沖壓模課程設(shè)計--微電機(jī)外殼首次拉深模具設(shè)計

1、<p>　　課題：微電機(jī)外殼首次拉深模具設(shè)計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設(shè)計是微電機(jī)外殼沖壓模具設(shè)計，根據(jù)零件的尺寸、材料、技術(shù)要求等，分析零件的成形工藝、制訂工藝方案、設(shè)計模具結(jié)構(gòu)、毛坯尺寸計算、工藝參數(shù)計算。其中工藝參數(shù)計算主要有確定排樣和裁板，計算沖壓壓力，初選壓力機(jī)，計算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計選用零、

2、部件，對壓力機(jī)進(jìn)行校核。最后繪制模具裝配總圖。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要對凸模、凹模、凸凹模、定位制件、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，對于部分零部件選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，這樣可以節(jié)約時間課程、難度等，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，對部分零部件進(jìn)行了加工工藝分析。</p><p>　　此次的微電機(jī)外殼工序為落料→拉深（帶壓邊4次）→沖孔+修邊→切口。主要說明的是首次拉深模的設(shè)計，解決首次拉深的計算問題同時對相關(guān)的模

3、具的零件給以詳細(xì)的設(shè)計。生成裝配工程圖和相關(guān)的零件圖，最終完成這次課程設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 落料 首次拉深 單排 修邊 切口 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 概論…………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1沖壓模具

4、在制造業(yè)的地位……………………………………………………1</p><p>　　第2章 工藝方案分析及確定……………………………………………………… 2</p><p>　　2.1 沖壓件工藝分析 …………………………………………………………… 2</p><p>　　2.2沖壓工藝方案的確定 ……………………………………………………… 3</p>&

5、lt;p>　　第 3章 拉深件工藝計算………………………………………………………… 4</p><p>　　3.2排樣 ………………………………………………………………………… 4</p><p>　　3.3 各工序尺寸計算…………………………………………………………… 5</p><p>　　3.4 壓力計算與設(shè)備選擇 ……………………………………………

6、…………7</p><p>　　3.5拉深模工作零件設(shè)計與計算 ……………………………………………… 8</p><p>　　3.6彈性裝置的選用與計算 …………………………………………………… 9</p><p>　　第4章 模具結(jié)構(gòu)的確定……………………………………………………………10</p><p>　　4.1 模具的形式………………

7、………………………………………………… 10</p><p>　　4.2 定位裝置…………………………………………………………………… 10</p><p>　　4.3 導(dǎo)向零件…………………………………………………………………… 11 </p><p>　　4.4 模架………………………………………………………………………… 11</p><

8、p>　　第5章 模具零件加工工藝過程……………………………………………………11</p><p>　　第6章 模具結(jié)構(gòu)圖…………………………………………………………………13</p><p>　　第7章 首次拉深模具裝配圖 、零件圖(見附圖）………………………………… 15</p><p>　　第8章 總結(jié) ……………………………………………………………………

9、…… 16</p><p>　　第9章 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………17</p><p><b>　　第1章 概論</b></p><p>　　1.1沖壓模具在制造業(yè)的地位</p><p>　　由于冷沖壓加工具節(jié)省材料、良好的互換性、成產(chǎn)效率高、操作簡單、可以加工薄壁形狀復(fù)雜表面質(zhì)量好剛

10、性好的零件、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點。因此在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表和日用生產(chǎn)品種，已占據(jù)十分重要的低位。特別是在電子工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中，已成為不可缺少的組要加工方法之一。</p><p>　　冷沖模是實現(xiàn)冷沖壓加工必不可少的工藝設(shè)備，沒有先進(jìn)的模具技術(shù)，先進(jìn)的冷沖壓工藝就無法實現(xiàn)。眾所周知，產(chǎn)品要具有競爭力，扯了應(yīng)具有先進(jìn)的技術(shù)水平、穩(wěn)定的使用性能、結(jié)構(gòu)新穎、更新?lián)Q代快等特點外，還必須具有價格競

