墊片沖壓模具設計設計

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1、洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 本科生畢業(yè)論文（設計） 題 目： 墊片沖壓模具設計 姓 名： 亓毓閾 系 別： 工程系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 本科0班 學 號：

2、 2014701247 指導教師： 諸葛孔明 完成時間： 2013-6-15 2014年 4 月 15 日 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公

3、布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　  指導教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權說明 本人完全了解安陽工學院關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、

4、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　  墊片沖壓模具設計 摘 要 本次設計了一套落料、沖孔的模具。經(jīng)過查閱資料，首先要對零件進行工藝分析。經(jīng)過工藝分析和對比，采用落料、沖孔工序。通過沖裁力、頂件力、卸料力等計算，確定壓力機的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設計的模具。得出將設計的模具類型后將模具的各工作零部件設計過程表達出來。 在文檔中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展狀況，說明了沖壓模具的重要性與本次設計的意

5、義，接著是對沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，對零件排樣圖的設計，完成了材料利用率的計算。再進行沖裁工藝力的計算和沖裁模工作部分的設計計算，對選擇沖壓設備提供依據(jù)。最后對主要零部件的設計和標準件的選擇，為本次設計模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過前面的設計方案畫出模具各零件圖和裝配圖。 本次設計闡述了沖壓倒裝復合模的結構設計及工作過程。本模具性能可靠，運行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動強度和生產(chǎn)成本。 關鍵詞：沖壓模，復合模，連接片，沖裁間隙 GASKET STAMPING MO

6、ULD DESIGN ABSTRACT The design of a set of blanking and punching mold. Through referring to information, first of all, I should analysis the process. Through process analysis and comparison, I use blanking and punching process. Through the blanking force, the top piece, and the discharge powe

7、r to determine the model press. Further analysis of the stamping dies for processing the application to select the desired type of mold design. The mold will be designed to draw upon the type of mold parts of the work expressed in the design process. In the first part of the document mainly describ

8、es the development of stamping die, stamping die illustrate the importance and significance of this design, and then stamping parts of the process analysis, completed a process to identify programs. The second part of the nesting parts of the design plans to complete the calculation of the utilizati

9、on of the material further edge blanking process of calculation and Die Design and Calculation of the work of some of the stamping equipment to provide a basis to choose. Finally, the main components of standard design and the choice of design-based mapping tool and provide a basis for forming mold,

10、 as well as the assembly drawing to provide the basis of the size. Through the draw in front of mold design and assembly of the parts diagram Fig. The design tells the structure of compound mold design and working process. Reliable performance of the mold, smooth running, improved product quali

11、ty and production efficiency, reduce labor intensity and production costs. Key words: Blanking, Punching, Mold, Mold gap 5 目　錄 前　言 1 第1章 沖裁工藝設計 3 1.1 沖裁件的工藝分析 3 1.1.1 工件材料 3 1.1.2 工件結構 3 1.1.3 尺寸精度 4 1.2 沖裁工藝方案的確定 4 第2章 沖裁排樣設計 6 2.1 排樣的方法及排樣圖 6 2.1.1 排樣的方法 6 2.1.2 排樣圖 6 2.2

12、排樣的計算 7 2.2.1 確定搭邊值 7 2.2.2 送料步距 7 2.2.3 條料寬度計算 8 2.2.4 材料利用率 9 第3章 沖壓力和壓力中心的計算 10 3.1 確定沖壓力 10 3.1.1 沖裁力的計算 10 3.1.2 卸料力、推件力及頂件力的計算 12 3.1.3壓力機公稱壓力的確定 14 3.1.4沖裁功 14 3.2 確定模具壓力中心 15 3.3 沖壓設備的選用 16 第4章 凸凹模刃口尺寸的確定 17 4.1 確定凸凹模刃口尺寸的原則 17 4.1.1 凸凹模刃口尺寸的作用 17 4.1.2 刃口尺寸計算原則 17 4.2凸凹模刃口

13、尺寸的確定 17 第5章 沖裁模典型結構設計 19 5.1 工作部件設計 19 5.1.1 沖孔凸模 19 5.1.2落料凹模結構設計 19 5.2 定位裝置設計與計算 20 5.2.1定距側刃 20 5.2.2擋料銷 21 5.2.3導正銷 21 5.3 卸料裝置 21 5.3.1 卸料裝置 21 5.3.2 卸料裝置有關尺寸計算 22 5.4 固定零件 22 5.4.1墊板 22 5.4.2模柄 22 5.4.3.導料板的設計 23 5.5卸料部件的設計 23 5.5.1 卸料板的設計 23 5.5.2卸料螺釘?shù)倪x用 23 結　論 24 謝 辭 2

14、5 參考文獻 26 附　錄 27 前　言 模具，作為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實現(xiàn)無切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡單，對操作人員沒有很高的技術要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復雜的零件制品；容易實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化的特點。沖壓技術的水平直接和生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量（尺寸公差和表面粗糙度等）、一次刃磨的壽命以及設計和制造模具的周期緊密相關。 1 .我

