“墊片”零件沖壓工藝及模具設計

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1、九片學院JIU JIANG UNIVERSITY課程設計題目 墊片”零件沖壓工藝及模具設計院系機械與材料工程學院專業(yè)模具設計與制造姓名XXX年級XXX指導教師XXX2014年5月、乙/刖己 1第一章 概論 21.1 沖壓的概念和其加工特點 31.1.1 沖壓的概念 31.1.2 沖壓技術的加工特點 31.2 沖壓技術和模具工業(yè)的重要地位 41.3 沖壓工序的分類 51.4 沖壓模具技術的發(fā)展前景 5第二章沖裁件的工藝設計62.1 沖裁件的工藝性分析 62.1.1 結構工藝性分析 62.1.2 尺寸精度和粗糙度分析 72.1.3 沖裁件材料分析 72.1.4 生產批量分析 82.2 工藝方案的確

2、定 82.3 沖裁件的排樣與搭邊值的確定 82.3.1 排樣方式的確定 82.3.2 搭邊值與條料寬度的確定 92.3.3 材料利用率的計算 112.4 沖裁力和壓力中心的計算 112.4.1 沖裁力的計算 112.4.2 卸料力、推件力的計算 112.4.3 沖模壓力中心的確定 132.5 壓力機的選用 132.5.1 壓力機的分類 132.5.2 壓力機類型的選擇 13第三章沖裁模結構設計143.1 沖模分類及其特點 143.1.1 沖裁模的分類143.1.2 沖裁模的特點分析 143.2 沖裁模具的選擇 153.3 沖模零部件分類及功能 153.4 凸、凹模刃口尺寸的計算 163.4.1

3、 凸、凹模刃口尺寸計算的依據和計算原則 173.4.2 凸、凹模刃口尺寸的計算方法 183.5 沖模主要零部件結構設計 213.5.1 工作零件 213.5.2 定位零件 243.5.3 卸料、推件零件 253.5.4 模架及其零件 253.5.5 其他支撐零件 263.5.6 彈性元件（橡膠）的選用與計算 26結束語 27參考文獻 29謝辭 295/15/2014編刖百冷沖壓工藝應用范圍十分廣泛，具有效率高、精度高、質量穩(wěn)定、材料利用率高、 操作簡易、適合批量生產及實現制造自動化；在國民經濟的各個部門中，幾乎都有沖壓加工產品。本設計主要對沖孔、落料的沖壓工藝分析、數據的計算及根據工件選取沖壓

4、的L方法并進行對凸、凹模及其他輔助零件的設計，主要是進行毛坯尺寸、排樣、工序尺寸、沖壓壓力、壓力中心、模具工作部分尺寸等工藝計算，力爭以最好的性價比設計了模具各零件的結構及裝配關系，在此基礎上確定模具的外形，完成了裝配圖和非標準的零件圖。最后確定壓力機類型及主要參數。在設計過程中主要注重于設計的方法與需要注意的事項。9第一章概論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

5、主要方法之一，隸屬于材料成型工程。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料(金屬或非金屬)批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。與機械加工及塑件加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現如下。(1) 沖壓加工的生產效率高，且操作方便，易于實現機械化和自動化。(2)沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不壓件的表面質量，而模具的壽命一般較長，所以

6、沖壓的質量穩(wěn)定，互換性好，具有 “一模一樣” 的特征。(3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加工沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。(4)沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需要其它加熱設備，因為是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產中采用的沖壓工藝方法也是各種各樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類：分離工序是指將坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質量的沖壓(俗稱沖壓件)的工序；成形工序是指使坯料在不破壞的

7、條件下產生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉伸和成形四種基本工序，每種基本工序還包括有多種單一工序。在實際生產中，當沖壓件的生產批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經濟甚至難于達到要求。這時在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內完成，稱為組合的方法不同。復合沖壓在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一個工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。級進沖壓在壓力機上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。

8、復合-級進 在一副沖模上包括復合和級進兩種方式的組合工序。沖模的結構類型也很多。通常按工序性質可分為沖裁模、彎曲模、拉伸模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環(huán)。1.1 沖壓的概念和其加工特點1.1.1 沖壓的概念

