沖壓模具設(shè)計(jì)沖孔落料級進(jìn)模設(shè)計(jì)說明書

/課程編號：XXXＸ大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)人:XXＸ專業(yè)班級：XＸX學(xué)號：XXXXX指導(dǎo)教師：XＸX日期:X年Ｘ月X日目錄一、序言－———－——-—－－—－—--—-——－—－——-－—-－－-－—-—－－－——-——--————--－－-—-－—-－—-—－—--３二、設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品圖--——————-—－-——-－－－--——--—-——--—-—－-－—－——-4三、零件的工藝性分析—-—－——--－—－－—-－-－—--－—－——－－—－—--—-－-—-－—－—－————-——－—－—５四、沖裁零件工藝方案的確定-—－—-－-——————--—-－——-—－－－－－-————-－－-6五、排樣設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算—-——--—－－—--－—－———-－--———--———－－－——－－———－－７六、工序壓力計(jì)算、壓力中心的確定、壓力機(jī)的選擇－—-－—－--—-———－8七、模具工作零件刃口尺寸和公差的計(jì)算—--－－-——-———-—————-—-———－－—-－11八、模具零件的選用及設(shè)計(jì)—--————－-—-———-———-—－—-－-－-－--—－－－－—-—-1３九、模具部分結(jié)構(gòu)件詳細(xì)設(shè)計(jì)及模具結(jié)構(gòu)簡圖——-—－—-——－－——-—－--－—17十、其他需要說明的內(nèi)容—-——-－—－——-—--－－-－—－—－—--－-—－—－—-－-——-————－—--－-—-２0十一、參考資料-———-－--－－-—-—－－-—-—－-—-—－—--—————-—————-——--—－－－———-－—-——--21一、序言模具是制造業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè)設(shè)備,被廣泛用于制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。無論是工業(yè)制品,還是新產(chǎn)品的開發(fā),都離不開模具?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。許多新技術(shù)和新設(shè)備的產(chǎn)生與應(yīng)用往往源于模具工業(yè)。從某種意義上說,模具制造技術(shù)代表了一個(gè)國家的工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展水平。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛和產(chǎn)品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展,模具制造業(yè)也相應(yīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。可以預(yù)見,我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展將對模具提供更為大量、更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具.同時(shí)要求模具設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)周期達(dá)到全新的水平。模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備之一。其中沖裁模更是占有十分重要的地位。沖壓技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛,在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門中，幾乎都有沖壓加工產(chǎn)品.它不僅與整個(gè)機(jī)械行業(yè)密切相關(guān)，而且與人們的生活緊密相關(guān).由于它具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、操作簡單、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在我國現(xiàn)代化建設(shè)中有著很好的發(fā)展前景。我們這次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)就是設(shè)計(jì)一套沖裁模具,即就老師所給的零件、生產(chǎn)要求以及精度要求，設(shè)計(jì)出一套符合要求的沖裁模。由于時(shí)間緊迫、經(jīng)驗(yàn)不足,在設(shè)計(jì)過程中走了不少彎路，犯了不少錯(cuò)誤?？傊谠O(shè)計(jì)中難免有疏漏和不當(dāng)之處,懇請諒解.相信在今后的實(shí)踐工作中能一步一步彌補(bǔ)以上不足。在這次設(shè)計(jì)過程中，對沖裁模具有有了深一步的了解,獲得了一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),為將要到來的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ).在這期間得到了ＸXＸ老師的和同學(xué)們的熱心幫助，在此表示感謝。二、設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品圖已知：產(chǎn)品零件圖：(2）生產(chǎn)批量:中批量。（3)零件材料：Q２３5－A鋼.