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沖孔落料級進模,設計者 ：徐淼華 學 號 ：20050457 指導老師：胡淑芬,目錄,一：引言 二：沖壓工藝分析 三：沖壓工藝方案的確定 四：沖壓工藝的計算 五：復合模主要零件的設計計算 六：沖模結構的確定 七：支撐板結構與設計 八：模座的設計 九：其他零件的選擇 十：裝配圖 十一：致謝,一：引言,隨著社會的發(fā)展，模具行業(yè)的興起。在社會上，沖壓工藝用途十分的廣泛，與制造成為一個行業(yè)越來越來受到人們的重視。 模具是一種技術密集、資金密集型產品，在我國國民經濟巾的地位也非常重要。模具工業(yè)已被我國正式確定為基礎產業(yè)，并在“十五”中列為重點扶持產業(yè)。由于新技術、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術不斷進步，對人才的知識、能力、素質的要求也在不斷提高。我國模具行業(yè)將向大型、精密、復雜、高效、長壽命和多功能方向發(fā)展。目前，電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電、通訊和軍工等產品中，6080的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜性、高一致性、高生產率和低消耗，是其他加工制造方法所無法比擬。模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和開發(fā)能力。我國模具行業(yè)日趨大型化，而且精度將越來越高。,模具標準件的應用將日漸廣泛，模具標準化及模具標準件的應用能極大地影響模具制造周期。使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質量和降低模具制造成本。同時，快速經濟模具的前景十分廣闊。由于人們要求模具的生產周期越短越好，因此開發(fā)快速經濟模具越來越引起人們的重視。 模具產業(yè)的發(fā)展是機械及其它制造行業(yè)快速增長的同時不斷發(fā)展完善的。通過在機械行業(yè)的工作實踐，深深體會到了模具在機械制造業(yè)中的巨大作用。模具的大量使用使的零件加工的周期縮短，成本降低。一個高質量的模具可以直接投入產品的裝配，這一點在鑄件中更能顯現(xiàn)，好的毛坯件需要的額外加工量小，材料損耗小，很好的降低了生產成本。 模具的發(fā)展前景將越來越好。模具性能越來越高，生產的零件可以達到的數(shù)控加工的精度，甚至更高，產量又十分巨大。投身模具事業(yè)將會給自己的人生帶來輝煌。,二：沖壓工藝分析,2.1 產品結構形狀分析 計題目設計一止動件 材 料：Q215 板料厚度：t=0.5mm 生產批量：大批量 任 務：編制沖壓工藝方案、設計模具結構,圖2-1 零件圖（材料Q215 t=0.5）,三：沖壓工藝方案的確定,將以上精度與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證其它尺寸標注、生產批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，固定擋料銷粗定位、導正銷精定位、自然漏料方式的沖孔落料符合級進模進行加工。 方案一采用復合模加工。復合模的特點是生產率高，沖裁件的內孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但復合模結構復雜，制造精度要求高，成本高。復合模主要用于生產批量大、精度要求高的沖裁件。 方案二采用級進模加工。級進模比單工序模生產率高，減少了模具和設備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產自動化。對于特別復雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單模或復合模沖制有困難時，可用級進模逐步沖出。但級進模輪廓尺寸較大，制造較復雜，成本較高，一般適用于大批量生產小型沖壓件。 方案三采用單工序沖裁模。無導向單工序沖裁模結構簡單、制造周期短、成本低、但模具壽命低、沖裁精度差、操作也不安全。一般用于精度要求不高、形狀簡單、批量小或試制件；導柱式沖裁模比無導向式沖模裁的精度高、壽命長、使用安全方便，但輪廓尺寸較大、模具較重、制造工藝復雜、成本較高、它廣泛用于生產批量大、精度要求較高的沖裁件。 綜合比較以上三個方案其中方案二級進模加工比其他兩種方案較好,四：沖壓工藝的計算,4.1排樣 1.合理排樣并繪制排樣圖，計算出材料利用率， ，側邊取搭邊值。查表得 則步距 mm; 條料寬度 其一個步距內的材料利用率h可由下式計算得出： （2-1） 式中： A ---------- 一個步距內沖裁件的實際面積（mm2）； B --------- 條料寬度（mm2）； S --------- 步距（mm2）。 ==65%,,,,,,,,,4.2計算沖壓力 平刃口沖裁模的沖裁力F一般按下式計算： 、K、L、t、 分別是沖裁力、沖裁周邊長度、材料厚度，材料抗剪強度，系數(shù)。該模具采用彈性卸料和下出料方式。 影響這些力的因素較多，主要有材料的力學性能、材料的厚度、模具間 隙、凹模洞口的結構、搭邊大小、潤滑情況等，一般常用下列經驗公式計算： 卸料力： 推件力： 、是卸料力、推件力系數(shù). n是卡在凹模內的沖裁件（或廢料）數(shù)。n= 式中的h和t分別表示凹模洞口的直刃壁高度與板料厚度。 其中：查表取普通碳素鋼B3的抗剪強度：（GB 7001988） 卸料力系數(shù)：Kx = 0.055 推件力系數(shù)：KT = 0.063 同時梗塞在凹模內的工件數(shù)：n = h/t 1.沖孔力： =12123.45N 卸料力： =666.49N 推件力： =1557.57N =12123.54+666.49+1527.57=14317N 2.落料力 卸料力 =20458.54N 推件力 =N =415856.27N 本設計中模具使用沖孔和落料結構形式，因此沖壓力：可由下式計算得出： 總沖壓力：=14317+415856.27=430173.27N,,,,,,,,,,,,4.3計算壓力中心 模具的壓力中心應該通過壓力機滑塊的中心線。對于有模柄沖模來說，須使壓力中心通過模柄的中心線。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌和模具導向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實際生產中，可能出現(xiàn)沖模壓力中心在沖壓過程中發(fā)生變化的情況，或者由于沖件的形狀特殊，從模具結構考慮，不宜于使壓力中心與模柄中心相重合的情況，這時應注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機允許的范圍。,4.4沖裁模間隙值的計算 確定凸、凹模合理間隙的方法有理論法和查表法兩種。由于理論計算法在生產中使用不方便，常用查表法來確定間隙值。