9、靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）的成形加工方法。1.1.2 沖壓技術的加工特點：沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件。以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達微米級，且重復精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。冷沖壓件一般不再經切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。沖壓是高效的生產方法，采用復合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機（單工位或多工位的）上完成多道沖壓工序

10、，實現由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產。生產效率高，勞動條件好，生產成本低，一般每分鐘可生產數百件。 與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現如下：（ 1） 沖壓加工的生產效率高，且操作方便，易于實現機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。（ 2） 沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質量穩(wěn)定,互換性好 ,具有 “一模

11、一樣 ” 的特征。（ 3） 沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。（ 4） 沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。由于沖壓具有如此優(yōu)越性，沖壓加工在國民經濟各個領域應用范圍相當廣泛。例如，在宇航，航空，軍工，機械，農機，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，醫(yī)療器具，日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個產業(yè)界都用到它，而且每個人都直接與沖壓產品發(fā)生聯系。像飛機，火車，汽車，拖拉機上就有許多大，中，小型沖壓件。小轎

12、車的車身，車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據有關調查統(tǒng)計，自行車，縫紉機，手表里有80%是沖壓件；電視機，收錄機，攝像機里有90%是沖壓件；還有食品金屬罐殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不銹鋼餐具，全都是使用模具的沖壓加工產品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。1.2 沖壓技術和模具工業(yè)的重要地位沖壓模具是大批生產同形產品的工具，是工業(yè)生產的主要工藝裝備。沖壓模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)。沖壓模具可保證沖壓產品的尺寸精度，使產品質量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產品表面。用沖壓模具生產零部件可以采用冶金廠大量生產的廉價的軋制鋼板或鋼帶為坯料，且在生產中不需加熱，具有生產效率高、質量好、重量。輕、成本低

13、且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當代工業(yè)生產的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F代制造工業(yè)的發(fā)展和技術水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。目前，工業(yè)生產中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產品的生產率和質量。一般壓力機加工，一臺普通壓力機設備每分鐘可生產零件幾件到幾十件，高速壓力機的生產率已達到每分鐘數百件甚至上千件。據不完全統(tǒng)計，飛機、汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表等產品，有60左右的零件是用模具加工出來的；而自行車、手表、洗衣機、電冰箱及電風扇等輕工產品，有90左右的零件是用模具加工出來的；至于日用五金、餐具等物品的大批量生產基本上完全靠模具來

14、進行。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識。1.3 沖壓工序的分類沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質量要求（表 1）。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產中 ,常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。1.4 沖壓模具技術的發(fā)展前景在國家產業(yè)政策的正確引導下，經過幾十年努力，現在我國沖壓模具的設計與制造能力已達到較高水平，包括信息工程和虛擬技術

15、等許多現代設計制造技術已在很多模具企業(yè)得到應用。雖然如此，我國的沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這一些主要表現在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面基本達到了國際水平，模具結構周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達到國際水平。但總體上和國外多工位級進模相

16、比，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，仍存在一定差距。汽車覆蓋件模具制造技術正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應用已越來越多。NC、DNC技術的應用越來越成熟，可以進行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質量，縮短了模具的制造周期。模具表面強化技術也得到廣泛應用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術越來越被認可，碳化物被覆處理（ TD處理）及許多鍍（涂）層技術在沖壓模具上的應用日益增多。真空處理技術、實型鑄造技術、刃口堆焊技術等日趨成熟。激光切割和激光焊技術也得到了應用。第二章 沖裁件的工藝設計2

17、.1 沖裁件的工藝性分析2.1.1 結構工藝性分析名稱：墊片批量：大批量材料：10號鋼厚度：0.5mm該零件的外形規(guī)則結構對稱，適用于普通沖壓加工，材料為10號鋼，厚度t=0.5mm,零件無特殊要要求，按IT=14級選取。2.1.2 尺寸精度和粗糙度分析其公差查互換性與測量技術基礎P18頁得到如下圖： 一 9-0-36由于t=0.5mm,所以近似粗糙度為612-0.433微米OI9SB2.1.3 沖裁件材料分析材料為10號鋼，厚度t=0.5mm,零件無特殊要要求，按IT=14級選取2.1.4 生產批量分析該零件的外形規(guī)則結構對稱，適用于普通沖壓加工，零件無特殊要要求，適 合大批量生產。2.2

