畢業(yè)設計（論文）_焊片沖壓模具設計說明書

1、1 緒 論大學三年的學習即將結束，畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經濟的迅速開展，采用模具的生產技術得到愈來愈廣泛的應用。隨著工業(yè)的開展，工業(yè)產品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快，使模具的需要不斷增加，而對模具的質量要求越來越高。模具技術在國民經濟中的作用越來越顯得更為重要。模具是一種特殊的模型，用來塑造(制造)產品；從工藝的角度，模具是一種成型制品的特殊工藝裝備。模具是工業(yè)生產的根底工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產品中，6080的零部件都依靠模具成形，模具質量的上下決定著產品質量的上下，因此，模具被稱之為“工

2、業(yè)之母。模具又是“效益放大器，用模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。 目前，我國沖壓技術與工業(yè)興旺國家相比還比擬的落后，主要原因是我國在沖壓根底理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)興旺的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業(yè)興旺國家的模具相比差距相當大。隨著國民經濟總量和工業(yè)產品技術的不斷開展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。雖然模具種類繁多，但其開展重點應該是既能滿足大量需要，又有較高技術含量，特別是目前國內尚不能自給，需大量進口的模具和能代表開展方向的大型、精密、復雜、長壽

3、命模具。模具標準件的種類、數(shù)量、水平、生產集中度等對整個模具行業(yè)的開展有重大影響。因此，一些重要的模具標準件也必須重點開展，而且其開展速度應快于模具的開展速度，這樣才能不斷提高我國模具標準化水平，從而提高模具質量，縮短模具生產周期，降低本錢。由于我國的模具產品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢，因此對于出口前景好的模具產品也應作為重點來開展。根據上述需要量大、技術含量高、代表開展方向、出口前景好的原那么選擇重點開展產品，而且所選產品必須目前已有一定技術根底，屬于有條件、有可能開展起來的產品。沖壓是一種先進的少無切削加工方法，具有節(jié)能省材、效率高、產品質量好、重量輕、加工本錢低等一系列優(yōu)點,在汽車、

4、航空航天、儀器儀表、家電、電子、通訊、軍工、日常，薄板成型后，制造了相當于原材料的12倍的附加值,在國民經濟生產總值中，與其相關的產品占四分之一，在現(xiàn)代汽車工業(yè)中，沖壓件的產值占總產值的59%。隨著我國經濟的迅速開展，采用模具的生產技術得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習、生產實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)根底課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，到達了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經過在新飛電器、在洛陽中國一拖的生產實習，我對于冷沖模具、塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富和加

5、深了對各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導老師的細心指導下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識。同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關資料，通過這些實踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設計工作者應有的素質。設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由

6、于學生水平有限，而且缺乏經驗，設計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。2 零件的工藝性分析工件名稱：焊片生產批量：大批量材料：H62 厚度：mm圖1 零件圖(焊片 材料H62) 零件的總體分析圖示零件材料為H62，適合一般的沖壓加工。此工件只有落料和沖孔兩個工序，結構相比照擬簡單，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進行一般的沖壓加工。零件形狀較為簡單，采用圓弧過渡，但零件對稱分布，有沖孔、落料兩個工序特征。外形落料的工藝性此焊屬于中等尺寸零件，料厚mm，外形較為簡單，采用圓弧過渡，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。沖孔的工藝性此焊片只有一個

7、與的孔。圖示零件的尺寸全部為未注公差的一般尺寸，一般按IT14級取，尺寸精度較低，普通沖裁完全可以滿足要求。沖裁件的孔邊距和孔間距為防止工件變形和保證模具強度，孔邊距和孔間距不能過小?！?】其最小許可值當取：。根據工件的尺寸可得 ，所以工件的尺寸符合要求。沖孔時因凸模強度限制孔的尺寸不應太小，否那么凸模易折斷，查表【1】。由任務書零件圖易于看出工件的尺寸符合要求。尺寸精度圖示零件的尺寸均未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級，尺寸精度較低，符合一般沖壓的經濟精度要求。3 工藝方案確實定該零件所需的根本沖壓工序為落料和沖孔，可擬訂出以下三種工藝方案。方案一：單工序模生產。方案二：落料沖孔復合模。

