冷沖壓模具畢業(yè)設計,附圖紙

1、安徽礦業(yè)職業(yè)技術學院機械工程系2013屆學生畢業(yè)設計安徽礦業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（2013屆）題 目 連接板落料沖孔復合模 指導教師 徐靜 朱亮 院 系 安徽礦業(yè)職業(yè)技術學院機械工程系 班 級 模具設計與制造101 學 號 105801060106 姓 名 張 懸 二一三 年 五 月 二十 日摘 要本文應用所學專業(yè)理論課程和生產實際知識進行了冷沖壓模具設計工作的實際訓練，從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設計等課程所學的內容。通過本次設計，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設計的基本技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結構，提高了

2、計算能力，繪圖能力，熟悉了相應工程設計規(guī)范和標準，同時對相關的課程進行了全面的復習，使獨立思考能力有了提高。本設計采用落料沖孔復合模，模具設計制造簡便易行。落料沖裁效果好，能極大地提高生產效率。本設計主要工序包括：沖孔和落料。本設計分別論述了產品工藝分析，沖壓方案的確定，工藝計算，模板及主要零件設計，模具裝配等問題。本設計的內容是確定復合模內型和結構形式以及工藝性，繪制模具總圖和非標準件零件圖。關鍵詞：冷沖壓；模具設計；繪圖。目 錄前言.11 工藝方案分析與確定.21.1 零件的工藝分析.21.2 工藝方案的確定.21.3 排樣的確定.32 工藝設計與計算.52.1 沖壓力與壓力中心的計算.5

3、2.2 工作零件刃口尺寸計算.62.3工作零件結構設計與其他模具結構零件.72.4 沖壓設備的選用.103 模具的裝配.114 工件，模具圖.12總結.13致謝. .14參考文獻.15前言 隨著科學技術的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，模具設計是模具專業(yè)一個最重要的教學環(huán)節(jié),是一門實踐性很強的學科，是我們對所學知識的綜合運用，通過對專業(yè)知識的綜合運用，使學生對模具從設計到制造的過程有了一個基本的了解和認識，為以后的工作及進一步學習深造打下了堅實的基礎。畢業(yè)設計的主要目的有兩個：一是讓學生掌握查閱查資料手冊的能力，能夠熟練的運用工程軟件進行模具設計。二是掌握模具設計方法和步驟,了解

4、模具的加工工藝過程。 本文是連接板落料、沖孔復合模設計說明書，結合模具的設計，廣泛聽取各位人士的意見，經過多次修改和驗證編制而成。為了達到設計的規(guī)范化，標準化和合理性，本人通過查閱多方面的資料文獻，力求內容簡單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。文中附有必要的插圖和數(shù)據(jù)說明。1 工藝方案分析及確定1.1 零件的工藝分析 圖1.1 零件二維圖 技術要求： 1.零件名稱：連接板 2.生產批量：大批 3.材料：A3 4材料厚度：t=2mm 沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設計是否合理。一般來講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經濟的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該

5、件的工藝性就差。當然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術水平和設備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結構，形狀，尺寸等是確定沖裁件工藝實應性的主要因素。根據(jù)這一要求對該零件進行工藝分析如下：1.材料:該沖裁材料為A3鋼是普通碳素鋼,具有良好的可沖壓性。2.零件結構：該沖裁件結構簡單，比較適合沖裁。3.尺寸精度：孔心距精度要求較高故采用IT11級，其余均采用IT14級。1.2 工藝方案的確定確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案，應進行全面的工藝分析分析與研究，比較其綜合的經濟技術效果，選擇一個最佳的合理沖壓工藝方案。該零

6、件包括落料、沖孔兩個基本工序,可以采用以下3種工藝方案：(1)先落料，后沖孔，采用單工序模生產。(2)落料-沖孔復合沖壓，采用復合模生產。(3)沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產。方案（1）模具結構簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產效率低，難以滿足大批量的生產要求。方案（2）和方案（3）對于該零件都可以采用，但由于孔心距尺寸精度要求高，為更好地保證尺寸精度，最后確定用復合沖裁的方式進行生產。工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，為便于操作，所以采用倒裝復合模結構及彈性卸料方式。1.3 排樣的確定在沖壓生產中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產中，較好地