15、國沖壓技術的現(xiàn)狀： 目前，我國的沖壓技術、沖壓模具與工業(yè)發(fā)達國家相比還有一定的差距，主要表現(xiàn)在以下幾點。 （1） 沖壓基礎理論與成形工藝落后。 （2） 模具標準化程度低。 （3） 模具設計方法和手段、模具制造工藝及設備落后。 （4） 模具專業(yè)化水平低。 2 .沖壓技術的發(fā)展方向： 雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年中得到了快速發(fā)展，但與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有很大差距。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾個方面。 （1） 提高模具的設計制造水平，使其朝著大型化、精密化、復雜換、長使用壽命化發(fā)展。 （2） 在模具設計制造中更加普及應用國產(chǎn)的CAD/CAE/CA

16、M技術。 （3） 發(fā)展快速制造成形和快速制造模具的技術。 （4） 提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。 （5） 研究和發(fā)展優(yōu)質(zhì)的模具材料和先進的表面處理技術。 （6） 研究和開發(fā)模具的拋光技術和設備。 （7） 研究和普及模具的高速測量技術與逆向工程。 （8） 研究和開發(fā)新的成形工藝和模具。 3 .主要研究目標： 設計1套模具，包括總裝圖和部分零件圖，編制加工工藝文件及生成 加工程序代碼。要求正確選擇標準件和模具材料，零件尺寸設計正確。 在本次課程設計中利用計算機輔助設計（CAD）繪制模具主要工作零件圖和模具的總裝配圖。根據(jù)對零件的綜合分析，在這次設計中我設計的

17、模具是倒裝落料沖孔復合模，主要介紹的是沖裁工藝、工藝計算、沖裁模的結構和設計、沖裁模落料沖孔的工作原理等。 本說明書有孫小撈導師指導和幫助，同時還得到了同學們的提示，特在此表示衷心的感謝！ 由于水平有限，缺點錯誤在所難免，希望大家指正！ 第1章 沖裁工藝設計 1.1 沖裁件的工藝分析 圖1-1墊片 1.1.1 工件材料 為45號鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結構相對簡單，有一個φ80mm和一個φ30mm的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，壁厚為3mm，普通沖裁完全能滿足要求。 1.1.2 工件結構 該零件形狀簡單。邊孔距

18、遠大于凸、凹模允許的最小壁厚（見表1-1），故可以考慮采用復合沖壓工序。 表1-1 倒裝復合模的沖裁凸凹模最小壁厚 （單位：mm） 材料厚度t 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.5 最小壁厚δ 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.6 4.0 4.4 4.9 5.2 5.8 材料厚度t 2.8 3.0 3.2 3.5 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 最小壁厚δ 6.4 6.7 7.1

19、 7.6 8.1 8.5 8.8 9.1 9.4 9.7 10 1.1.3 尺寸精度 零件圖上Ф80 0 -0.74mm；屬IT13級, Ф30+0.62 0mm屬于IT12級, 其余尺寸未注公差，屬于自由尺寸，由表1-2和表1-3查得，沖裁件內(nèi)外形達到的經(jīng)濟精度為IT12~IT13，孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.7mm。其余尺寸未注公差按IT13級確定工件尺寸的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。 表1-2 沖裁件內(nèi)外形所能達到的經(jīng)濟精度 材料厚度 t / mm 基 本 尺 寸 / mm ≤3 3~6

20、 6~10 10~18 18~500 ≤1 IT12~IT13 IT11 1~2 IT14 IT12~IT13 IT11 2~3 IT14 IT12~IT13 3~5 — IT14 IT12~IT13 表1-3 孔中心與邊緣距離尺寸公差 材料厚度 t / mm 孔中心與邊緣距離尺寸 / mm ≤50 50~120 120~220 220~360 ≤2 2~4 >4 0.5 0.6 0.7 0.6 0.7 0.8 0.7 0.8 1.0 0.8 1.0 1.2 1.2 沖

21、裁工藝方案的確定 該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。即先用一副模具進行落料，后用一副模具沖Ф30的孔，該方案模具結構簡單，但需要兩副模具才能完成零件的加工，效率低，生產(chǎn)過程精度也不容易保證，且操作也不方便，不符合中批量生產(chǎn)的要求。 方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。復合模是一種多工序沖模，是壓力機的一次工作行程中，在模具同一工位同時完成數(shù)道分離的模具，其生產(chǎn)效率高，沖裁件內(nèi)孔與外緣相對位置精度高，可以借模具精度來保證零件精度，但復合模結構復雜，制造精度要求高，成本高，而且?guī)ИM窄面的工件受到凸凹模強度限制而不能用

