鑰匙的沖壓模具設計（全套資料含CAD圖紙）

課程設計說明書題目名稱： 鑰匙模具設計 學生姓名： 專 業(yè)： 機械工程及自動化（汽車工程）班 級： 學 號： 指導教師： 時 間： 2006年 12 月 25 日 2007年1 月28日機械工程學院課程設計任務書一、設計題目： 鑰匙模具設計 二、設計參數：零件：鑰匙生產批量：大批量材料：08F板料厚度t = 2mm三、具體要求：1. 分析研究零件的工作圖；2. 確定零件的沖壓工藝；3. 進行零件沖壓模具設計；4. 編寫設計計算使用說明書。四、進度安排：2006.12.252006.12.31 收集資料2007.1.1 2007.1.7 分析零件工作圖，確定沖壓工藝方案2007.1.8 2007.1.14 模具主要零件尺寸的設計計算2007.1.152007.1.21 繪制模具裝配圖及零件圖2007.1.222007.1.28 編寫設計說明書五、工作量：1. 繪制模具裝配圖 1張2. 繪制零件圖 2張3. 編寫設計說明書 1份 六、總評成績及評語：指導教師 簽名日期 年 月 日系 主 任 審核日期 年 月 日目 錄序 言51 零件工藝分析.61.1設計零件介紹61.2零件工藝分析62確定工藝方案及模具結構形式.73模具設計計算.73.1排樣73.2計算總沖裁力83.3計算壓力中心83.4沖模刃口尺寸及公差的計算83.5確定各主要零件結構尺寸94繪制非標準零件圖.10 4.1凸凹模具設計圖104.2鑰匙零件標準圖124.3 鑰匙凹模圖.12 參考文獻 13序 言本次課程設計是我們學完了大學四年全部的本專業(yè)課程后進行的一次設計學習，是大學學業(yè)的一次總結性、綜合性的復習和鍛煉，同時為明年的畢業(yè)設計打好基礎和鋪墊，這也是對我的理論知識與聯系實際掌握程度的一次很好的考察。因此，此次設計對我的學習及在今后的工作中起著很重要的作用，給我很大的幫助。同時，在此感謝四年來各位專業(yè)老師的幫助和教導。1零件工藝分析1.1設計零件介紹：如圖1所示零件：鑰匙 生產批量：大批量材料：08F t=2mm設計該零件的沖壓工藝與模具 。 圖1 鑰匙零件圖1.2沖裁件工藝分析沖裁件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中的難易程度。沖壓件工藝性的具體指標包括：1) 材料消耗少，生產準備周期短；2) 工序數量少，勞動量與勞動強度低；3) 盡量減少后續(xù)的機加工量及有關輔助工序；4) 沖壓工藝設備少，生產面積需要??；5) 操作簡便，盡量能采用非高級技工；6) 提高模具在完成生產周期情況下的壽命；7) 生產效率高，生產成本。為使沖壓件達到優(yōu)良工藝指標，必須合理確定尺寸精度和具有良好的結構工藝性。沖壓件的尺寸精度可達IT6（或IT7）級，精度等級越低其沖壓加工越困難。具體查表可得，沖壓加工中沖裁，精沖及拉深工序等加工方法所能達到的尺寸精度。沖壓件的結構工藝性一般指其結構的幾何形狀。其幾何形狀越簡單，越容易沖壓，則結構工藝性越好。因此要求：1) 材料的選定不僅要能滿足沖壓件的強度與剛度要求，還應該具有良好的沖壓性能。這是由于每一種板材都有自己的化學成分，力學性能以及與沖壓性密切相關的特征值。在生產實際中經常出現這樣的情況，一個沖壓件的加工能否順利加工完，直接取決于板材的沖壓性能。所以有必要根據沖壓變形的特點與要求，合理地選用材料。2) 沖壓加工是一種冷變形加工方法，它與熱變形加工方法最本質的特點是：有冷變形加工的硬化效應。因此，應該充分利用著這一特性，盡量選用軟而塑性好的，避免過厚的金屬材料。3) 當對產品零件要求重量輕而強度，剛度高時，可采用強肋形式及翻邊，卷圓等工序來達到要求。