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課程設(shè)計（論文）
手指形墊片沖壓落料模設(shè)計
設(shè)計題目：
學(xué)科專業(yè):
作者姓名：
導(dǎo)師姓名：
完成時間：
摘 要
本設(shè)計為一手指形墊片的冷沖壓模具設(shè)計，根據(jù)設(shè)計零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過工藝設(shè)計計算，確定排樣和裁板，計算沖壓力和壓力中心，初選壓力機(jī)，計算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計選用零、部件，對壓力機(jī)進(jìn)行校核，繪制模具總裝草圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要對凸模、凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固件等進(jìn)行了設(shè)計，對于部分零部件選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，就沒深入設(shè)計，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，對部分零部件進(jìn)行了加工工藝分析，最終才完成這篇課程設(shè)計。
關(guān)鍵詞：模具 沖裁件 凸模 凹模
Abstract
The design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in-depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project.
KEY WORD: mold stamping parts punch die
目 錄
一、設(shè)計課題 4
二、設(shè)計內(nèi)容 5
2.1 沖壓件工藝分析 5
2.2 確定沖壓工藝方案 6
2.3 主要設(shè)計計算 6
2.3.2 排樣及相關(guān)計算 7
2.3.3 沖壓力計算 7
2.3.4 壓力機(jī)初選 8
2.3.5 凸凹模刃口尺寸計算 8
3.3.6 壓力中心的計算 9
2.4 模具的總體設(shè)計 9
2.4.1 模具類型的選擇 9
2.4.2 定位方式的選擇 10
2.4.3卸料方式的選擇 10
2.4.4 導(dǎo)向方式的選擇 10
2.5 模具零部件設(shè)計 10
2.5.1 整體式凹模 10
2.5.2 凸模 10
2.5.3模架的選用 11
2.5.4 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選用 12
2.5.5 壓力機(jī)的選用 13
三、模具裝配 14
設(shè)計總結(jié) 16
致謝 17
參考文獻(xiàn) 18
一、設(shè)計課題
零件簡圖:如右圖所示
材料：黃銅
材料厚度： 1mm
精度等級：IT14
生產(chǎn)批量：小批量
圖1.1
二、設(shè)計內(nèi)容
2.1 沖壓件工藝分析
1) 該工件只有落料一個工序,材料為黃銅，為軟材料；
2) 有文獻(xiàn)（1）P65的表3-15有當(dāng)交角<時，過度圓角;當(dāng)交角>時有過度圓角，在此工件中圓角均遠(yuǎn)大于這些最小值；
3) 該工件上無過長的突出懸臂和凹槽；
4) 該工件的精度等級為IT14，屬于一般的精度等級；
5) 由文獻(xiàn)（1）p67表3-20有沖裁斷面的表面粗糙度為
綜上所述，該工件的結(jié)構(gòu)工藝性較好，沖裁較為容易。
2.2 確定沖壓工藝方案
該工件只有落料一個工序，可以有方案：
結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，適合進(jìn)行批量生產(chǎn)，節(jié)約生產(chǎn)資本。
2.3 主要設(shè)計計算
毛坯的面積為
毛坯周長為
2.3.2 排樣及相關(guān)計算
由文獻(xiàn)（1）p56表3-9查的最小搭邊值分別為：
側(cè)面；工件間。
為方便計算，此次設(shè)計統(tǒng)一取值為2.0mm。
由文獻(xiàn)（1）p58表3-12查的導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙值為
則由文獻(xiàn)（1）p56式（3-14）有條料的寬度為
由文獻(xiàn)（1）p56式（3-15）有導(dǎo)料板間距離為
相鄰兩工件之間的中心距為
材料的利用率為
材料的利用率為
2.3.3 沖壓力計算
由文獻(xiàn)（4）p29表1-50有黃銅H62抗拉強(qiáng)度—，在此次計算中取，采用彈性卸料和下出料方式進(jìn)行沖裁。
由文獻(xiàn)（1）p60式（3-20）有落料力：
由文獻(xiàn)（1）p61表3-14有，并取n=7
由文獻(xiàn)（1）p61式（3-22）有推件力為：
由文獻(xiàn)（1）p61表3-14有
由文獻(xiàn)（1）p61式（3-21）有卸料力為：
由文獻(xiàn)（1）p61式（3-24）有沖壓工藝力為：
為使壓力機(jī)安全工作，取壓力機(jī)的公稱壓力為沖壓工藝力的1.2倍，則有：
壓力機(jī)公稱壓力：
2.3.4 壓力機(jī)初選
根據(jù)沖壓工藝總力計算結(jié)果，并結(jié)合工件高度，初選開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-10.