對于尺寸精度、斷面垂直度要求不高的板料的普通沖裁，以提高模具壽命為主，可采用大間隙值。查我國沖裁間隙指導性技術文件推薦的間隙值表可得：Zmin =0.040mm ，Zmax = 0.060mm ，根據(jù)凸凹模的加工方法的不同，刃口的計算方法也不同，基本上可分為兩類：凸模與凹模分別加工法，凸模與凹模配合加工法。 凸凹模配合加工法就是先按設計尺寸制出一個基準件（凸?；虬寄＃缓蟾鶕?jù)基準件的實際尺寸按間隙配制另一件。因為這種加工方法的特點是模具的間隙由配置保證，工藝比較簡單，并且還可以適當放大基準件的制造公差，使得制造也容易。且精度要求不高，故采用此方法。目前，一般工廠也常常采用此方法。 因。,五：復合模主要零件的設計計算,5.1凸模 由于沖件的形狀和尺寸不同，沖模結構與加工以及裝配工藝等實際條件也不同，所以實際生產中使用的凸模的結構形式很多。其截面形狀有圓形和非圓形；刃口形狀有平刃和斜刃等。根據(jù)設計要求，本設計采用截面形狀為圓形凸模。 凸模長度計算：凸模長度需根據(jù)沖模的結構要求和凸模刃磨量等因素確定?？砂聪率接嬎悖篖 = h1+h2+ h3 式中 h1 凸模固定板厚度 h2 卸料板厚度 h3 增加長度。（本設計取44/mm） 則： L = 20+16+25=61mm,5.2凹模 凹模類型很多，凹模的外形有圓形和矩形；結構有整體式和鑲拼式；刃口有平刃和斜刃。在實際生產中，由于沖裁件的形狀和尺寸千變萬化，因而大量使用外形為圓形或矩形的凹模板，在其上面開設所需要的凹模洞口，用螺釘和銷釘直接固定在模板上。本設計也采用此種設計結構。 值得注意的是，凹模采用螺釘和銷釘定位固定時，要保證螺孔（或沉孔）間、螺孔與銷孔間及螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近，否則會影響模具壽命。孔距的最小值可參考相關設計手冊。對于孔口的結構形式，本設計采用常用的適用于非圓型孔的階梯形直刃壁型孔。要確定凹模厚度，凹模寬度，凹模邊長。,,六：沖模結構的確定,6.1 定位裝置 1.本設計中，在送料方向的垂直方向上需用上一個始用擋料銷對首次沖裁時定位用，其結構如下查表得采用初始擋料銷：446 JB/t7649.1，彈簧：0.8820，彈簧心柱：616.,2.在第二次送料始用擋料銷將不用，將采用固定擋料銷對料進行粗定位其結構如下 A型固定擋料銷 直徑d（h11）=80 -0.075 /mm的A型固定擋料銷： 固定擋料銷A6 JB/T 7649.10 d1(m6) =8 +0.008 +0.002 /mm h = 2mm L = 8/mm 材料：45，熱處理硬度4348HRC 技術條件：按JB/T 7653-1994的規(guī)定 3.使用導正銷的目的是消除送進導向和送料固定板等粗定位的誤差，保證孔與外形相對位置公差的要求，其結構如下圖。,3.使用導正銷的目的是消除送進導向和送料固定板等粗定位的誤差，保證孔與外形相對位置公差的要求，其結構如下圖。 A型導正銷 導正銷的基本尺寸可按下次計算： d d導正銷的基本尺寸； 沖孔凸模的直徑； 導正銷與沖孔凸模直徑的差值；查表得：=0.06 即 d=9.18-0.06=9.12 查表得d=10 導正銷高度查表得 h=1 , L=36 , =13, C=3, 標記：A型導正銷 材料為T8A,熱處理硬度為50-54HRC 技術條件按卸料裝置其作用是當沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工件零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進行。,6.2 卸料裝置 1.卸料螺釘其結構如下圖。卸料裝置其作用是當沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工件零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進行2.橡膠彈簧具有重量輕，彈性大，變形不受限制，較高的內阻，可吸收沖擊和高頻振動能量，工作平穩(wěn)，噪聲小，安裝和調試方便，便于維護和保養(yǎng)等優(yōu)點。另外，橡膠彈簧可同時承受多向載荷，可使系統(tǒng)簡單。所以本設計采用橡膠彈簧。,6.3導向零件 導柱導套裝配圖,6.4 模架 本設計采用適用于所有中小型模具的壓入式模柄，它與模座孔采用H7/m6過渡配合。具體標準如下： A型壓入式模柄 直徑d(js10) = mm、高度L =75mm的A型壓入式模柄： 模柄A2575JB/T 7646.1 d1(m6) = mm d2 = 33mm d4(H7) = mm L1 =30mm L2 =4mm L3 =2.5mm 材料：Q235-A F 技術條件：按JB/T 7653-1994的規(guī)定,七：支撐板結構與設計,固定板、設計與標準 根據(jù)模具結構分析，本設計只在凸模采用矩形的固定板固定，其平面輪廓尺寸除應保證凸模安裝孔外，應還考慮螺釘和銷孔的位置，厚度一般取為凹模的60%80%。固定板孔與凸模采用過渡配合(H7/m6)，壓裝后端面磨平，以保證沖模的垂直度。 墊板主要用于直接承受和擴散凸（凹）模傳來的壓力，防止模座承受過大壓力而出現(xiàn)凹坑，影響模具正常工作。墊板厚度一般取612mm，外形尺寸按固定板形狀決定。常用材料為45鋼、T8。 固定板、墊板的基本結構、尺寸可按GB2858.1-81 GB2858.6，GB2859.GB2859.6選取。尺寸選擇如本設計采用彈壓卸料板作為壓料和卸料的裝置，其寬度和長度均與固定板的長度、寬度一致，,八：模座的設計,8.1上模座,8.2下模座,九：其他零件的選擇,螺釘使用內六角螺釘 圓柱銷釘：本設計除特殊說明外，一律選用1060的銷釘定位。配合間隙為m6/h8 防動銷選用 612配合間隙為H8/h7材料,十：裝配圖,十：致謝,在經過將近兩個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導師胡淑芬老師。胡淑芬平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計雖不復雜煩瑣，但是胡老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩胡老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 還要感謝大學四年來所有的老師，為我打下機械專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)設計才會順利完成。最后感謝工學院和我的母校江西農業(yè)大學四年來對我的大力栽培,
江西農業(yè)大學畢業(yè)設計(論文)任務書
設計（論文）
課題名稱
止動件沖壓模設計
學生姓名
院（系）
工學院
專 業(yè)
機械設計制造及自動化
指導教師
職 稱
副教授
學 歷
本科
畢業(yè)設計（論文）要求：
1、好學上進，能吃苦耐勞，刻苦鉆研，有相應專業(yè)知識，具備獨立工作能力；
2、能及時地查閱到國內外與本課題相關的資料和文件；
3、會計算機繪圖，能通過計算機繪圖繪制相應的零件、部件和組件，繪制出總裝配圖；
4、工作量要符合我院畢業(yè)設計的要求；
