畢業(yè)設(shè)計（論文）墊片沖壓模具設(shè)計

1、摘摘 要要 摘要：摘要：近年來，我國家電工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè)，尤其是冷沖模具提出了 越來越高的要求，2004 年，冷沖模具在整個模具行業(yè)中所占比例已大大上升， 據(jù)有關(guān)專家預測，在未來幾年中，中國冷沖模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增長速 度達到 15%左右的較高速度的發(fā)展。 沖壓成型是金屬成型的一種重要方法，它主要適用于材質(zhì)較軟的金屬成型， 可以一次成型形狀復雜的精密制件。本課題就是將石化、化工、電力等行業(yè)的 法蘭密封結(jié)構(gòu)中的墊片作為設(shè)計模型，將冷沖模具的相關(guān)知識作為依據(jù)，闡述 冷沖模具的設(shè)計過程。 本設(shè)計對墊片進行的級進模設(shè)計，利用 auto cad 軟件對制件進行設(shè)計繪圖。 明確了設(shè)計思路，確

2、定了沖壓成型工藝過程并對各個具體部分進行了詳細的計 算和校核。如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運用可靠，保證了與其他部件的 配合。并繪制了模具的裝配圖和零件圖。 本課題通過對墊片的沖壓模具設(shè)計，鞏固和深化了所學知識，取得了比較滿 意的效果，達到了預期的設(shè)計意圖。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：沖壓模具 沖壓成型 模具設(shè)計 目目 錄錄 摘摘 要要 .i i 第一章第一章 零件工藝分析零件工藝分析 .1 1 1.1 工件材料.1 1.2 沖壓工序 .1 1.3 結(jié)構(gòu) .1 1.4 精度.1 1.5 公差 .1 第二章第二章 工藝方案的確定工藝方案的確定 .3 3 2.1 模具結(jié)構(gòu)形式選擇的基本原則 .3 2.2 備

3、選工藝方案 .3 2.2.1 備選工藝方案的比較 .3 2.3 工藝方案的確定 .4 2.3.1 工藝方案的分析 .4 2.3.2 工序組合方案的確定 .5 第三章第三章 主要數(shù)據(jù)的計算主要數(shù)據(jù)的計算 .6 6 3.1 零件毛坯尺寸確定排樣方式和計算材料的利用率 .6 3.1 工藝計算 .7 3.2.1 模間隙的確定 .7 3.2.2 凸、凹模刃口尺寸的確定 .8 3.2.3 沖裁力計算 .9 3.3 壓力中心計算 .10 第四章第四章 主要零件的設(shè)計和沖壓設(shè)備的選擇主要零件的設(shè)計和沖壓設(shè)備的選擇 .1212 4.1 凹模的設(shè)計 .12 4.1.1 凹模厚度的計算 .12 4.1.2 凸模長度

4、的計算 .12 4.1.3 其他模具模板尺寸 .12 4.2 主要工作零件強度校核 .13 4.2.1 凸凹模強度校核 .13 4.2.2 凸模強度校核 .13 4.2 配合模架尺寸選擇沖壓設(shè)備 .13 4.3 模具閉合高度確定 .13 4.4 模板類零件的固定 .14 4.5 主要零部件加工工藝過程卡 .14 第五章第五章 模具結(jié)構(gòu)分析及主要技術(shù)要求模具結(jié)構(gòu)分析及主要技術(shù)要求 .1616 5.1 模具結(jié)構(gòu)見解 .16 5.2 主要零件技術(shù)要求 .17 5.2.1 材質(zhì)和硬度 .17 5.2.2 尺寸精度 .17 5.2.3 表面形狀 .17 5.2.4 位置精度 .17 5.2.5 表面粗糙

5、度 .18 5.3 主要標準零件的選取 .18 5.4 模具總裝技術(shù)要求 .18 5.4 模具加工過程技術(shù)要求 .19 5.4 工作過程 .19 5.4 本模具結(jié)構(gòu)特點 .20 第六章第六章 總結(jié)與展望總結(jié)與展望 .2121 致致 謝謝 .2222 參考文獻參考文獻 .2323 附錄附錄 1 1 xxxxxxxxxxxx.2424 附錄附錄 2 2 bbbbbbbbbb.2424 第一章第一章 零件工藝分析零件工藝分析 1.11.1 工件材料工件材料 q235 塑性好，適合于制作各種型材，如板材、角鋼、槽鋼、工字鋼等；同 時它的焊接性能優(yōu)良，適合于制造各種焊接結(jié)構(gòu)。 圖 1-1 零件圖 1.2

6、1.2沖壓工序沖壓工序 由圖 1-1 可知零件只有沖孔和落料兩道工序。 1.31.3結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 對簡單，有兩個 10 的孔和四個凸臺，孔與孔， 孔與邊之間距離滿足沖 裁要求。 1.41.4 精度精度 全部為自由公差，可看作 it14 級尺寸公差，精度等級要求較低，普通沖裁 完全能滿足要求。 1.51.5公差公差 查公差表可得各尺寸公差為： 零件外形 ： 14.570.030 60.030、 17.570.030、 13.070.030、 3.70.030、 1.750.030 、 1.250.030 、 12.570.030 零件內(nèi)形： 10.430.030 孔 心 距： 32 0.31 根據(jù)以