11、爭優(yōu)勢。這就需要采用先進(jìn)、高效的生產(chǎn)手段，不斷降低成本。要達(dá)到上述目的，途徑是多方面的，模具就是其中的重要因素之一。它的重要性早為國內(nèi)外所重視，并為工業(yè)發(fā)達(dá)國家的發(fā)展過程所證實。在美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，模具工業(yè)年產(chǎn)值，早已超過機(jī)床工業(yè)。在模具工業(yè)中，沖模占的比例很大，由此可以看出沖壓模具在國內(nèi)外的重要地位。</p><p>　　第2章工藝方案分析及確定</p><p>　　2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

12、形狀分析</p><p><b>　　產(chǎn)品零件圖：</b></p><p><b>　　名稱：微電機(jī)外殼</b></p><p><b>　　產(chǎn)品材料：Q235</b></p><p>　　生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)</p><p>　　技術(shù)要求：良好的通用性

13、和互換性。</p><p>　　材料選擇Q235：屈服值在235MPa左右。并會隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。由于含碳適中，綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途最廣泛。 機(jī)械性能（未退火）抗拉強(qiáng)度（σb/MPa）：376~460 伸長率（δ10）：21~25?？辜魪?qiáng)度τ：310~380 。</p><p>　　Q235在板材里，是最普通的材質(zhì)，屬普板系列。其力

14、學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度低而塑性較好，非常適合沖裁加工。另外產(chǎn)品對于厚度與表面質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求，所以盡量采用國家標(biāo)準(zhǔn)的板材，其沖裁出的產(chǎn)品表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證。</p><p>　　結(jié)構(gòu)分析：本產(chǎn)品為筒形對稱件壁厚允許變化范圍0.6~1.2需多次拉深。帶凸緣的階梯形產(chǎn)品，屬于較復(fù)雜零件。凸緣圓角半徑RdΦ=8mm，底部圓角半徑RdΦ=9mm。具有良好的成形工藝性。</p><p>　　尺

15、寸與形位精度：產(chǎn)品零件孔Ф4.5要求公差為+0.05，零件要求較高的公差等級需增加一道整形工序。無形位精度要求。拉深無高精度要求采用普通的拉深方法即可。</p><p>　　綜上所述：產(chǎn)品符合沖壓要求。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)可知基本工序有落料、拉深、沖孔、整形、切口。但根據(jù)先后工序順序的不同排列，可設(shè)計多種方案?？梢圆捎脝喂ば蚧驈?fù)合工序。經(jīng)比較決定采用落料、拉深，經(jīng)多次拉深成形后，由機(jī)械加工方法修邊、切口保證零件高度的生產(chǎn)

16、工藝。</p><p>　　2.2 沖壓工藝方案的確定</p><p>　　完成此工件需要沖孔、落料兩道工序。</p><p><b>　　工藝方案：</b></p><p><b>　　1：單工序模生產(chǎn)：</b></p><p>　　落料→拉深（帶壓邊4次）→整形→沖孔→修

17、邊→切口；</p><p><b>　　2：復(fù)合模生產(chǎn)：</b></p><p>　　落料+首次拉深→拉深（帶壓邊3次）→整形→沖孔+修邊→切口；</p><p><b>　　3：連續(xù)模生產(chǎn)：</b></p><p>　　落料+拉深-拉深-拉深-拉深設(shè)連續(xù)+整形+沖孔+修邊+切口。</p>

18、;<p>　　方案3屬于連續(xù)生產(chǎn)同一副模具不同工位完成兩道不同的工序，生產(chǎn)效率高，模具規(guī)模相對第二種方案要大一些，模具成本要高；兩道工位之間的定位要求非常高。方案2屬于同一副模具完成兩道不同的工序，大大減小了模具規(guī)模，降低了模具成本，提高生產(chǎn)效率，也難以提高壓力機(jī)等設(shè)備的使用效率，模具成本較高。方案1屬于模具結(jié)構(gòu)簡單，只需要兩道工序、兩套模具就能完成零件的加工，操作相對簡單、方便，適合中、大批量生產(chǎn)。本零件的尺寸比較大適合

19、單工序或復(fù)合生產(chǎn)。比較方案的特點，決定采用第1種方案比較合理。</p><p><b>　　拉深件工藝參數(shù)計算</b></p><p>　　3.1 拉深件展開尺寸計算</p><p>　　d1=14.2mm d2=39.2mm d3=81mm h1=7mm h2=53mm dt/d=81÷39.2=2.07</p>