2.3.5 凸凹模刃口尺寸計算
由于工件的形狀較為復(fù)雜，所以凸凹模采用配作法加工。由文獻(xiàn)（1）P43式（3-2）由經(jīng)驗值法確定最小間隙值，則有
該工件屬于落料件，選凹模為設(shè)計基準(zhǔn)，只需要計算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸按間隙要求配作。
由文獻(xiàn)（2）p257表3-2公差等級為10級時工件上的尺寸，及文獻(xiàn)（1）p48表3-7相應(yīng)的磨損系數(shù)如下表所示
尺寸的編號
尺寸大小
尺寸公差
磨損系數(shù)
a
0.058mm
1
b
0.048mm
1
c
0.04mm
1
d
0.058mm
1
e
0.04mm
1
f
0.048mm
1
3.3.6 壓力中心的計算
由圖可知壓力中心一定在Y軸上，只需計算出圖中標(biāo)注的幾部分的Y值即可，圓弧的壓力中心位置可由文獻(xiàn)（1）P63式（3-27）求得。
理論壓力中心與模具中心的偏移量較小，所以直接取凹模幾何中心為壓力中心。
2.4 模具的總體設(shè)計
2.4.1 模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用單工序沖壓，所以模具類型為單工序落料模，又由于精度要求不高，所以選用后側(cè)導(dǎo)柱型模座。
圖2.4.1
2.4.2 定位方式的選擇
導(dǎo)料采用導(dǎo)料板，并采用擋料銷、初始擋料銷定位。
2.4.3卸料方式的選擇
由于材料較軟，在沖壓過程中板料可能發(fā)生翹曲變形，必須添加壓料裝置，所以采用彈性卸料和下出料方式。
2.4.4 導(dǎo)向方式的選擇
由于工件的結(jié)構(gòu)較為簡單，同時為了節(jié)約生產(chǎn)成本，簡化模具結(jié)構(gòu)降低模具制造難度，方便安裝調(diào)整，該單工序落料模采用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套式落料模。
2.5 模具零部件設(shè)計
2.5.1 整體式凹模
沖裁時凹模承受沖裁力和側(cè)向壓力的作用，受力情況比較復(fù)雜，通常根據(jù)沖裁的板料的厚度和沖裁件的輪廓尺寸按經(jīng)驗公式來確定，由文獻(xiàn)（1）p86式（3-41）、（3-42），查表3-24中的凹模厚度系數(shù)k=0.5，得凹模的尺寸為：
2.5.2 凸模
由工件形狀可知凸模形式為非圓形凸模，且通過分析比較：落料凸模截面較大，為固定方便采用圓凸臺固定較為可靠。
凸模長度計算：
L=h+（15~20）mm；
上式中，--凸模固定板厚度；
--卸料板厚度；
--導(dǎo)尺厚度
L—凸模長度。
15~20mm——包含凸模進(jìn)入凹模的深度、凸模修磨量、沖模在閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的距離。
凸模長度由上表可查得, L=50 mm
由于此工件的形狀較為復(fù)雜，加工時比較適合采用線切割加工，考慮到加工工藝性要求，凸模采用直通式，固定方式采用鉚接式，凸模的長度取為50mm,
當(dāng)凹模的尺寸確定之后，由文獻(xiàn)(3)p128表5-3得彈壓卸料縱向和橫向送料典型組合尺寸（GB/T8066.2-95）
2.5.3模架的選用
零件名稱
零件數(shù)
零件尺寸(mm)
凸模
1
42
配用模架閉合高度（H）
最大
最小
150
130
墊板厚度
1
8
固定板厚度
1
8
卸料板厚度
1
14
導(dǎo)料板
(長度厚度)
1
100X8
凹模厚度
1
16
凹模固定螺釘
4
M8
承料板
固定螺釘
4
M8
凹模固定銷定
4
導(dǎo)料板
固定螺釘
4
卸料彈簧
4
設(shè)計時根據(jù)卸料力選取
卸料螺釘
4
8X35
凸模固定螺釘
4
M8X35
凸模固定銷釘
4
M8X35
由于工件精度要求不太高，且考慮模具結(jié)構(gòu)簡單。故選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架。
由 [3] 105頁表4-6可查得
表2 模座尺寸（單位：mm）
凹模周界
L
142
B
142
模座厚度H
上模座
36
下模座
3
上模座寬度L
110
導(dǎo)柱孔間距S
116
導(dǎo)柱孔中心與上、下模座中心的距離A
75
導(dǎo)柱孔中心與上、下模座最大距離A
110
模座導(dǎo)柱凸緣半徑 R
32
上、下模座凸緣長度 l
60
上模座D(H7)
基本尺寸
32
極限偏差
下模座d（R7）
基本尺寸
20
極限偏差
2.5.4 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選用
由模架尺寸選用導(dǎo)柱導(dǎo)套，選用滑動導(dǎo)柱B型及滑動導(dǎo)套B型，由 [4] 78頁表3-38及表3-39 可查得導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸如下表：
表4 導(dǎo)柱尺寸（單位：mm）
導(dǎo)柱直徑d
基本尺寸
20
極限偏差
h5
h6
導(dǎo)柱長度L
100--130
表5 導(dǎo)套尺寸（單位：mm）
導(dǎo)套外圓直徑D
基本尺寸
20
極限偏差
導(dǎo)套長度L
65
導(dǎo)套上端尺寸H
23
2.5.5 壓力機(jī)的選用
由前面沖裁力計算結(jié)果可知F= 88.71KN。由模具的設(shè)計及實際情況考慮選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-25。具體參數(shù)見下表：
表 6開式雙柱可傾壓力機(jī)參數(shù)
d
基本尺寸
32
極限偏差
0.050
d1
M20X1.2
L
79
L1
56
L2
3
S
27
d2
18
d3
11
d4
M6
b
3.5
c
1.5