5、根據(jù)畢業(yè)設計的要求在規(guī)定的時間內完成畢業(yè)答辯所需要的全部工作。
畢業(yè)設計（論文）內容與技術參數(shù)：
1、在實際生產線了解沖壓模的生產過程和工藝；
2、查閱國內外有關資料和文件分析沖壓模的工藝特點；
3、研究其它沖壓模的工作原理，提出沖壓模的設計思想，并畫出工作草圖；
4、通過計算機繪圖繪制相應的零件和部件，繪制出沖壓?？傃b配圖；
5、撰寫出8000字左右的設計說明書；
6、根據(jù)畢業(yè)設計的要求在規(guī)定的時間內完成畢業(yè)答辯所需要的所有工作。
畢業(yè)設計（論文）工作計劃：
第一階段：參觀實際生產線，了解沖壓模的生產過程；查閱國內外有關資料和文件分析沖壓模的工藝特點，查找相關的裝置；
第二階段：研究其它沖壓模的工作原理，提出沖壓模的設計思想；
第三階段：給出總體方案，畫出工作草圖，通過計算機繪圖繪制相應的零件和部件，繪制出沖壓?？傃b配圖；
第四階段：撰寫出設計說明書；根據(jù)畢業(yè)設計的要求在規(guī)定時間內完成畢業(yè)答辯所需要的所有工作。
接受任務日期 08 年 2月 20 日 要求完成日期 09 年 5 月 20 日
學 生 簽 名 09 年 5 月 20 日
指導教師簽名 年 月 日
院長（主任）簽名 年 月 日
學校代碼：10410 序 號：050457 本 科 畢 業(yè) 設 計 題目： 止動件沖壓模設計 學 院： 工 學 院 姓 名： 學 號： 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 年 級： 指導教師： 二 OO 九年 五 月 止動件沖壓模設計 第 2 頁 共 30 頁 摘要 關鍵詞：止動件 工藝 級進模 對止動件進行了工藝分析和沖孔落料級進模的設計，闡述如何合理安排模具結 構，保證產品質量，同時提高生產效率，降低勞動強度，延長模具壽命，并對 加工過程中存在的問題提出了解決的措施。 止動件沖壓模設計 第 3 頁 共 30 頁 Abstract Based on the technological analysis and the design of the multiposition progressive die，problems such as how to arrange the structure of the die rationally，guarantee quality of the productsimprove efficiency of producing reduce working intensity，extend the life of the die are discussedMoreover，measures are given to settle the problems during processing Keywords motionstopping components：processing technology ：progressing die. 止動件沖壓模設計 第 4 頁 共 30 頁 目錄 一 引言 ......................................................................................................................................................5 二 沖壓工藝分析 ......................................................................................................................................6 2.1 產品結構形狀分析 .........................................................................................................................6 2.2 產品尺寸、精度、粗糙度 .............................................................................................................6 三 沖壓工藝方案的確定 ..........................................................................................................................7 四 沖壓工藝的計算 ..................................................................................................................................8 4.1 排樣 .................................................................................................................................................8 4.2 計算沖壓力 .....................................................................................................................................9 4.3 沖床選用 .......................................................................................................................................10 4.4 計算壓力中心 ...............................................................................................................................10 4.5 沖裁模間隙值的計算 ...................................................................................................................12 4.6 計算模具刃口尺寸 .......................................................................................................................12 4.6.1 沖孔部分 .................................................................................................................12 4.6.2 落料部分 .................................................................................................................13 五 復合模主要零件的設計計算 ............................................................................................................15 5.1 凸模 ...............................................................................................................................................15 5.2 凹模 ...............................................................................................................................................15 六 沖模結構的確定 ................................................................................................................................16 6.1 定位裝置 .......................................................................................................................................16 6.2 卸料裝置 .......................................................................................................................................18 6.3 導向零件 .......................................................................................................................................19 6.4 模架 ...............................................................................................................................................22 七 支撐板結構與設計 ............................................................................................................................23 7.1 矩形固定板 ...................................................................................................................................23 7.2 矩形墊板： ...................................................................................................................................24 7.3 卸料板標準及確定 .......................................................................................................................24 八 模座的設計 ........................................................................................................................................25 8.1 上模座 ...........................................................................................................................................25 8.2 下模座 ...........................................................................................................................................26 九.其他零件的選擇 ................................................................................................................................27 9.1 螺釘 ...............................................................................................................................................27 9.2 銷釘 .............................................................................................................................................27 9.3 導正塊 ...........................................................................................................................................28 參 考 文 獻 ............................................................................................................................................29 致 謝 ..................................................................................................................................................30 止動件沖壓模設計 第 5 頁 共 30 頁 一 引言 隨著社會的發(fā)展，模具行業(yè)的興起。