18、工藝方案的確定該工件包括落料沖孔兩個基本工序，可有以下幾種方案：方案一：先落料后沖孔，采用單工序模生產。方案二：先沖孔后落料，采用級進模生產。方案三：沖孔落料同時進行，采用復合膜生產各方案的特點比較如下：方案一：結構簡單制造方便，但需要兩道工序，兩幅模具，成本相對較高， 生產效率低，在第一道工序完成后進入第二道工序，必然會增加誤差，使工件精 度降低，達不到要求，故不選用。方案二：級進模能滿足生產效率高的要求，但其難以保證內部的相對精度， 故不選用。方案三：復合膜適用于生產效率高，精度高，結構形狀簡單的工件，其最窄 的距離為4,而工件厚度為t=0.5mm,能滿足a 1.5t的要求。故選用此方案。

19、2.3 沖裁件的排樣與搭邊值的確定2.3.1 排樣方式的確定可采用以下兩種排樣方式方案一：少廢料排樣方案二：無廢料排樣由于該工件結構比較簡單，無論采用一方案還是二方案都能滿足要求。相比 而言少廢料排樣材料利用率低，但無廢料排樣會加快模具的磨損，使模具壽命減 少，弁直接影響工件的斷面質量，所以采用少廢排樣即一方案。2.3.2 搭邊值與條料寬度的確定查沖壓模具與制造表搭邊值如下：表1搭邊值和側邊值的數值材料厚度t圓件及A2t圓角矩形邊K.IW50矩形邊長150或1川用0.10.50.0450.0550.0630.080.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.04

20、50.056.50.020.030.0250.03鋁、鋁合金、純銅、黃銅0.0250.080.020.060.30.070.030.09大搭邊和輪廓復雜說取上限值。卸料力,：.?.推件力1八1 I I頂件力、D.式中F沖裁力（N）;n同時梗塞在凹模內的工件（或廢料）數； n=h/th凹模洞口的直壁高度（mm）;t材料厚度（mm）;NFKFxx059.19188.34873055.0卸料力推件力i.i：頂件力根據模具結構，總的沖壓力為NFnKFTT0494 .21978.348730 63.01N428124.4177 8FFTKFFFDx2.4.3沖模壓力中心的確定模具壓力中心是諸沖壓合力作用

21、點的位置，為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機 滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌間產生過大磨損，模具導向零件加速磨損，降 低了模具和壓力機的使用壽命。模具的壓力中心，可按以下原則來確定(1)對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁的幾何中心。(2)工件形狀相同且分布對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。(3)各分力對某坐標軸的力矩之代數和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出 合力作用點的坐標位置0,0 (x=0, y=0),即為所求模具的壓力中心。22110xlxlxlx21LLL22110xlXlxly21lll由于該零件是一個

22、矩形圖形，屬于對稱中心零件，所以該零件的壓力中心在 圖形的幾何中心。處。如圖2.5壓力機的選用2.5.1 壓力機的分類常用壓力機有開式雙柱可傾壓力機、閉式單點壓力機、單柱固定臺壓力機、 開式雙柱固定臺壓力機等。2.5.2 壓力機類型的選擇34壓力機公稱壓力的確定：對于沖裁工序，壓力機的公稱壓力應大于或等于沖裁時總壓力的1.1-1.3倍,即KNFP5 5-47）3.11.1（根據冷沖壓模具設計指導書p210頁初選壓力機為：開式雙柱可傾壓力機J23-6.3。第三章沖裁模結構設計3.1 沖模分類及其特點3.1.1 沖裁模的分類沖裁模是沖裁工序所用的模具。沖裁模的結構型式很多，為研究方便，對沖1 .按

