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1、 课程设计说明书题目： 自行车中轴碗冲孔模设计 系 别 航空与机械工程系专业名称 材料成型及控制工程班级学号 10810 学生姓名 帅哥指导教师 美女 二O一 三 年 六 月南 昌 航 空 大 学 科 技 学 院课 程 设 计 任 务 书I、课程设计题目： 自行车中轴碗冲孔模设计II、课程设计要求：（1）绘制产品零件图（A3）1张； （2）绘制模具装配图（A0或A1）1张；（3）绘制模具零件图（4，A3或A4）； （4）撰写设计说明书（8页，A4纸）以上内容均由计算机制作III、设计内容及时间安排（1）绘制产品零件图，并对冲压件进行工艺分析，方案比较，确定最佳工艺方案； 1天（2）绘制模具装配
2、图； 4天（3）绘制模具零件图； 3天（4）撰写设计说明书并装订，设计资料装袋。 2天IV、主要参考资料：1姜奎华主编.冲压工艺与模具设计M. 北京：机械工业出版社.19982史铁梁主编.模具设计指导M. 北京：机械工业出版社.20033王孝培主编. 冲压手册（修订本）M.北京：机械工业出版社. 1990年4薛啓翔等编著. 冲压模具设计制造难点与窍门M.北京：机械工业出版社. 2003年5贾崇天等主编.冲压工艺与模具设计M.北京：人民邮电出版社.2006年日期自 2013 年 6 月 3 日至 2013 年 6 月 14 日 指导教师： 美女 目 录1. 零件冲压工艺分析31.1 制件介绍31
3、.2 产品结构形状分析31.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析32. 零件冲压工艺方案的确定42.1 冲压方案42.2 各工艺方案特点分析42.3 工艺方案的确定43. 冲模结构的确定 43.1 模具的结构形式43.2 模具结构的选择54. 零件冲压工艺计算54.1零件毛坯尺寸计算54.2 排样54.3 冲孔力的计算 6 4.4计算模具其他尺寸75. 选用标准模架75.1 模架的类型75.2 模架的尺寸86. 选用辅助结构零件86.1 导向零件的选用86.2 模柄的选用97. 模具总装图108. 编制冲压工作零件工艺卡138.1 凹模的选材、加工及热处理工艺过程118.2 凸模的选材、加工
4、及热处理工艺过程119. 编制制件冲压工艺卡1210.总结131. 零件冲压工艺分析1.1 制件介绍零件名称：自行车中轴碗材料：15钢 料厚：2.5mm批量：大批量零件图：如图1所示 图11.2 产品结构形状分析由图1可知，产品为圆片落料、有凸缘筒形件拉深、圆片冲孔，产品结构简单对称，孔壁与制件直壁之间的距离满足LR+0.5t （查参考书1第76页）的要求（L（35-19）28，R+0.5t3+0.52.54.25）。1.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析 （1）尺寸精度 根据1第76页（二）冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求取冲裁件尺寸精度为IT13。 （2）冲裁件断面质量 板料厚度为2.
5、5，根据1第49页，本产品在断面质量和毛刺高度上没有严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。 （3）产品材料分析对于冲裁件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计产品所用的材料是15钢，为优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中，经热处理后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度和表面质量没有严格要求，所以采用国家标准的板材，其冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证。 （4）生产批量产品生产批量为大批量生产，适于采用冲压加工的方法，最好是采用复合模或连续模，这样将很大地提高生产效率，降低生产成本。2.
6、零件冲压工艺方案的确定2.1 冲压方案 完成此工件需要落料、拉深、冲孔、切边四道工序。其加工方案分为以下8种： （1）方案一：落料拉深冲孔切边。（2）方案二：落料、拉深复合冲孔切边。（3）方案三：落料、拉深复合冲孔切边复合。（4）方案四：落料、拉深、冲孔复合切边。（5）方案五：落料、拉深、冲孔、切边复合。（6）方案六：落料、拉深级进冲孔切边。（7）方案七：落料、拉深、冲孔级进切边。（8）方案八：落料、拉深、冲孔、切边级进。2.2 各工艺方案特点分析方案一的单工序模，模具制造简单，维修方便，但生产成本较低，工件精度低，不适合大批量生产；方案五的四工序复合模，生产效率高，工件精度高，但模具制造复杂
7、，调整和维修难度大；方案八的四工序连续模，生产效率高，但模具制造复杂，调整维修麻烦，工件精度较低；其余方案的特点介于上面已分析的三个方案之间。2.3 工艺方案的确定 结合本零件的设计要求，决定采用方案四，其生产效率高，制件精度高，模具制造和调整维修比较麻烦。在本设计中，将设计落料、拉深后的冲孔模。3.冲模结构的确定3.1 模具的结构形式 复合模可分为正装式和倒装式两种形式。（1）正装式的特点：工件和冲孔废料都将落在凹模表面，必须清除后才能进行下一次冲裁，造成操作不方便、不安全，但冲出的工件表面比较平直。（2）倒装式的特点：冲孔废料由冲孔凸模落入凹模洞口中，积聚到一定的数量，由下模漏料孔排出，不
8、必清除废料，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大。3.2 模具结构的选择经分析，若工件表面平直度较差，影响零件的使用，而工件和冲孔废料在有气源车间可以方便地清除。综合比较两种方式，决定采用倒装式模。4.零件冲压工艺计算4.1零件毛坯尺寸计算（1）确定修边余量制件要有拉深工序，且属于有凸缘的筒形件拉深，凸缘直径为60mm，料厚2.5mm，查1第129页表4-4，选取修边余量为3.0mm，故修边前凸缘直径为dt60+3.0266mm。（2） 确定坯料直径（参考1第141页） D75.46mm，取D75mm。4.2 排样 （1）单排（如图2） 图2 a.搭边查3第45页表2-18，选取a11.