在社會上，沖壓工藝用途十分的廣泛， 與制造成為一個行業(yè)越來越來受到人們的重視。 模具是一種技術密集、資金密集型產品，在我國國民經濟巾的地位也非常重 要。模具工業(yè)已被我國正式確定為基礎產業(yè)，并在“十五”中列為重點扶持產 業(yè)。由于新技術、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術不斷進步，對人 才的知識、能力、素質的要求也在不斷提高。我國模具行業(yè)將向大型、精密、 復雜、高效、長壽命和多功能方向發(fā)展。目前，電子、汽車、電機、電器、儀 器、儀表、家電、通訊和軍工等產品中，6080的零部件，都要依靠模具 成型。用模具成型的制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜性、高一致性、高生產 率和低消耗，是其他加工制造方法所無法比擬。模具在很大程度上決定著產品 的質量、效益和開發(fā)能力。我國模具行業(yè)日趨大型化，而且精度將越來越高。 模具標準件的應用將日漸廣泛，模具標準化及模具標準件的應用能極大地影 響模具制造周期。使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具 質量和降低模具制造成本。同時，快速經濟模具的前景十分廣闊。由于人們要 求模具的生產周期越短越好，因此開發(fā)快速經濟模具越來越引起人們的重視。 模具產業(yè)的發(fā)展是機械及其它制造行業(yè)快速增長的同時不斷發(fā)展完善的。通 過在機械行業(yè)的工作實踐，深深體會到了模具在機械制造業(yè)中的巨大作用。模 具的大量使用使的零件加工的周期縮短，成本降低。一個高質量的模具可以直 接投入產品的裝配，這一點在鑄件中更能顯現(xiàn)，好的毛坯件需要的額外加工量 小，材料損耗小，很好的降低了生產成本。 模具的發(fā)展前景將越來越好。模具性能越來越高，生產的零件可以達到的數(shù) 控加工的精度，甚至更高，產量又十分巨大。投身模具事業(yè)將會給自己的人生 帶來輝煌。 止動件沖壓模設計 第 6 頁 共 30 頁 二 沖壓工藝分析 2.1 產品結構形狀分析 計題目設計一止動件 材 料：Q215 板料厚度：t=0.5mm 生產批量：大批量 任 務：編制沖壓工藝方案、設計模具結構 圖 2-1 零件圖（材料 Q215 t=0.5） 2.2 產品尺寸、精度、粗糙度. 圖樣中精度及斷面質量均沒有特別的要求。零件圖上的所有的尺寸均未標注 公差，屬于自由尺寸，即在 IT12IT18 取公差值,按 IT14 級確定工件尺寸的公 差。可查互換性與測量技術基礎公差表，各尺寸公差為： 65072.052. 。零件形狀簡單、對稱，是由圓弧和直線組成371.0036.043.96.0 的沖裁件內外所能達到的經濟精度為 IT14，表面粗糙度 Ra 與尺寸公差 IT 之 間的有關關系式為 第 1 類：Ra1.6Ra0.008IT Ra0.8Ra0.010IT 第 2 類：Ra1.6Ra0.021IT Ra0.8Ra0.018IT 第 3 類：Ra0.042IT 本設計中的止動件是通用機械即為第 3 類所以表面粗糙度 Ra=0.042 14=0.5888 查表得表 Ra=0.63 止動件沖壓模設計 第 7 頁 共 30 頁 三 沖壓工藝方案的確定 將以上精度與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較，可認為該零件的精度要 求能夠在沖裁加工中得到保證其它尺寸標注、生產批量等情況，也均符合沖 裁的工藝要求，固定擋料銷粗定位、導正銷精定位、自然漏料方式的沖孔落料 符合級進模進行加工。 方案一采用復合模加工。復合模的特點是生產率高，沖裁件的內孔與外緣的 相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但復合模結構復雜，制造精度要求高， 成本高。復合模主要用于生產批量大、精度要求高的沖裁件。 方案二采用級進模加工。級進模比單工序模生產率高，減少了模具和設備的 數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產自動化。對于特別復雜或孔邊距較 小的沖壓件，用簡單?；驈秃夏_制有困難時，可用級進模逐步沖出。但級進 模輪廓尺寸較大，制造較復雜，成本較高，一般適用于大批量生產小型沖壓件。 方案三采用單工序沖裁模。無導向單工序沖裁模結構簡單、制造周期短、成 本低、但模具壽命低、沖裁精度差、操作也不安全。一般用于精度要求不高、 形狀簡單、批量小或試制件；導柱式沖裁模比無導向式沖模裁的精度高、壽命 長、使用安全方便，但輪廓尺寸較大、模具較重、制造工藝復雜、成本較高、 它廣泛用于生產批量大、精度要求較高的沖裁件。 綜合比較以上三個方案其中方案二級進模加工比其他兩種方案較好。 止動件沖壓模設計 第 8 頁 共 30 頁 四 沖壓工藝的計算 4.1 排樣 1.合理排樣并繪制排樣圖，計算出材料利用率 圖 4-1 排樣圖 由排樣圖 1-2 可知，為保證沖件精度，提高模具使用壽命，本設計采用生產 中絕大多數(shù)沖裁件都用的有廢料排樣方式，為提高材料利用率，降低生產成本 采用直排的形式，其毛坯尺寸如圖 1-1 所示。根據(jù)零件形狀查表可得各搭邊值： 兩式件間按矩形取搭邊值 ，側邊取搭邊值。 查表得 ma0.25.0 則步距 mm;.20S 條料寬度 =( + ) =(65+2 2) =69 mmBDax05..0 其一個步距內的材料利用率 h 可由下式計算得出： （2-1） 10%AS 式中： A ---------- 一個步距內沖裁件的實際面積（mm2） ； B --------- 條料寬度（mm2） ； S --------- 步距（mm2） 。 = =65%2.6918.7054 止動件沖壓模設計 第 9 頁 共 30 頁 4.2 計算沖壓力 平刃口沖裁模的沖裁力 F 一般按下式計算： 、K、L、t、 分別是沖裁力、沖裁周邊長度、材料厚度，bLtFb 材料抗剪強度，系數(shù)。該模具采用彈性卸料和下出料方式。 影響這些力的因素較多，主要有材料的力學性能、材料的厚度、模具間 隙、凹模洞口的結構、搭邊大小、潤滑情況等，一般常用下列經驗公式計算： 卸料力： X孔 推件力 Tn 、 是卸料力、推件力系數(shù). n 是卡在凹模內的沖裁件（或廢料）數(shù)。n=FXT 式中的 h 和 t 分別表示凹模洞口的直刃壁高度與板料厚度。t 其中：查表取 普通碳素鋼 B3 的抗剪強度： （GB 7001988）MPa30 3.1K 卸料力系數(shù)：Kx = 0.055 推件力系數(shù)：KT = 0.063 同時梗塞在凹模內的工件數(shù)：n = h/t 1.