沖壓模具課程設(shè)計(jì)

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1、 目 錄1. 沖壓件工藝性分析（1）2. 沖壓工藝方案的確定（3）3. 主要設(shè)計(jì)計(jì)算（1）排樣方式的確定以及計(jì)算（3）（2）壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算（3）（3）沖壓力的計(jì)算（4）（4）工作零件刃口尺寸計(jì)算（4）（5）卸料橡膠的設(shè)計(jì)（5）4. 模具總體設(shè)計(jì) （1）模具類型的選擇（5）（2）定位方式的選擇（5）（3）卸料，出件方式的選擇（6）（4）導(dǎo)向方式選擇（6）5. 主要零部件設(shè)計(jì) （1）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（6）（2）定位零件的設(shè)計(jì)（8）（3）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)（8）（4）卸料板部件設(shè)計(jì)（8）（5）模架及其他零部件設(shè)計(jì)（8）6模具總裝圖 7沖壓設(shè)備的選定（8）8.工作零件的加工工藝（8）9. 模具的

2、裝配（10）主要參考文獻(xiàn)（12）設(shè)計(jì)小結(jié)（12）級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)說(shuō)明任務(wù)描述：工件名稱：沖孔落料件工件簡(jiǎn)圖：如下圖 生產(chǎn)批量：大批量材料：紫銅材料厚度：1mm要求：1.完成模具總裝圖（3D電子文檔）； 2.完成總裝配圖，圖紙符合國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)； 3繪制工程圖，圖紙符合國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)； 4編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（A4紙打印） 工件圖1.沖壓件工藝性分析此工件只有沖孔和落料兩個(gè)工序。材料為紫銅，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)果簡(jiǎn)單，有2個(gè)直徑8mm的孔；孔與孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，工件的尺寸全部為自由公差，可看著IT14級(jí)，尺寸精度底，普通沖裁就能滿足要求。2。沖壓工藝方案的確定該工件包括落料 沖孔

3、 兩個(gè)基本工序，可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)。方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序兩套模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需一套模具，工作精度及生產(chǎn)效率都比較高，但制造難度大，并且沖壓成品件留在模具上，清理模具上的物料影響沖壓速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，由于工件精度要求不高，完全能滿足工件技術(shù)要求。所以經(jīng)過(guò)比較，采用方案三最為合適。3.主要設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）排樣方式的確定以及計(jì)算 設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模，先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。工

4、件圖可視為一矩形中間兩個(gè)孔，直排材料利用率最高。如圖一所示的排樣方法，可減少?gòu)U料。第一次沖裁使用活動(dòng)擋料銷，然后第二次可用固定擋料銷。搭邊值取1mm，壁厚取1.5mm，條料寬度為63.5mm，步距為21mm，一個(gè)步距的材料利用率為76% （2）壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算畫出凹模型口圖如下；通過(guò)軟件得出壓力中心點(diǎn)（-2.89，0）。（3）沖壓力的計(jì)算 該模具采用級(jí)進(jìn)模，選擇彈性卸料，下出件。沖壓力的相關(guān)計(jì)算見(jiàn)表1根據(jù)計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選擇 J23-25。 表一 條料及沖壓力的相關(guān)計(jì)算 項(xiàng)目分類項(xiàng)目公式結(jié)果備注排樣沖裁件面積AA=4020+10-241013.5條料寬度BB=60+21.5+0.5

5、64mm=1mm,=1.5mm步距SS=20+121mm一個(gè)步距的材料利用率100% = 100%76%沖壓力沖裁力FF=KL=1.392.56116019252NL=92.56mm卸料力= F=0.0419252770N查表得=0.04推件力=F=80.06192529241N取8沖壓工藝總力=F+=19252+770+924129263N彈性卸料下出件（4）工作零件刃口尺寸計(jì)算 在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對(duì)較簡(jiǎn)單,適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，這種加工方法可以保證這些零件