23、工序性質可分為落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模23 .按上、下模的導向方式可分為無導向的開式模和有導向的導板模、導柱 模、導筒模等。4 .按凸、凹模的材料可分為硬質合金沖模、鋼皮沖模、鋅基合金沖模、聚5 .按凸、凹模的結構和布置方法可分為整體模和鑲拼模，正裝模和倒裝模。6 .按自動化程度可分為手工操作模、半自動模、自動模。3.1.2沖裁模的特點分析模具沖裁模是將材料（原材料或半成品）分離成制件（沖壓件）。主要特點有：1）凸模、凹模刃口鋒利，弁有足夠的強度和硬度。2）凸模、凹模刃口之間的間隙，是影響制件 （沖壓件）要工藝參數。3）凡是對原材料進行沖裁的模具（例如落料模），都存在一個

24、怎樣提高原材料 利用率的問題，因此要認真仔細地進行排樣.弁選取合理的搭邊值。4）在沖裁過程中.沖裁力對模具和壓力機是一種沖擊載荷，它不僅影響工作 環(huán)境（振動、噪聲），而且對模具和壓力機會產生不良影響.在選用設備和設計模 具時應充分注意。5）沖裁模將原材料（或半成品）分離成制件和廢料兩部分，因此操作上存在放 取工件和排除廢料是否方便和安全等問題，要特別注意。3.2 沖裁模具的選擇大批量生產時，一般選用級進?；驈秃夏！Ｓ捎趶秃夏みm用于生產效率高， 精度高，結構形狀簡單的工件，其最窄的距離為4,而工件厚度為t=0.5mm,能滿足a L5t的要求，故采用復合模。3.3 沖模零部件分類及功能一般來說，沖

25、模都是由固定部分和活動部分組成，固定部分用壓板、螺栓緊 固在壓力機的工作臺上；活動部分固定在壓力機的滑塊上。通常緊固部分為下模， 活動部分為上模。上模隨著滑塊作上下往復運動，從而進行沖壓工作。任何一副沖模都是由各種不同的零件組成，也可以由幾十個甚至由上百個零件作成。但 無論它們的復雜程度如何，沖模上的零件都可以根據其作用分為五種類型。1 .工作零件工作零件是直接使被加工材料變形、分離，從而加工成工件，如凸模、凹模、 凸凹模等。2 .定位零件定位零件的作用是控制條料的送進方向和送進距離，確保條料在沖模中的正 確位置。定位零件有當料銷、導正銷、導尺、定位銷、定位板、側壓板和側刃等。3 .壓料、卸料

26、和頂料零件壓料、卸料與頂料零件包括沖裁模的卸料板、頂出器、廢料切刀、拉深模中 的壓邊圈等。這類零件的作用是保證在沖壓完畢后，將工件或廢料從模具中排出， 以使下次沖壓順利進行。而拉深模中的壓邊圈主要作用是防止板料毛坯發(fā)生失穩(wěn) 起皺。4 .導向零件導向零件的作用是保證上模對下模相對運動精確導向，使凸模和凹模之間保 持均勻的間隙，提高沖壓件的品質。如導柱、導套、導筒即屬于這類零件。5 .固定零件固定零件包括上模板、下模板、模柄、凸模和凹模的固定板、墊板、限位器、 彈性元件、螺釘、銷釘等。這類零件的作用是使上述四類零件連接和固定在一起， 構成整體，保證各零件的相互位置，弁使沖模能安裝在壓力機上。3.4

27、凸、凹模刃口尺寸的計算落料 如圖a為工件圖，圖b為沖裁該工件所用落料凹模刃口的輪廓圖，圖 中虛線表示凹模刃口磨損后尺寸的變化情況落料時應以凹模為基準件來配作凸模。從圖 b中可以看出，凹模磨損后刃口尺寸有變大、變小和不變三種情況：1)凹模磨損后變大的尺寸(圖中 A1和A2),按一般落料凹模尺寸公式計算, 系數x課本44頁表3-5得0.5代入公式得：品“,d5.0000max169.41)62.05.042()(4心 1: 10.0000max278.11)43.05.012()(2)凹模磨損后變小的尺寸(圖中 B1和B2),按一般沖孔凸模尺寸公式計算，因它在凹模上相當于沖孔凸模尺寸，系數 x都為