7、上分析：該零件沖裁工藝性較好，綜合評比適宜沖裁加工。 第二章第二章 工藝方案的確定工藝方案的確定 2.12.1模具結(jié)構(gòu)形式選擇的基本原則模具結(jié)構(gòu)形式選擇的基本原則 (1) 能沖出符合技術(shù)要求的工件 (2) 能提高生產(chǎn)率 (3) 模具制造和修磨方模具有足夠的壽命 (4) 模具易于安裝調(diào)整，且操作方便、安全 2.2.2 2備選工藝方案備選工藝方案 共有三種工藝方案可供選擇 方案一：先沖孔，后落料，單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔落料復合沖壓，復合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔落料級進沖壓，級進模生產(chǎn)。 2.2.1 備選工藝方案的比較備選工藝方案的比較 表 2.1 各類模具結(jié)構(gòu)及特點比較 模具種類模具種類 比較

8、項目比較項目 單工序模單工序模 （無導向）（有導向）（無導向）（有導向） 級進模級進模復合模復合模 零件公差零件公差 等級等級 低一般可達 it13it10 級可達 it10it8 級 零件特點零件特點 尺寸不受限 制厚度不受 限制 中小型 尺寸厚 度較厚 小零件厚度 0.26mm 可加工復雜零件，如 寬度極小的異形件 形狀與尺寸受模具結(jié) 構(gòu)與強度限制，尺寸 可以較大，厚度可達 3mm 零件平面零件平面 度度 低一般 中小型件不平直，高 質(zhì)量制件需較平 由于壓料沖件的同時 得到了較平，制件平 直度好且具有良好的 剪切斷面 生產(chǎn)效率生產(chǎn)效率低較低 工序間自動送料，可 以自動排除制件，生 產(chǎn)效率高

9、 沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ?表面上，必須手動或 機械排除，生產(chǎn)效率 較低 安全性安全性 不安全，需采取安全措 施 比較安全 不安全，需采取安全 措施 模具制造模具制造 工作量和工作量和 成本成本 低 比無導向的 稍高 沖裁簡單的零件時， 比復合模低 沖裁較復雜零件時， 比級進模低 適用場合適用場合 料厚精度要求低的小批 量沖件的生產(chǎn) 大批量小型沖壓件的 生產(chǎn) 形狀復雜，精度要求 較高，平直度要求高 的中小型制件的大批 量生產(chǎn) 2.32.3工藝方案的確定工藝方案的確定 2.3.1 工藝方案的分析工藝方案的分析 在工藝分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)產(chǎn)品圖紙進行必要的工藝計算，然后分析沖壓 件的沖壓性質(zhì)，沖壓次數(shù)，沖

10、壓順序和工序組合方式，提出各種可能的沖壓工 藝方案。通過對產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)效率設(shè)備條件，模具制造和壽命，操作安全以 及經(jīng)濟效益等方面的綜合分析和比較，確定出一種適合于本零件生產(chǎn)的最佳工 藝方案。 確定工藝方案時應考慮到以下內(nèi)容： (1) 沖壓性質(zhì)：剪裁，落料，沖孔，是常見的沖壓工藝各沖壓工序有其不同的 性質(zhì)，特點和用途.編制沖壓工藝時，可以根據(jù)產(chǎn)品圖和生產(chǎn)批量等要求， 合理地選擇這些工序： (2) 沖壓次數(shù)：沖壓次數(shù)是指同一性質(zhì)的工序重復進行的次數(shù).對于拉深件， 可根據(jù)它的形狀和尺寸，以及板料許可的變形程度，計算出拉深次數(shù).彎 曲件或沖裁 件的沖壓次數(shù)也是根據(jù)具體形狀和尺寸及極限變形程度來 決定

11、. (3) 沖壓順序：沖壓件各工序的先后順序，主要依據(jù)工序的變形特點和質(zhì)量要 求安排的，一般按下列原則進行： 1)對于帶孔的或有缺口的沖裁件，如果選用簡單模，一般先落料，再 沖孔或切口.使用連續(xù)模時，則應先沖孔或切口，后落料. 2)對于帶孔的彎曲件，孔邊與彎曲線的間距較大時，可以先沖孔，后 彎曲.如邊在彎曲線附近，必須在零件壓彎后再沖也.孔與基準面的間 距有嚴格要求時，應先壓彎后沖孔. 3)對于帶孔的拉深件，一般來說，都是先拉深，后沖孔，但是孔的位 置在零件底部，且孔徑尺寸要求不高時 ，也可以先在毛坯上沖孔， 后拉深. 4)多角彎曲件，應從材料變形和彎曲時材料流動兩方面安排彎曲的先 后順序.一

