冷沖壓模具設(shè)計 墊片的落料沖孔復(fù)合模具畢業(yè)設(shè)計說明書

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1、 表1-7 江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計） 摘要： 本文通過在江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院的學(xué)習(xí),設(shè)計該零件的沖裁模.首先對沖壓件進(jìn)行工藝性分析,對沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計,畫裝配圖. 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程技術(shù) 關(guān)鍵字: 沖

2、壓 凸模 凹模 模架 凸凹模 前 言 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料(固態(tài)或液態(tài))流動，使之形成所需要的形體，用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料廠消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，將模具列為機(jī)械

3、工業(yè)技術(shù)改選序列的第一位。 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60%~90%的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，一個

4、型號的汽車所需模具達(dá)幾千副，價值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車將 不斷換型，汽車換型時約有80%的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計， 中國摩托車共有14種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電建筑等，也存在巨大的模具市場。 目 錄 摘要.....................................4 一 沖壓件........

5、...............................7 二 零件的工藝性分析..........................7 2.1 零件的工藝性分析.............................7 2.2 沖裁件的精度與粗糙...........................7 2.3 確定工藝方案.................................8 三 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ....................9 3.1 模具類型.....................................9

6、 3.2 操作與定位方式...............................9 3.3 卸料與出件方式...............................9 3.4 模架類型及精度...............................9 四 沖壓模具工藝與設(shè)計計算...................9 4.1 排樣設(shè)計與計算...............................9 4.2 設(shè)計沖壓力與壓力中心,初選壓力機(jī). ............11 4.3 計算凸凹模刃口尺寸及公差.....................11 五

7、 模具的總張圖與零件圖.....................12 5.1 沖壓模具的零件圖............................13 (1)凹模的設(shè)計...................................13 (2)凸模的設(shè)計...................................14 (3)凸凹模的設(shè)計..................................15 5.2選擇堅固件及定位零件.........................15 (1) 螺釘規(guī)格的選用................

8、..............15 (2) 活動擋料銷..................................16 5.3設(shè)計和選用卸料與出件零件.....................16 (1)卸料板......................................16 5.4選擇模架及其它模具零件.......................17 (1) 模架.......................................17 (2) 模柄.......................................

9、18 (3) 墊板.......................................19 (4) 凸模固定板..................................20 (5) 凸凹模固定板................................21 5.5壓力機(jī)的校核.................................21 5.6級進(jìn)模具的裝配圖.............................22 六 總結(jié)..............................................23

10、 七 致謝..............................................24 八 參考文獻(xiàn).........................................25 墊片的沖孔落料復(fù)合模具畢業(yè)設(shè)計 一．沖壓件 沖壓件圖如下圖所示: 沖壓技術(shù)要求: 1. 材料:08鋼 2. 材料厚度:3mm 3. 生產(chǎn)批量:大批量 二 .零件的工藝性分析. 2.1 零件的工藝性分析 該零件材料為08鋼結(jié)構(gòu)簡單,抗剪強(qiáng)度為300mpa形狀對稱,只有落料，沖孔兩個工序具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相

11、對簡單，有一個φ20mm的孔兩個φ8mm的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的的距離也滿足要求，最小壁厚為6mm（φ20mm孔與φ35mm的孔、φ8mm的孔與R10mm的外圓之間的壁厚。） 2.2 沖裁件的精度與粗糙度 沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級不高于IT11級,一般落料公差等級最好低于IT10級,沖孔件公差等級最好低于IT9級,工件的尺寸全部為自由公差，可看作IT14級，尺寸精度較底，普通沖裁完全能滿足要求。根據(jù)表8-14得出零件圖如下： 2.3確定工藝方案. 該沖裁件包括落料和沖孔兩個基本工序,可采用的沖裁方案有單工序沖裁,復(fù)合沖裁和級進(jìn)沖裁三種： 方案一、單序模：零件屬于中批量生產(chǎn),因