28、0.5,即：0 min72.8)18.064.8()( 41小0min69.29)31.038.29()(423)凹模磨損后無變化的型寸(圖中 C),即:009.0015.0凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配置，保證雙面間隙值為zz15.015.03.4.1凸、凹模刃口尺寸計算的依據和計算原則maxmin沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小,04.0 82.5) 18.064.5( )(836 .082 min凹模輪廓越磨越大，結果使間隙越用越大。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應區(qū)分 落料和沖孔工序，弁遵循如下原則:1 .設計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準，間隙取在凸

29、模上,即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以CC凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。2 .根據沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹?；境叽鐟〗咏虻扔诠ぜ淖钚O限尺寸；設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等 于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹在磨損到一定程度時，仍能沖出合格的零件。模具磨損預留量與工件制造精度有關。用X、表示，其中A為工件的公差值，x為磨損系數,其值在0. 51之間，根據工件制造精度進行選取:工件精度IT10以上X=1 工件精度IT11IT13 X=0.75工件精度IT14 X=0.5Zmin)。3 .

30、不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（4 .選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高24級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按I T 6I T 71/4來選取;1/8弁冠以級來選??；對于形狀復雜的刃口制造偏差可按工件相應部位公差值的 對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應部位公差值的(力。5 .工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應按人體”原則標注為單向公差，所謂 人體”原則是指標注工件尺寸公差時應向材料實體方向單向 標注。但對于磨損后無變化的尺寸，一般標注雙向偏差

31、。3.4.2凸、凹模刃口尺寸的計算方法由于沖模加工方法不同，刃口尺寸的計算方法也不同，基本上可分為兩類。1.按凸模與凹模圖樣分別加工法這種方法主要適用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工件，因沖裁此類工件的凸、 凹模制造相對簡單，精度容易保證，所以采用分別加工，設計時，需在圖紙上分 別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。沖模刃口與工件尺寸及公差分布情況如圖2.4.1所示。其計算公式如下:h圖2.4.1沖模刃口與工件尺寸及公差分布(1)落料設工件的尺寸為D-A ,根據計算原則，落料時以凹模為設計基準。首先確 定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺 寸減小最小合理間隙值即得到凸模

32、尺寸。（2）沖孔設沖孔尺寸為d+A ,根據計算原則，沖孔時以凸模為設計基準。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凸模尺寸。冊=由 + XA）。，（243）d5=（* + Z -（九沁 + 工+（244）a 1 nnm *0 V mmmm *0/（3）孔心距孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為L兩個孔時，其凹模型孔中心距 可按下式確定。L, =L + Ad 8式中 Da. Dt落料凹、凸模尺寸；dT. dA沖孔凸.凹模尺寸；一落料件的最大極限尺寸；d.沖孔件孔的最小極限尺才；L、Ld工件孔心距和凹?？仔木?/p>

33、的公稱尺寸；A工件制造公差；最小合理間隙；x磨損系數；斗、必一凸、凹模的制造公差,其可按T T 61 T 了級來選取，也可查表241選取，或取后這。/億-工皿）.0.6（Z_-Z_）d表241娓則形狀（圜以 方形）沖裁時凸模. 凹模的制造總差 （mm）基本尺寸凸模偏差凹模偏差W180 0200.020 13 00.0200.02530800 0200.030301200l0230.033120-1800.0300.040A1802600.0300.04326。3 600.0350.050360-5000.0400,0605000.0500.070由上可ituil為了保證初始I司隙不超過Zmax

34、即3r + Jx+ZminZmaxt（5和普選取必須滿足以下條件見，凸、凹模分別加工法的優(yōu)點是，凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成 批制造。其缺點是，為了保證初始間隙在合理范圍內，需要采用較小的凸、凹模 具制造公差才能滿足 + W的要求，所以模具制造成本相對較高。2.凸模與凹模配作法采用凸、凹模分開加工法時，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必 須嚴格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。對于沖制薄材料（因 Zmax 與Zmin的差值很?。┑臎_模，或沖制復雜形狀工件的沖模，或單件生產的沖模， 常常采用凸模與凹模配作的加工方法。配作法就是先按設計尺寸制出一個基準件（凸?；虬寄＃?，然后根據基

