2012模具CAD课程设计指导书(共23页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上模具CAD/CAM课程设计指导书一 总体要求课程设计时间：1-3周共3周。按学号顺序每2人一组进行课程设计，每组完成一个制件连续冲模和复合冲模共计2套模具设计。完成设计说明书一份。二 课程设计内容：1 零件设计（测绘）及冲压工艺计算a) 用草图功能绘制所提供的零件（要求完全约束）。b) 建立零件的三维模型。c) 工艺计算。2 模具结构设计a) 模具结构设计、评估；b) 模具标准件选取；c) 模具装配图设计；d) 凸模、凹模、上、下模座的共四个零件的零件图设计。3 模具各零件的三维设计a) 模具各零件的三维参数化设计；b) 模具三维装配。三 设计图要求1 零件设计（测绘

2、）a 按所提供零件设计（测绘）零件，合理标注零件尺寸；b 若所提供的零件为去掉参数UG Part 零件，则在UG软件中用相关测量功能获得相关尺寸；c 用所标注尺寸建立三维Sheet模型（建模时不考虑厚度，尺寸按外形或内形确定）并评估尺寸标注的合理性和简洁性。d 在UG Drafting中将选取合理的视图方向，并标注尺寸，图上同时标注零件厚度及材料牌号。2 模具结构设计a 工艺计算l 冲裁类模具冲裁力、冲压中心、搭边值选取、排样图，材料利用率；凸、凹模工作部分尺寸计算。l 弯曲模弯曲展开、弯曲力计算、弯曲回弹计算、弯曲回弹补偿。凸、凹模工作部分尺寸计算l 拉深、成形模板料展开、拉深系数计算，多次

3、拉深的系数分配及计算。凸、凹模工作部分尺寸计算b 模具结构图要求：草图包括装配草图及零件草图，所设计模具能完成相应功能、结构简洁合理；标准件及零件尺寸完整。交指导教师过目后进行后续工作。c 零件图、装配图l 装配图1. 试图选择2. 图面形式（见附页1）3. 工序件材料尺寸4. 标题栏、模具零件明细表（见附页2）5. 备注内容（闭合高度、冲裁力大小）l 零件图绘制凸模、凹模、上模板、凸模固定板共四个零件的零件图。要求1. 试图选择合理、表示清楚2. 图面形式（见附页3）3. 尺寸、公差及表面粗糙度标注正确4. 零件标题栏（见附页4）5. 备注内容（尖角倒棱等）d 三维设计及装配l 零件三维建模

4、（见附页5）l 结构装配（见附页6）l 爆炸图（见附页7）3 设计说明书设计书封面按学校要求，页数要求在22-30页，要求整洁，全部打印。内容包括：a 摘要；b 工艺方案设计、计算c 模具结构、零件设计d 模具零件三维参数化设计及装配e 小结除装配图外，工艺方案设计图、零件图、模具零件三维参数化图、三维装配图及CAM中的图均以A4图幅附在设计说明书中。四 时间安排：第一周：1 借资料；2 绘制制件图，建制件三维模型；3 工艺计算、模具零件、装配设计。第二周：1 模具各零件的三维设计及装配。2 模具装配图、凸模、凹模、凸凹模的二维工程图设计。第三周：1 模具装配图、凸模、凹模、凸凹模的二维工程图

5、设计。1 课程设计说明书（打印，说明书内容不能相同）。五 所需基本设计参考资料：教材；模具设计手册；冲压模具标准件手册；附录：课程设计说明书的基本格式目 录摘 要（300字左右、单独一页）第一章 绪论第一节 目 的课程设计是重要的实践环节之一，它将理论联系实际，用所学知识在实践中进行融汇贯通，培养调查研究、分析问题和解决问题的能力，培养学生独立工作以及创新能力，为今后的学习工作打下坚实的基础。第二节 设计任务1. UG软件使用 熟悉UG软件在二维设计、实体造型和装配方面的应用。2. 零件冲压方案1) 分析零件的冲压工艺性。2) 排样图设计。3. 模具结构设计1) 模具的二维工程图设计。2) 模