20、;<p>　　由表4-3可查得：修邊余量δ=2.5 </p><p><b>　　由表4-8可知</b></p><p><b>　　3.2 排樣</b></p><p><b>　　搭邊</b></p><p>　　查參考文獻(xiàn)[1] ，確定搭邊值，。<

21、;/p><p>　　當(dāng)t=2.2時 </p><p><b>　　條料寬度</b></p><p>　　采用無側(cè)壓裝置，所以（Z=0.1，A=0.5）</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　材料利用率</b></p&

22、gt;<p>　　式中 —板料（帶料或條料）上實際沖裁的零件數(shù)量；</p><p><b>　　—零件的實際面積；</b></p><p>　　—板料（帶料或條料）長度；</p><p>　　—板料（帶料或條料）寬度；</p><p>　　零件采用單直排排樣方式，查得零件間的搭邊值為1.5mm，零件與條料

23、側(cè)邊之間的搭邊值為1.8mm，若模具采用無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)，則條料的寬度應(yīng)為</p><p>　　選用規(guī)格為1.2mm×400mm×1000mm的板料，計算裁料方式如下。</p><p>　　裁成寬131.2mm，長1000mm的條料，則每張板料所出零件數(shù)為</p><p><b>　　3.2確定拉深次數(shù)</b><

24、/p><p>　　查得零件的各次極限拉深系數(shù)分別為[ m1]=0.50~0.53，[ m2]=0.75~0.76，[m3]=0.78~0.79?？偫钕禂?shù)為</p><p>　　由上計算可知共需3次拉深。</p><p>　　3.3拉深件各次工序尺寸的計算</p><p><b>　　確定圓角半徑</b></p>

25、<p>　　首次拉深模的圓角半徑。</p><p><b>　　凹模rd1=0.8</b></p><p>　　將d1=127mm，d2=65.2mm，t=1.5mm代入上式，即</p><p>　　Rd1=0.8mm=9.33mm。取Rd1=9。</p><p>　　凸模rp1=4t=4*2.2=8.8

26、。取rp1=8</p><p><b>　　確定工序件直徑</b></p><p>　　調(diào)整各次拉深系數(shù)分別為 ，，則</p><p><b>　　確定各工序件高度</b></p><p>　　根據(jù)拉深件圓角半徑計算公式，，所以拉深后筒形件的高度為</p><p>　?、芘袛?/p>

27、是否采用壓邊圈</p><p>　　零件的相對厚度，經(jīng)查壓邊圈為可用可不用的范圍，為了保證零件質(zhì)量，減少拉深次數(shù)，決定采用壓邊圈。</p><p>　　同理以后各次拉深都采用壓邊圈。</p><p>　?、輭毫τ嬎闩c設(shè)備的選擇（首次拉深）</p><p>　　模具為落料拉深復(fù)合模，動作順序是先落料后拉深，現(xiàn)分別計算拉深力和壓邊力</p&

28、gt;<p><b>　　拉深力和壓邊力。</b></p><p><b>　　（3-2）</b></p><p>　　式中 —卸料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[1]知～0.06，取。</p><p>　　所以 KN</p><p>　　因為拉深力與壓邊和落料

29、力，即，所以，應(yīng)按照的大小選用設(shè)備。初選設(shè)備為JA31—400A。</p><p><b>　　拉深力和壓邊力。</b></p><p><b>　　（3-2）</b></p><p>　　式中 —卸料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[1]知～0.06，取。</p><p>　　所以

30、 KN</p><p>　　3.5拉深模工作零件設(shè)計與計算</p><p>　　3.5.1拉深模的間隙計算</p><p>　　由表4.28查得總的拉深次數(shù)為四次，首次拉深的單邊間隙為</p><p>　　Z/2=1.2t=1.2*1.73=2.2mm</p><p>　　則拉深模的雙邊間隙值Z=4.4mm。&l

31、t;/p><p>　　3.5.2凸、凹模尺寸計算</p><p>　　(1)首次拉深凸、凹模尺寸</p><p>　　由于工件要求的內(nèi)形尺寸，故以凸模為設(shè)計基準(zhǔn)按表，求得凸模尺寸為</p><p>　　dp=（dmin+0.4△）</p><p>　　將模具的公差按IT8級選取，得△=0.62mm，p=0.05mm；dmi