22、復合模加工。 方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。在級進模中，整個沖件的成型是在連續(xù)過程中逐步完成的，是一種工位多，效率高的沖模。該方案也只需要一副模具，生產(chǎn)效率也高，但為了滿足精度要求，有必要增加兩個導正銷，這樣模具制造、安裝較復合模復雜。 根據(jù)上述分析，采用復合模進行生產(chǎn)。且由于該零件的最小壁厚（80/2-30/2=25mm）大于倒裝式復合模所要求的最小壁厚（7.6mm），故可以采用倒裝式復合模進行生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)效率。 第2章 沖裁排樣設計 2.1 排樣的方法及排樣圖 2.1.1 排樣的方法 根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法可分為三種： （1）

23、 有廢料排樣 （2） 少廢料排樣 （3） 無廢料排樣 采用少、無廢料排料可以簡化沖裁模結構，減少沖裁力。但是條料導向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級低。同時，由于是模具單面受力（單邊切斷時），不但會加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。因此選擇有廢料排樣，雖然材料利用率低，沖裁件質(zhì)量及模具壽命高。 根據(jù)零件結構形狀采用有廢料排樣中直對排的排樣形式。 2.1.2 排樣圖 排樣圖見圖2-1。 圖2-1排樣圖 2.2 排樣的計算 2.2.1 確定搭邊值 查表2-1，確定搭邊值a、a1,由t=3.5mm，采用手工送料，取工件間a1=2.5mm

24、，側搭邊a=2mm。 表2-1 最小工藝搭邊值 （單位：mm） 材料厚度 t / mm 手 工 送 料 自 動 送 料 圓 形 非 圓 形 往 復 送 料 a1 a a1 a a1 a a1 a ≤1 >1~2 >2~3 >3~4 >4~5 >5~6 >6~8 >8 1.5 1.5 2 2.5 3 4 5 6 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 2 2.5 3 3.5 5

25、6 7 8 2 2.5 3.5 4 5 6 7 8 3 3.5 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 注：沖皮革、紙板、石棉等非金屬材料時，搭邊應乘以1.5~2。 2.2.2 送料步距 送料步距（送料步距簡稱步距或進距），是條料在模具上每次送進的距離。步距是決定擋料銷位置的依據(jù)，每次只沖一個零件的步距s的計算公式為 s=D+a1 式中 D： 平行于送料方向的沖件寬度；

26、 a1： 沖件之間的搭邊值。 計算送料步距為s= D+a1 =80+2.5 =82.5 （mm） 2.2.3 條料寬度計算 條料是由板料剪裁下料而得到的。條料寬度的確定原則為，最小條料寬度要保證沖裁時零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導料板之間送進，并與導料板之間有一定的間隙，進而確定導料板間的距離。 由于是手工送料，本設計采用導料板之間有側壓裝置時條料的寬度與導料板間距離的計算方法。因為導板之間有側壓裝置或用手將條料緊貼單邊導料板的模具，能使條料始終沿著導料板送進，可按下式計算。 條料寬度

27、 B 0 -△=（L +2a+△） 0 -△ 導料板間的距離 B0 =B+Z= Dmax +2a+Z 式中 B： 條料的寬度，mm； B0： 導料板間的距離，mm; L： 沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，mm； a： 側搭邊值，可參考表2-1； Z： 導料板與最寬條料之間的間隙，其值見表2-2； △ ： 條料寬度的單向（負向）公差，見表2-3。 由表2-2和經(jīng)驗，取Z=1mm 導料板間的距離 B0 =B+Z= Dmax +2a+Z=425+23+1=432 (mm) 由表2-3和經(jīng)驗，取△=1mm

28、 條料寬度 B 0 -△=（80 +22+1） 0 -1=85 0 -1 (mm) 表2-2 導料板與條料之間的最小間隙Zmin mm 材料厚度 t 無側壓裝置 有側壓裝置 條料寬度B 條料寬度B 100以下 100~200 200~300 100以下 100以上 ≤0.5 0.5 0.5 1 5 8 0.5~1 0.5 0.5 1 5 8 1~2 0.5 1 1 5 8 2~3 0.5 1 1 5 8 3~4 0.5 1 1 5 8 4~5 0.5 1 1 5

29、 8 表2-3 條料寬度偏差△ mm 條料寬度 B 材料厚度t ≤1 1~2 2~3 3~5 ≤50 0.4 0.5 0.7 0.9 50~100 0.5 0.6 0.8 1.0 100~150 0.6 0.7 0.9 1.1 150~220 0.7 0.8 1.0 1.2 220~300 0.8 0.9 1.1 1.3 2.2.4 材料利用率 沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，坯料材料費用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟性、合理性的指標是

30、材料的利用率。其計算公式如下 一個步距內(nèi)的材料利用率η為 η=nA/Bs100% 式中 A： 一個步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)），mm； n： 一個步距內(nèi)沖裁件數(shù)目; B： 條料寬度，mm； s： 步距，mm； 其中 A=402 =10053.01 （mm2） 一個步距內(nèi)的材料利用率η為 η=A/(B*S) =73.92% 9 洛陽理工學院畢業(yè)設