6、各個(gè)孔的同軸度，使裝配簡(jiǎn)化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分開(kāi)加工的方法來(lái)計(jì)算，具體計(jì)算見(jiàn)表二所示。表二 工作零件刃口尺寸的計(jì)算尺寸及分類尺寸轉(zhuǎn)換計(jì)算公式結(jié)果備注落料R10R10R=9.91查表得沖裁雙面間隙=0.07 mm=0.05 mm磨損系數(shù)X=0.5，模具按IT14級(jí)制造。校核滿足R=9.885沖孔88=8.18=8.205孔心距40400.62=400.155（5）卸料橡膠的設(shè)計(jì) 卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算見(jiàn)表三。選用的4快橡膠板的厚度無(wú)比一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。 表三 卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目公式結(jié)果備注卸料板工作行程4 mm為凸模具凹進(jìn)卸料板的高度1mm

7、，為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度2mm，為凸模修磨量取5mm,取為的25%，選用4個(gè)圓筒形橡膠橡膠工作行程9 mm橡膠自由高度36 mm橡膠的預(yù)壓縮量5.4 mm每個(gè)橡膠承受的載荷192.5N橡膠的外徑D46 mm校核橡膠自由高度0.51.5滿足要求橡膠的安裝高度30.6 mm4. 模具總體設(shè)計(jì) （1）模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)沖壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模。（2）定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無(wú)側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置可由活動(dòng)擋料銷定距。 （3）卸料，出件方式的選擇 因?yàn)楣ぜ虾?mm，相

8、對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 （4）導(dǎo)向方式選擇 為了提高模具壽命和工件治療，方便安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 5. 主要零部件設(shè)計(jì) （1）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a.落料凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，2個(gè)M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5?？傞L(zhǎng)L可按公式計(jì)算： L=+h=14.4+14+1+20.6=50mm落料凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示 b.沖孔凸模 因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺(tái)階式，加工簡(jiǎn)單，便于裝備與更

9、換。沖孔凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示。 c.凹模 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模具在模架上的位置時(shí)。要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄范圍內(nèi)。其輪廓尺寸可按公式計(jì)算： 凹模厚度H=kb=0.3x60=18，為了方便橡膠安裝，取H=25 凹模壁厚c=（1.5-2）H=27-36m，取c=40 凹模寬度 B=b+2c=60+2x40=140 取B=150 凹模長(zhǎng)度 L取130mm（送料方向） 凹模輪廓尺寸為13015025mm，凹模結(jié)構(gòu)如圖所示 凹模（2）定位零件的設(shè)計(jì) 落料凸模下部設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正銷，借用工件直徑8mm的的兩個(gè)孔作為導(dǎo)正孔。導(dǎo)正銷采用H7/r6安裝在落料

10、凸模端面，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用H7/r6配合。（3）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) 導(dǎo)料板內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間間隙取1mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板厚度取4mm，采用45鋼制作，熱處理硬度為40-45HRC，用螺釘固定在凹模上。導(dǎo)料板上有活動(dòng)擋料銷凹槽。（4）卸料板部件設(shè)計(jì) a.卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為8mm。采用45鋼制造，淬火硬度為40-45HRC。 b. 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置4個(gè)螺釘，公稱直徑為8mm，螺紋部分為M64。 （5）模架及其他零部件設(shè)計(jì) 該模具采用對(duì)角式導(dǎo)柱模架，導(dǎo)柱分別為28100,導(dǎo)套分別為2842x95

11、。上模座厚度取40mm，上墊板厚度取10mm，固定板厚度取15mm，下模座厚度取45mm，那么該模具的閉合高度： =40+10+50+25+45-2=168mm式中：h2為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2mmL凸模長(zhǎng)度，L=50mm H凹模厚度，H=25mm可見(jiàn)該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23-25的最大裝模高度（220 mm），可以使用。6模具總裝圖通過(guò)以上設(shè)計(jì)，可得如圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模（3個(gè)）、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件/下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。條料送進(jìn)時(shí)采用活動(dòng)

12、擋料銷21作為粗定距，在落料凸模上安裝2個(gè)導(dǎo)正銷，利用條料上的孔作為導(dǎo)正銷孔導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。7沖壓設(shè)備的選定通過(guò)校核，選擇開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J23-25能滿足要求。起主要參數(shù)如下：公稱壓力：250kN滑塊行程：65mm最大閉合高度：270mm最大裝模高度：220mm連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度:55mm工作臺(tái)尺寸（前后x左右）：370x560 mm墊板尺寸（厚度x直徑）：50x200 mm模柄孔尺寸：40x60 mm最大傾斜角度：30度 8、模具零件的加工工藝 本副沖裁模，模具零件加工的關(guān)鍵在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對(duì)簡(jiǎn)單。表四所示為落料凸模

