《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-雙孔方形墊片級(jí)進(jìn)沖壓模具設(shè)計(jì)【全套的圖紙】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-雙孔方形墊片級(jí)進(jìn)沖壓模具設(shè)計(jì)【全套的圖紙】（29頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、摘要本文是對(duì)精度要求相對(duì)較高，工藝比較復(fù)雜，生產(chǎn)批量大的雙孔方形墊片進(jìn)行設(shè)計(jì)。在對(duì)雙孔方形墊片結(jié)構(gòu)工藝性和材料加工工藝性正確分析的基礎(chǔ)上，采用敘述與計(jì)算相結(jié)合的方式，分別對(duì)級(jí)進(jìn)模的沖孔、落料等工序進(jìn)行了從材料的選擇到工作零件、定位零件、卸料零件、導(dǎo)向零件和安裝固定零件等進(jìn)行了設(shè)計(jì)。討論了思路的可行性，并對(duì)其進(jìn)行了整體和局部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)，對(duì)以往的學(xué)習(xí)進(jìn)行了一次綜合性的運(yùn)用，對(duì)今后的工作也有相當(dāng)大的指導(dǎo)意義。通過對(duì)課題的沖壓工藝的分析及模具零件的計(jì)算后，首先對(duì)主要的工作零件以及非標(biāo)零件進(jìn)行二維圖的繪制，并且繪制本套模具的裝配圖；其次對(duì)主要工作零件的加工進(jìn)行工藝卡片的編制。關(guān)鍵詞：工藝

2、分析； 零件設(shè)計(jì)； 模具裝配IAbstractThis paper is the size of small, relatively high precision, the process is more complicated, mass production of electronic components large base unit for deep, piercing and flanging progressive die design.Base unit in the structure of materials and processing sexual correct an

3、alysis on the basis of Narration and calculated using a combination of methods, the Progressive Piercing Die incision, Drawing, flanging of the processes from the choice of materials to the design.of work components, positioning components and dump parts, oriented parts and fixed components .This de

4、sign has good ideas from nature. This progressive die design, the study of the past, carried out a comprehensive application, for the future work of a great guiding significance.Based on the analysis of the topic of was stamping process after the calculation and mould parts,first of main job parts a

5、nd non-standard parts,two-dimensional was drawing and plot the set of mould assembly drawings;Next to the main part was processing process card program-ming.Key words:Process analysis; Parts design; The mold assemblyI1 1 緒論緒論.12 2 沖壓件工藝分析沖壓件工藝分析.22.1 材料分析.22.2 零件結(jié)構(gòu).22.3 尺寸精度.33 3 沖裁方案的確定沖裁方案的確定.43.1

6、 沖裁工藝方案的確定.43.2 沖裁工藝方法的選擇.44 4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定模具總體結(jié)構(gòu)的確定.54.1 模具類型的選擇.54.2 送料方式的選擇.54.3 定位方式的選擇.54.4 卸料、出件方式的選擇.54.5 導(dǎo)向方式的選擇.55 5 工藝參數(shù)計(jì)算工藝參數(shù)計(jì)算.75.1 排樣方式的選擇.75.1.1 排樣及搭邊值的計(jì)算 .75.1.2 步距的計(jì)算 .75.1.3 條料寬度的確定 .85.1.4 材料利用率的計(jì)算 .85.2 沖壓力的計(jì)算.95.2.1 總沖裁力的計(jì)算 .95.2.2 卸料力、推件力的計(jì)算 .105.2.3 總沖壓力的計(jì)算 .115.2.4 初選壓力機(jī) .116 6 刃

7、口尺寸計(jì)算刃口尺寸計(jì)算.136.1 沖裁間隙的確定.136.2 刃口尺寸的計(jì)算及依據(jù)與法則.147 7 主要零部件設(shè)計(jì)主要零部件設(shè)計(jì).167.1 凹模設(shè)計(jì).167.1.1 凹模外形的確定 .167.1.2 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇 .177.1.3 凹模精度與材料的確定 .177.1.4 凹模工藝卡 .177.2 凸模的設(shè)計(jì).187.2.1 凸模結(jié)構(gòu)的確定 .187.2.2 凸模高度的確定 .187.2.3 凸模材料的確定 .19II7.2.4 凸模精度的確定 .197.3 卸料板的設(shè)計(jì).197.3.1 卸料板外型設(shè)計(jì) .197.3.2 卸料板材料的選擇 .197.3.3 卸料板整體精度的確定

8、.207.4 固定板的設(shè)計(jì).207.5 墊板的設(shè)計(jì).207.6 上下模座、模柄的選用.217.6.1 上下模座的選用 .217.6.2 模柄的選用.217.7 螺釘、銷釘?shù)倪x用.228 8 沖壓設(shè)備的校核與選定沖壓設(shè)備的校核與選定.238.1 沖壓設(shè)備的校核.238.2 沖壓設(shè)備的選用.23參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).2411 1 緒論緒論近年來，沖壓成形工藝有很多新的進(jìn)展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的精度日趨精確，生產(chǎn)率也有極大提高，正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的、新的發(fā)展水平。前幾年的精密沖壓主要市是指對(duì)平板零件進(jìn)行精密沖