9、5 mm,a1.8 mm。b. 送料步距和条料宽度送料步距A75+1.576.5 mm，条料宽度B75+21.8=78.6mm。c. 板料利用率查3第22页表1.13,选用2.5mm600mm500mm的板料。采用横裁可裁条料数为n160078.67（条），余49.8mm，每条板料可冲制件数n2（5001.5）76.56（件），则每张板料可冲制件为n6742（件）。经计算采用竖裁每张板料可冲制件数也是42件。板料利用率为423.1437.52/（600500）100%61.82（2） 交叉双排（如图3） 计算可得条料宽度为B145，采用横裁可裁成条料4条，每张条料可冲制件12件，每张板料可冲制
10、件数为48；采用竖裁可裁成条料3条，每张条料可冲制件15件，每张板料可冲制件数为45。材料的利用率为 483.1437.52/（600500)100%70.65 图 3 经分析和工艺要求，采用单排的排样方式4.3冲孔力的计算 冲孔工序: 59.662.540059.66 kN； 59.660.052.98 kN； 59.660.063.58 kN； 59.66+2.98+3.5866.22 kN。式中： 推件力，N； 推件力系数，查表取值为0.05； 冲孔工序所需力之和。查5第240页附表2.3，初选公称压力为100 kN的J23-10开式双柱可倾压力机 。其最大装模高度为180mm，装模高度
11、调节量为145mm，工作台尺寸为前后240mm，左右370mm，模柄孔直径30mm深度55mm主电机功率为1.10 kW。4.4 计算模具其它尺寸 （1）凹模a. 凹模壁厚查3第66页，由落料件的直径为19，料厚为t2.5，可取凹模壁厚为15。b. 凹模厚度查3第66页，凹模高度h可根据最大孔口尺寸选取。由最大孔口尺寸为19mm，可得凹模厚度为h30mm。c. 刃壁高度查3第65页刃壁高度的计算方法，垂直于凹模平面的刃壁，其高度可由零件料厚为t2.5 mm,可得刃壁高度8mm。（2）凸模由5第39页图2.17，凸模是冲孔凸模，其长度应根据落料凸模的要求计算，壁厚根据落料凸模和刃口尺寸和拉深凹模
12、直径计算。 此处冲孔凸模采用有固定卸料板的凸模，长度可按下公式计算： L=H1+H2+H3+Y式中： L凸模的长度，mm； H1凸模固定版的厚度，mm； H2橡胶圈的厚度，mm。 H3 压紧块的厚度,mm。 Y附加长度，包括凸模刃口的修磨量、凸模进入凹模的深度。在此固定版厚度取值为H125mm。对于卸料板，查冲模设计手册，根据其料厚t2.5，橡胶圈厚的取15mm，则压紧块厚度取值为H335mm。附加长度取值为Y5。则凸模的总长度为 L=25+15+35+5=80 mm。5.选用标准模架5.1 模架的类型模架包括上模座、下模座、导柱和导套。冲压模具的全部零件都安装在模架上，为缩短模架制造周期，降低成本，我国已制定出模架标准。根据模架导向用的导柱和导套间的配合性质，模架分为滑动导向模架和滚动导向模架两大类。每类模架中，由于导柱安装位置和数量的不同，由有多种模架类型，如：后侧导柱式、中间导柱式、对角导柱式和四角导柱式。选择模架结构时，要根据工件的受力变形特点、坯料定位和出件方式、板料送进方向、导柱受力状态和操作是否方便等方面进行综合考虑。在此选用滑动导向型的后侧导柱式模架。5.2 模架的尺寸选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑，一般在长度及宽度上都应比凹模大3