8、方案三：沖孔落料級進模。 采用方案一，生產率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。該零件mm的孔與外圓之間的最小距離為mm，大于此凸凹模允許的最小壁厚，可以采用沖孔、落料復合模或沖孔、落料連續(xù)模。但復合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產率也高。盡管模具結構比擬復雜但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。級進模雖生產率也高，但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方按的分析比擬，該零件的沖壓生產采用方按二的復合模為佳。4 排樣設計與計算設計復合模時，首先要

9、設計條料排樣圖。根據工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直對排的形式，雖然材料的利用率低于少廢料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的圓角。確定搭邊與搭肩值搭邊和搭肩值一般是由經驗確定的，查表【1】。取最小搭邊值為，最小搭肩值。確定零件的排樣方案設計模具時，條料的排樣很重要。分析零件形狀可知，確定排樣方案：條料從右至左送進，落料凸模的沖壓力比擬均勻，零件形狀精度容易保證。條料的排樣如圖2所示。圖2 排樣方案計算送料步距和條料的寬度按如上排樣方式：由公式計算如下： . 所以確定條料的寬度B為27mm步距所以步距為1mm。計算材料的利用率根據一般的市場供給情況，原材料選用的H62的銅板。每塊

10、可剪27X200規(guī)格條料10條，材料剪切利用率達96。材料利用率通用公式【1】式中A一個沖裁剪的面積。n 一個步距內的沖裁件數(shù)量。B條料寬度S步距。 材料利用率：= 5 計算沖壓力和初選壓力機沖裁工序總力的計算由工件結構和前面所定的沖壓方案可知，本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模。考慮到模具刃部被磨損、凸凹模不均勻和波動、材料力學性能及材料厚度偏差等因素的影響。本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力P按下式計算：式中 P沖裁力KN。K系數(shù)，一般取1.3 L沖裁件剪切周邊長度mm。t沖裁件材料厚度mm被沖材料的抗剪強度。上式中抗剪強度與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關，可在手冊中查詢，為方便

11、計算，可取材料的，故沖裁力表達式又可表示為：查手冊【3】H62的 取極限值b=450MPa所以落料力F=Ltb =沖孔力F=Ltb =沖孔時的推件力F=nKF取直筒形刃口形式，由表2.21查的，h=5mm，那么n=h/t=5/0.7=7個n同時卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中n=h/th凹模刃部直壁洞口高度mm，t料厚( mm) 查表2.7得，K=0.05 所以推件力F=nKF= 落料時的卸料力F=KF卸料力F=KF=所以總沖壓力F=F+F+F+F= 為保證沖壓力足夠，一般沖裁壓力機噸位應比計算的沖壓力大30%，即F=初選壓力機壓力機的公稱壓力必須大于或等于工序總力。查手冊【2】初選開式可傾壓

12、力機參數(shù)初選壓力機型號為J23-16和J23-25，見表一。表一 所選擇壓力機的相關參數(shù)型號公稱壓力/kN滑塊行程/mm最大封閉高度/mm工作臺尺寸/mm可傾斜角/。封閉高度調節(jié)量/mmJ23-16160552203004503545J23-25250652703705603055 確定壓力中心 用解析法求模具的壓力中心的坐標。按比例畫出零件尺寸，選用坐標系XOY。如以下圖3所示。因零件左右對稱，即xc0。故只需計算yc。將工件沖裁周邊分成L1、L2、L3、L4、L10、L11根本線段，求出各段長度的重心位置:L13mm Y1=0L26mm Y2=mmL3mm Y3=mm L4mm Y4=mm

13、 L5mm Y5=m 圖3 壓力中心的計算6 模具結構形式的選擇與確定 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用倒裝復合沖壓，所以模具類型為倒裝復合模。定位方式的選擇因為該模具采用的是條料，所以選用導料銷和擋料銷來實現(xiàn)對沖裁條料的定位。導向方式的選擇為了提高模具壽命和工作質量，方便安裝調整，該復合模采用后側導柱的導向方式。 卸料方式該模具采用倒裝結構，沖孔廢料直接由沖孔凸模從凸凹模內孔推下。工件厚度為mm，料厚相對較厚，卸料力也比擬小，故可采用彈性卸料。 送料方式采用手動送料。7 模具工作零部件刃口尺寸的計算該零件屬于無特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，小孔尺寸那么由沖孔得到。查表可