31、計（論文） 第3章 沖壓力和壓力中心的計算 3.1 確定沖壓力 3.1.1 沖裁力的計算 沖裁力是沖裁時凸模沖穿板料所需的壓力。在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進入板料的深度（凸模行程）而變化的。通常，沖裁力是指沖裁過程中的最大值（Fmax）。 影響沖裁力的主要因素是材料的力學性能、厚度、沖件輪廓周長及沖裁間隙、刃口鋒利程度與表面粗糙度等。綜合考慮上述影響因素，平刃口模具的沖裁力可按下式計算 F=KLtτb （式3-1） 式中 F：沖裁力，N； L：

32、沖件周邊長度，mm； t：材料厚度，mm； τb：材料抗剪強度，MPa； K：考慮模具間隙的不均勻、刃口的磨損、材料力學性能與厚度的波動等因素引入的修正系數(shù)，一般取K=1.3。 對于同一種材料，其抗拉強度與抗剪強度的關系為σb≈1.3τb，故沖裁力也可按下式計算 F=Ltσb （式3-2） 本設計的沖裁力按式3-2進行計算。 查表3-1，σb的取值范圍為440～560，取σb=500MPa。 （1）沖裁件的落料周長

33、L1=80=251.2（mm） 則落料力為 F1=L1tσb=251.23500=376.8（KN） （2）沖裁件的沖孔周長 L2=Л30=94.2 （mm） 則沖孔力為 F2=L2tσb=94.23500=141.3（KN） 沖件周邊長度 L= L1+ L2=345.4 （mm） 則沖裁力為 F=Ltσb= F1+ F2=518.1（KN） 表3-1 沖壓常用金屬材料的力學性能 材料名稱 牌 號 材 料 狀 態(tài) 力 學 性 能 抗剪強度 τ/MPa 抗拉強度 σb/MPa 屈服點 σs/MPa 伸長率 δ（%）

34、 普 通 碳素鋼 Q195 Q235 Q275 未 經(jīng) 退 火 255~314 315~390 195 28~33 303~372 375~460 235 26~31 392~490 490~610 275 15~20 碳 素 結構鋼 08F 08 10F 10 15 20 35 45 50 已退火 230~310 275~380 180 27~30 260~360 215~410 200 27 220~340 275~410 190 27 260~340 295~430 210 26 270~

35、380 335~470 230 25 380~400 355~500 250 24 400~520 490~635 320 19 440~560 530~685 360 15 440~580 540~715 380 13 不銹鋼 1Cr13 已退火 320~380 440~470 120 20 1Cr18Ni9Ti 經(jīng) 熱 處 理 460~520 560~640 200 40 鋁 1060、1050A、 1200 已退火 80 70~110 50~80 20~28 冷作硬 化 100 130~140 —

36、 3~4 （續(xù)） 材料名稱 牌 號 材 料 狀 態(tài) 力 學 性 能 抗剪強度 τ/MPa 抗拉強度 σb/MPa 屈服點 σs/MPa 伸長率 δ（%） 硬鋁 2A12 已退火 105~125 150~220 — 12~14 淬硬并經(jīng)時效處理 280~310 400~435 368 10~13 淬硬后冷作硬化 280~320 400~465 340 8~10 純銅 T1、T2、T3 軟 160 2

37、10 70 29~48 硬 240 300 — 3 黃銅 H62 軟 260 294~300 — 25~40 半硬 300 343~460 200 20 硬 420 ≥12 — 10 H68 軟 240 294~300 100 40 半硬 280 340~441 — 25 硬 400 392~400 250 13 注：表中數(shù)據(jù)為板材力學性能。 3.1.2 卸料力、推件力及頂件力的計算 當沖裁完成后，從板料上沖裁下來的沖件（或廢料）由于徑向發(fā)生彈性變形而擴張，會塞在凹?？卓趦?nèi)或者板料上的孔，則沿徑向發(fā)

38、生彈性收縮而緊箍在凸模上。為了使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將工件或廢料從模具內(nèi)卸下或推出。從凸模上卸下緊箍的料所需要的力稱為卸料力，用F卸表示；將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱為推件力，用F推表示；逆沖裁方向將料從凹模內(nèi)頂出所需要的力稱為頂件力，用F頂表示。 卸料力、推件力和頂件力是由壓力機和模具的卸料、頂件和推件裝置傳遞的。所以在選擇壓力機公稱壓力和設計以上機構時，都需要對這三種力進行計算。影響這些力的因素較多，主要有：材料的力學性能和料厚；沖件形狀和尺寸大小；凸、凹模間隙大??；排樣搭邊值大小及潤滑情況等。生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗公式計算 F卸= K卸F F推= nK推F F頂=

39、K頂F 式中 F：沖裁力； K卸、K推、K頂：分別為卸料系數(shù)、推件系數(shù)和頂件系數(shù)，其值見表3-2； n：塞在凹?？卓趦?nèi)的沖件數(shù)。有反推裝置時，n=1；錐形孔口，n=0；直刃口，下出件凹模，n=h/t，其中h是直刃口部分的高度（mm），t是材料厚度（mm）。 表3-2 卸料力、推件力及頂件力的系數(shù) 料厚δ/mm K卸 K推 K推 鋼 ≤0.1 >0.1～0.5 >0.5～2.5 >2.5～6.5 >6.5 0.065～0.075 0.045～0.055 0.04～0.05 0.03～0.04 0.