7、確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。1.3.1 沖裁件的排樣 排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經濟利用），與沖件的外形有很大關系。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。考慮到該制件的生產綱領與加工條件，采用條料加工有余料的排樣。圖1.2 排樣圖1.3.2 搭邊排樣時，沖件之間以及沖件與條料側邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。搭邊數(shù)值取決于以下因素：（1）工件的尺寸和形狀。（2）材料的硬度和厚度。（

8、3）排樣的形式（直排、斜排、對排等）。（4）條料的送料方法（是否有側壓板）。（5）擋料裝置的形式（包括擋料銷、導料銷和定距側刃等的形式）。搭邊值一般是由經驗再經過簡單計算確定的。查表3.9(湯酞則.冷沖壓工藝與模具設計M.第1版.湖南:湖南大學出版社，2007.)得搭邊值：a=2.5mm，a1=2mm ，故取搭邊值為：a=2.5mm，a1=2mm。 1.3.3 材料利用率衡量材料經濟利用的指標是材料利用率。一個進距內的材料利用率為 =×100% （1.1） 式中：A沖裁件面積（mm2）；B條料寬度（mm）；S進距（mm）. =×100% =3342/4410 =75.8%一

9、張板料上總的材料利用率為： =×100%式中 ： N張條料上的沖件總數(shù)目；A沖裁件面積（mm2）；L板料長度（mm）；B板料寬度（mm）；查板材標準.選600mmx2000mm的鋼材,每張鋼板可剪裁為5張條料(5mmx2000mm),每張條料可沖47個工件: = ×100%= 65.4%2 工藝設計與計算2.1 沖壓力與壓力中心的計算2.1.1 沖裁方式與沖壓力的計算當一次沖裁完成以后，為了能夠順利地進行下一次沖裁，必須適時的解決出件、卸料及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結構形式，并影響沖裁件的質量。

10、2.1.2 沖裁力的計算計算沖裁力的目的是為了確定壓力機的額定壓力，因此要計算最大沖裁力。則沖裁力可按下式計算：F=KLT (2.1) 式中 ：L 沖裁輪廓的總長度(mm);T板料厚度(mm);板料的抗剪強度(MPa)。K系數(shù)，是考慮到刃口的磨損、間隙的不均勻、材料力學性能的變化及材料厚度的偏差等因素的影響而增加的安全系數(shù)，一般取K=1.3，于是在生產中沖裁力便可按下式計算：F=1.3LT （2.2）經查資料取=350，按非退火A3鋼板計算將相應數(shù)據(jù)代入，得沖裁力為：落料 F=1.3×(3.14×40+60×2)×2×350=223.5KN沖孔

11、 F1=1.3×3.14×20×2×2×350=114.3KN2.1.3 卸料力、推件力的計算由于影響卸料力、推件力的因素很多，無法準確計算。在生產中均采用下列經驗公式計算： F卸=K卸F (N) （2.3） F推=nK推F (N) （2.4） 式中： F卸、F推分別為卸料力、推件力； K卸 、K推分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)，其值見表2.1n同時卡在凹?？變鹊墓ぜ驈U料數(shù)， F沖裁力（N），按式（2.1）計算。材料種類板料厚度/mmK卸K推普通碳素鋼0.10.060.090.1>0.1 0.50.04 0.070.065>0.5

12、2.50.0250.060.050>2.5 6.50.020.050.045>6.50.150.040.025表2.1卸料力、推件力系數(shù)表查表2.1得K卸=0.05 K推=0.05。代入公式得卸料力 F卸=K卸F=223.5×0.05=11.18KN推件力 F推=nK推F1=2×0.05×114.3=11.43KN2.1.4 總沖裁力的計算根據(jù)工件的要求已及對模具的要求，故選總沖壓力為：F總=223.5+114.3+11.18+11.43=360.41KN2.1.5 壓力中心的計算該零件是對稱的，所以壓力中心在該零件的幾何中心。2.2 工作零件刃口尺寸