6、具零件的三维设计及模具三维装配。第三节 设计要求1. 设计必须由学生本人独立完成。2. 完成设计说明书一份。第二章 冲压工艺设计第一节 冲压件的工艺性分析及工艺方案1. 冲压件的形状和尺寸（附图） 材 料：Q235材料厚度：1.0 mm零件简图：如下图所示 此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为 Q235，厚度t=1.0mm，具有良好的冲裁性能，适合冲裁。工件结构相对简单且对称，有一个直径为5的圆孔，一个直径为20mm半圆。孔与边缘的最小距离为7.5mm，满足冲裁的加工要求。2. 冲压件的尺寸精度 冲裁件的精度按IT13确定，冲模制造精度按IT6IT7确定。3. 生产批量：大批量4. 冲压工

7、艺方案的制定1）方案种类根据制件工艺性分析，要加工此零件，分析出以下两种方案。方案一：复合冲裁模方案 一次性实现落料和冲孔，一次性完成零件的生产。方案二：落料 冲孔 单工序完成落料，然后一次性冲孔。 2）方案比较 方案二属于单工序冲压。模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，成本相对较高，生产率低。第一道工序完成之后，进入第二道工序，必然会加大误差，使工序质量和精度会较差，达不到所需要的要求，不易满足生产的要求。再加之此制件生产批量大，尺寸较小，这种方案生产率低，一般不宜采用。 方案一为复合冲裁模，在同一部位同时完成了零件的生产，对于这种大批量生产零件，大大的提高了生产效率。故选用方案二。第二

8、节 确定工艺方案及模具结构型式1. 模具结构形式的选择（从生产效率、精度、所使用的机床、卸料方式、废料出料、板料的定位方式、制造成本等方面分析）1. 模具结构形式的选择 倒装复合模：在冲压方案的制定中，已经选定用复合冲裁模。因为大批量生产，所以选用倒装复合模，这样的方式能提高生产效率，保证安全生产，孔的废料通过凸凹模的孔向下排出。 板料定位方式：因为该模具采用的是，控制条料的卷进方向采用导料销，控制条料的送进步距采用挡料销来定步距。 卸料、出件方式的选择：根据模具冲裁的运动特点，该模具采用弹性卸料方式比较好。采用推件块，利用模具的开模力来推工件，既安全有可靠。即采用刚性装置取出工件。2. 工序

9、与排样1） 搭边设计 查冷冲模设计指导与简明手册表6-1-9搭边的参考值，得：工作间a1=1.2，侧边a=1.52） 排样布局（附图）3. 制件定位、导正方式4. 凸、凹模结构:复合模，采用凸凹模和冲孔凸模配合。5. 卸料装置6. 模架选择第三节 工艺计算一、 毛坯的展开尺寸计算二、 凸模、凹模刃口尺寸的计算采用凸凹模分别加工计算模具刃口尺寸。1、 冲孔。冲孔根据冲孔凸模为设计基准，首先确定凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙2cmin。工件制作精度为IT13，凸模和凹模均采用IT6和IT7级加工制造。制件的尺寸是，=5mm，= +0.3查表

10、手册6-1-2得：凸凹模最小双面间隙 2c=0.10 mm，凸凹模最大双面间隙 2c=0.14 mm，查表得x=0.5，查表6-1-3得凸凹模制造偏差p= -0.02mm，p= +0.02mm，由表查得：5为IT13级，取x=0.5，凸模和凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则d=(d+x)=（5+0.5×0.3）mm=5.150mmd= (d+2C)=（5.150+0.10）mm=5.250mm校核：+2C-2C0.020+0.0200.14-0.10故满足间隙公差条件。所以综上所诉，该冲孔模具根据要求所设计的凸凹模的刃口尺寸分别为：冲孔凸模 d= 5.150mm冲孔凹模 d= 5

11、.250mm2、落料凹模和凸凹模刃口的设计计算。因为零件的外形相对复杂，因此我们使用配制的方法设计计算凹模和凸凹模的刃口尺寸。因为是落料，所以先做好凹模并作为基准件，然后按照此基准件的实际尺寸来配制凸凹模，使他们之间保持一定的间隙值，这样加工更容易。1)、根据图所示，凹模磨损后变大的尺寸有A (20)，A (20)，A (5)根据刃口尺寸计算公式：A=(A-x)查表：对于以上要计算的尺寸，其磨损系数均为x=0.5A=(20-0.5×0.33)mm=19.94mmA=(20-0.5×0.33)mm=19.94mmA=(5-0.5×0.18)mm=4.910mm2）、