12、此采用單工序須要模具數(shù)量較多,生產(chǎn)率低,所用費用也高,不合理; 方案二、：復(fù)合模：若采用復(fù)合沖,可以得出沖件的精度和平直度較好,生產(chǎn)率較高,凸凹模最小壁厚為3.2mm。 方案三、級進(jìn)模：大批量生產(chǎn)、沖裁精度較高，沖裁件孔與孔、孔與邊緣尺寸較小時使用，計算該件的最小壁厚為6mm。 綜上所述可選方案二復(fù)合模。 三.沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用復(fù)合沖裁模. 3.2 導(dǎo)向與定位方式 導(dǎo)向形式：滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向 定位方式：板料定位靠導(dǎo)料銷和彈簧彈頂?shù)幕顒訐趿箱N完成，因為該模具采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用的是導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置?？?/p>

13、制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷定距。 3．3 卸料與出件方式 沖孔凸模與凸凹模沖孔，沖孔廢料直接落料。利用推件塊將制件頂出。 3．4 模架類型及精度 該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。 四． 沖壓模具工藝與設(shè)計計算 4．1 排樣設(shè)計與計算 1.根據(jù)零件形狀和增大利用率而采用斜排。 2.搭邊值設(shè)定：查表2.5.2得a1=2.5 a=2.8 3.條料寬度與導(dǎo)料板間距離計算 采用無側(cè)壓裝置條料寬度與導(dǎo)料板間距離 條料的寬度B=（Dmax+2a+C） 查表2.5.3得條料寬度偏差△=0.9mm 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙C 查表2.5

14、.5得C=0.5 B=(35+2x2.8+0.5)=41.1mm,根據(jù)實際取料寬為42mm 導(dǎo)料板間的距離:A=B+C= 42+0.5=42.5mm 步距S=2X+a1如圖4-1,x=35.28, S=35.28X2+2.5=73.06, 圖4-1（斜排） 4、條料的利用率η=(A/BS)X100% 由零件圖用CAD計算得一個零件的面積為1600.77mm 一個進(jìn)距內(nèi)的坯料面積: BXS=42X73.06=3068.52mm, 因此材料利用率為: η=(A/BS)X100% =(1600.77/3068.52)X100% ≈53% 4.2 設(shè)計沖壓

15、力與壓力中心,初選壓力機(jī). (1). 落料力 根據(jù)零件圖,用CAD可計算出沖一次零件外周邊之和L=186.6mm,沖孔內(nèi)周邊之和L=113.1mm,又因為τ=300Mpa,t=3mm,取K=1.3,則根據(jù)式,F1=KLtτ=1.3X186.6X3X300=218.322KN 沖孔力: F2=KLtτ=1.3X113.1X3X300=132.327KN 所以沖裁力F=F1+F2=218.322+132.327=350.649KN 推件力:由表2.9.4,根據(jù)材料厚度取凹模刃口直壁高度h=9mm,,故n=h/t=9/3=3,查表2.6.1,取KT=0.45則 FT=n KT F沖=3X

16、0.45X132.327 =178.641KN 卸料力FX 由表2.6.1,取KX=0.04,則 FX=KXXF落=0.04X218.322=8.732KN 所以FZ=F+FX+FT=350.649+178.641+8.732=538.02KN 公稱壓力F=1.3FZ=1.3X538.02=699.43KN 根據(jù)公稱壓力選取壓力機(jī) 因此可選壓力機(jī)型號為J23-80 閉合高度為380≥H≥290 (2)壓力中心 因為該制件是簡單對稱件,所以壓力中心為該制件的幾何中心. 4.3.計算凸凹模刃口尺寸及公差 1.沖孔尺寸2-￠根據(jù)表2.3.3,由材料厚度可得Zmin=0.4

17、60mm, Zmax=0.640mm. 查表2.4.1￡T=0.020 ￡A=0.020 磨損系數(shù)表可得磨損系數(shù)X1=0.5, 校核: ︱￡T︱+︱￡A︳=0.04≤Zmax-Zmin=0.18 dT=(dmin+x△)=(8+0.5X0.36)=8.18 dA=(dT + Zmin)=(8.18+0.46)=8.64 2.沖孔尺寸￠20根據(jù)表2.3.3, 由材料厚度可得Zmin=0.460mm, Zmax=0.640mm. 查表2.4.1￡T=0.020 ￡A=0.025 磨損系數(shù)表可得磨損系數(shù)X1=0.5, 校核: ︱￡T︱+︱￡A︳=0.045≤Zmax-Zm

