………… 2 2.2 工序順序……………………………………………………… 2 第三章 確定模具總體結構…………………………

4、…………………3 3.1工作零件………………………………………………… 3 3.2 定位零件………………………………………………… 4 3.3 卸料、出件……………………………………………… 4 3.4導向零件……………………………………………………4 3.5支撐零件……………………………………………………4 第四章 工藝與設計計算………………………………………………5 4.1 排樣…………………………………………………………… 5 4.2計算沖壓力和壓力中心…………………………………………5 4.3 彈性元件……………………………………………………… 7

5、 第五章 設計零件、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 設計小結……………………………………………………………… 10 沖壓工藝卡………………………………………………………… 19 參考文獻……………………………………………………………… 18 設計小結……………………………………………………………… 19 序 言 沖壓加工在現(xiàn)代加工技術中應用十分普遍。其生產效率高

6、，操作方便，易于實現(xiàn)機械化和自動化；能加工零件尺寸范圍廣，小到鐘擺內部零件大到汽車覆蓋件；無切削，節(jié)省材料，節(jié)約能源，生產成本小。而沖模設計在沖壓加工中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產就難以實現(xiàn)；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝也無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具，沖壓設備與沖壓材料構成沖壓加工的三大要素，只有他們結合才能得出沖壓件。 本次課程設計，本人有幸負責一套沖壓模具設計。該說明書是通過查閱書籍資料，同學合作及老師輔導下完成的。主要介紹了沖裁模的工藝分析、工藝方案的確定、模具總體結構的選擇、工藝與設計計算、零件圖總裝圖尺寸計算及繪制。

7、 第一章 零件的工藝性分析 1.1 材料 A3材料力學性能類似Q235，Q235為普通碳素鋼 σs=235MPa σb=450 MPa 查參考文獻[2]表D2-22 P814 σs/σb=0.52沖壓性能良好 1.2 結構與尺寸 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[5]2.2.1沖裁件精的度，有關表格。零件外徑公差0.30mm,內徑公差0.10mm。查參考文獻[3]未注公差的尺寸公差 表1-58,1-59，工作零件，126公差取0.63mm,40公差取0.039mm。

8、 第二章 確定工藝方案 2.1 工序性質與數(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：級進模：沖孔-落料 方案三：復合模：沖孔、落料 2.2.2方案卻比較及確定： 方案卻比較 方案一，模具結構較簡單，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，生產效率較為低下，且更重要的是在第一道工序完成之后，進入到第二道工序必然會增大工件誤差，使得工件精度、質量大打折扣。故而不選用此方案。 方案二，級進模是一種多工位，高效率的加工方法。但級進模輪廓尺寸較大，制造復雜，成本較高。本工序完成的零件外形簡單，綜

9、合成本，并不適合采用級進模，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[2]表8-1 P375，故本套模具采用沖孔-落料復合模。 2.2.3 模具結構形式 復合模有兩種結構形式，正裝式復合模和倒裝式復合模.考慮設計方便，采用正裝式。故方案最終確定為，正裝式沖孔-落料復合模。 第三章 確定模具總體結構 3.1工作零件 a.凸模 R5.53孔使用臺階固定，加工經濟 落

10、料凸模選用直通式的結構，可以用線切割加工 凸模長度 L=h1+h2+h4-（1-3） 強度校核 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 導向零件 選用滑動不帶壓板的導柱導套 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

11、防止上模板壓潰，加墊板（10-15mm） 第四章 工藝與設計計算 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，但能采用有廢料和少廢料的排樣方法。經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[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=128.4mm d. 條料的利用率 利用率=S工/S總=3.14R2/（127128.4）=(3.146363)

12、/（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[2]表3-15） F=LTσb=(40π+126×π) ×1.2×450≈281.4KN (L:沖裁件周邊長度 T：材料厚度 σb：抗拉強度) 2） 壓力中心——模具中心 X0== Y0= ∵沖裁以X軸、Y軸對稱 ∴X0=0 Y0=0 3）初定壓機 卸料力Fx=KxF，已知Kx=0.040（查參考文獻[2]公式3-3 P67） 則 Fx=0.040281.4=11.256KN 推件力FT 由FT=nKTF, KT=0.055（查

13、參考文獻[2]公式 3-4 P67） (n===5) 則 FT=50.055281.4=77.385KN P≥（1.1-1.3）F∑ F∑=F+ Fx + FT=281.4+11.256+77.385=370.041KN P≥1.2 F∑=1.2×370.041=444.05KN 4）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，落料以凹模為基準。因為沖孔、落料為一體，從加工考慮所有的尺寸都標注在凹模上 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