32、n=62.75mm，代入上式，則凹模尺寸為dp=mm</p><p>　　間隙取在凹模上，則凹模的尺寸按表計算 </p><p>　　dd=（dmin+0.4△+Z）</p><p>　　將dmin=62.75，p=0.08，△=0.62mm，Z=2.2代入上式，則凹模的尺寸為</p><p><b>　　dd=mm</b&g

33、t;</p><p>　　凸、凹模工件表面粗糙度要求：</p><p>　　凹模圓角處的表面粗糙度一般要求為Ra0.4μm，</p><p>　　凹模與坯料接觸表面和型腔表面粗糙度應(yīng)達(dá)到</p><p><b>　　Ra0.8μm；</b></p><p>　　凸模角處的表面粗糙度要求為0.8μm

34、工作表面粗糙度要求為Ra1.6μm。</p><p>　　彈性裝置的選用與計算</p><p>　　其產(chǎn)生的壓力開始就為壓邊力，其總的行程</p><p><b>　　橡膠的直徑</b></p><p>　　為保證橡膠墊不過早失去彈性而破壞，其允許的最大壓縮兩不得超過摘要高度的45%，一般取自由高度的35%～45%。橡膠

35、墊的預(yù)壓縮量一般取自由高度的10%～15%。</p><p><b>　　橡膠墊產(chǎn)生的力</b></p><p><b>　　式中 —壓力；</b></p><p><b>　　—橡膠墊橫截面積；</b></p><p>　　—與橡膠墊壓縮量有關(guān)的單位壓力，如表5.1所示。&

36、lt;/p><p>　　表5.1 橡膠壓縮量和單位壓力 </p><p><b>　　模具總體結(jié)構(gòu)方案</b></p><p><b>　　模具整體形式</b></p><p>　　根據(jù)工藝方案，采用倒裝式結(jié)構(gòu)，倒裝式模具的特點為：</p><p>　　操作方便，應(yīng)用很廣，但工

37、件表面平直度較差，凸凹模承受的張力較大，因此凸凹模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。</p><p>　　經(jīng)分析，此工件，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便；另外，此工件無較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定首次拉深采用倒裝式復(fù)合模。</p><p><b>　　卸料方式</b></p><p>　　采

38、用彈性卸料的方式卸料，彈性卸料裝配依靠橡皮的彈力來卸料，卸料力不大，但沖壓時可兼起壓料作用，可以保證沖裁件表面的平面度。</p><p><b>　　模架</b></p><p>　　本設(shè)計決定采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，則可三方向送料，有偏心載荷時容易歪斜滑動不夠平穩(wěn)?？梢宰笥仪叭齻€方向進(jìn)料。操作比較方便。</p><p>　　模架上

39、模座上平面對下模座下平面的平行度為0I級0.025；導(dǎo)柱軸線對下模座下平面的垂直度0I級0.025.（按設(shè)計手冊取）</p><p><b>　　定位方式</b></p><p>　　雖然零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)，可用手工送料方式能夠達(dá)到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式?？紤]到零件尺寸大小，材料厚度，為了便于操作和保證零件的精度，宜采用導(dǎo)料板

40、導(dǎo)向，固定擋料銷擋料，并與導(dǎo)正銷配合使用以保證送料位置的準(zhǔn)確性，進(jìn)而保證零件精度。為了保證首件沖裁的正確定距，采用始用擋料銷，采用使用擋料銷的目的是為了提高材料利用率。</p><p>　　首次拉深采用固定式擋料銷縱向定位，安裝在凹模上，工作很方便。</p><p><b>　　導(dǎo)向零件</b></p><p>　　拉深件無高的尺寸精度要求，用

41、一般的滑動配合導(dǎo)柱導(dǎo)套即可。配合精度為H7/h6配合，根據(jù)模架精度去配合間隙0.021mm。（按設(shè)計手冊去）</p><p>　　模具零、部件設(shè)計，及模具總裝圖的繪制</p><p>　　凸模設(shè)計（按設(shè)計手冊?。?lt;/p><p>　　凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法</p><p>　　凸模刃口部分為圓形，為便于凸模與固定板的加工，將其設(shè)計成臺階式，