綜合以上分析1. 材料：08F鋼板是優(yōu)質碳素結構鋼，具有良好的可沖壓性能。2. 工件結構形狀：沖裁件內、外形應盡量避免有尖銳傾角，為提高模具壽命，建議將所有90傾角改為R0.5的圓角。3. 尺寸精度：零件圖上未標注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。經查公差表，各尺寸公差為： 240.52 50-0.62 12.80.43 7.3-0.36 30.3 結論：可以沖裁2確定工藝方案及模具結構形式沖裁模具設計的基本原則：1）根據制作的尺寸精度要求以及生產批量，綜合考慮經濟效益選擇模具種類。2）模具結構和模具材料應與制作批量相適應。3）盡量采用標準模架和模具零件。4）模架的平面尺寸，不僅要與凹模尺寸相適應，還應與壓力機臺面尺寸及開孔尺寸大小相適應。5）落料模的送料方向要與選用壓力機相適應。6) 為了便于校模和存放，模具應安裝閉合高度限位塊。模具工作時限位塊不應受壓。7) 沖壓對稱制件的模架應明顯不對稱，以防止上模和下模裝錯位置。8) 彎曲件的落料模，排樣時應考慮材料扎制方向。9) 刀口尖腳處宜用拼塊。既便于加工，也可防止應力集中導致開裂。10) 應在結構上采取措施使凸模和凹模的側向力相互平衡，不宜讓模架承受側向力。11) 安裝于模具內的彈簧，應保證彈簧彈裂時不致蹦出傷人。12) 沖孔模應考慮放入和取出制作方便，安全。13) 沖孔模的定位，應防止落料板正反都能防入。14) 多凸模沖孔時，鄰近大凸模的細小凸模應在長度上比大凸模短一沖件厚料，因為若作成相同長度則容易折斷。15) 對于大型落料與修邊模或沖件內孔有窄小突出與凹槽時，應采用鑲拼與嵌塊結構。3模具設計計算3.1排樣 計算條料寬度及確定步距首先查有關表確定搭邊值。根據零件形狀，兩工件間按矩形取搭邊值b=2,側邊按圓形取搭邊值a=2。連續(xù)模進料步距為17.65mm。條料寬度按相應的公式計算：B=(D+2a)- 查表 =0.6B=(50+22)-0.6=54-0.6畫出排樣圖，圖2 圖2 排樣圖3.2計算總沖裁力沖裁力F=KLt (查=300Mpa,周長L在caxa里查詢得到)=1.3*129.648*2*300/10000=10.11 (t) 推件力F1= nKtF (取n=1，查表Kt=0.06) =1*0.06*10.11=0.61(t)由于沖模采用剛性卸料裝置和下出料方式，故總的沖壓力為：F0 =F+ F1 =10.11+0.61=10.72(t)3.3確定壓力中心：根據圖3計算，自定義坐標系,計算壓力中心坐標圖形近似關于Y軸對稱，所以X=0即壓力中心(X=0.00 Y=-9.32) 圖3 壓力中心（圖中用紅十字線表示）3.4沖模刃口尺寸及公差的計算刃口尺寸計算方法及演算過程：材料為08F,厚度為2mm，查表（19.1-7），可得Zmin=0.246mm,Zmax=0.360 Zmax-Zmin=0.114 落料部分的基本尺寸為50，則 凸= -0.025 凹= +0.035故均能滿足分別加工時， 凸+ 凹=0.06 Zmax-Zmin，的要求查表得 x0.5表1 沖模刃口尺寸沖裁性質工作尺寸計算公式凹模尺寸注法凸模尺寸注法落料50-0.62240.529.25-0.257.3-0.36凹模：凸模：（240.5*1.04）（9.250.75*0.25）（7.3-0.75*0.36） 3.5確定各主要零件結構尺寸（1）落料凹模外形尺寸的確定落料凹模厚度h的確定：h=kb （b為最大孔口尺寸，取50mm，查表，取k=0.34） =17mm落料凹模壁厚c的確定 c=2h=34mm 取c=34mm（2）凸模長度L的確定凸模長度L計算為：L=h1+h2+h3+a其中固定板厚h1=21；固定卸料板厚h2=5；導板厚h3=0; a=2.4 L= h1+h2+h3+a28.4凸模厚度H的確定：H= P取總壓力=107200NH= =22.049mm選用沖床的公稱壓力，應大于計算出的總壓力P0=10.72t;最大閉合高度應大于沖模閉合高度+5mm;工作臺臺面尺寸應能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結合工廠實際，可選用開式雙柱壓力機。