40、02～0.03 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金 純銅、黃銅 0.025～0.08 0.02～0.06 0.03～0.07 0.03～0.09 對于本模具設計的計算如下。 查表3-2，得K卸=0.03～0.04，K推=0.045，K推=0.05。 （1）卸料力 F卸 =K卸F1 =0.04518 =20.72 （KN） 式中 K卸查表3-2，取K卸=0.0

41、4。 （2）推件力 F推= nK推F2 =10.045518 =23.31 （KN） 式中 K卸查表3-2，取K推=0.045；n為卡在凸、凹模內(nèi)的沖孔廢料數(shù)目。 （3）頂件力 F頂= K頂F2 =0.05284.79 =25.9 （KN） 式中 K頂查表3-2，取K頂=0.05。 3.1.3壓力機公稱壓力的確定 沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等

42、于沖壓力（F總），F(xiàn)總為沖裁力和與沖裁力同時發(fā)生的卸料力、推件力或頂件力的總和。根據(jù)不同的模具結構，沖壓力計算應分別對待，即 當模具結構采用彈壓卸料裝置和下出件方式時：F總=F+ F卸+ F推 當模具結構采用彈壓卸料裝置和上出件方式時：F總=F+ F卸+ F頂 當模具結構采用剛性卸料裝置和下出件方式時：F總=F+ F推 該落料沖孔復合模采用倒裝結構及彈壓卸料和下出料（沖孔廢料）方式，則總沖壓力F總為 F總=F+ F卸+ F推 =518+20.72+23.31 =562.03 （KN） 3.1.4沖裁功 選擇沖裁設備時，除了要計算沖裁力，使壓機的公稱壓力大于沖裁力以外，還要

43、進行沖裁功的驗算，使壓機的每次行程功不超過額定的數(shù)值，以保證其電動機不過載、飛輪轉速不致下降太多。 因為功是力與其行程的乘積，所以平端刃口的沖裁功按下式計算： W=mPt/1000 式中 W：沖裁功，Nm； t：材料厚度，mm； P：沖裁力，N： m：系數(shù)，一般取為0.63。 當計算出的沖裁功大于壓機規(guī)定的行程功時，就必須改變沖裁工藝或另選更大行程功的設備。壓機規(guī)定的行程功，可從壓機的說明書或有關資料、手冊中查詢。 本設計的沖裁功為 W=mPt/1000

44、 =0.63518103/1000 =979.02 （Nm） 3.2 確定模具壓力中心 模具的壓力中心，就是沖壓力合力的作用點。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點。 為了使模具能夠正常又平衡地工作，特別是對于大而復雜的沖件、多凸模沖孔以及連續(xù)沖裁時，必須使壓力中心通過壓力機滑塊的中心線。對于帶有模柄的沖裁模，壓力中心需通過模柄的軸心線。否則，在沖裁過程中，會產(chǎn)生偏心載荷，形成彎矩，使得模具歪斜，加快壓力機滑塊與導軌之間以及模具導向裝置的磨損，刃口迅速變鈍（無導向裝置時特別突出），嚴重時，會啃刃或造成設備、

45、人身事故。在實際生產(chǎn)中，可能出現(xiàn)由于沖裁件的形狀特殊，從模具結構方面考慮，不宜使壓力中心與模柄中心線相重合，此時應注意使壓力中心的偏離，不超出所選壓力機模柄孔投影面積的范圍。 1.簡單幾何圖形壓力中心的位置 （1）一切對稱沖裁件的壓力中心，均位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。 （2）沖切直線段時，其壓力中心位于直線段的中心。 （3）沖切圓弧線段時，其壓力中心的位置按下式計算 y==R 式中 ：半角，弧度； b：弦長，mm, b=2Rsin； l：弧長，mm, l=R2。 化簡后 y==R= R=。 綜上所述，該零件的壓力中

46、心應位于圓心之上。 3.3 沖壓設備的選用 機械壓力機類型的選定依據(jù)是沖壓的工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求等。中小型沖壓件生產(chǎn)中，主要應用開式機械壓力機。 機械壓力機的規(guī)格指機械壓力機的主參數(shù)─公稱壓力。所選機械壓力機的公稱壓力和功率必須大于沖壓作業(yè)所需的壓力和功率，以避免壓力和功率的超載。所選壓力機的閉合高度要與沖模的閉合高度相適應，壓力機的滑塊行程必須滿足沖壓工藝要求。此外，選擇壓力機臺面尺寸必須考慮到固定沖模的位置，壓力機滑塊模柄孔尺寸、工作臺孔尺寸、滑塊中心線到機身后側的距離、頂件橫梁槽的尺寸、機身側柱間及導軌間的距離及壓力機的傾斜范圍等，都應與模具各部