9、裁，而現(xiàn)在，除了精密沖裁外還可兼有精密彎曲、壓延、壓印等，可以進(jìn)行復(fù)雜零件的立體精密成形。過去的精密沖裁只能對(duì)厚度為 58mm 以下的中板或薄板進(jìn)行加工，而現(xiàn)在可以對(duì)厚度達(dá) 25mm 的厚板實(shí)現(xiàn)精密沖裁，并可對(duì)b900MPa 的高強(qiáng)度合金材料進(jìn)行精沖。由于引入了 CAE，沖壓成形已從原來的對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過程的模擬與分析，以實(shí)現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在沖壓毛坯設(shè)計(jì)方面也開展了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以對(duì)排樣或壓延毛坯進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。此外，對(duì)沖壓成形性能和成形極限的研究，沖壓件成形難度的判定以及成形預(yù)報(bào)等技術(shù)的發(fā)展，均標(biāo)志著沖壓成形以從原來的經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析階段開始走

10、上由沖壓理論指導(dǎo)的科學(xué)階段，使沖壓成形走向計(jì)算機(jī)輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。為了滿足制件更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批量小的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)展了一些新的成形工藝(如高能成形和旋壓等)、簡(jiǎn)易模具（如軟模和低熔點(diǎn)合金模等） 、通用組合模具和數(shù)控沖壓設(shè)備等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既適合大量生產(chǎn)，也同樣適用于小批生產(chǎn)。不斷改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果，例如研制高強(qiáng)度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。雙孔方形墊片是沖壓生產(chǎn)的一個(gè)典型零件，在生產(chǎn)中有很強(qiáng)的作用，其模具設(shè)計(jì)有一定的實(shí)用價(jià)值。對(duì)于該制件我們利用先進(jìn)的模具生產(chǎn)提高生產(chǎn)效益、保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約成本，從而取得很高的經(jīng)濟(jì)效益。22

11、2 沖壓件工藝分析沖壓件工藝分析圖 2-1 零件簡(jiǎn)圖生產(chǎn)批量：大批量；材料：08 鋼；材料厚度：2.5mm；未注公差：IT14。2.12.1 材料分析材料分析表 2-1 部分碳素鋼抗剪性能材料名稱牌號(hào)抗剪強(qiáng)度（Mpa）抗拉強(qiáng)度（Mpa）屈服點(diǎn)（Mpa）伸長(zhǎng)率（%）083504502605由上表 2-1 可知：08 鋼具有較好的沖裁成形性性能，適合比較耐磨的零件。綜合評(píng)比可以沖裁加工。2.22.2 零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，無尖角，對(duì)沖裁加工較為有利。零件中有 2 個(gè)圓形孔，孔的邊長(zhǎng)最小尺寸為 10mm，孔離工件邊緣的距離最小為 15mm。根據(jù)該零件形狀來分析，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁要

12、求。32.32.3 尺寸精度尺寸精度該零件上尺寸都未注尺寸公差，所以尺寸公差由公差等級(jí)表查得：對(duì)于未注公差尺寸，屬于自由尺寸，按 IT14 查表 2-2 得到：落料尺寸：、00.748000.62600.303R沖孔尺寸：0.16010通過查公差等級(jí)表，我們發(fā)現(xiàn)普通沖裁能夠滿足零件精度要求。表 2-2 常見零件公差等級(jí)表公差等級(jí)IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm3366101018183030505080801201201801802502503153154004005003445678101214161820456891113

13、15182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300

14、.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.5543 3 沖裁方案的確定沖裁方案的確定3.13.1 沖裁工藝方案的確定沖裁工藝方案的確定在沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定工藝方案。工藝方案分為沖裁工序的組合和沖裁順序的安排。3.23.2 沖裁工藝方法的選擇沖裁工藝方法的選擇沖裁工序分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁三種。單工序沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的沖壓工序。級(jí)進(jìn)沖裁是把沖裁件的若干個(gè)沖壓工序，排列成一定的順序，在壓力機(jī)的一次行程中條料

15、在沖模的不同位置上，分別完成工件所要求的工序。其三種工序的性能見表 3-1：表 3-1 單工序沖裁、級(jí)進(jìn)沖裁和復(fù)合沖裁性能比較項(xiàng)目單工序模復(fù)合模級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)批量小批量中批量和大批量中批量和大批量沖壓精度較低較高較高沖壓生產(chǎn)率低，壓力機(jī)一次行程內(nèi)只能完成一個(gè)工序較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成二個(gè)以上工序高，壓力機(jī)在一次行程內(nèi)能完成多個(gè)工序?qū)崿F(xiàn)操作機(jī)械化自動(dòng)化的可能性較易，尤其適合于多工位壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制件和廢料排除較復(fù)雜，只能在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械操作容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)通用性通用性好，適合于中小批量生產(chǎn)及大型零件的大量生產(chǎn)通用性較差，僅適合于大批量生產(chǎn)通用性較差，僅適合于中小型零