并需在工作臺面上配備墊塊，墊塊實際尺寸可配制。（3）設計并繪制總圖、選取標準件按已確定的模具形式及參數，從冷沖模標準中選取標準模架。繪制模具總裝圖。按模具標準，選取所需的標準件，查清標準件代號及標記，寫在總圖明細表。并將各零件標出統(tǒng)一代號。4繪制非標準零件圖 4.1 凸凹模具設計圖圖4 鑰匙沖裁模設計1-下模座 2-定位銷 3-凹模 4-導柱 5-導套 6-凸模 7-卸料板 8-模柄 9-連接螺釘 10-內六角螺釘 11-圓柱銷 12-上模座 13-螺釘 14-緊固螺釘 15-圓柱銷表2 零件明細表序號名稱數量材料1下模座1HT2002定位銷145#3凹模1T10A4導柱2T8A5導套2206凸模1T10A7卸料板145#8模柄1Q235(A5)9連接螺釘145#10內六角螺釘145#11圓柱銷145#12上模座1HT20013螺釘145#14緊固螺釘145#15圓柱銷145#4.2鑰匙零件標準圖 圖5標準零件圖4.3 鑰匙凹模圖 圖6 凹模圖參考文獻 陳錫棟，周小玉主編. 實用模具技術手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2001.7鄧明主編. 實用模具設計簡明手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.113課程設計說明書題目名稱： 鑰匙的沖壓模具設計 學生姓名： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 指導教師： 時 間： 20*年 12 月 25 日 20*年1 月28日機械工程學院課程設計任務書一、設計題目： 鑰匙的沖壓模具設計 二、設計參數：零件：鑰匙生產批量：大批量材料：08F板料厚度t = 2mm三、具體要求：1. 分析研究零件的工作圖；2. 確定零件的沖壓工藝；3. 進行零件沖壓模具設計；4. 編寫設計計算使用說明書。四、進度安排：20*.12.2520*.12.31 收集資料20*.1.1 20*.1.7 分析零件工作圖，確定沖壓工藝方案20*.1.8 20*.1.14 模具主要零件尺寸的設計計算20*.1.1520*.1.21 繪制模具裝配圖及零件圖20*.1.2220*.1.28 編寫設計說明書五、工作量：1. 繪制模具裝配圖 1張2. 繪制零件圖 2張3. 編寫設計說明書 1份六、總評成績及評語：指導教師 簽名日期 年 月 日系 主 任 審核日期 年 月 日目 錄序 言51 零件工藝分析.61.1設計零件介紹61.2零件工藝分析62確定工藝方案及模具結構形式73模具設計計算73.1排樣73.2計算總沖裁力83.3計算壓力中心83.4沖模刃口尺寸及公差的計算83.5確定各主要零件結構尺寸94繪制非標準零件圖10 4.1凸凹模具設計圖104.2鑰匙零件標準圖124.3 鑰匙凹模圖12 參考文獻 13序 言本次課程設計是我們學完了大學四年全部的本專業(yè)課程后進行的一次設計學習，是大學學業(yè)的一次總結性、綜合性的復習和鍛煉，同時為明年的畢業(yè)設計打好基礎和鋪墊，這也是對我的理論知識與聯系實際掌握程度的一次很好的考察。