13、計算采用凸凹模配合加工的計算方法，不僅容易保證間隙，而且制造加工也比較容易，廣泛運用于目前工廠的實際制作。落料部分以落料凹模為基準配作凸模。沖孔部分以沖孔凸模為基準配作凹模。一般按工件精度IT11 IT13之間公差系數(shù)X=0.75，工件精度IT14 X=0.5，其公差值=0.52。 凹模的制造偏差通常取為/4.落料凹模的計算：AA=(Amax-X) +/4 0A1A= (100-0.5×0.52)= 99.74+0.13 0mmA2A=(40-0.5×0.52)=39.74+0.13 0mm沖孔凸模計算：BA=(Bmin+X)0 /4=20+0.5×0.52=20

14、.260 -0.13mm孔心距計算:CA=Cz + -/8=60 + -0.065mm式中：Amax工件的最大極限尺寸；Bmin工件的最小極限尺寸；Cz工件的中間尺寸；工件的公差；查表3.5（湯酞則.冷沖壓工藝與模具設計M.第1版.湖南:湖南大學出版社，2007）得Zmin=0.246mm ,Zmax=0.378mm,凸模刃口尺寸按凹模實際尺寸配制，保證雙面間隙值在0.246 0.378mm之間。 2.3工作零件結構設計與其他模具結構零件2.3.1 凹模尺寸 圖2.1 凹模外形尺寸 凹模厚度 H=Kb(15mm) =0.28×100=28mm 其中K查表2.2，利用插值法得K=0.2

15、8。 凹模邊緣壁厚C(1.5-2)H C =(1.5-2)×28=(42-56),實取C=50mm 凹模邊長 B=b+2C=100+2×50=200mm查標準JB/T 6743.1-94；凹模寬160mm。 因此確定凹模外形尺寸為 200×160×28mm，將凹模板做成薄型形式并加空心墊板后實際凹模尺寸為200×160×20mmtb12500.350.4250-1000.220.28表2.2凹模厚度系數(shù)K2.3.2 其他模具結構零件根據(jù)凹模零件尺寸，結合倒裝式復合模結構特點，查JB/T 2885.1-94，確定其他模具結構零件，如下表

16、2.3所示：序號名稱長×寬×厚材料數(shù)量1上墊板200×160×8T8A12凸模固定板200×160×204513空心墊板200×160×104514卸料板200×160×104515凸凹模固定板200×160×204516下墊板200×160×8T8A1根據(jù)模具零件結構尺寸,結合倒裝式復合模結構特點，查JB/T 2855.5-94選取后側導柱200×160標準模架一副。2.3.3 沖孔凸模尺寸凸模長度依模具結構而定。若采用固定卸料板時（如圖2.2

17、），凸模長度按下式計算：L=h1+h2+h3+h L=20+10+10+16=56mm式中：h1凸模固定板厚度，h2卸料板厚度，h3空心板板厚度。h附加高度，考慮凸模進入凹模深度（0.5-1mm），修模量（10-15mm），及模具閉合狀態(tài)卸料板到凸模固定板的安全距離A(15-20mm)，h取16mm。 圖2.2 凸模長度尺寸2.3.4 典型零件加工工藝方案如下以凹模板的加工為例，典型零件的加工工藝為：備料熱處理磨平面鉗工磨平面熱處理線切割。工藝過程如表2.4。序號工序名稱工序的主要內容1備料根據(jù)圖紙下適合的毛胚料2熱處理退火3磨平面銑(刨)六平面4鉗工劃線、打螺紋孔、銷釘孔和穿絲孔5磨平面銑(

18、刨上下平面6熱處理淬火、回火7線切割線割內型,保證間隙達到要求表2.4 凹模板加工工藝2.4沖壓設備的選用壓力機對模具壽命的影響也不容被忽視。壓力機在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度，加載狀態(tài)下的精度稱為動精度。當壓力機的動精度不好時，就等于用精度不好的壓力機進行沖壓加工。由于測量動精度很困難，目前還沒有壓力機動精度的標準，生產廠家也只保證壓力機的靜精度。因此壓力機的動精度一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結構形式和尺寸以及對壓力機生產廠家的信任程度來推斷。 根據(jù)總的沖裁力、模具閉合高度、沖床工作臺面尺寸等,故選壓力機型號為J23-40,查附表(湯酞則.冷沖壓工藝與模具設計M.第1版.湖南:湖南大學