（4）材料厚度：１.2ｍｍ。圖１求作：（1）進(jìn)行沖壓工藝性分析（從材料、零件結(jié)構(gòu)、尺寸精度幾個(gè)方面進(jìn)行)（2)確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型（3）進(jìn)行相關(guān)工藝計(jì)算，包括:排樣設(shè)計(jì)；沖壓力計(jì)算及壓力中心的確定；凸凹模刃口尺寸計(jì)算；模具零件結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算；設(shè)備選擇等。（4）繪制模具總裝配圖(5）繪制工作零件及主要零件的零件圖（6）編寫課程設(shè)計(jì)說明書要求：根據(jù)所設(shè)計(jì)工件的尺寸、形狀、批量等原始數(shù)據(jù)和要求，每人獨(dú)立設(shè)計(jì)、繪制完成一套沖壓模具。包括：（1)模具裝配圖1張(按照1:１比例，或適當(dāng)比例）；（2)模具工作零件圖2—3張（按照1:1比例,或適當(dāng)比例）;(３)設(shè)計(jì)說明書1份；三、零件的工藝性分析沖壓工序：此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序。材料：材料為Q235-Ａ鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。結(jié)構(gòu)：工件結(jié)構(gòu)相對簡單，有一個(gè)Φ8ｍｍ的孔和5個(gè)Φ5mｍ的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為3。5mm(大端4個(gè)Φ5mm的孔與Φ8mm的孔與R1６mm外圓之間的壁厚）.精度：工件的尺寸全部為自由公差，可看作IＴ1４級,尺寸精度較低,普通沖裁完全能滿足要求。綜合以上各方面情況，可以確定零件主要沖壓工序的工藝性良好,故選擇沖壓方法進(jìn)行加工.工件簡圖如圖所示：圖2生產(chǎn)批量:中批量零件材料：Ｑ235-Ａ鋼材料厚度：1．２mｍ四、沖裁零件工藝方案的確定該工件包括落料、沖孔兩個(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：沖孔落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。采用方案一,模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩幅模具，成本高而生產(chǎn)效率低,難以滿足中批量生產(chǎn)要求。采用方案二,只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但因工件孔距較小,制造難度大，模具強(qiáng)度較差,并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會影響沖壓速度，操作不方便。采用方案三，只需一副模具，生產(chǎn)效率高,操作方便，工件精度也能滿足要求.通過對上述三種方案的分析比較，該沖壓生產(chǎn)采用方案三即級進(jìn)模生產(chǎn)為佳。五、排樣設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算設(shè)計(jì)級進(jìn)模,首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。手柄的形狀具有一頭大一頭小的特點(diǎn),如果采用單向排列,材料利用率低,用如圖所示的排方法，設(shè)計(jì)成隔位沖壓，可顯著地減少廢料。隔位沖壓就是將第一遍沖壓以后的條料水平方向旋轉(zhuǎn)１８0°,再沖第二遍，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件.圖3由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2-13確定搭邊值，因采用隔位沖壓，為增加搭邊的剛性,搭邊值取2．5mｍ和3．5mｍ，采用無側(cè)壓裝置，條料與導(dǎo)料板間間隙Cｍiｎ=1㎜。則條料寬度:QＵOTE步距：QUＯTE沖裁面積:QＵＯTE一個(gè)步距的材料利用率：ＱUOTE查板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選15０0mｍ×10０0mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為1１張條料（135mm×１5０0ｍｍ),每張條料可沖37個(gè)工件,每張鋼板可沖QＵＯTE個(gè)，故每張鋼板的材料利用率為７6％。六、工序壓力計(jì)算、壓力中心的確定、壓力機(jī)的選擇6．1計(jì)算沖壓力已知:材料為Q235,則τ=３0０МPa.QＵOTＥ式中F－—－－－沖裁力(N);L－－－－－—-——零件剪切周長（ｍｍ),L＝370mm；t—－－-—－——-材料厚度(ｍm）；QUＯTE——－——－—－—材料抗剪強(qiáng)度(ＭPa）;k－—－-——－-－系數(shù)，一般?。耄剑?。3.1）沖裁力QＵOTEQUOTＥ2）卸料力QＵOTＥ３)推件力查得QUＯTＥ，材料的厚度為１.2mm,則凹模刃口高度QUＯTEQUOTE則QUOTEQUOTＥ為了避免各凸模沖裁力最大同時(shí)出現(xiàn),且考慮到凸模相距很近時(shí),避免小直徑凸模由于承受材料流動擠壓作用而產(chǎn)生傾斜或折斷,故把凸模設(shè)計(jì)成階梯凸模.則最大沖裁力:ＱUOTEＱUOTEQUOTＥ6.2確定模具壓力中心計(jì)算壓力中心時(shí),先畫出凹模型口圖,如圖4所示。在圖中將XOY坐標(biāo)系建立在圖示的對稱中心線上,將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成Ｌ1～Ｌ６共和制組基本線段，用解析法求得該模具的壓力中心C點(diǎn)的坐標(biāo)(13。