14、 基準 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△/4 A凹 =（126-0.5×0.63） 0△/4=125.685+00.1575 400+0.039 凸模 變小 d凹=(dmin+x△)0-△/4 d凹=（40+0.5×0.039）0-△/4 =40.01950+0.0098 △ ：公差 即上偏差-下偏差 Zmin=0.126參考文獻[1]表1表3-4（沖裁模初始雙面間隙）P35 X=0.5參考文獻[1]表3-5（磨損系數(shù)）P37 4.3彈性元件 橡膠 選擇聚氨酯21

15、個 Fy=Fx/n=11.256/21=0.536KN=536N hy=10%h0 P=1.1 MPa 參考文獻[1]圖3-65P82（10%內橡膠壓縮量與單位壓力） Fy=A×P A= Fy/P=536/1.1=487.2mm2 選圓筒形橡膠，設卸料螺釘直徑8，橡膠孔10 ∵A=（D2-82） ∴D==26.5mm 取D=27mm hx+hm=1+5+t=1+5+0.8=6.8 (hm:取4-10mm) h0===27.2mm 0.5＜h0/D＜1.5 ∵0.5＜27.2/26.5=1.03＜1.5 ∴符合要求 （參考文獻[1]P81-P82有關公式）

16、 第五章 設計零件、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+凸模進去凹模的厚度（取6mm） H凹= K1K2=1×1.37×=41.5mm 取40mm 彈性元件高度h=h0×0.9=27.2×0.9=24.48mm 取25mm 凸凹模：L=0.625×40+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[1]第三章第九節(jié) 二、工作零件部分有關公式)

17、 5.2模架與其他零件 1）模架（查參考文獻[5]表15.2 P418） 凹模尺寸：250×200×30 H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 +30+ 25+30+1.2=226.2mm 取H閉 230mm 選著模架 LXB 250×160×（200-245） 2）壓機 ∵P≥444.05KN ∴F=1.3P=1.3×444.05=577.265KN ∴初選630KN壓力機 參考文獻[5]表4-32 表 4-33 P106 封閉高度滿足 Hmax-H1-5＞H閉＞Hmin-H1+1

18、0 經計算符合要求。 確定設備J23-63 3） 模柄 壓入式模柄 ∵模柄孔 50×70 上模板厚度為40mm ∴模柄A50×100 JB/T7646.1-1994 工作臺孔230 4）墊板 設 計 小 結 兩周的課程設計時間很快就結束了，此次課程設計的首先感謝老師全程的輔導，然后實習鍛煉了自己上網查閱資料和結合自己的課題實際應用的能力。課程設計的同時還要考慮準備考研，相對來說時間還是比較緊的。 這次實習可以算上對《沖壓工藝與模具設計》該課程實際而充分的應用，書本內容貫穿了整個實習內容；同時，在設計的過程中需要大量查閱沖模工具書、CAD制圖

19、、運用公差與技術測量知識、等課程的知識；這次課程設計是對先修課程的綜合運用，是提高學生綜合能力的全面訓練。 通過此次沖壓模具課程設計，實際應用了課程所學知識。同時，在第一次設計沖壓模具過程中，暴庫了很多的問題，但通過尋求老師指導和同學們之間的交流互助，設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 產品型號 ? 零件名稱 拖拉機甩油盤毛坯 共 頁 產品名稱 ? 零件型號 ? 第 頁 材料技術要求 毛坯尺寸 每條料制件數(shù) 毛坯重 輔助材料 A3 126（外圓）×40（內孔）×1.2 大批量?

20、 ? ? 工序號 工序名稱 工序內容 工序內容工序草圖 設備 檢驗要求 備注 0 下料 剪床上裁板128.4×1.2×- J23-25 ? ? 1 沖孔落料 落料與沖孔復合（外圓126，內孔40單位mm） J23-63 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 編制日期 審核日期 會簽日期 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 更改 文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改 文件號 簽字 日期 參 考 文 獻 [1] 翁其金、徐新成主編. 沖壓工藝與模具設計（第二版）. 機械工業(yè)出版社，2012 [2] 《沖模設計手冊》編寫組. 沖模設計手冊. 機械工業(yè)出版社，1999 [3] 馬朝興主編.沖壓模具簡明設計手冊.化學工業(yè)出版.2009 [4] 鄧明主編.實用模具設計簡明手冊.機械工業(yè)出版社.2005. [5] 郝濱海主編.沖壓模具簡明設計手冊.化學工業(yè)出版社.2004.11.