42、中間臺階和凸模固定板以H7/m6過渡配合，凸模頂端的最大臺階是用其臺肩擋住凸模，在卸料時不至于凸模固定板中拉出。并將安裝部分設(shè)計成便于加工的長圓形，通過接方式與凸模固定板固定。</p><p><b>　　凸模長度計算</b></p><p>　　凸模的長度是依據(jù)模具結(jié)構(gòu)而定的。采用彈性卸料時，凸模長度按公式L=h1+h2+h3+(15~20)mm</p>

43、<p>　　計算，式中 L---凸模長度，mm； </p><p>　　h1---凸模固定板厚度，mm; </p><p>　　h2----卸料板厚度，mm ; </p><p>　　h3----卸料彈性元件被預(yù)壓后的厚度</p><p>　　L=35mm+10+18mm+15mm</p><p>&

44、lt;b>　　=77mm</b></p><p><b>　　凸模材料和技術(shù)條件</b></p><p>　　凸模材料采用Cr12，凸模淬硬至HRC 58～62。</p><p>　　凹模設(shè)計（按設(shè)計手冊?。?lt;/p><p>　　凹模的結(jié)構(gòu)形式和固定方法</p><p>　　凹模

45、刃口的結(jié)構(gòu)形式：凹模采用直向形凹模。固定在上模座，用2個銷釘定位，3個螺釘固定。</p><p>　　因沖件的批量較大，考慮凹模有磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口是直向形，刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸無變化。</p><p>　　凹模輪廓尺寸的確定：</p><p>　　查表，得：K=0.28</p><p>　　凹模厚度H=kb=0.28&#

46、215;67≈20（㎜）</p><p><b>　　C=2H=40</b></p><p>　　L=2C+b=147mm取200mm</p><p>　　凹模材料和技術(shù)要求：凹模的材料選用Cr12。工件部分淬硬至HRC58~62。</p><p><b>　　模柄</b></p>&

47、lt;p>　　模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)滑塊上，同時使模具中心通過滑塊的壓力中心，模柄的直徑與長度與壓力機(jī)滑塊一致，模柄的尺寸規(guī)格選用壓入式模柄，用3～4個螺釘固定在上模座上。見附錄圖。</p><p><b>　　上、下模座</b></p><p>　　模座材料采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼，它具有較好機(jī)械性能，采用牌號為45鋼。</p><p>

48、　　標(biāo)準(zhǔn)模座根據(jù)模架類型及凹模同界尺寸選用，</p><p>　　上模座：180mm ×180mm×23mm；</p><p>　　下模座：261mm×169mm×45mm；</p><p><b>　　其他零件</b></p><p>　　其他零件圖與總裝配圖見附錄圖。</

49、p><p><b>　　沖壓設(shè)備的選擇</b></p><p>　　選用開式雙柱可傾壓力機(jī)J31-400A。</p><p><b>　　公稱壓力為40t，</b></p><p>　　滑塊行程為100mm,</p><p>　　最大閉合高度300mm,</p>&

50、lt;p>　　滑塊中心線至床身距離220 mm，</p><p>　　工作臺尺寸：630mm×420mm，</p><p><b>　　壓力機(jī)的校核</b></p><p>　　根據(jù)公稱壓力的選取壓力機(jī)型號為J31A-400A,它的壓力為40t>16t,所以壓力得以校核。</p><p>　　模具主

51、要零件加工工藝規(guī)程的編制</p><p>　　沖壓模具制造技術(shù)要求</p><p>　　模具精度是影響沖壓件精度的重要因素之一，為了保證模具精度，制造時應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求：</p><p>　　a、組成沖壓模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。</p><p>　　b、組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求，裝配

52、成套的模架應(yīng)活動自如，并達(dá)到規(guī)定的平行度和垂直度要求</p><p>　　c、模具的功能必須達(dá)到設(shè)計要求.</p><p>　　d、為了鑒別沖壓件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模，并根據(jù)試模存在問題進(jìn)行修整，直至試出合格的沖壓件為止。</p><p><b>　　加工要求</b></p><p>　　1）模具配合

53、加工零件在允許間隙內(nèi)加工,落料凸凹模,沖孔凸模與固定板配合后,底部磨平。</p><p>　　2）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按14級精度加工,未注粗糙度的按Ra6.3um處理。</p><p>　　3）模具中各墊板的兩承壓面的平行度公差按GB1184 為5級。</p><p>　　4）模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于 2mm，或相應(yīng)各