冷沖壓模具設計 墊片的落料沖孔復合模具畢業(yè)設計說明書

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1、 表1-7 江門職業(yè)技術學院 學生畢業(yè)論文（設計） 摘要： 本文通過在江門職業(yè)技術學院的學習,設計該零件的沖裁模.首先對沖壓件進行工藝性分析,對沖壓模具總體結構設計,畫裝配圖. 沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）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 關鍵字: 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)成本低而廣泛應用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術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注。早在1989年3月中國政府頒布的《關于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，將模具列為機械

3、工業(yè)技術改選序列的第一位。 模具工業(yè)既是高新技術產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領域中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幾千副，價值上億元。為了適應市場的需求，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 沖壓模具總體結構設計 ....................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 沖壓模具工藝與設計計算...................9 4.1 排樣設計與計算...............................9 4.2 設計沖壓力與壓力中心,初選壓力機. ............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)凹模的設計...................................13 (2)凸模的設計...................................14 (3)凸凹模的設計..................................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壓力機的校核.................................21 5.6級進模具的裝配圖.............................22 六 總結..............................................23

10、 七 致謝..............................................24 八 參考文獻.........................................25 墊片的沖孔落料復合模具畢業(yè)設計 一．沖壓件 沖壓件圖如下圖所示: 沖壓技術要求: 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鋼結構簡單,抗剪強度為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。工件結構相

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,復合沖裁和級進沖裁三種： 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、：復合模：若采用復合沖,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合模。 三.沖壓模具總體結構設計 3.1模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用復合沖裁模. 3.2 導向與定位方式 導向形式：滑動導柱導套導向 定位方式：板料定位靠導料銷和彈簧彈頂?shù)幕顒訐趿箱N完成，因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用的是導料板，無側壓裝置?？?/p>

13、制條料的送進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 該模具采用后側導柱模架，以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。 四． 沖壓模具工藝與設計計算 4．1 排樣設計與計算 1.根據(jù)零件形狀和增大利用率而采用斜排。 2.搭邊值設定：查表2.5.2得a1=2.5 a=2.8 3.條料寬度與導料板間距離計算 采用無側壓裝置條料寬度與導料板間距離 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 設計沖壓

15、力與壓力中心,初選壓力機. (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 因此可選壓力機型號為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).凹模設計 各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床

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,查有關國家標準,并無厚度合適,因此我選LXB

21、為標準尺寸,得LXB=160X125 凹模材料的選用:材料選用Cr4WmoV。 (2).凸模設計 凸模材料：參照沖壓模具設計與制造選用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，沖孔凸模結構如圖： 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)標準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,卸料板上設置4個卸料螺釘,公稱直徑為12mm 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個導料銷,用于條料送進的定位.在送進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)凸凹模可設計出卸料板如圖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導柱25X160, 導套:25X95X38, 模柄: 由壓力機的型號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,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 壓力機的校核 (1).公稱壓力 根據(jù)公稱壓力的選取壓力機型號為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

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)前面的設計與分析,可以得出如級進模具的總張圖 如圖5-1所示: 5-1 復合?？傃b圖 1. 模柄，2.上模座,3.凸模,4.導套,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 在大學的學習過程中，畢業(yè)設計是一個重要的環(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)設計和實際工作有機的結合起來。 此次的畢業(yè)設計是我們從大學畢業(yè)走向未來工作的重要一步，從最初的選題、開題到計算、繪圖直到完成設計，期間查找資料、老師們的指導與同學的交流，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。不但使我更進一步理解和懂得了以前學到的知識而且還把以前課本上學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)設計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次實際檢驗和鞏固，畢業(yè)設計收獲很多，提高自己的繪圖能力。但是畢業(yè)設計也暴露出自己專業(yè)基礎的很多不足之處，比如

28、缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解。 這次實踐是對自己大學所學的一次大的檢閱，使我明白了自己知識還很淺薄。雖然馬上要畢業(yè)了但是自己的求學之路還很長，以后更應在工作中學習，努力使自己成為一個對社會有所貢獻的人。 七 致謝 首先感謝江門職業(yè)技術學院，給我提供這么好的學習生活環(huán)境，在校學習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和大力支持下完成的。楊海鵬老師以其嚴謹求實的治學態(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和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(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，再次對關心、幫助我的老師和同學表示衷心地感謝 八 參考文獻 <<模具制造技術>> <<機械制圖 >> <<冷沖壓工藝和模具設計>> 25