19、出版社，2007)開式雙柱可傾沖床,并在工作臺面上備制墊塊。其技術規(guī)格如下:公稱壓力： 400KN滑塊行程 : 100mm滑塊行程次數(shù): 45次/分最大的封閉高度為: 330mm連桿調節(jié)長度: 65mm工作臺尺寸前后: 前后460mm左右700mm3模具的裝配 復合模是指在沖床一次行程中沖制產品兩道或兩道以上工序的沖模，這種模具結構復雜，裝配要求高，但由于模具生產率高，各內、外型面間的相對位置精度高，故廣泛應用于精密零件的加工。本模具為落料沖孔復合模，其裝配一般按下面的步驟進行：1.裝配壓入式模柄，垂直上模座端面，裝后同磨大端面齊平。2.將凸模裝在上模座上，并相對下模座底面垂直。同磨端面平齊后

20、，作止動螺釘孔，并安裝止動螺釘。3.以頂件塊定心，將凹模裝在下模座上，經調整與凸模同軸后，用平行夾板夾緊，做螺釘孔和銷釘，并擰緊螺釘，配入適當過盈的定位銷。4.將凸凹模裝在固定板上，并保持垂直，同磨大的端面齊平。5.用平行夾板將凸凹模上的固定板與上模座加緊后合模，使導柱緩慢進入導套。在凸凹模的外圓對正凹模后，配作螺釘和螺釘過孔，并擰入螺釘?shù)灰o。用輕輕敲打固定板的方法進行細致地調整，待凸凹模和凹模的間隙均勻后，配作凸凹模固定板和上模座的銷孔，并配入相應過盈量的銷釘。6.加工頂件塊時，外圓按凹模的孔實配，內孔按拉深凸模的外圓實配，保持要求的間隙。裝配后，頂件塊的頂面須高于凹模0.1mm而凸模

21、的頂面不得高于凹模。7.安裝固定擋料銷和卸料板，按凹模板上的孔套在凸凹模外圓上應于凹模中心保持一致。在用平行夾板夾緊的情況下，按凹模上的螺孔引作卸料板上的螺釘過孔，并以螺釘固緊，其它零件的裝配均符合要求后打標記。4工件，模具圖（見附圖）總結通過這次畢業(yè)設計的鍛煉，深刻體會到了做模具設計要求的知識范圍之廣，要求對各種專業(yè)知識都熟練的掌握。在指導老師的指導下順利完成了此次畢業(yè)設計。通過此次畢業(yè)設計的鍛煉，讓我對模具設計的基本流程有了更加清晰的認識，對模具的構造有了進一步的認識。我的設計較為復雜煩瑣，但是老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠

22、學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在設計的過程中，我遇到了許多的困難。首先是計算的復雜，計算毛坯直徑時，涉及的尺寸很多，計算量很大；還有計算沖裁力、壓邊力時得查閱大量的表。其次是知識的完美結合，在設計模具時，很多知識以前都沒有學過，這就需要我查閱手冊、資料，然后與我們平常所學結合到一塊，做到融會貫通。同時在設計中，我也總結了許多： 1.選擇模具結構（根據(jù)零件圖樣及計算要求，結合生產實際情況，提出模具結構方案分析比較，選擇最佳結構）。 2.采用標準零部件（應盡量選用國家標準及工廠沖模標準件，便模具設計典型化及制造簡單化，縮短設計制造周期，降低成本）。致謝本文是在論文指導老師精心指導和大力支持下完成的。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生重要影響。在此次畢業(yè)設計過程中我也學到了許多有關設計方面的知識，對其現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢有了很大的了解。通過這次模具設計，本人在多方面能力都得到了提高。通過這次畢業(yè)設計，綜合運用了本專業(yè)所學課程的理論知識和結合生產實際知識