12、般情況下，先彎外角，再彎內(nèi)角. 5)對于形狀復雜的拉深件，為了便于材料變形和流動，應先成形內(nèi)部 形狀，再拉深外部形狀. 6)整形或校平工序，應在沖壓件基本成形以后進行. 該零件進行沖壓加工的基本工序為沖孔、落料。其中，沖孔和落料屬于 簡單分離。 (4) 組合方式：工序的組合方式可以選用復合模和連續(xù)模，主要取決于沖壓件 的生產(chǎn)批量，尺寸大小和精度等因素.一般按下列原則進行： 1)對于多孔的沖裁件，當孔之間的間距， 孔與材料邊的距離大于允許 值時，最好落料與沖孔在一道復合工序中完成. 2)當彎曲件的平直高度大于 10mm 時，彎曲工序一般與沖裁工序分開 單獨行. 3)對于形狀復雜的彎曲件，為簡化模

13、具設(shè)計過程，降低模具制造成本， 一般安排由兩道劃兩道以上的工序來完成;而形狀較簡單的彎曲件 (如 v 形，u 形，z 形等)，應盡量采用一道工序彎曲成形. (5) 卸料裝置：沖孔時，由于孔口部分的回彈，料片卡在沖子上隨沖子一起向 上運動，因此需要有卸料裝置把料片推下.在實際沖裁時，由于彈性卸料 裝置可以平整工件，且使模具結(jié)構(gòu)簡單， 因此采用彈性卸料裝置. (6) 導向裝置：分析工件可知，雖然模具間隙很小，但由于其料厚為 1.0，且 此網(wǎng)孔的作用系散熱，精度要求不是太高，所以可以不用外導柱來導向， 只需用內(nèi)導柱即可. (7) 針對與該水管壓蓋零件而言該零件進行沖壓加工的基本工序為沖孔且拉 深后翻

14、邊再落料。其中沖孔和落料屬于簡單的分離工序而拉深翻邊則 屬于彎曲成型。 (8) 綜合分析，沖裁件的尺寸精度不高，形狀不大，但產(chǎn)量大，根據(jù)材料較厚 工序較多的特點，為保證孔位精度和較高的生產(chǎn)率，以及防止拉深開裂等。 實行工序集中的工藝方案，即采用吊裝式導正釘定位、雙側(cè)刃定距、固定 卸料裝置、壓邊裝置、自然漏料方式的連續(xù)沖裁模結(jié)構(gòu)。 2.3.2 工序組合方案的確定工序組合方案的確定 方案 1 先落料后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)； 方案 2 落料沖孔復合沖壓，采用復合模； 方案 3 沖孔落料級進沖壓，采用級進模。 分析： 方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單但是生產(chǎn)成本很高； 方案二：生產(chǎn)的零件精度都很高，操作也很方便

15、定位容易； 由工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，為便于操作，所 以復合模結(jié)構(gòu)采用倒裝復合模及彈性卸料和定位釘定位方式； 方案三：生產(chǎn)效率低，操作不便，工件定位很難。 結(jié)論： 采取方案二為佳。 第三章第三章 主要數(shù)據(jù)的計算主要數(shù)據(jù)的計算 3.13.1零件毛坯尺寸確定排樣方式和計算材料的利用率零件毛坯尺寸確定排樣方式和計算材料的利用率 因大批量生產(chǎn)，為簡化模具結(jié)構(gòu)采取單樣有廢料的排樣方法 表 3-1 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值 圓件及類似圓形制圓件及類似圓形制 件件 矩形或類似矩形制矩形或類似矩形制 件長度件長度5050 矩形或類似矩形制件矩形或類似矩形制件 長度長度5050 材料厚度材料厚度 t

16、t（mm)mm) 工件間 a側(cè)邊 a1 工件間 a側(cè)邊 a1工件間 a側(cè)邊 a1 0.250.251.01.21.21.51.52.51.82.6 0.250.250.50.5 0.81.01.01.21.22.21.52.5 0.50.51.01.0 0.81.01.01.21.52.51.82.6 1 11.51.5 1.01.31.21.51.82.82.23.2 1.51.52.02.0 1.21.51.51.82.03.02.43.4 2.02.02.52.5 1.51.91.82.22.23.22.73.7 查表 3-1 得搭邊值 a=1.8mm a1=2 (a-工件間. a1-側(cè)

17、邊) 條料寬度：b=59+4=63 送料進距：a=24+1.8=25.8 沖裁面積：s=6912 材料利用率的計算如圖 一個步距材料的利用率為： =(s/ba)100% =(691/25.825.8)100% =42.5% 板材宜選 6501300 的鋼板，每張鋼板可剪裁為 10 張條料（631300） ， 每張條料可沖 50 個工件，則 總=(ns)/(lb)100% =(50691)/(65013000)100% =40.9% 即每張板材的材料利用率為：40.9% 式中 n-條料上實際沖裁的零件 l-條料長度 b-條料寬度 s-一個零件的實際面積 圖 3-1 排樣圖 3.13.1工藝計算工

18、藝計算 3.2.1 模間隙的確定模間隙的確定 根據(jù) jb/z27186 規(guī)定，沖裁間隙是指凸，凹模刃口間隙的距離，用符 號 c 表示，其值可為正也可為負，在普通沖裁模中均為正值。它對沖裁件的斷 面質(zhì)量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、 沖裁力和沖裁件的尺寸精度。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計中的一個 非常重要的工藝參數(shù)。 （1）間隙對沖裁件尺寸精度的影響 沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小， 則精度越高，這個差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對于凸?；虬寄５钠?差，二是模具本身的制造偏差。 （2）間隙對模具壽命的影響 模具壽命受各種