沖孔力： = N F孔 bLt 54.1230923.1 卸料力： = NX孔 .654.0 推件力： = NTTn孔 7... = 12123.54+666.49+1527.57=14317Nz孔 X孔 2.落料力 N45.3719605.)3741.0265(3.1 bLtF落 卸料力 = NKX落42896. 推件力 = N Tn落 ...50 371964.45+20458.04+23433.78=415856.27Nz落 X落 本設計中模具使用沖孔和落料結構形式，因此沖壓力：可由下式計算得出： 總沖壓力： =14317+415856.27=430173.27NFzzz落孔 止動件沖壓模設計 第 10 頁 共 30 頁 4.3 沖床選用 壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力。計算總沖壓力 FZ，原則上只計算 同時發(fā)生的力，并應根據(jù)不同的模具結構分別對待。 則壓力機的公稱壓力應大于或等于 43KN，由此查詢國家標準沖壓手冊（GB/T 14347-1993）選擇公稱壓力為 63KN 的類開式可傾標準工作臺。 圖 4-2 壓力機 公稱壓力：40KN 滑塊行程：40mm 行程次數(shù)/次數(shù)： 200mm nm1 最大閉合高度：160mm 封閉高度調節(jié)量：350mm 滑塊中心到床身距離：100mm 立柱間的距離：130mm 工作臺尺寸（左右 mm 前后 mm）：1802 工作臺厚度：35mm 工作臺孔尺寸（左右 mm 前后 mm 直徑 mm）:130 60 100 墊板厚度：30mm 模柄尺寸（直徑 深度 ）： m4035 最大傾斜角度： 30 4.4 計算壓力中心 模具的壓力中心應該通過壓力機滑塊的中心線。對于有模柄沖模來說，須使 壓力中心通過模柄的中心線。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊 止動件沖壓模設計 第 11 頁 共 30 頁 導軌和模具導向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制 件質量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實際生產中，可能出現(xiàn)沖模壓力中心 在沖壓過程中發(fā)生變化的情況，或者由于沖件的形狀特殊，從模具結構考慮， 不宜于使壓力中心與模柄中心相重合的情況，這時應注意使壓力中心的偏離不 致超出所選用壓力機允許的范圍。 圖 4-4 凸模落料時的壓力中心 根據(jù)工件圖分析可知，工件圖雖是對稱圖形，但形狀有一定的復雜性，所以， 需按沖裁復雜形狀零件的壓力中心時的公式計算，即先選定坐標軸 X 和 Y，將 組成圖形的輪廓線劃分為若干簡單的線段，求出各線段長度和各線段的重心位 置，然后按以下公式計算壓力中心坐標（ , ）:0 xy 012.nxxLL 012.nyy 則壓力中心為： =8.6040.134201650910 x 6 023.52.(.)(32.)6591(0)y 0 止動件沖壓模設計 第 12 頁 共 30 頁 4.5 沖裁模間隙值的計算 確定凸、凹模合理間隙的方法有理論法和查表法兩種。由于理論計算法在生 產中使用不方便，常用查表法來確定間隙值。對于尺寸精度、斷面垂直度要求 不高的板料的普通沖裁，以提高模具壽命為主，可采用大間隙值。查我國沖 裁間隙指導性技術文件推薦的間隙值表可得：Zmin =0.040mm ，Zmax = 0.060mm ，根據(jù)凸凹模的加工方法的不同，刃口的計算方法也不同，基本上可 分為兩類：凸模與凹模分別加工法，凸模與凹模配合加工法。 凸凹模配合加工法就是先按設計尺寸制出一個基準件（凸?；虬寄＃?，然后根據(jù) 基準件的實際尺寸按間隙配制另一件。因為這種加工方法的特點是模具的間隙 由配置保證，工藝比較簡單，并且還可以適當放大基準件的制造公差，使得制 造也容易。且精度要求不高，故采用此方法。目前，一般工廠也常常采用此方 法。 因。 4.6 計算模具刃口尺寸 4.6.1 沖孔部分 圖 4-6a 圖 4-6a 為凸模局部圖，實線為沖裁該工件所用沖孔凸模刃口的輪廓線，圖中 虛線表示凸模刃口磨損后尺寸的變化情況。凸模磨損后刃口尺寸有變大，變小 和不變三種情況，由圖可知，此凸模刃口尺寸磨損后變小。按一般沖孔凸模尺 寸計算公式計算，即： 0max()TT 相應的凸模刃口尺寸；Ta 止動件沖壓模設計 第 13 頁 共 30 頁 工件孔的最大極限尺寸；max 工件公差。 凸摸制造偏差通常取 T4T 系數(shù)，為了避免沖裁件尺寸都偏向極限尺寸，應使沖裁x 件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸。x 值在 0.51 之間，與沖裁 件的精度等級有關。工件精度 IT10 以上 x=1 工件精度 IT x=0.75 工件精度 IT14 x=0.5 因工件精度 IT14,所以取.x=0.5。0.360.941(9.365)18a 以上是沖孔凸摸刃口尺寸的計算方法。沖孔用的凹模刃口尺寸，按凸模實際尺 寸配制，并保證最小間隙 Zmin。故在凹模上只標注基本尺寸，不標注偏差，同 時在圖樣技術要求上注明：“凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配制，保證雙面間 隙為 Zmin Zmax。 ”即保證最小雙面間隙為 0.040 mm。 4.6.2 落料部分 圖 4-6b 圖 4-6b，實線為沖裁該工件所用落料凹模刃口的輪廓線，圖中虛線表示凹模 刃口磨損后尺寸的變化情況。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 , A2 , A3 ,A4）,按落料尺寸公式計算， 即 0max()AA 止動件沖壓模設計 第 14 頁 共 30 頁 相應的凹模刃口尺寸；A .工件的最大極限尺寸；max 工件公差。 凹摸制造偏差通常取 T4T 系數(shù)，為了避免沖裁件尺寸都偏向極限尺寸，應使沖裁件的實x 際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸。X 值在 0.51 之間，與沖裁件的精 度等級有關。查表可得： =0.5x0.720.1841(65.)63A.5.02 009.43.13(.)0.60.844152 2.凹模磨損后不變的尺寸（圖中 C1） ，其基本計算公式為 。為方便使用，隨工件尺寸的標注方法不同，將其分min(.).AACc 為三種情況：而圖中 C1 是符合其第三種情況 即 0.437.1AC 相應的凹模刃口尺寸；A 工件的最小極限尺寸；min 工件偏差 凹模制造偏差，通常取 4A0.437.1AC 以上是落料凹模刃口尺寸的計算方法。落料用的凸模刃口尺寸，按凹模實際尺 寸配制，并保證最小間隙 Zmin。故在凸模上只標注基本尺寸，不標注偏差，同 時在圖樣技術要求上注明：“凸模刃口尺寸按凹模實際尺寸配制，保證雙面間 隙為 Zmin Zmax。 ”即保證最小雙面間隙為 0.040 mm 。 止動件沖壓模設計 第 15 頁 共 30 頁 五 復合模主要零件的設計計算 5.1 凸模 由于沖件的形狀和尺寸不同，沖模結構與加工以及裝配工藝等實際條件也不 同，所以實際生產中使用的凸模的結構形式很多。其截面形狀有圓形和非圓形； 刃口形狀有平刃和斜刃等。根據(jù)設計要求，本設計采用截面形狀為圓形凸模。 凸模長度計算：凸模長度需根據(jù)沖模的結構要求和凸模刃磨量等因素確定?？?按下式計算：L = h 1+h2+ h3 式中 h1 凸模固定板厚度 h2 卸料板厚度 h3 增加長度。 （本設計取 44/mm） 則： L = 20+16+25=61mm 5.2 凹模 凹模類型很多，凹模的外形有圓形和矩形；結構有整體式和鑲拼式；刃口有 平刃和斜刃。在實際生產中，由于沖裁件的形狀和尺寸千變萬化，因而大量使 用外形為圓形或矩形的凹模板，在其上面開設所需要的凹模洞口，用螺釘和銷 釘直接固定在模板上。本設計也采用此種設計結構。 值得注意的是，凹模采 用螺釘和銷釘定位固定時，要保證螺孔（或沉孔）間、螺孔與銷孔間及螺孔、 銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近，否則會影響模具壽命?？拙嗟淖钚≈悼蓞?考相關設計手冊。對于孔口的結構形式，本設計采用常用的適用于非圓型孔的 階梯形直刃壁型孔。 凹模厚度：H=Ks= mm0.36519. 凹模寬度：B=s+ mm22.513.7H 凹模邊長：L= mm14.0s 查表可得凹模板外形為： 。 止動件沖壓模設計 第 16 頁 共 30 頁 六 沖模結構的確定 6.1 定位裝置 1.本設計中，在送料方向的垂直方向上需用上一個始用擋料銷對首次沖裁時定 位用，其結構如下 查表得采用初始擋料銷：44 6 JB/t7649.1，彈簧： 0.8 8 20，彈簧心柱： 6 16. 止動件沖壓模設計 第 17 頁 共 30 頁 2.在第二次送料始用擋料銷將不用，將采用固定擋料銷對料進行粗定位其結構 如下： A 型固定擋料銷 直徑 d（h11）=80 -0.075 /mm 的 A 型固定擋料銷： 固定擋料銷 A6 JB/T 7649.10 d1(m6) =8 +0.008 +0.002 /mm h = 2mm L = 8/mm 材料：45，熱處理硬度 4348HRC 技術條件：按 JB/T 7653-1994 的規(guī)定 3.使用導正銷的目的是消除送進導向和送料固定板等粗定位的誤差，保證孔與 外形相對位置公差的要求，其結構如下圖。 A 型導正銷 導正銷的基本尺寸可按下次計算： d d導正銷的基本尺寸；Ta 沖孔凸模的直徑；T 導正銷與沖孔凸模直徑的差值；查表得： =0.06a a 即 d =9.18-0.06=9.12 查表得 d=10T 導正銷高度查表得 h=1 , L=36 , =13, C=3, d2 止動件沖壓模設計 第 18 頁 共 30 頁 標記：A 型導正銷 10832/764.1JBT 材料為 T8A,熱處理硬度為 50-54HRC 技術條件按 /59 卸料裝置其作用是當沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工件零件上 卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進行。 6.2 卸料裝置 1.卸料螺釘其結構如下圖。 標記：圓柱頭卸料螺釘 M1042/7650.JBT 材料為 35,熱處理硬度為 28-38HRC 技術條件按 /398.G 2.橡膠彈簧具有重量輕，彈性大，變形不受限制，較高的內阻，可吸收沖擊和 高頻振動能量，工作平穩(wěn)，噪聲小，安裝和調試方便，便于維護和保養(yǎng)等優(yōu)點。 另外，橡膠彈簧可同時承受多向載荷，可使系統(tǒng)簡單。所以本設計采用橡膠彈 簧。 橡膠的選用和計算原則： 1：保證橡膠正常工作應使橡膠在預壓縮狀態(tài)下的預壓力滿足 0 xF 式中 橡膠在預壓縮狀態(tài)下的壓力 卸料力x ，取043FKN045FKN 6.3.2：為保證橡膠不過早失效，其允許最大壓縮量不超過其自由高的 45%，一 般取 20(..)HH 止動件沖壓模設計 第 19 頁 共 30 頁 式中 橡膠允許的總壓縮量2H 橡膠的自由高度0 所選橡膠彈簧必須滿足 H工預許 由于 0H35%4許 （ ） 010%5H預 （ ） ，故 式中 2工 （ ） 3.4.2.工 工（ ）h工 工 作 修 磨 t1m.5 一般取 510mm 取 =5mm修 磨 h修 磨 則 。取 則 =28mm。取H6.57A 0H4工 0 =28mm， =2.8mm0.1預FP 式中 A橡膠橫截面積， ； 。2m2Aa P橡膠產生的單位面積壓力 ，Mpa； 取彈簧壓縮量為 35% ，查表得 P=2.1Mpa 所以 045162.Fa 校核： 符合 設計合理。08.9146HD0.51.HD 橡膠彈簧的安裝高度 。028.5.2mAA 6.3 導向零件 1 導柱使用滑動導柱 止動件沖壓模設計 第 20 頁 共 30 頁 B 型導柱 直徑 d1(r6) = mm 直徑 d2(r6) = mm、 、公差帶 h6、長度 L 0.1325 0.1325 =150mm、B 型導柱： 導柱 A25h6150 GB/T 2861.2 d1(r6)= mm，d2(r6)= 0.130.13 技術條件：按 JB/T 8070-1995 的規(guī)定 R*由制造廠決定 2 導套 止動件沖壓模設計 第 21 頁 共 30 頁 A 型導套 直徑 d = mm、公差帶 H7、長度 L =80mm、H=30mm D(r6)=33mm b = 0.132 3/mm a = 1/mm 的 A 型導套： 導套 A20H78033 GB/T 2861.6 技術條件：按 JB/T 8070-1995 的規(guī)定 R*由制造廠決定 為保證使用中的安全性與可靠性，設計與裝配模具時，還應注意下列事項： 當模具處于閉合位置時，導柱上端面與上模座的上平面應留 1015mm 的距離； 導柱下端面與下模座平面應留 25mm 的距離。導套與上模座上平面應留不小于 3mm 的距離，同時上模座開橫槽，以便排氣和出油。 3 導柱導套 裝配圖 止動件沖壓模設計 第 22 頁 共 30 頁 6.4 模架 本設計采用適用于所有中小型模具的壓入式模柄，它與模座孔采用 H7/m6 過 渡配合。具體標準如下： A 型壓入式模柄 直徑 d(js10) = mm、高度 L =75mm 的 A 型壓入式模柄：0.425 模柄 A2575JB/T 7646.1 d1(m6) = mm d2 = 33mm d4(H7) = mm0.2186 0.126 L1 =30mm L2 =4mm L3 =2.5mm 材料：Q235-A F 技術條件：按 JB/T 7653-1994 的規(guī)定 8）導向零件的種類和標準的確定 止動件沖壓模設計 第 23 頁 共 30 頁 七 支撐板結構與設計 7.1 矩形固定板 固定板、設計與標準 根據(jù)模具結構分析，本設計只在凸模采用矩形的固定板固定，其平面輪廓尺寸 除應保證凸模安裝孔外，應還考慮螺釘和銷孔的位置，厚度一般取為凹模的 60%80%。