18、in=0.18 dT=(dmin+x△)=(20+0.5X0.52)=20.26 dA=(dT + Zmin)=( 20.26+0.46)=20.72 3.落料尺寸￠20根據(jù)表2.3.3, 由材料厚度可得Zmin=0.460mm, Zmax=0.640mm. 查表2.4.1￡T=0.020 ￡A=0.025 磨損系數(shù)表可得磨損系數(shù)X1=0.5, 校核: ︱￡T︱+︱￡A︳=0.045≤Zmax-Zmin=0.18 DA=(Dmax-x△)=(20-0.5X0.52)=19.74 DT=(DA-Zmax)=(19.74-0.64) =19.1 4.落料尺寸￠35根據(jù)表2.3

19、.3, 由材料厚度可得Zmin=0.460mm, Zmax=0.640mm. 查表2.4.1￡T=0.020 ￡A=0.030 磨損系數(shù)表可得磨損系數(shù)X1=0.5, 校核: ︱￡T︱+︱￡A︳=0.05≤Zmax-Zmin=0.18 DA=(Dmax-x△)=(35-0.5X0.62)=34.69 DT=(DA-Zmax)=(34.69-0.64) =34.05 5.孔心距 60±0.74 L=L平±1／8△=60±1／8X1.48=60±0.185 五. 模具的總張圖與零件圖 5.1 沖壓模具的零件圖 (1).凹模設(shè)計 各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床

20、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,其輪廓尺寸按公式2.9.3 2.9.4計算 用 CAD計算出凹模刃口的最大尺寸b=78mm 查表2.9.5得k=0.3 凹模厚度H=kb=0.3X78=23.4mm 凹模厚度取24mm 凹模壁厚C=(1.5-2)H=40mm 所以凹模壁厚度為40mm 凹模長度L=l+2C=78+2X40=158mm 凹模寬度 B=l+2C=35+2X40=115mm 由以上算得凹模輪廓尺寸LXBXH=158X115X24,查有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn),并無厚度合適,因此我選LXB

21、為標(biāo)準(zhǔn)尺寸,得LXB=160X125 凹模材料的選用:材料選用Cr4WmoV。 (2).凸模設(shè)計 凸模材料：參照沖壓模具設(shè)計與制造選用T10A 因為所沖的孔均為圓形，而且都都不屬于特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用階梯式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，沖孔凸模結(jié)構(gòu)如圖： 凸模長度L=H固+H凹=1.8 H凹=1.8X24=43.2 H1=0.8 H凹=0.8X24=19.2 (3)凸凹模設(shè)計 由表2.9.6得凸凹模最小壁厚￡=6.7 5.2. 選擇堅固件及定位零件 螺釘規(guī)格的選用:,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB699選取材料為45鋼.熱處

22、理硬度值HRC35~40 卸料螺釘選用圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘,卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘,公稱直徑為12mm 卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間,卸料螺釘擰緊后應(yīng)使卸料板超出凸凹模端面1mm,有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整. 活動擋料銷: 在卸料板上固定了3個導(dǎo)料銷,用于條料送進(jìn)的定位.在送進(jìn)方向上用一個彈簧彈頂裝置的擋料銷, 擋料銷,的尺寸如下圖: 5.3. 設(shè)計和選用卸料與出件零件 卸料以卸料板卸料,出件是以凸凹模往上沖出即可,因此不用設(shè)計出件零件.固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同,其厚度可取10，LXBXH=158X115X10材料

23、為45號鋼由以上根據(jù)凸凹?？稍O(shè)計出卸料板如圖5-13. 5.4 .選擇模架及其它模具零件 選擇模架: 根據(jù)GB/T 2861.5-90,由凹模周界158X115,及安裝要求,選取 凹模周界:LXB=160X125,閉合高度:H=170~205,上模座:160X125X40 下模座:160X125X50導(dǎo)柱25X160, 導(dǎo)套:25X95X38, 模柄: 由壓力機(jī)的型號J23-80.可查得模柄孔的直徑為60,深度為80,由裝配要求,模柄與模柄孔配合為H7/m6并加銷釘防轉(zhuǎn),模柄長度比模柄孔深度小5~10mm,由于采用固定卸料，上模座回程時受力較大，因此選用壓入式模