19、因素的綜合影響，間隙是也許模具壽命諸因數(shù)中最主要的 因數(shù)之一，沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦， 而且間隙越小，模具作用的壓應力越大，摩擦也越嚴重，所以過小的間隙對模 具壽命極為不利。而較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間 隙由于受到制造和裝配精度的限制，出現(xiàn)間隙不均勻的不利影響，從而提高模 具壽命。 （3）間隙對沖裁工藝力的影響 隨著間隙的增大，材料所受的拉應力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁 力減小。通常沖裁力的降低并不顯著，當單邊間隙在材料厚度的 520%左右時， 沖裁力的降低不超過 510%。間隙對卸料力推料力的影響比較顯著。間隙增大后， 從凸模里

20、卸料和從凹模里推料都省力當當單邊間隙達到材料厚度的 1525%左右 時的卸料力幾乎為零。但間隙繼續(xù)增大，因為毛刺增大，又將引起卸料力、頂 件力迅速增大。 （4）間隙值的確定 由以上分析可見，凸、凹模間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都 有很大的影響。因此，設(shè)計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷 面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì) 量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數(shù)值，只是 彼此接近?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個 適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件， 這個范圍的

21、最小值稱為最小合理間隙 cmin，最大值稱為最大合理間隙 cmax?？紤] 到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計與制造新模具時要采用最小合 理間隙值 cmin。 確定合理間隙的方法有經(jīng)驗法、理論確定法和查表法。 根據(jù)材料厚度 t=1.5mm 由查表法可得出： 2cmin =0.132mm 2cmax =0.240mm 由于工件形狀較簡單，所以可分別加工凹、凸模。 3.2.2 凸、凹模刃口尺寸的確定凸、凹模刃口尺寸的確定 （1）因制件精度全部為自由公差，故模具制造精度用 it6-it7 級精度。查 表得凸、凹模制造精度偏差為： d=+0.03mm p=-0.02mm （2）因制件是批量生產(chǎn)故

22、選擇系數(shù) x=1.0mm 于是按配合加工沖裁模刃口各 部分尺寸為： 其中 按 gb/t1800.2 選取 a 類尺寸（軸類零件） dp=(d+x)0-p =（10+0.43）0-0.02 =10.430-0.02 dd=(dp實+2cmin)配制 b 類尺寸（孔類） bd=(b-x)d0=(15-0.43)00.03=14.5700.03 cd=(c-x)d0=(16-0.3) 00.03=5.700.03 ad=(a-x)d0=(18-0.43) 00.03=17.5700.03 ed=(e-x) d0=(13.5-0.43) 00.03=13.0700.03 gd=(g-x) d0=(4-

23、0.3) 00.03=3.700.03 hd=(h-x) d0=(2-0.25) 00.03=1.7500.03 id=(i-x) d0=(1.5-0.25) 00.03=1.2500.03 j=(j-x) d0=(13-0.43) 00.03=12.5700.0 c 類尺寸（非軸非孔） b=32/2=320.31 dd=(dp實-2cmin)配制 校核間隙： |d |+|p |2cmin+ 2cmax |d |+|p |=0.05 2cmin+ 2cmax=0.108 即|d |+|p |2cmin+ 2cmax滿足要求 3.2.3 沖裁力計算沖裁力計算 在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進入凹模

24、材料的深度而變化的。通常說的 沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設(shè)計模具重要依據(jù)之一。 查表得 q235 的抗剪強度 b=400mpa f 沖孔=0.8ltb =0.83.14251.5400 =37680n f 落料=0.8ltb =0.8134.51.5400 =43040n 落料時的卸料力為： 查表 3-2 取 k=0.03 f xi=kf =0.0343040 =1291n 沖孔時的推件力： 查表 3-2 得 k=0.05 ft = nktf =20.0537680 =3768n f 設(shè)備= f 沖孔+f 落料+ f xi + ft =37680+43040+2412.6+80

25、72 =91213.6n =91.2136kn 表 3-2 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚料厚 t/mm kx xkt tkd d 鋼鋼 0.1 0.10.5 0.52.5 2.56.5 6.5 0.060.075 0.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.03 0.1 0.063 0.050 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金鋁、鋁合金 純銅，黃銅純銅，黃銅 0.0250.08 0.020.06 0.030.07 0.030.09 3.33.3壓力中心計算壓力中心計算 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位

26、置。為了確保壓力機和 模具正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，否則，會使 沖模和力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導向 零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。 沖模的壓力中心，可以按下述原則來確定： （1）.對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 （2）.工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心 相重合。 （3）.形狀復雜的零件、多孔沖模、級進模的壓力中心可以用解析計算法求 出沖模壓力中心。 由零件圖 1-3 所示，因零件左右對稱，即 x0=0 故只計算 y0 將工件周長分成 l l1 l2 l3 l4 l5