三、模具裝配
根據(jù)落料模的特點，先裝上模，再裝下模較為合理，并調(diào)整間隙，試沖，返修。具體過程如下。
設(shè)計總結(jié)
通過大學(xué)三年的學(xué)習(xí)，使我對模具這個專業(yè)從一無所知到現(xiàn)在熟練掌握專業(yè)知識，深入了解模具行業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)的重要位置，使我更加增強(qiáng)了今后在工作和學(xué)習(xí)中的信心。三年的學(xué)習(xí)中，我修讀了沖壓成形原理、沖壓成形工藝、模具設(shè)計與制造工藝及與本專業(yè)相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課，使我對沖壓技術(shù)的認(rèn)識更加深入。通過學(xué)習(xí)，我能從事中等偏復(fù)雜的沖壓工藝規(guī)程編制、沖模設(shè)計及沖模制造工藝的編制，能從事沖壓技術(shù)工作。
本設(shè)計的內(nèi)容為手指形墊片沖裁模設(shè)計，通過對手指形墊片的設(shè)計，基本掌握了對冷沖模設(shè)計的方法及步驟，對冷沖模有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識，對模具的制造方法和制造過程更加熟悉，為今后的工作積累了豐富寶貴的經(jīng)驗。
通過這次設(shè)計，我更加深入地學(xué)習(xí)了冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設(shè)計、模具設(shè)計及沖模制造三方面內(nèi)容，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補(bǔ)充、相互依存的關(guān)系。
冷沖壓工藝設(shè)計是針對給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設(shè)備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計算、設(shè)計過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。
沖壓模具設(shè)計則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認(rèn)真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設(shè)計計算并構(gòu)思出與沖壓設(shè)備想適應(yīng)的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的整個設(shè)計繪圖過程。
沖模制造是根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、模具材料、尺寸精度、形位精度、工作特性和使用壽命等項要求，綜合考慮各方面的特點，并充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的一切特長，正確選擇加工方法和裝配方法，選出最佳加工方案，制定出合理的沖模加工工藝規(guī)程的過程。
通過這次設(shè)計，我也更認(rèn)識到除了正確掌握和應(yīng)用書本知識外，吸取他人的設(shè)計經(jīng)驗和勞動成果也是非常重要的。
致謝
對三年來辛勤教導(dǎo)我的老師和學(xué)校致以最崇高的敬意！
對本次畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)我和給予我最多的老師表示我最衷心的感謝!畢業(yè)設(shè)計開始以來，有幸多次聆聽老師的教誨。老師以他寬廣的知識、高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)識、在實際生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗。拓寬了我的視野和思維，更為重要的是老師以他對事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達(dá)的胸襟，時刻都在潛移默化地影響著我，這將使我終生受益。
參考文獻(xiàn)
[1] 《沖壓模具設(shè)計與制造》高等教育出版社 劉建超、張寶忠主編
[2] 《公差配合與技術(shù)測量》機(jī)械工業(yè)出版社 薛彥成主編
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[4] 《冷沖模設(shè)計》 機(jī)械工業(yè)出版社 丁松聚主編
[5] 《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》 機(jī)械工業(yè)出版社 王芳主編
[6] 《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》 機(jī)械工業(yè)出版社 模具實用技術(shù)叢書編委會 編
（許發(fā)樾主編）
[7] 《沖模設(shè)計手冊》 模具手冊之四 機(jī)械工業(yè)出版社 《沖模設(shè)計手冊》編寫組編著 責(zé)任編輯：劉彩英
[8] 《沖壓手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 王孝培主編
[9] 《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》化學(xué)工業(yè)出版社 郝濱海主編
[10] 《沖壓工藝與模具設(shè)計》機(jī)械工業(yè)出版社 馬正元、韓啟主編
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