固定板孔與凸模采用過渡配合(H7/m6)，壓裝后端面磨平，以保證沖 模的垂直度。 墊板主要用于直接承受和擴散凸（凹）模傳來的壓力，防止模座承受過大壓力 而出現(xiàn)凹坑，影響模具正常工作。墊板厚度一般取 612mm，外形尺寸按固定板 形狀決定。常用材料為 45 鋼、T8。 固定板、墊板的基本結構、尺寸可按 GB2858.1-81 GB2858.6，GB2859.GB2859.6 選取。尺寸選擇如下 矩形固定板 長度 L =125mm、寬度 B = 125mm、厚度 H =16mm、材料為 45 鋼的矩形固定板： 固定板 1008016 - 45 鋼 JB/T 7643.2 材料：45 技術條件：按 JB/T 7653-1994 的規(guī)定 止動件沖壓模設計 第 24 頁 共 30 頁 7.2 矩形墊板： 矩形墊板設計與標準（摘自 JBT 7643.31994） （圖 2-11） 長度 L =125mm、寬度 B = 125mm、厚度 H = 6/mm、材料為 45 鋼的矩形墊板： 墊板 1251256 - 45 鋼 JB/T 7643.3 材料：45 技術條件：按 JB/T 7653-1994 的規(guī)定 7.3 卸料板標準及確定 本設計采用彈壓卸料板作為壓料和卸料的裝置，其寬度和長度均與固定板的 長度、寬度一致，再根據(jù)沖件料厚查實用模具設計與制造手卸料板冊中表 2-95 得： 長度 L = 125mm、寬度 B = 125mm、厚度 H = 16mm。材料為 45 鋼 的 模柄與標準 止動件沖壓模設計 第 25 頁 共 30 頁 八 模座的設計 模具中導向副的作用是保證上模相對于下模有一精確的位置關系。根據(jù)設計 要求及成本考慮，本設計采用在中、小型模具中應用最廣的滑動導向副結構。 其布置形式采用操作方便的后側導柱形式。 滑動導向副由導柱、導套組成，導套和上模座采用 H7/r6 過盈配合，導套孔與 導套柱間采用 H6/h5、H7/h6 的間隙配合。為使導套內便于貯油并經常保持摩擦 副潤滑，導套內孔開有油槽。導套、導柱均有國家標準，國標中對導套、導柱 的尺寸、材料、表面質量等都有相應的規(guī)定。具體可查 GB2861.1- 1990GB2861.7-1990。本設計采用 A 型導柱和型導套。 模架由上下模座、導柱、導套等組成。 模架是模具的主體結構，模具的全部零件都固定在它上面，并承受沖壓過程中 的全部載荷。模具的上、下模之間靠模架的導向裝置來保持其精確位置，以引 導凸模的運動，保證沖裁過程中間隙均勻。 模架的種類很多，模架允許的凹模周界長（L） 、寬（B） 、直徑（D）及最大最小 閉合高度等基本尺寸均有國標（滑動導向模架：GB2851.1 GB2851.7） ，本設 計根據(jù)設計要求與成本的估計選擇對角導柱模架（GB2851.3-81）各尺寸查國標 如下： 8.1 上模座 凸模周界 L =125mm、B = 125mm、厚度 H = 40mm 的對角導柱上模座： 上模座 12512540mm(GB/T 2855.1 止動件沖壓模設計 第 26 頁 共 30 頁 =130 =130 =200 = 190 =170 =175 R=38 =60 1L1B2L2S12l D=22 =25D 材料：HT200 技術條件：按 JB/T 8070-1995 的規(guī)定 8.2 下模座 下模座凸模周界 L =125mm、B = 100mm、厚度 H = 45mm 的對角導柱上模座： 下模座:12510045mm(GB/T 2855.1 =130 =130 =200 = 190 =170 =175 R=38 =60 1122S12l D=22 =25D 材料：HT200 技術條件：按 JB/T 8070-1995 的規(guī) 止動件沖壓模設計 第 27 頁 共 30 頁 九.其他零件的選擇 9.1 螺釘 螺釘主要承受拉應力，用來連接零件。常用的有內六角螺釘和各種帶槽的柱 頭螺釘，螺釘旋進的深度等尺寸參見圖 2-11。本設計除特殊說明外都使用 M1050 的內六角圓柱頭螺釘緊固 ， 直徑 d =10 六角圓柱頭螺釘 10mm、長度 L =50mm 的圓柱頭卸料螺栓： 圓柱頭卸料螺栓 M660 GB65-85 p= 1mm n =1.6mm r = 0.25mm = 50mm l t = 1.6mm k=3.9 =10mm,k 材料：35，熱處理硬度 3540HRC 技術條件：按 JB/T 3098.3-2000 的規(guī)定 9.2 銷釘 圓柱銷釘：本設計除特殊說明外，一律選用 1060 的銷釘定位。配合間隙為 m6/h8。防動銷選用 612 配合間隙為 H8/h7 材料：35，熱處理硬度 3540HRC。 止動件沖壓模設計 第 28 頁 共 30 頁 9.3 導正塊 185926 材料：35，熱處理硬度 3540HRC 止動件沖壓模設計 第 29 頁 共 30 頁 參 考 文 獻 1 翁其金.沖壓工藝與沖模設計. 北京：機械工業(yè)出版社，1999.10. 2 潭建榮.圖學基礎教程. 北京：高等教育出版社，1999.10. 3 余桂英,紀林. AutoCAD 實用教程. 大連：大連理工大學出版社，2006.1. 4 胡照海. 公差配合與測量技術，北京：人民郵電出版社，2006.1. 5 夏巨諶，李志剛.中國模具設計大典.電子版.北京：中國機械工程學會，2003. 6 涂光祺.沖壓技術，北京：機械工業(yè)出版社 2002，8. 7 于永泗，齊民.機械工程材料，大連：大連：大連理工大學出版社，2007，2.. 8 劉鴻文.材料力學.第四版,高等教育出版社，2004. 9.譚雪松，王濤，楊仁強.PRO. 北京：人民郵電出版社，2006.1. 止動件沖壓模設計 第 30 頁 共 30 頁 致 謝 在經過將近兩個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，作為一個本 科生的畢業(yè)設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有 導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想 象的。 在這里首先要感謝我的導師胡淑芬老師。胡淑芬平日里工作繁多，但在我做 畢業(yè)設計的每個階段，從設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計， 裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計雖不復雜煩瑣，但是 胡老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩胡老師的專業(yè)水平外，她的治 學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習 和工作。 還要感謝大學四年來所有的老師，為我打下機械專業(yè)知識的基礎；同時還要 感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)設計才會順利 完成。最后感謝工學院和我的母校江西農業(yè)大學四年來對我的大力栽培。