27、l9基本線段求得各段長度及中心位置。 圖 1-3 壓力中心 數(shù)據(jù)如下： l= 10.4 y= 6.25 l1=6.99 y1=9.78 l2=6 y2=14.1 l3=6.51 y3=12.06 l4=8 y4=7.16 l5=5.01 y5=6.58 l6=6 y6=4.62 l7=5.01 y7=0.94 l8=21 y8=3.5 l9=9.6 y9=6.25 y0= ly+ l2y1+l9y9/l+l1+ l2+l9=6.5 由以上計算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力不大，壓力中心偏移坐標原點 o 較小，為了便于模具的加工和裝配，模具壓力中心依然選在坐標原點。 第四章第四章 主要零件的設(shè)計和沖

28、壓設(shè)備的選擇主要零件的設(shè)計和沖壓設(shè)備的選擇 4.14.1 凹模的設(shè)計凹模的設(shè)計 4.1.1 凹模厚度的計算凹模厚度的計算 h=kb15 =590.28 =16.52 式中 k為系數(shù)查表得 k=0.28 b-沖裁件的最大外形尺寸. 凹模壁厚為： c = (1.52)h =(1.516.5216.522) =(24.7833.04) 實取 30 凹模周界： lb = (159+32)(24+32) =11984 查標準 凹模板寬：b=100 故確定凹模板外形為 12510030（） 4.1.2 凸模長度的計算凸模長度的計算 沖孔凸模長度： h=h1+h2+h3+h4 =20+30+4+3 =57

29、h1 -凸模固定板 h2-凹模高度 h3-凸模進入凹模的深度 h4-凸模修磨量 4.1.3 其他模具模板尺寸其他模具模板尺寸 其他模具模板尺寸列于下表： 序序 號號名名 稱稱長長* *寬寬* *厚（厚（mmmm）材材 料料數(shù)數(shù) 量量 1 1 上墊板 160*100*6t8a1 2 2 凸模固定板 160*100*16 45 鋼 1 3 3 卸料板 160*100*18 45 鋼 1 4 4 下墊板 160*100*6t8a1 4.24.2 主要工作零件強度校核主要工作零件強度校核 4.2.1 凸凹模強度校核凸凹模強度校核 根據(jù)強度要求查沖壓工藝與模具設(shè)計表知，m=3.8，m-最小壁厚 t=1.

30、5 實際壁厚為 4滿足要求 4.2.2 凸模強度校核凸模強度校核 因為沖孔凸模長度： h=h1+h2+h3+h4 h1-凸模固定板厚度 h2-凹模板厚度 h3-凸模進入凹模的深度 h4-凸模修磨量 因沖孔不是小深孔且凸模按整體式結(jié)構(gòu)完全滿足要求 4.24.2 配合模架尺寸選擇沖壓設(shè)備配合模架尺寸選擇沖壓設(shè)備 根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)尺寸，查標準 gb/2858.1-81 矩形模架規(guī)格()選取后側(cè)導 柱 160100 標準模架一副。 根據(jù)總沖壓力 ，模具閉合高度，沖床工作臺面尺寸等， 查表得可選用 j23-16 開式雙柱可傾沖床一臺。 其主要工藝參數(shù)如下： 公稱壓力：160（kn） 滑塊行程：55（）

31、行程次數(shù)：120（次/min） 最大閉合高度：220（） 連桿調(diào)節(jié)長度：45（） 工作臺尺寸（前后左右）：300450（） 模柄尺寸()：直徑：40 深度：60 4.34.3 模具閉合高度確定模具閉合高度確定 模具的閉合高度 h模具應介于壓力機的最大裝模高度 hmax 與最小裝模高度 hmin 之間，如果 h 模具小于 hmin，則需在壓力機工作臺上加墊塊，以達到使用 要求： hmin+10mmh模具hmax-5mm h模具=198mm ，j23-16 開式雙柱可傾式壓力機最大裝模高度為 220， 連桿調(diào)節(jié)量為 45，故有 hmax=220 hmin=220-45=175 185198()21

32、5() 即 h模具hmin+10hmax-5 因此，需在壓力機工作臺上加墊板使其滿足 hmin+10h模具hmax-5 4.44.4 模板類零件的固定模板類零件的固定 模板類零件包括凸模固定板、凹模板、導料板等，一般采用銷釘定位，內(nèi) 六角螺釘連接當模板層少于三層時，可用一個螺釘連接，超過三層，應分層 連接.本模具設(shè)計中，因使用快速換凸模機構(gòu)故將上模座，上模墊板，上模固 定板，用一螺釘連接，它們間用銷釘定位凸模蓋板只起固定凸模上下方向作 用，只需用螺釘固定在凸模固定板上，無需銷釘定位。 4.54.5 主要零部件加工工藝過程卡主要零部件加工工藝過程卡 4.5.1 沖孔凸模加工工藝過程沖孔凸模加工工

33、藝過程 材料材料 t10a 硬度：硬度：5660hrc 序號序號工序名稱工序名稱工序內(nèi)容工序內(nèi)容 1 1 備料鍛件（退火狀態(tài)）2070 2 2 熱處理退火，硬度達 18020 hb 3 3 車 車一端面，打頂尖孔，車外圓至 17 掉頭車另一端面，長 1 度至尺寸 65，打頂尖孔。 雙頂尖頂，車外圓尺寸 150.04，11.030.04至要 2 求；車尺寸 16 至要求。 4 4 檢驗檢驗 5 5 熱處理淬火，硬度至 5660 hrc 6 6 磨削 磨削外圓尺寸 10.430-0.02，160-0.11140-0.02至要 求。 7 7 線切割切除工作端面頂尖孔，長度尺寸至 54要求 8 8 磨