因此，此次設計對我的學習及在今后的工作中起著很重要的作用，給我很大的幫助。同時，在此感謝四年來各位專業(yè)老師的幫助和教導。1零件工藝分析1.1設計零件介紹：如圖1所示零件：鑰匙 生產批量：大批量材料：08F t=2mm設計該零件的沖壓工藝與模具 。 圖1 鑰匙零件圖1.2沖裁件工藝分析沖裁件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中的難易程度。沖壓件工藝性的具體指標包括：1) 材料消耗少，生產準備周期短；2) 工序數量少，勞動量與勞動強度低；3) 盡量減少后續(xù)的機加工量及有關輔助工序；4) 沖壓工藝設備少，生產面積需要?。?) 操作簡便，盡量能采用非高級技工；6) 提高模具在完成生產周期情況下的壽命；7) 生產效率高，生產成本。為使沖壓件達到優(yōu)良工藝指標，必須合理確定尺寸精度和具有良好的結構工藝性。沖壓件的尺寸精度可達IT6（或IT7）級，精度等級越低其沖壓加工越困難。具體查表可得，沖壓加工中沖裁，精沖及拉深工序等加工方法所能達到的尺寸精度。沖壓件的結構工藝性一般指其結構的幾何形狀。其幾何形狀越簡單，越容易沖壓，則結構工藝性越好。因此要求：1) 材料的選定不僅要能滿足沖壓件的強度與剛度要求，還應該具有良好的沖壓性能。這是由于每一種板材都有自己的化學成分，力學性能以及與沖壓性密切相關的特征值。在生產實際中經常出現這樣的情況，一個沖壓件的加工能否順利加工完，直接取決于板材的沖壓性能。所以有必要根據沖壓變形的特點與要求，合理地選用材料。2) 沖壓加工是一種冷變形加工方法，它與熱變形加工方法最本質的特點是：有冷變形加工的硬化效應。因此，應該充分利用著這一特性，盡量選用軟而塑性好的，避免過厚的金屬材料。3) 當對產品零件要求重量輕而強度，剛度高時，可采用強肋形式及翻邊，卷圓等工序來達到要求。綜合以上分析1. 材料：08F鋼板是優(yōu)質碳素結構鋼，具有良好的可沖壓性能。2. 工件結構形狀：沖裁件內、外形應盡量避免有尖銳傾角，為提高模具壽命，建議將所有90傾角改為R0.5的圓角。3. 尺寸精度：零件圖上未標注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。經查公差表，各尺寸公差為： 240.52 50-0.62 12.80.43 7.3-0.36 30.3 結論：可以沖裁2確定工藝方案及模具結構形式沖裁模具設計的基本原則：1）根據制作的尺寸精度要求以及生產批量，綜合考慮經濟效益選擇模具種類。2）模具結構和模具材料應與制作批量相適應。3）盡量采用標準模架和模具零件。4）模架的平面尺寸，不僅要與凹模尺寸相適應，還應與壓力機臺面尺寸及開孔尺寸大小相適應。5）落料模的送料方向要與選用壓力機相適應。6) 為了便于校模和存放，模具應安裝閉合高度限位塊。模具工作時限位塊不應受壓。7) 沖壓對稱制件的模架應明顯不對稱，以防止上模和下模裝錯位置。8) 彎曲件的落料模，排樣時應考慮材料扎制方向。9) 刀口尖腳處宜用拼塊。既便于加工，也可防止應力集中導致開裂。10) 應在結構上采取措施使凸模和凹模的側向力相互平衡，不宜讓模架承受側向力。11) 安裝于模具內的彈簧，應保證彈簧彈裂時不致蹦出傷人。12) 沖孔模應考慮放入和取出制作方便，安全。13) 沖孔模的定位，應防止落料板正反都能防入。14) 多凸模沖孔時，鄰近大凸模的細小凸模應在長度上比大凸模短一沖件厚料，因為若作成相同長度則容易折斷。15) 對于大型落料與修邊?；驔_件內孔有窄小突出與凹槽時，應采用鑲拼與嵌塊結構。3模具設計計算3.1排樣 計算條料寬度及確定步距首先查有關表確定搭邊值。根據零件形狀，兩工件間按矩形取搭邊值b=2,側邊按圓形取搭邊值a=2。