12、根据图所示，凹模磨损后不变的尺寸有C(15), C（2)，刃口尺寸计算公式：C=(C+0.5)0.125查表：对于以上要计算的尺寸，其磨损系数均为x=0.5C=（15+0.5×0.27）0.125×0.27=15.1350.034C=（2+0.5×0.14）0.125×0.14=2.070.0183）、凸模刃口尺寸确定：查表，冲裁合理间隙 2C=0.10mm，2C=0.14mm，有凸模刃口尺寸按凹模相应部位的尺寸配制，保证双面最小间隙为2C=0.10mm。故相应位置凸模尺寸为：A=19.84mmA=19.84mmA =4.810mmC=15.0350.0

13、34C=1.970.018三、 冲裁力计算计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机，设计模具和检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需要。冲裁力F=Kt L=1.3×1.0×137.1×300KN=53.47KN卸料力F=K F=0.05×53.47 KN=2.674KN顶件力F=K F=0.06×53.47 KN=3.21KN冲压力P= F+F+F=53.47KN +2.67 KN+3.21 KN=59.35 KN式中：材料搞剪强度MP查表得=280400 MP，取=300MP；L冲裁周总长，通过软件直接算得L=1

14、37.1mm；K是考虑到冲裁模刃口的磨损、凸模与凹模间隙的波动、润滑情况、材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系数，一般取1.3；K卸料力系数，其值为0.020.06，薄料取大值，厚料取小值，取0.05；K顶件力系数，其值为0.040.08，薄料取大值，厚料取小值，取0.06四、 压力机公称压力的选取冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁时各工艺力的总和F。F= F+F+F=53.47KN +2.67 KN+3.21 KN=59.35 KN所以，F=59.35 KN因此查表7-7-1选压力机型号为 选取160 KN吨位的开式压力机。型号：J23-16其主要参数为： 公称压力： 1

15、00 KN 滑块固定行程：60 调节行程： 60 最大闭合高度：180 闭合高度调节量：50 工作台尺寸： 360 x 360 模柄孔尺寸： 32×50 五、 压力中心的计算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模压力中心与压力机滑块的中心重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。 解析法计算依据：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力的坐标位置，即为所求模具的压力中心。计算公式为： (14) (15)第三节 模具零件及结构的详

16、细设计1. 标准件的选取 (1)、模座的选用：凹模厚度H=Ks=0.35×45=15.75 (s=45，k=0.35)凹模长度 L =s+3H = 45+3×15.75=92.25 凹模宽度 B =S1+2*S2 =20+2*25=70 mm凹模尺寸： 取B =80L =100 mm H= 25 mm 所以查表7-10-2 得 上模座为 110×146×25 下模座为 110×146×30 导柱 20×120 导套 20×65×23 取， 闭合高度参考为（140-165）mm的后侧导柱模架。 GB/T28

17、55.5（2）、模柄采用凸缘式模柄 D 20×67 JB/T 7646.3-1994；查表7-9-4 （p146）的以下零件参数。（3）、凸模垫板 100×80×4 JB/T 7643.3-1994（4）、凸模固定板 100×80×12 45钢JB/T 7643.2-1994（5）、卸料版 100×80×10 JB/T 7643.2-1994 （6）、凸凹模固定板 100×80×20（7） 、挡料销 6（8）、 圆柱销 8卸料螺钉用M8，凸凹模固定用M12，凹模固定也用M12，模柄固定用M8（9）、模具采

18、用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：A、确定橡胶的自由高度 H0 H0 = 3×H1 H1 = t+1+8=1+1+8 = 10 由以上公式确定，H0 = 30 mm 所以橡胶的尺寸为 100×80×402. 模具工作零部件详细设计（附图，不少于三个模具零件的二维工程图）（零部件设计以及标准件的补充设计）模具零件三维设计模具零件二维工程图零件图标题栏格式:凸 模比 例共 张第 张设计 2006.4.20西华大学机械工程学院2002级工模具一班审核第四节 模具结构的装配1. 模具装配二维工程图装配图标题栏格式：2螺 钉8A28x130 GB 2861.1811凸 模1T8A HRC54582序号名 称数 量规 格材 料备注多工位级进模比 例共 页第1 页设计 2006.4.20西华大学机械工程学院2002级工模具一班审核2. 模具装配过程3. 模具装配结构4. 模具爆炸图第五节 小结参考资料（不少于6本（篇），单独一面）专心-专注-专业