34、削磨削端面至 ra0.8m 9 9 檢驗檢驗 1010 鉗工裝配（鉗修并裝配，保證配合間隙） 4.5.2 落料凹模加工工藝過程落料凹模加工工藝過程 材料材料 cr12 硬度：硬度：6064hrc 序號序號工序名工序名工序內(nèi)容工序內(nèi)容 1 1 備料鍛件（退火狀態(tài)）：13010518.7mm 2 2 粗銑 銑六面到尺寸 125.3100.317.7mm.注意兩大平面與相鄰側(cè)面 用標準角尺測量達基本垂直 3 3 平面磨 磨光兩大平面厚度達 17.3mm 并磨相鄰兩側(cè)面達四面垂直，垂直 度 0.02mm/100mm. 4 4 鉗 劃線 劃出各孔中心線并劃出凹模洞口輪廓尺寸鉆孔 鉆螺 1 2 紋底孔 銷

35、釘?shù)卓装寄６纯诖┚€孔 鉸孔 鉸銷釘孔到要求 3 攻絲 攻螺紋孔到要求 4 5 5 熱處理淬火，使硬度達 6064hrc 6 6 平面磨磨光兩大平面，使厚度達 17mm （續(xù)表） 7 7 線切割割凹模洞口，并留 0.010.02mm 研余量 8 8 鉗研磨洞口內(nèi)壁側(cè)面達 0.4m 1 9 9 鉗用墊片層保護凸凹模與凹模間隙均勻后，凹模與上模座配做銷 釘孔 1010 平磨磨凹模板上平面厚度達要求 1111 鉗總裝配 4.5.3 凸凹模加工工藝過程凸凹模加工工藝過程 材料材料 cr12 硬度：硬度：6064hrc 序號序號工序名工序名工序內(nèi)容工序內(nèi)容 1 1 備料鍛件（退火狀態(tài)）：13010537.

36、6 2 2 粗銑銑六面見光 125.3100.334 3 3 平磨磨高度兩平面到尺寸 53 4 4 鉗 劃線 在長度放一側(cè)留線切割夾位 6后，分中劃凸模輪廓線 1 并劃兩凹模洞口中心線 鉆孔 按凹模洞口中心鉆線切割穿絲孔 2 擴孔凹模落料沉孔到要求，鉆螺紋底孔并攻絲到要求 3 5 5 銑銑凸模部分外輪廓，59.324.311.6 6 6 熱處理淬火 硬度達 6064 hrc 7 7 精磨磨凸模部分外輪廓尺寸，并留單邊 0.010.02研磨余量 8 8 平磨磨高度到 33.4 9 9 線切割割凸模及兩凹模，并單邊留 0.010.02 研磨余量 1010 鉗 研配 研凸凹模并配入凸模固定板 1 研

37、 各側(cè)壁到 0.8m 2 1111 平磨磨高度到要求 1212 鉗總裝配 第五章第五章 模具結(jié)構(gòu)分析及主要技術(shù)要求模具結(jié)構(gòu)分析及主要技術(shù)要求 5.15.1 模具結(jié)構(gòu)見解模具結(jié)構(gòu)見解 圖 5-1 模具總裝圖 圖 5-2 零件圖 總裝圖如圖 5-1，沖裁件如圖 5-2 所示，其外形由圓弧和直線組成，兩邊各 有一個 10 的的孔，裝在復合模上模部分的落料凹模，與沖孔凸模，通過沖孔 凸模固定板、墊板用螺釘與定位銷與上模座固定在一起。裝在下模部分的凸凹 模是通過凸凹模固定板、墊板與下模座 固定在一起。 在沖裁后，為了完成推件與卸料，在上模部分還裝有推桿 與推件板 組成 的剛性推件裝置，而在下模部分則裝有

38、由卸料板、卸料螺釘、與彈簧 組成的彈 性卸料裝置。 沖裁時，凸凹模固定不動，條料由正面送進，放置在凸凹模上，落料凹模 和沖孔凸模下行，同時完成沖孔和落料。彈性卸料板一方面頂住條料起校平作 用，同時在落料凹模推壓下向后退讓。當上?；爻虝r，彈性卸料板被彈簧彈頂， 將條料從凸凹模上卸下。沖孔廢料則直接由凸凹?？字新┑綁毫C臺面下。在 上?；爻痰缴现裹c之前，打料桿 受到壓力機橫桿的推動，通推桿 與推件板 將沖裁件從落料凹模中推出。 沖裁時，條料在模具上定位是采用布置在左側(cè)的兩個活動導料銷 控制送料 方向，布置在中間的一個活動擋料 9 銷控制送料步距。這兩種活動銷的結(jié)構(gòu)完 全相同，它可以不妨礙彈性卸料板