連續(xù)模進料步距為17.65mm。條料寬度按相應的公式計算：B=(D+2a)- 查表 =0.6B=(50+22)-0.6=54-0.6畫出排樣圖，圖2 圖2 排樣圖3.2計算總沖裁力沖裁力F=KLt (查=300Mpa,周長L在caxa里查詢得到)=1.3*129.648*2*300/10000=10.11 (t) 推件力F1= nKtF (取n=1，查表Kt=0.06) =1*0.06*10.11=0.61(t)由于沖模采用剛性卸料裝置和下出料方式，故總的沖壓力為：F0 =F+ F1 =10.11+0.61=10.72(t)3.3確定壓力中心：根據圖3計算，自定義坐標系,計算壓力中心坐標圖形近似關于Y軸對稱，所以X=0即壓力中心(X=0.00 Y=-9.32) 圖3 壓力中心（圖中用紅十字線表示）3.4沖模刃口尺寸及公差的計算刃口尺寸計算方法及演算過程：材料為08F,厚度為2mm，查表（19.1-7），可得Zmin=0.246mm,Zmax=0.360 Zmax-Zmin=0.114 落料部分的基本尺寸為50，則 凸= -0.025 凹= +0.035故均能滿足分別加工時， 凸+ 凹=0.06 Zmax-Zmin，的要求查表得 x0.5表1 沖模刃口尺寸沖裁性質工作尺寸計算公式凹模尺寸注法凸模尺寸注法落料50-0.62240.529.25-0.257.3-0.36凹模：凸模：（240.5*1.04）（9.250.75*0.25）（7.3-0.75*0.36） 3.5確定各主要零件結構尺寸（1）落料凹模外形尺寸的確定落料凹模厚度h的確定：h=kb （b為最大孔口尺寸，取50mm，查表，取k=0.34） =17mm落料凹模壁厚c的確定 c=2h=34mm 取c=34mm（2）凸模長度L的確定凸模長度L計算為：L=h1+h2+h3+a其中固定板厚h1=21；固定卸料板厚h2=5；導板厚h3=0; a=2.4 L= h1+h2+h3+a28.4凸模厚度H的確定：H= P取總壓力=107200NH= =22.049mm選用沖床的公稱壓力，應大于計算出的總壓力P0=10.72t;最大閉合高度應大于沖模閉合高度+5mm;工作臺臺面尺寸應能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結合工廠實際，可選用開式雙柱壓力機。并需在工作臺面上配備墊塊，墊塊實際尺寸可配制。（3）設計并繪制總圖、選取標準件按已確定的模具形式及參數，從冷沖模標準中選取標準模架。繪制模具總裝圖。按模具標準，選取所需的標準件，查清標準件代號及標記，寫在總圖明細表。并將各零件標出統(tǒng)一代號。4繪制非標準零件圖4.3 凸凹模具設計圖圖4 鑰匙沖裁模設計1-下模座 2-定位銷 3-凹模 4-導柱 5-導套 6-凸模 7-卸料板 8-模柄 9-連接螺釘 10-內六角螺釘 11-圓柱銷 12-上模座 13-螺釘 14-緊固螺釘 15-圓柱銷表2 零件明細表序號名稱數量材料1下模座1HT2002定位銷145#3凹模1T10A4導柱2T8A5導套2206凸模1T10A7卸料板145#8模柄1Q235(A5)9連接螺釘145#10內六角螺釘145#11圓柱銷145#12上模座1HT20013螺釘145#14緊固螺釘145#15圓柱銷145#4.2鑰匙零件標準圖 圖5標準零件圖4.3 鑰匙凹模圖 圖6 凹模圖參考文獻 陳錫棟，周小玉主編. 實用模具技術手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2001.7鄧明主編. 實用模具設計簡明手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.113