35、準件 的實際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。這種加工方法的特點是模具的間隙由 配制保證，工藝比較簡單，不必校核+ 0的條件，弁且還可放大基準件的制造公差，使制造容易。設計時，基準件的刃口尺寸及制造公差應詳細標注，而配作 件上只標注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：凸（凹）模刃口按凹（凸）模實際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值 Zmin”。采用配作法，計算凸模或凹模刃口尺寸，首先是根據凸?；虬寄Ｄp后輪 廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大，變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計算。(1)凸模或凹模磨損后會增大的尺寸 一一第一類尺寸A落料凹?；驔_孔凸模磨損后將會

36、增大的尺寸，相當于簡單形狀的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式(2.4.1)相同 第一類尺A, = (Av - xA)A(247 )寸：模或凹模磨損后會減小的尺寸 一一第二類尺寸B沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會減小的尺寸，相當于簡單形狀的沖孔凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式(2.4.3)相同。第二類尺寸：4(3)凸模或凹模磨損后會基本不變的尺寸一一第三類尺寸C凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當于簡單 形狀的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式(2.4.5)計算。第三類尺寸：, 1 . 1 、C . = (C +

37、A) - A(249)式中 幺,、比、C模具基準件尺寸(mm)；J J J工件極限尺寸(mm);工件公差(mm)。3.5沖模主要零部件結構設計3.5.1 工作零件落料凹模板尺寸凹模厚度：ksll（其計算結果大于或等于15mm）其中b沖壓件最大外形尺寸：k系數，考慮板材厚度的影響，其值可查表 315.mmksH8.164.042考慮到推件塊的安裝空間和運動空間，凹模的實際厚度應增加取mmH20He ）2 5 1（凹模壁厚:一（其計算結果大于或等于 3040mm）mmHc)6.33 225()2 5.1(實際取C=30mm凹模長度：取.n 1 L I .凹模寬度：取 B=150mm所以，凹模輪廓尺

38、寸為 minmnimm20150150 ,為了保證螺孔間、螺孔與銷釘孔之間的強度和模具的壽命，一般開的孔與孔之間的距離、銷孔與螺紋孔之間的距離不應小于 5mm,螺紋孔與凹模刃口間的距離取大于兩倍mmCsL)16 2117()120 75(42)45 2(1mmCsB )1621 17()120 75(42) 45.2(1孔徑值。凹模結構圖如下圖所示:凸凹模的設計凸凹模的內、外緣均為刃口，內、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，為 保證凸凹模的強度，凸凹模應有一定的壁厚。凸凹模總長L:mmhhhL71183122321其中1h為凸凹模固定板厚度，2h為橡膠安裝高度，3h為彈性卸料板厚度。 其結構如

39、圖所示：沖孔凸模的設計因為凸摸為內孔凸模，選用直通式凸模，與凸模固定板采用H7/m6配合。凸模材料應選CM2,熱處理5862HRC。凸模的長度根據模具的具體結構確定，長度根據磨損量及固定板、凹模的厚度等來決定的即：mmhhhL75202530321其中1h為凸模固定板厚度，2h為沖孔凸模固定板,3h為落料凸模。其結構如圖所示:3.5.2 定位零件定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相對凸、凹模有正確的位置。定位零件 :定位零件是指保證條料或毛坯在模具中的位置正確的零件。包括導料板（或導料銷）、擋料銷等。導料板對條料送進起導向作用，擋料銷限制條料送進的位置。國家標準規(guī)定的固定擋料銷。3.5.3

40、 卸料、推件零件卸料裝置一般是彈性的,其基本零件是卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成，彈性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的0.60.8倍。卸料螺釘一般采用標準的階梯形螺釘，其數量按卸料板形狀與大小確定，卸料板為圓形時常用34個，為矩形時一般用46個。卸料螺釘的直徑大小可選812mm,各卸料螺釘的長度應一致，以保證卸料板水平和均勻卸料。彈性卸料裝置依靠彈簧或橡皮的彈力來卸料，卸較力不太大，但沖壓時可兼起壓料的作用。3.5.4 模架及其零件1、上下模座模座分帶導柱和不帶導柱兩種，根據生產規(guī)模和生產要求確定是否帶導柱的模座。本模具采用中間導柱、導套來保證模具上、