39、對條料的壓平作用。 5.25.2 主要零件技術(shù)要求主要零件技術(shù)要求 5.2.1 材質(zhì)和硬度材質(zhì)和硬度 沖孔凸模材料為 t10a，淬火硬度至 5660hrc；凸凹模材料為 t10a，淬火 硬度至 5660hrc；落料凹模材料為 cr12，淬火至硬度 6064hrc。 5.2.2 尺寸精度尺寸精度 所有零件經(jīng)加工后其形狀、尺寸、粗糙度等均應符合圖紙要求，其中凸凹 模刃口尺寸按落料凹模實際尺寸配作。 5.2.3 表面形狀表面形狀 各工作零件表面形狀均應已經(jīng)被機械加工過，工作刃口尖銳、鋒利，無任 何裂紋、黑斑及缺口等缺陷；工作刃口平直，不得有反錐；刃口與配合部分一 律不允許有燒焊；刃口以外的邊棱，圖紙

40、上未注明的尺寸允許按 r0.3加工。 5.2.4 位置精度位置精度 工作零件刃口四周的相對應兩側(cè)面應相互平行，凸模的垂直度誤差小于或 等于 0.010.02，保證凸凹模兩落廢料孔間距，各配合面與支撐臺肩的垂 直度公差不大于 0.01；各板類零件的上、下面平行度要 0.02，兩大平面和 相鄰側(cè)面垂直度要求達 0.02mm/100mm，保證各板類零件上定位孔的間距及板與 板之間孔系的同軸度，以達到裝配時所需要求。 5.2.5 表面粗糙度表面粗糙度 沖孔凸模刃口部分粗糙度要求為 0.4m，鉚接后斷面部粗糙度為 0.8m， 臺階面為 1.6m，其余 6.3m；落料凹各面均為 0.8m，其型孔內(nèi)壁沿周邊

41、要 求 0.4m，其余 3.2m；凸凹模周邊各面及上下端面均為 0.8m，刃口部分為 0.4m，其余 1.6m；各板類零件上、下面粗糙度均為 1.6m，其余 3。 5.5.3 3 主要標準零件的選取主要標準零件的選取 （1）模柄 臺階式模柄 4078（桿部直徑高度） （gb/t 2862.3-81） （2）模架 滑動導向后側(cè)導柱 250160 （3）上模板厚 45(gb/t 2855.5） （4）下模板厚 50(gb/t 2855.6） （5）導柱 25180 （6）導套 259038（gb/t2861.6-90） （7）卸料螺釘 6-m875 (gb2867.6-81) （8）螺釘 6-m8

42、70、4-m860（gb/t70.1-2000） （9）圓柱銷 2-850、2-860 (gb5780-86) （10）彈簧的選用： 1）根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)和卸料里的大小初定彈簧根數(shù)為 n=6 則每根彈簧上的卸料力為： p/n=2421.6/6=628n 彈簧總壓縮量 f+f1=12 預選彈簧直徑為 22彈簧絲的直徑 d=4.0彈簧的自由長度 l=55則彈簧標記為 22455 簡記序號 65 2）校核： 由彈簧的特性曲線(對于序號 65 的彈簧當預緊力為 640n 時預縮量 f0=20則做特征曲線)此彈簧的最大壓縮量f=34.5 實際所需工作行程 f=3取余量 f1=10則 f0+f+f1=20+

43、10+3 =33 即有 p0p/n f f0+f+f1 故所選彈簧滿足要求。 5.45.4 模具總裝技術(shù)要求模具總裝技術(shù)要求 (1) 裝配好的沖模，其閉合高度應符合設(shè)計要求； (2) 模柄裝入上模座后，其軸心線對上模座上平面的垂直度誤差，在全長范圍 內(nèi)不大于 0.05mm； (3) 導柱與導套裝配后，其軸心線應分別垂直于下模座的底平面和上模座 的 上平面，其垂直度誤差應符合表的規(guī)定（模架等級技術(shù)指標） (4) 上模座的上平面應與下模座的底平面平行，其平滑度應符合規(guī)定； (5) 裝入模架的每對導柱和導套的配合間隙（或過盈）應符合導柱、導套配 合間隙（或過盈） 表的規(guī)定； (6) 裝配好的模架，其

44、上模座沿導柱上下移動應平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象； (7) 裝配好的導柱，其固定端面與下模座下平面應保留 12mm 距離，選用 b 型導套時，裝配后其固定端面應低于上模座上平面 12mm； (8) 沖孔凸模和沖孔凹模及落料凹模和落料凸模的配合間隙應符合設(shè)計要求， 沿整個刃口輪廓應均勻一致； (9) 定位裝置應保證定位正確可靠，卸料、頂料裝置要動作靈活正確，出料孔 要暢通無阻，保證制件及廢料不卡在沖模內(nèi)； (10) 模具應在生產(chǎn)現(xiàn)場進行試模，沖出的制件應符合設(shè)計要求。 5.45.4 模具加工過程技術(shù)要求模具加工過程技術(shù)要求 凸凹模刃口尺寸按落料凹模實際尺寸配作，沖孔凸模固定板與凸模配合部 分按沖孔凸模實際