14、 沖孔6.3的孔凸凹模刃口尺寸的計算；由于制作簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工方法制作凸凹模。其凸凹模刃口尺寸計算如下：查表2.5得凸凹模制造公差： 校核-=0.014，而+滿足的條件模具的精度等級為IT14級。【4】 取沖裁孔的凸、凹模刃口尺寸的計算凸模尺寸凹模尺寸6.3凸緣強度的校核：經查有關文獻得：黃銅的抗疲勞強度。凸模材料選用優(yōu)質碳素工具鋼淬火，其直徑d=6.3.凸模材料許用應力.根據式2.45得：外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算此落料件為形狀較為復雜的零件，所以利用凸凹模配作法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設備的精度要求。以落料凹模為基準件，由公差

15、表查得工件個尺寸的公差等，確定x采用配作法，計算凹模的刃口尺寸，首先是根據凹模磨損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還是變小，還是不變這三種情況，然后分別按不同的計算公式計算。a、凹模磨損后會增大的尺寸-第一類尺寸A 第一類尺寸： b、凹模磨損后會減小的尺寸-第二類尺寸B 第二類尺寸：c、凹模磨損后會保持不變的尺寸 第三類尺寸C 第三類尺寸：其落料凹模的根本尺寸計算如下：第一類尺寸：磨損后增大的尺寸： 落料凸模的根本尺寸與凹模相同，分別是不必標注公差，但要在技術條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.100落料凸模、凹模刃口局部尺

16、寸分別見圖4、5圖4 落料凹模刃口局部尺寸。本模具為復合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個凸凹模。根據整體模具的結構設計需要，凸凹模的結構簡圖如圖6所示。確定凸凹模安裝在模架上的位置時，需要依據計算的壓力中心的數(shù)據，使壓力中心與模柄中心重合。，而實際最小壁厚。故符合強度要求：凸凹模刃口尺寸按落料凹模尺寸配合，并保證雙面間隙為0.010-0.014mm。凸凹模上的孔中心與邊緣尺寸的公差應比零件所標的精度高3-4級。即mm。圖5 凸凹模設計8 模具主要零部件設計工作零部件的結構設計落料凹模的設計凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割加工。安排凹模在模架上的位置時，要依據計算的壓力中

17、心的數(shù)據，使壓力中心與模柄中心重合。整體式凹模裝于下模座上, 凹模高度可按經驗公式計算，即 凹模高度H=Kb2)H式中b-凹?？椎淖畲髮挾鹊獴不小于15mmC-凹模壁厚， 指刃口至凹模外形邊緣的距離K=系數(shù)查表240【5】K=0.3凹模高度H=Kb=mm 按表取標準值H=10mm凹模壁厚C=2)H =15mm20mm凹模壁厚取15mm。凹模寬度2.0d, 根據上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板666015JB/T7643.1【6】8 沖孔凸模的設計因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式。一方面加工簡單，另一方面便于裝配與更換。查表1214【5】沖一

18、個孔的圓形凸?？蛇x用標準件B型式。如圖7所示。 圖6沖孔凸模的結構形式凸模長度一般是根據結構上的需要而確定的，其凸模長度用以下公式計算： L=h1+h2+h3+h式中 L凸模長度， mm h1凸模固定板高度，mm h2卸料板高度，mm h3導料板高度，mm h附加高度，一般取1520mm沖裁mm孔凸模尺寸及其組件確定和標準化包括外形尺寸和厚度 凸模長度 L=12+8+2=22mm由小凸模刃口d=mm查手冊【2】表2.54可知 h=5mm, D1=6mm, D=4mm, L=22。小凸模強度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸模材料的許用壓應力，即 對于圓形凸模 式中 圓形