41、下模的精確導向?；瑒訉е?、導套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導柱的長度應保證上模座最底位置時（閉合狀態(tài)），導柱上端面與上模座頂面的距離17mm 。而下模座底面與導柱底面的距離為4mm。導柱的下部與下模座導柱孔采用H7/r6的過盈配合,導套的外徑與上模座導套孔采用H7/r6 的過盈配合。導套的長度，需要保證沖壓時導柱一定要進入導套10mm以上。導柱與導套之間采用H5/h5的間隙配合，導柱與導套均采用 T10A 材料，熱處理硬度滲碳淬硬5560HRC 。導柱的直徑、長度分別為：導柱：d/mrrix L/mm分別為小35X 230導套：d/mnix L/mnriX Dmm分別為

42、小 35X 125X 48,模座的的尺寸L/mmx B/mm為315mme 200mm。模座的厚度應為凹模厚度的1.52倍上模座的厚度為35 ，上墊板厚度取12，凸模固定板厚度取18 ，凸凹模固定板取22mm,卸料板取18mm,下模座的厚度為35mm。2、模柄本模具采用帶臺階的壓入式模柄。查表 2 35得到模柄尺寸如下mmd30 mmH73 、mmh25 mmdl 123.5.5其他支撐零件根據倒裝模形式特點：凹模板尺寸弁查標準 JB/T-6743.1-94,確定其他模具模板尺寸列于下表中：序號名稱長斕嗝(mm)材料數量1 上墊板 125X25X5 T8A 12凸模固定板 125X125M4

43、45鋼13卸料板125X25X0 45鋼14凸凹模固定板 125M25M4 45鋼15 下墊板 125X25 6 T8A 1根據模具零件結構尺寸，差表 GB/T2855.5-90選取后側導柱125X125標準架一副。3.5.6彈性元件(橡膠)的選用與計算(1)橡膠的形狀及數量由于橡膠允許承受的載荷較大，安裝靈活方便，因而是沖裁模中常見的彈性元件。假設數量為n=1(2)確定橡膠的自由高度0H工)(：,mmth5.40.531hh21工作其中：工作h卸料板工作行程1h為凸凹模凹進卸料板的深度，取 1mm2h為凸凹模沖載后進入凹模的深度 3mmt為材料厚度0.5mmmm10mm)5.55.4()10

44、5(54修其中：工h橡膠工作行程工作工hhH修h為凸凹模修磨量，取5.5mm綜合上述，寸3),：確走橡膠楠H縮量預H0H15%10)(預 Hmm4351k0%150 HH 預(4)橡膠的裝模高度約為:mm314-35-U預安HHH總裝配圖結束語在大學的學習過程中，課程設計是一個重要的環(huán)節(jié)。是我們步入社會與實際工作的一次極好的演示，我十分有幸把課程設計和實際工作有機的結合起來。經過一學期對模具整體結構和細節(jié)的學習與了解，為了更進一步的了解模具制造和加工，利用所學模具知識設計一套簡單的墊片沖孔落料復合模具，來鞏固所學模具知識。此次的課程設計是我們從大學畢業(yè)走向未來工作的重要一步，從最初的計算、繪圖

45、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。不但是我更進一步理解和懂得了解以前學到的知識而且還把以前課本上學到的知識連接在一起。系統(tǒng)的掌握了產品零件的成型工藝分析，模具結構設計的基本方法和步驟，非標準零件的設計基本方法。使我更進一步地學習和鞏固了綜合應用、模具課程設計以及相關的理論基礎和專業(yè)知識。此次課程設計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次實際檢驗和鞏固，課程設計收獲很多，提高自己的繪圖能力。學會了正確運用技術標準和資料，培養(yǎng)了認真負責、踏實細致的工作作風和嚴謹的科學態(tài)度，強化了質量意識和時間觀念，形成了從業(yè)的基本職業(yè)素質。但是課程設計也暴露出自己專業(yè)基礎的很多不足之處，比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解。1. 沖壓工藝及模具設計2. 冷沖壓模具設計指導3. 沖壓模具設計手冊參考文獻徐新成主編機械工業(yè)出版社2011王芳主編機械工業(yè)出版社2011王孝培主編機械工業(yè)出版社2009謝辭這次實踐是自己大學所學的一次大的檢閱，使我明白自己知識還很淺薄。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。