45、尺寸配作，并保證與凸模呈 h7/m6 配合；凸凹模固定板與凸 凹模配合部分尺寸按凸凹模實際尺寸配作，并保證與凸凹模呈 h7/m6 配合，卸 料板與凸凹模配合單邊間隙取 0.150.3。 5.45.4 工作過程工作過程 (1) 準備工作：將條料順著乘料板導向槽全部拉入乘料板中，然后把條料拖出 一步一步手工送料.(手工送料到全部工位后讓其在步進電動機的帶動下自 動送料.) (2) 沖床滑塊帶動上模從最高點開始向下運動. (3) 上模繼續(xù)下行，外導柱進入導套對上模導向起粗定位作用. (4) 壓料彈釘與卸料板壓板接觸，壓著卸料板下行，內(nèi)導柱進入下模導套孔進 行精確導向起精確定位作用. (5) 導正銷進

46、入條料上導正孔，壓料板接觸條料，隨著上模下行條料被壓向下 運動. 壓料板壓著帶料下行。 (6) 條料接觸凹模板時壓料板停止運動，沖床滑塊繼續(xù)向下運動，上模壓料彈 釘彈簧開始壓縮.壓料板受彈簧壓力壓緊條料，經(jīng)一定的行程，沖裁和拉 深凸模開始工作，同時拉深工位上的壓邊圈，緊壓條料，保證拉深工序順 利完成。 (7) 沖床滑塊繼續(xù)向下運動，在接近下死點(閉模狀態(tài))時，沖頭完全進入下模 孔內(nèi)，完成沖孔、落料等工序.此時上模的最下表面，與下模的最上表面 接觸. (8) 沖孔廢料從凹模板到凹模墊板到下模座落料孔落下. (9) 在沖床經(jīng)過下死點后，沖床滑塊帶動上模開始回升，凸模退回一段距離后 此時由于壓料彈釘

47、壓力漸漸退去。 (10) 沖床滑塊帶動上模繼續(xù)上行，回到開模狀態(tài)的最高點完成一次沖壓過程。 (11) 帶料送進一個步距，帶料掉下，至送料高度.準備下一個工作循環(huán)。 5.45.4 本模具結(jié)構(gòu)特點本模具結(jié)構(gòu)特點 沖裁模的下模由下模座、下模墊板、下模固定板、凹模鑲塊、抬料釘、導 料板、卸料板，導柱導套、卸料板彈釘、卸料板限位器等零部件組成，其中下 模固定板、凹模鑲塊、導料板、卸料板等是關(guān)鍵零部件。 5.4.1 下模固定板具有高精度、長壽命下模固定板具有高精度、長壽命 下模固定板與凸模固定板一樣，選用淬透性好、淬火變形小的合金模具鋼 材料，熱處理達 hrc5055，線切割加工，以保證下模固定板的高精度

48、和長壽命。 5.4.2 快速更換沖裁凹模鑲塊快速更換沖裁凹模鑲塊 因為凹模(尤其沖裁凹模)是易損件，需經(jīng)常更換。該復合模設(shè)計凹模鑲塊， 凹模鑲塊外側(cè)不帶臺階。更換凹模時，用一個銷釘從下模墊板的廢料漏孔將凹 模鑲塊從固定板內(nèi)頂出，不必拆卸聯(lián)接固定板的螺釘和銷釘，有時還無需將模 具從高速沖床上卸下，因此更換凹模速度快，而且可保證模具的重復裝配精度， 提高模具的使用壽命。因為卸料板能彈性壓料，所以在生產(chǎn)過程中不帶臺階的 凹模鑲塊不會從下模固定板中跳出。 拉深之前需要壓料，所以卸料板又需作壓料板使用，因此在上模設(shè)計了壓 料彈釘。在彎曲之前，壓料彈釘將卸料板壓住，從而使卸料板將片料壓住。沖 床完成一次工

49、作行程后，壓料彈釘隨上模一起上行；送料時，下模的卸料板彈 釘將卸料板抬起，但卸料板彈釘?shù)膹椓Ρ仨氝h小于上模壓料彈釘?shù)膹椓?。在?模座上設(shè)計剛性的卸料板限位器，既可控制卸料板的抬起高度，又可承受很大 的卸料力。因此卸料板既可彈性壓料，又可剛性卸料。 為了保證落料、翻邊上模的位置精度，在落料凸模底部安裝了導正銷、用 于落料前的導正。而將翻邊凸模底部設(shè)計成為半球狀。有利于翻邊的準確定位。 此下模的結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠，避免了結(jié)構(gòu)復雜的側(cè)沖機構(gòu)的設(shè)計，可大 大降低模的成本，以及調(diào)試，維護難度。 第六章第六章 總結(jié)與展望總結(jié)與展望 這是一套復合沖裁模的設(shè)計，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但這是我對模具設(shè)計的第一 次嘗試。 本次畢業(yè)設(shè)計讓我系統(tǒng)地鞏固了大學三年的學習課程，通過畢業(yè)設(shè)計使我 更加了解到模具加工在實際生產(chǎn)中的重要地位。 在做畢業(yè)設(shè)計期間，我系統(tǒng)地鞏固了如：塑料模具與沖壓模具 、 機械 制圖 、 模具加工工