19、凸模最小截面直徑，mm t沖裁材料厚度，mm 沖裁材料的抗剪強度，取254Mpa【3】 凸模材料許用強度，取800Mpa【3】dmin=mm 所以承壓能力足夠?？箍v向彎曲力校核對于圓形凸模有導向裝置 式中 Lmax 允許的凸模最大自由長度，mm F 沖模力,N 凸模最小截面的直徑，mm= =mm 所以長度適宜。凸模固定端面的壓力q =式中q凸模固定端面的壓力，MPa F落料或沖孔的沖裁力，N 模座材料許用壓應力查表得120160Mpa【3】 q =MPa凸模固定板端面壓力小于120160Mpa，凸模固定板承受的壓力適宜。8落料凸模凸凹模的設計結合工件外形并考慮加工，外形凸模用線切割機床加工成直

20、通式凸模，用兩個M8的螺釘固定在墊板上，凸模按下式計算：L=h1+h2+h3+h其中： h1為固定板厚度7 mm，h2為卸料板厚度5mm，h3為導料板厚度6 mm， h為附加長度，主要考慮凸模進入凹模的深度1mm及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的平安距離15mm20mm等因素。所以：L=7+5+6+4=22 mm凸模固定板材料可用45鋼，結構形式和尺寸規(guī)格見手冊【5】66617。8.2定位裝置的設計與標準化【6】8擋料銷及導料銷的設計與標準化由設計結構可得該套模具所用擋料銷與導料銷的規(guī)格尺寸一樣，根據手冊【4】選用。型號：JB/T 625mm材料為45鋼的圓柱擋料銷,硬度4348HRC擋料

21、銷位置設計：根據排樣圖與搭邊值計算，當所選毛坯板料的一邊完成沖裁之后。掉頭沖板料的另一側，板料余量恰好能沖出一個制件。所以擋料銷位置不變，也不用使用使用擋料銷。8擋料銷與導料銷位置確實定由模具整體結構設計，導料銷及導料銷都應通過卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具閉合狀態(tài)下，應高出卸料板3mm【1】。根據分析選用廢料孔后端定位時擋料銷位置如圖8 圖7擋料銷的位置8導料銷位置確實定導料銷位于條料的同一側，采用從右向左的送料方式，送料的方向導料銷應裝在后側。8.3卸料裝置的設計及標準化【7】8.3.1彈性卸料板的結構形式模具采用倒裝結構，選用手冊【6】圖77b的卸料板形式。由表78查得彈性卸料板厚

22、度為50mm，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應高出模具凸凹模工作刃口0.30.5mm，以便順利卸料，卸料板的工作行程為3.5mm。8.3.2卸料螺釘?shù)倪x用采用圓柱頭卸料螺釘45鋼，熱處理硬度3545HRC 規(guī)格 M58.3.3卸料彈簧的設計及選用在滿足模具結構要求的前提下,保證所選用的彈簧能夠滿足給出所要求的作用力和行程,所以本設計所選用的彈簧在裝模和試模過程中依據所需的力進行選取.8.4推件裝置的設計與標準化【5】8.4.1剛性推件裝置的設計與標準化本套模具的推件裝置所需推件力大，且為了推件平穩(wěn)可靠，應采用剛性推件裝置。其結構形式見手冊【5】8推件塊的設計本推件塊的端面外形應跟落料凹模的刃口形狀一致

23、，整體外形應設計成臺階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應高出凹模面0.20.5mm。推件塊和凹模的配合：由于外形件的相對尺寸較大，外形形狀相對復雜，所以推件內形與凹模為間隙配合H8/f8，推薦外形與凹模為非配合關系，屬內導向。8連接推桿的選用為了使推件裝置推出平穩(wěn)采用3根推桿。每根推桿所承受的力為： 由手冊查取適合本裝置的推桿規(guī)格為：222mm 8推板的設計由推出結構需要，推板適宜選用圓形即手冊的A型。8.打桿的設計 打桿選用帶肩A型打桿與推板配合以起到平穩(wěn)推件作用。 其材料45鋼 熱處理硬度4348HRC 規(guī)格： A1155mm8.5支撐固定

24、零件的設計與標準化【6】由凹模周界L63mm,B=60mm，及卸料板的外形尺寸，材料選為HT200,0I級精度的后側導柱模架。技術要求按JB/T80501999的規(guī)定。8模架的選用上模座標記：636320 GB/T2855.5下模座標記：636325 GB/T2855.68 凸模固定板的設計因凸凹模的尺寸較大所以直接用螺釘緊固在下模座上。凸模固定板的設計:為了保證安裝、固定牢靠，凸模固定板必須有一定的厚度，由經驗公式【6】計算凸模固定板厚度。H=11.5D=11.5mmmm查手冊【6】表7-2本模具取H=7mm，其外形尺寸應與凹模的外形尺寸一致規(guī)格為66mm61mm7mm8.5.3墊板的設計【