５7，11.64)。有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果如下表所示。圖４基本要素長度Ｌ/ｍmd各基本要素壓力中心的坐標(biāo)值XYL1=25．１32－52.５922６。５L2＝95。34038．5L3=９5.34014。5Ｌ４＝50.２６557.8５6２6。5L5＝15.708—47。5-26。５L６=８7.96547。5-26．５合計(jì)369。７513。571１.64由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力不大，壓力中心偏移坐標(biāo)原點(diǎn)Ｏ較小.為了便于模具的加工和裝配，模具中心仍選在坐標(biāo)原點(diǎn)O。若選用J23—２5沖床，C點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積范圍內(nèi),滿足要求。6．3壓力機(jī)的選擇:(見《沖模設(shè)計(jì)實(shí)例》末附錄B３)通過校核,選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)Ｊ2３－25能滿足使用要求.其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力:２50KN滑塊行程:6５㎜最大閉合高度：２70㎜最大裝模高度：2２0㎜工作臺尺寸（前后×左右）：３7０㎜×560㎜墊板尺寸(厚度×孔徑)：50㎜×200㎜模柄孔尺寸：Φ40㎜×60㎜最大傾斜角度:3０°七、模具工作零件刃口尺寸和公差的計(jì)算在確定工作零件刃口尺寸法之前,首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用結(jié)切割機(jī)床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以這些零件各個(gè)孔的同軸度,使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分開加工的方法來計(jì)算，具體計(jì)算如下:已知工件材料為Q235，材料厚度為1．2mm，查表得沖裁雙面間隙Zmaｘ=0。1６㎜,Zｍｉｎ=０.１３㎜.１）沖口:以凸模為基準(zhǔn),且凸模在實(shí)際工作中磨損后減小，為使模具具有一定使用壽命，應(yīng)加上一個(gè)被磨量QUOTE.工件上未標(biāo)注公差，故公差按IＴ1４級查表，得QＵOTE孔QUOTE,ＱUOTＥ孔ＱUOTE，磨損系數(shù)X查表得X=0．5,凸凹模制造公差：ＱＵOＴEQＵOTEQUOＴE孔：QＵOＴＥQUOTEQUOTE孔:QUOTEQUOＴＥ２)落料：以凹模為基準(zhǔn),且凹模磨損后，尺寸增大，為使模具具有一定使用壽命，應(yīng)加上一個(gè)被磨量ＱUＯＴＥ，QUＯTE孔ＱUOTE,ＱUOTE孔QUＯTE，磨損系數(shù)X查表得X=0．5，凸凹模制造公差：QＵOTＥQＵOＴEQUOTＥ孔:ＱUＯTEQUOTＥＱUＯTE孔：QUOTEQＵOTＥ孔心距：QUOTE八、模具零件的選用及設(shè)計(jì)８.1模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級進(jìn)沖壓,所以模具類型為級進(jìn)模。8。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,無側(cè)壓裝置.控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷粗定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定余量,可以靠操作工目測來定。8．3卸料、出件方式的選擇?因?yàn)楣ぜ虾駷椋薄?mm，相對較薄，卸料力也比較小,故可采用彈性卸料.?又因?yàn)槭羌夁M(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。

8．4導(dǎo)向方式的選擇?為了提高模具壽命和工件質(zhì)量,方便安裝調(diào)整，該級進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。8.5主要零部件設(shè)計(jì)1)工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?①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)床加工成直通凸模，用2個(gè)Ｍ8螺釘固定在墊板上,與凸模固定板的配合按H6/m5。落料凸模的高度是凸模固定板(厚20mm)、卸料板（厚14mｍ)、橡膠板（厚3１mm)的總和再減去凸模凹入卸料板的1mm，則凸模高度是以上四項(xiàng)的代數(shù)和,為64mm。具體結(jié)構(gòu)可參見圖５所示。落料凸模下部設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正銷，分別借用工件上φ５mm和φ8mm兩個(gè)孔作導(dǎo)正孔。導(dǎo)正銷伸入定位孔時(shí)，板料應(yīng)處于自由狀態(tài).在手工送料時(shí)，板料已由擋料銷粗定位，導(dǎo)正銷將工件導(dǎo)正的過程是將板料向后拉回約0.２ｍm。一般凸模應(yīng)進(jìn)入卸料板０。8-2．5mm，此值定為1mm。應(yīng)在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模端面lmｍ,所以導(dǎo)正銷直線部分的長度為１。８mm。導(dǎo)正銷采用Ｈ7/r6安裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用Ｈ7／h6配合.②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階式，一方面加工簡單,另一方面又便于裝配與更換。