47、位尺寸相適應。 從滿足沖壓工藝力的要求看，可選用600的開式壓力機。 16 第4章 凸凹模刃口尺寸的確定 4.1 確定凸凹模刃口尺寸的原則 4.1.1 凸凹模刃口尺寸的作用 凸模與凹模尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素，。凸、凹模的合理間隙值要靠刃口尺寸及其公差來保證。 4.1.2 刃口尺寸計算原則 1、根據(jù)落料和沖孔的特點 落料件的尺寸決定于凹模尺寸，故落料模應以凹模為設計基準；沖孔件的尺寸決定于凸模尺寸，所以沖孔模應以凸模為設計基準;先確定凸模的刃口尺寸，再按間隙值確定凹模的刃口尺寸。 2、考慮凸模與凹模的尺寸磨損 凸、凹模在沖裁過程中必然會出現(xiàn)

48、磨損使落料尺寸增大。為了保證沖裁件的尺寸精度，盡可能的提高模具壽命，設計落料模時，凹模刃口的基本尺寸應取落料件的尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。 3、把握好刃口制造精度與工件精度的關系 凸、凹模刃口尺寸精度的選擇，應以能保證工件的精度要求為前提，保證合理的凸凹模間隙值，從而保證模具的使用壽命。一般情況下，也可按工件公差的1/3~1/4選取。對于圓形凸、凹模，由于制造容易，精度易保證，制造公差可按照IT6~IT7級選取。 4.2凸凹模刃口尺寸的確定 采用凸模和凹模分開加工的，采用這種方法，要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，為了保證間隙值必須滿足式： +-

49、 （6-1） 凸凹模制造公差按T7級數(shù)選取 對于沖30mm ==0.039mm 對于沖80mm ==0.014mm 沖孔時首先確定凸模刃口尺寸。由于基準件凸模的刃口尺寸在磨損減小，因此應使用凸模的基本尺寸接近工件的最大極限尺寸，凸模制造去負偏差，凹模去正偏差，----磨損系數(shù)，-----工件公差，按IT14精度選取。 沖孔（30mm）=（+） （6-2） =（30+0.750.62） 查表知=0.62=0.75 =3

50、0.46 =（++2） （6-3） =（30+0.750.62+0.460） =30.92 落料（80mm）=（-） （6-10） =80.99 =（--2） （6-11） =80.53 18 第5章 沖裁模典型結構設計 5.1 工作部件設計 5.1.1 沖孔凸模 因為所沖的孔為方形與圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模, 所以沖孔凸模

51、采用臺階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換 沖φ30mm孔的凸模結構如下圖： 圖5-1沖孔凸模 5.1.2落料凹模結構設計 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)， 將壓力中心與模柄中心重合。 其輪廓尺寸可按公式計算： 凹模厚度 H=kb=0.3580mm=28mm（查表得k=0.35） 凹模壁厚 c=（1.5～2）H=42mm～56mm 取凹模厚度 H=30mm，凹模壁厚c=50mm， 凹模寬度 B=b+2c=（80+25

52、0）mm=180mm 凹模長度L取180 mm（送料方向） 凹模輪廓尺寸為180mm100mm30mm，結構如圖5-2 圖5-2落料凹模 5.2 定位裝置設計與計算 5.2.1定距側刃 由于該零件生產(chǎn)批量較大，采用雙側刃。當帶料脫離一個側刃時，第二個側刃仍能起到定距作用。雙側刃采用對稱放置。側刃厚度一般為6~8mm，其長度為條料送進步距長度。材料可選用T10、Gr12，淬火硬度為62~64。 圖5-3定距側刃 5.2.2擋料銷 擋料銷一般用45號鋼，淬火硬度為43~48HRC。設計時擋料銷高度應大于沖壓件材料的厚度，高度應為4mm

53、。本模具采用鉤形擋料銷，距凹模距離遠。 5.2.3導正銷 導正銷多用于連續(xù)模中沖裁件的精確定位，沖裁時為減少條料的送進誤差，保證工件內(nèi)孔與外形的相對位置精度。 5.3 卸料裝置 5.3.1 卸料裝置 由于本材料較薄，故采用彈性卸料裝置。工作時，卸料板2先將材料壓緊，沖裁完成模具回復時卸料。使模具沖出的工件平整，精度較高。 5.3.2 卸料裝置有關尺寸計算 卸料板的形狀一般與凹模形狀相同，卸料板的厚度，h=（0.8~1.0）Ha=40~50mm。卸料板一般選用45號鋼，不需要熱處理。 5.4 固定零件 5.4.1墊板 為了防止較小的凸模壓損