25、6】在本模具采用的彈性卸料裝置中，上模座中設有推板等零件的裝置和讓位空間，會使的其厚度變薄，影響其抗壓強度，所以應設一塊墊板。其規(guī)格根據凹模外形尺寸選取66mm61mm4mm。8.6導向零件的設計與標準化【6】本組模具采用的是后側導柱模座只需兩對相同型號的導柱導套。本模具沖裁間隙小應按H6/h5配合，材料選用20鋼熱處理要求滲碳深度0.81.2mm，硬度5862HRC ，技術要求按JB/T80701995的規(guī)定。導柱標記： 1690導套標記： 1660188.7 緊固零件的設計與標準化【6】本模具采用螺釘固定，銷釘定位。其具體數(shù)據如下：內六角圓柱頭螺釘標記：GB/T70.1 M636 螺釘標記

26、：GB/T5782 M615 銷釘標記：GB/T11.21 8m6369 沖壓設備的的選用通過前面的設計知道，上模座厚度為20mm，上模墊板厚度為4mm，固定板厚度為7mm，凸模長度為22mm，凹模厚度為15mm，下模座厚度為25mm，凸模沖裁后進入凹模的深度為mm。該模具的閉合高度： = 模具閉合高度90mm,根據前面初選的壓力機，選擇JC2325型壓力機，其工作臺尺寸為370560mm,最大閉合高度為270mm，連桿調節(jié)長度為55mm.最終經過校核，選擇JC2325型壓力機能滿足使用要求。其主要技術參數(shù)如下： 工稱壓力：250KN 滑塊行程：55mm 最大閉合高度270mm 最大裝模高度：

27、250mm 連桿調節(jié)長度：55mm 工作臺尺寸前后左右：360mm560mm 墊板尺寸厚度孔徑：40mm210mm 模柄孔尺寸:6075mm 最大傾斜角度：30010 模具總裝圖由以上設計，可得到模具的總裝圖裝配圖見附圖。模具上模局部主要由上模板、墊板、凸模固定板、凹模板、推件塊等組成。推件方式由剛性推件裝置憑借壓力機的壓力來完成廢料的推出。下模局部由下模座、凸凹模、卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。其工作過程是：條料在送進模具時由擋料銷限位，導料銷導向，使得條料精確定位。模具在工作時，上模局部隨壓力機下行，當上模局部與條料接觸時，卸料板起壓料作用與凹模一起作用將條料壓緊隨

28、上模下行，壓力機滑塊繼續(xù)下行沖孔凸模進入凸凹模在壓力及刃口作用下完成沖裁。壓力機滑塊回程，上模局部跟著一起上行，在打料桿等一系列推件裝置的作用下將制件推出凹模腔內，沖孔廢料從凸凹模型孔內落下，與此同時卸料板在彈簧恢復的作用下也將條料從凸凹模上撥落下來，完成卸料，卸料裝置復位。條料再送進一個步距等待下一次回程沖裁。 圖8 模具裝配圖1 下模座 2 導柱 3卸料螺釘 4 凸凹模5 卸料板 6 活動擋料銷7 凹模 8 導套 9 凸模固定板 10 連接打桿 11 上模座 12 螺釘13 打桿 14 模柄 15 推板 16 墊板 17 銷釘 18 螺釘 19沖孔凸模20 推件塊 21 彈簧 22 螺釘

29、23 銷釘結束語焊片屬于形狀較為簡單的沖壓件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據計算確定本制件的排樣方案及沖裁力，然后選取適宜的壓力機。本設計主要的設計要點是工件為外形是圓弧過渡，工件為非對稱件，必須計算好壓力中心使壓力中心與壓力機的滑塊中心相重合。最后根據上面的設計繪出模具的總裝圖。畢業(yè)設計是大學三年學習中的最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經濟的迅速開展，采用模具的生產技術得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)根底課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，到達了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經