5個(gè)φ5mm的圓形凸模與固定板的配合?。?/m5,φ８mm凸模與固定板的配合?。?/m６。沖孔凸模結(jié)構(gòu)如圖6所示。彈性卸料板應(yīng)對小凸模具有保護(hù)作用，故凸模與卸料板的間隙選擇應(yīng)小一點(diǎn)，使落料凸模對卸料板起導(dǎo)向作用。凸模與卸料板的間隙選為０．０25mm，凸模材料選用Cｒ1２MoV。③凹模：凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸計(jì)算如下：凹模厚度QUOTE（查表得k＝0.２）凹模壁厚QUOTE取凹模厚度H=30mm,凹模壁厚c=４5mm，凹模寬度QUOTE凹模長度L取1９5mm(送料方向）凹模輪廓尺寸為1９5mm×217ｍm×30mm，結(jié)構(gòu)如圖７所示。2)導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸,外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取0.2mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，條料寬度是135mm，凹模寬度是21７mm,導(dǎo)料板寬度則為41mm.導(dǎo)料板的厚度按表7—１０選擇,應(yīng)為8mm.導(dǎo)料板采用４5鋼制作,熱處理硬度為４0～45HRＣ,用螺釘和銷釘固定在凹模上。導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板,其寬度和厚度與導(dǎo)料板相同，入口處設(shè)計(jì)成15°的斜角。3）卸料橡膠的設(shè)計(jì)本模具中橡膠板的工作行程由以下幾個(gè)部分組成：凸模修磨量5mm;凸模凹進(jìn)卸料板1ｍｍ；工件厚度１。２ｍm；凸模沖裁后進(jìn)入凹模２ｍｍ。以上四項(xiàng)長度之和就是橡膠板的工作行程ＱUOTＥ，取壓縮量為自由高度的0。2５，則橡膠板的自由高度為：QUOTE預(yù)壓縮量取1５%，則QUOTＥ由式(2-11）計(jì)算卸料板的卸料力，即：QUOTＥ選用四個(gè)圓筒形橡膠，則每個(gè)橡膠承受的載荷QUOＴE取橡膠內(nèi)徑d=1３mm,p=0．5MPa，則橡膠的外徑QUOＴＥ校核橡膠的自由高度：QUOＴE可知，滿足要求。橡膠的安裝高度：ＱUOＴE4）卸料板的設(shè)計(jì)本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有用外形凸模導(dǎo)向，對小凸模起保護(hù)的作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相同，厚度為1４mm.卸料板與各凸模的間隙已在凸模設(shè)計(jì)中確定。卸料板上設(shè)置４個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M１0×10ｍm。卸料螺釘?shù)奈膊吭谏夏Ｗ呐_階孔中定位,卸料螺釘工作時(shí)的行程為7．2mm,上模座在螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面１㎜,有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。卸料板工作時(shí)進(jìn)入導(dǎo)料板壓緊條料,卸料板在導(dǎo)料板的位置留有臺階，在凹模上沒有條料的情況下,卸料板的下平面與導(dǎo)料板的上表面之間保留0.5ｍm的間隙，卸料板水平方向與兩導(dǎo)料板之間的雙邊間隙為０．5mm。橡膠板分為四塊,每個(gè)卸料螺釘安裝一塊，中間鉆孔φ13mm.四塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會造成受力不均勻，運(yùn)動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40~45ＨRC。５)模架及其它零部件設(shè)計(jì)該模具采用中間導(dǎo)柱模架,這種模架的導(dǎo)柱在模具中間位置，沖壓時(shí)可防止由于偏心矩而引起的模具歪斜.以凹模周界尺寸為依據(jù),選擇模架規(guī)格.導(dǎo)柱d／㎜×Ｌ/㎜分別為φ28×16０（左),φ3２×１60（右）;導(dǎo)套ｄ/㎜×Ｌ/㎜×D/㎜分別為φ２8×11５×42（左），φ３2×１15×45（右）。上模座厚度H上模?。?㎜,上模墊板厚度H墊取1０㎜，固定板厚度H固?。?㎜,下模座厚度H下模取50㎜，那么，該模具的閉合高度:式中Ｌ—凸模長度，L＝64㎜；H—凹模長度，Ｈ=30㎜；ｈ—凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h＝２㎜。可見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㎜），故可以使用。九、模具部分結(jié)構(gòu)件詳細(xì)設(shè)計(jì)及模具結(jié)構(gòu)簡圖９。1落料凸模詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖圖５落料凸模零件圖9．2沖孔凸模詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖圖6沖孔凸模零件圖9。3凹模詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖圖７凹模零件圖9。3模具裝配圖主視圖俯視圖圖８模具裝配圖1下模座2凹模3導(dǎo)正銷4導(dǎo)尺5卸料板6卸料螺釘7凸模固定板8墊板９內(nèi)六角螺釘１０模柄1１圓柱銷12上模座13導(dǎo)柱14導(dǎo)套15彈性橡膠體１６落料凸模１7大孔凸模18小孔凸模１9下模座20活動擋料銷２１承料板說明:條料從前向后送入模具加工臺面，