54、模座的平面，一般在凸模和模座之間加設墊板。墊板的外形尺寸與凹模周界一致，墊板的材料一般選用T7、T8或45鋼制成。T7、T8淬火硬度為52~56HRC.45鋼硬度為43~48HRC. 5.4.2模柄 沖模的上模是通過模柄安裝在沖床滑塊上的。模柄的形式很多，本模具采用嵌入式模柄。模柄一般采用Q235或45鋼。 圖5-4模柄 5.4.3.導料板的設計 導料板的內(nèi)側與條料接觸，外側與凹模齊平，導料板與條料之間的間隙取1mm，這樣就可確定了導料板的寬度，導料板的厚度按表選擇。導料板采用45鋼制作，熱處理硬度為40～45HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上。導料板

55、的進料端安裝有承料板。 5.5卸料部件的設計 5.5.1 卸料板的設計 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為 18mm。 卸料板采用45鋼制造，淬火硬度40～45HRC。 5.5.2卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M1010mm。卸料釘尾部應留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。 24 結　論 本次墊片的結構設計包含了落料和沖孔復合模設計通過沖壓模擬，再根據(jù)沖壓模擬結果設計、生產(chǎn)模具，確保了沖壓

56、的成功,減少了沖壓試模的成本，在最短的時間內(nèi)得到了滿意的沖壓件。該方法適合于沖壓大型或復雜沖壓件，以提高模具制造的成功率，縮短模具生產(chǎn)時間，降低試壓成本。 本次畢業(yè)設計的主要內(nèi)容是墊片的設計以及該制件的數(shù)值模擬。模具設計的主要任務是通過對所給工件尺寸，形狀，材料及經(jīng)濟性的分析，確定相應的模具結構。主要進行毛坯尺寸的計算，凸、凹模工作部分尺寸的計算、模具的設計及壓力機的選擇。在設計中以便更直觀地表達模具的詳細結構。 通過這次設計認識到模具的設計應考慮技術和經(jīng)濟因素，在保證模具結構合理的前提下盡量使模具結構簡單，生產(chǎn)加工成本最低，精度最高，在未來的時間里中國的模具制造業(yè)還會有更大發(fā)展空間。

57、 謝 辭 三年的學習生活一眨眼就過了，在外求學經(jīng)歷的坎坷使我慢慢成熟，我對三年以來幫助我的人們滿懷感激，時刻沒有忘記。所經(jīng)歷的一切將讓我倍加珍惜未來的生活。 通過此次畢業(yè)設計，使我學到了許多知識，其中還包括許多課本上學不到的知識。比如說模具整體的設計過程和所設計模具的實用性。我所設計的模具的最終目的是用模具來生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。當然，在設計過程中出現(xiàn)的一些難題。比如說怎樣提高產(chǎn)品的加工精度，以及小型工件的加緊這些問題，都通過我們?nèi)シ喯嚓P的書籍和經(jīng)過孫老師的悉心指教和幫助最終才得以解決。通過本次畢業(yè)設計，也使得我們這組成員更加齊心協(xié)力、努力創(chuàng)新，自始至終，都抱著一顆

58、堅定的信念,即如何做能使其工件更加美觀、精度更高、工作效率最高的心態(tài)即將畢業(yè)的我們，在以后的工作中難免會遇到一些問題或麻煩。 隨著科學技術的高度的發(fā)達，一些質(zhì)量優(yōu)、性能好、效率高、能耗低、價格廉的產(chǎn)品將開發(fā)出來并淘汰那些老的生產(chǎn)技術或設備。因此，我們應該樹立良好的設計思想，重視對自己進行機械設計能力的培養(yǎng)，樹立知識經(jīng)濟意識；善于利用各種信息資源，擴展知識面和能力；培養(yǎng)嚴謹、科學、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、艱苦奮斗的企業(yè)精神，加強環(huán)境保護意識，做到清潔生產(chǎn)和文明生產(chǎn)，以最大限度的獲得企業(yè)效益和社會效益 在此，感謝我的指導老師——孫小撈在百忙之中給予我作品的悉心指點與幫助。感謝他為我指點迷律、出謀劃策。同時

59、，也感謝我的這組的成員在這次設計中給予我的幫助！ 所以，在以后的工作中，繼續(xù)學習和加深。在此我非常感謝孫老師在設計過程中對我的指導和幫助，向孫老師致以誠摯的謝意！ 參考文獻 [1].成虹.沖壓工藝與模具設計.高等教育出版社，1987. [2].李學峰.沖模設計手冊之四.機械工業(yè)出版社，1999. [3].劉潔.實用機械設計手冊.機械工業(yè)出版社，1985. [4].楊占堯.沖壓模具圖冊.高等教育出版社，1998. [5].侯維芝、楊金風.模具制造工藝與工裝.高等教育出版社，1997. [6].張鼎承.冷沖模的設計與制造.上?？萍汲霭嫔?，1995. [7].王