13、的加工工藝過(guò)程。 表四工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容工序簡(jiǎn)圖1備料將毛坯鍛成長(zhǎng)方體704060mm2熱處理退火3粗刨刨六面,互成直角，留單邊余量0.5mm4熱處理調(diào)質(zhì)5磨平磨六面，互成直角6鉗工劃線劃出各孔位置線、型孔輪廓線7加工螺釘孔、銷孔及穿絲孔按位置加工螺釘孔、銷孔及穿絲孔8熱處理按熱處理工藝，淬火，回火達(dá)到6064HRC9磨平面精磨上下平面10線切割按圖切割型孔達(dá)到尺寸要求11鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求12檢驗(yàn)9、模具的裝配 根據(jù)倒裝復(fù)合模裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝上模，再裝下模，并調(diào)整間隙，試沖，返修。具體的情況見(jiàn)表五所示。 表五序號(hào)工序工藝說(shuō)明1凹凸模預(yù)裝1）裝配前仔細(xì)檢查各凸模形

14、狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度，形狀。2）將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯洌瑱z查其間隙是否加工均勻。不適合的應(yīng)重新修磨或更換。2凸模裝配以凹?？锥ㄎ唬瑢⒏魍鼓７謩e壓入凸模固定板的形孔中，并牢固。3裝配上模1）在上模座上劃中心線，按中心線預(yù)裝凹模、墊板、凸模固定板2）在上模座上，用已經(jīng)加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔、攻絲3）將上模座、墊板、凸模固定板、凹模裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘4裝配下模1）在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸凹模與固定板組合裝入凹模，將上模翻轉(zhuǎn)2）預(yù)裝下模，劃出與凸凹模固定板相應(yīng)的螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔3）用螺釘將固定板組合、墊板

15、、下模座連接在一起，但不要擰緊4）將卸料板套裝在已裝入固定板的凸凹模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓縮量，使卸料板高出凸凹模下端約12mm5）復(fù)查凸凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘6）切紙檢查，合適后打入銷釘5試沖與調(diào)整裝機(jī)試沖，并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整1.上模座 2.導(dǎo)套 3.導(dǎo)柱 4.緊固螺釘 5.沉頭螺釘 6模柄 7.凸模固定板 8.卸料螺釘 9.墊板 10.圓柱銷 11. 卸料板 12.下模座 13.圓柱銷 14.凹模 15.沖孔凸模 16.落料凸模 17.導(dǎo)正銷 18.卸料橡膠 19.擋料銷 20.導(dǎo)料扳子模具總裝圖 主要參考文獻(xiàn)：1、 公差配合與技術(shù)測(cè)量，陳于萍，機(jī)械工業(yè)出版

16、社2、 機(jī)械制圖,劉少年主編，機(jī)械工業(yè)出版社3、 機(jī)械制造基礎(chǔ)，胡大超，高等教育出版社4、 金屬材料與熱處理，趙先仲，機(jī)械工業(yè)出版社5、 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)，司乃鈞，機(jī)械工業(yè)出版社6、 機(jī)械制造技術(shù)，李華，高等教育出版社7、 沖壓與成型設(shè)備，孫鳳勤主編，高等教育出版社8、 模具制造工藝學(xué)，郭鐵良，機(jī)械工業(yè)出版社9、 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造，劉建超、張寶忠主編，高等教育出版社10、 數(shù)控機(jī)床加工工藝與設(shè)備，趙長(zhǎng)明，機(jī)械工業(yè)出版社 設(shè)計(jì)小結(jié)通過(guò)本次沖壓模具的設(shè)計(jì)，讓我又對(duì)這門課程有了重新的了解。讓我學(xué)到了不同與課堂的新東西，增加了自己的動(dòng)手能力。雖然我設(shè)計(jì)的模具不一定好，但是，我覺(jué)得通過(guò)不斷努力，我可以設(shè)計(jì)一套實(shí)用的好模具！這次的設(shè)計(jì)也讓我鞏固了軟件知識(shí)，制圖知識(shí)，收獲頗豐！ 13