24、柄較合理，所以根據(jù)GB2862.1-81得圖5-15所示: 墊板: 墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸模傳遞的壓力,以防止模座被擠壓損傷,因此在與模座接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板.墊板的外形尺寸與凸模固定板相同,厚度可取3~10mm,這里設(shè)計時,由于壓力較大,根據(jù)GB2865.2-81選取規(guī)格為LXBXH=160X115X10 凸模固定板: 凸模固定板的外形尺寸與凸模的外形尺寸一致,厚度為20mm,根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為 LXBXH=160X115X20; 凸凹模固定板: 凸凹模固定板的尺寸與墊板的尺寸一致,厚度為20mm,規(guī)格為LXBXH=160X115X20;

25、 5.5 壓力機(jī)的校核 (1).公稱壓力 根據(jù)公稱壓力的選取壓力機(jī)型號為J23-80,它的壓力為800>699.43所以壓力得以校核; (2).閉合高度 由壓力機(jī)型號知Hmax=380 M=90 H1=100 Hmin=Hmax–M=380-90=290 (M為閉合高度調(diào)節(jié)量/mm,H1為墊板厚度/mm) 根據(jù)GB/T 2851.3-90 得模具閉和高度為170≤H≤205,根據(jù)公稱壓力選用壓力機(jī)閉和高度 290≤H≤380, H墊=100 因為 Hmin+10-H墊≤H≤Hmax-5-H墊 200≤H≤275 所以H=205 選頂定壓力機(jī)

26、J23-8符合要求. H=H(上)+H(墊)+H(凸凹)+L+H(下)=40+10+43.2+H(凸凹)+50=145+ H(凸凹) 145+ H(凸凹)=205 H(凸凹)=60 5.6根據(jù)前面的設(shè)計與分析,可以得出如級進(jìn)模具的總張圖 如圖5-1所示: 5-1 復(fù)合?？傃b圖 1. 模柄，2.上模座,3.凸模,4.導(dǎo)套,5.凸凹模固定板,6.卸料螺釘, 7下模板 8.螺釘,9.卸料推桿,10.螺釘,11.打料桿,12.凸模固定板 13.凸凹模 14.螺釘 15.活動擋料銷 16.卸料板 17.彈簧 18.螺釘 六

27、 總結(jié) 在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，畢業(yè)設(shè)計是一個重要的環(huán)節(jié)。是我們步入社會參與實際工作的一次極好的演示，我十分有幸提早把畢業(yè)設(shè)計和實際工作有機(jī)的結(jié)合起來。 此次的畢業(yè)設(shè)計是我們從大學(xué)畢業(yè)走向未來工作的重要一步，從最初的選題、開題到計算、繪圖直到完成設(shè)計，期間查找資料、老師們的指導(dǎo)與同學(xué)的交流，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。不但使我更進(jìn)一步理解和懂得了以前學(xué)到的知識而且還把以前課本上學(xué)到的知識連接在了一起。使我能更好的融會貫通。 此次畢業(yè)設(shè)計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實際檢驗和鞏固，畢業(yè)設(shè)計收獲很多，提高自己的繪圖能力。但是畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處，比如

28、缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解。 這次實踐是對自己大學(xué)所學(xué)的一次大的檢閱，使我明白了自己知識還很淺薄。雖然馬上要畢業(yè)了但是自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個對社會有所貢獻(xiàn)的人。 七 致謝 首先感謝江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院，給我提供這么好的學(xué)習(xí)生活環(huán)境，在校學(xué)習(xí)和生活的日子是我一生中一段難忘的經(jīng)歷！ 本文是在楊海鵬老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。楊海鵬老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。 最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝 八 參考文獻(xiàn) <<模具制造技術(shù)>> <<機(jī)械制圖 >> <<冷沖壓工藝和模具設(shè)計>> 25