60、芳.冷沖壓模具設計指導.機械工業(yè)出版社，1982. [8].孫鳳勤.模具制造工藝與設備.機械工業(yè)出版社，1983. [9].黃健求.模具制造.機械工業(yè)出版社，2001. [10].李德群.現(xiàn)代模具設計方法.機械工業(yè)出版社，2004 [11].陳萬林.實用模具技術.機械工業(yè)出版社，2000. [12].模具實用技術從書編委會.沖模設計與應用實例.1986. 36 附　錄 附表1 沖模零件配合于表面粗糙度 零件及其位置 配合與標準公差等級 表面粗糙度Ra/μm 工作零件刃口表面 凸模、凹模 凸凹模 廢料切口 一般情況H6/h6、H7/h7 自由尺寸工件

61、 半成品中間工件 H9/h9、H10/h10 0.8~0.4 工作零件與固定板 防轉動圓柱銷 擋料銷 H7/m6、H7/a6 0.8~0.4 導柱、導套上配合面 H6/h5、H7/h6H7/j5、 0.2~0.1 導柱、導套與模座配合面 H7/r6 0.8~0.2 模柄與模座配合面 H7/m6 導正銷結構面 H6/k6、H7/h6 0.8~0.4 上述零件其他表面 IT9、IT10~IT14 1.6~不加工 其他零件 附表2 常用模具鋼的性能比較 類別 牌號 耐磨性 耐沖擊性 淬火不變形性 淬硬深度 紅硬性 脫碳敏感性 切屑加工性

62、 碳素工具鋼 T7、T8 差 較好 較差 淺 差 大 好 T9~T13 較差 中等 較差 淺 差 大 好 合金 工具 鋼 Cr12 好 差 好 深 較好 較小 較差 Gr12MoV 好 差 好 深 較好 較小 較差 9Mn2V 中等 中等 好 淺 差 交大 較好 CrWMn 中等 中等 中等 淺 較差 較大 中等 9CrWMn 中等 中等 中等 淺 較差 較大 中等 6W6Mo5cr4V 較好 較好 較好 深 中等 中等 中等 Cr4W2MoV 較好 較

63、差 較差 深 中等 中等 中等 5CrMnMo 中等 中等 中等 中 較差 較大 較好 5crNiMo 中等 較好 較好 中 較差 較大 較好 高速 工具 鋼 W18Cr4V 較好 較差 中等 深 好 小 較差 W6Mo5Cr4v2 較好 中等 中等 深 好 中等 較差 W6Mo5Cr4v3 較好 差 中等 深 好 較小 差 附表3 模具工作的常用材料及熱處理要求 磨具 類別 零件名稱及使用條件 材料牌號 熱處理硬度HRC 凸模 凹模。 沖 截 模 1 沖截料厚D<3mm形

64、狀簡單的凸模、凹模、凸凹模 T8A T10A 9Mn2V 58~62 60~64 2 沖截料厚D<3mm形狀復雜的凸模、凹模、凸凹模 CrWMn、9Mn2V、Cr12 58~62 62~64 3 要求高度耐磨的凸模，凹模和凹凸?；蛏a(chǎn)批量大壽命長的凹凸模 W18Cr4V，120Cr4W2MoV 60~62 61~63 65Cr4Mo3W2VNb 56~58 58~60 Y15Y20 `` 4 材料加熱沖截時用的凹凸模` 3Cr2w8V 48~52 6Cr4Mo3Ni2WV 51~53 彎 曲 模 1 一般彎曲用的凹凸模 T8A.T

65、10A,9Mn2V 56~60 2 要求高度耐磨凹凸模 形狀復雜的批量大的 CrWMn Cr12 Cr12MoV 60~64 3 材料加熱彎曲時用的凹模凸模 5CrNiTi 5CrNiMo 5CrMnMo 52~56 拉 伸 模 1 一般用的 T8A.T10A 58~62 60~64 2 要求耐磨的、批量大的要求壽命長的 Cr12.Cr12MoV 60~62 62~64 Y15.Y20 3 材料加熱拉伸時的凹凸模 5CrNiMo 5CrNiTi 52~56 附表4 模具一般的常用材料及熱處理要求 零件名稱 使用情況

66、材料牌號 熱處理硬度HRC 上、下模板 一般負荷 HT200 負荷較大 HT250.Q235 負荷較大受高速沖擊 45 28~32 用于滾動式導柱模架 QT400 用于大型模具 HT250 模柄 壓入式旋入式凸緣式 Q235 浮動式 45 43~48 導柱、導套 大量生產(chǎn) 20 58~62 單件生產(chǎn) T10A,9Mn2V 56~60 用于滾動配合 Cr12,GCr15 62~64 墊板 一般用途 45 43~48 單位壓力特大 T8A 52~56 推板，頂板 一般用途 Q235 重要用途 45 43~48 推桿，頂桿 一般用途 45 43~48 重要用途 CrWMn 56~60 導正銷 一般用途 T10A,9Mn2V 52~56 高耐磨 Cr12MoV 60~62 固定板，卸料板 Q235 定位板 45 43~48 T8 52~56 導