16、件的大批量生產(chǎn)沖模制造的復(fù)雜性和價(jià)格結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，價(jià)格低沖裁較復(fù)雜零件時(shí)，比級(jí)進(jìn)模低沖裁較簡(jiǎn)單零件時(shí)低于復(fù)合模復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對(duì)位置精度高，板料的定位精度要求比級(jí)進(jìn)模低，沖模的輪廓尺寸較小。由于零件的生產(chǎn)要求的是大批量生產(chǎn),但是由于零件有個(gè)凹陷的缺口，使用復(fù)合模時(shí)模具的凸凹模和凹模的結(jié)構(gòu)形不好，降低模具的壽命。所以使用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)。564 4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定模具總體結(jié)構(gòu)的確定4.14.1 模具類型的選擇模具類型的選擇由以上沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)模沖壓。4.24.2 送料方式的選擇送料方式的選擇由于零件的生產(chǎn)批量是大批量及模具類型的確定，合理安排

17、生產(chǎn)可采用左右自動(dòng)送料方式。4.34.3 定位方式的定位方式的選擇選擇因?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?？刂茥l料的送進(jìn)布距采用擋料銷定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長(zhǎng)度有一定余量，可以靠操作工目測(cè)來定。4.44.4 卸料、出件方式的選擇卸料、出件方式的選擇剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)，常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。彈性卸料具有卸料與壓料的雙重作用，主要用在沖料厚在 2.5mm 及以下厚度的板料，由于有壓料作用，沖裁件比較平整。彈壓卸料板與彈性元件、卸料螺釘組成彈壓裝置。因?yàn)楣ぜ虾駷?2.5mm，卸料力不是很大，而且工件的平整性要求比較高，所以

18、采用彈性卸料裝置。4.54.5 導(dǎo)向方式的選擇導(dǎo)向方式的選擇方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作。但是不能使用浮動(dòng)模柄。方案三：采用四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。方案四：采用中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)7確。只能一個(gè)方向送料。 （a） （b）

19、（c） （d）圖 4-1 導(dǎo)柱模架（a）中間導(dǎo)柱模架 （b）后側(cè)導(dǎo)柱模架 （c）對(duì)角導(dǎo)柱模架 （d）四角導(dǎo)柱模架根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作。由于前面和左、右不受限制，能滿足工件成型的要求。即方案二最佳。85 5 工藝參數(shù)計(jì)算工藝參數(shù)計(jì)算5.15.1 排樣排樣方式的選擇方式的選擇沖裁件在板料、帶料或條料上的布置方法稱為排樣。排樣的意義在于減小材料消耗、提高生產(chǎn)率和延長(zhǎng)模具壽命，排樣是否合理將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命。排樣的方法有：直排、斜排、對(duì)直排、混合排 ，根據(jù)設(shè)計(jì)

20、模具制件的形狀、厚度、材料等方面全面考慮。因此有下列三種方案：方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。方案二：少?gòu)U料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。方案三：無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但受條料寬度誤差及條料導(dǎo)向誤差的影響，沖裁件的尺寸精度不易保證，故應(yīng)采用方案一。分析零件形狀，應(yīng)采用單直排的排樣方式。5.1.

21、1 排樣及搭邊值的計(jì)算排樣及搭邊值的計(jì)算在條料上沖裁時(shí)，工件之間以及工件和條料側(cè)邊之間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是：補(bǔ)償送料誤差，以保證沖出合格產(chǎn)品；保持條料剛度利于送料，避免廢料絲進(jìn)入模具間隙損壞模具。搭邊值要合理確定，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值越小越好，但搭邊值小于一定數(shù)值后，對(duì)模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。綜合考慮工件質(zhì)量及成本，根據(jù)零件形狀尺寸，材料厚度，材料的力學(xué)性能以及送料及擋料方式，我們來選擇合理的搭邊值。 此次設(shè)計(jì)采用的是固定卸料裝置，根據(jù)查表確定工件的側(cè)搭邊值為2.5mm、2.8mm。5.1.2 步距的計(jì)算步距的計(jì)算步距是指沖壓過程中壓力機(jī)每沖壓一次條料向前送進(jìn)的距離，其值為排樣沿

22、送進(jìn)方向兩相鄰毛坯之間的最小距離值9步距可定義為：S=L+b (5-1)式中 S沖裁步距；L沿條料送進(jìn)方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值；b沿送進(jìn)方向的搭邊值本設(shè)計(jì)沿條料送進(jìn)方向，毛坯外形輪廓的最大寬度約為 L=60mm, 沿送進(jìn)方向的搭邊值 b=2.5mm 所以步距S=L+b =60+2.5 =62.5mm5.1.3 條料寬度的確定條料寬度的確定條料寬度指根據(jù)排樣結(jié)果確定的毛坯所需條料寬度方向的最小尺寸。理論上條料寬度可按下式計(jì)算：5 (5-2)0)2(aDB式中 B條料寬度的基本尺寸；D工件在寬度方向的尺寸；a側(cè)搭邊最小值。條料寬度偏差（查表得本設(shè)計(jì)=0.5）由于模具加工誤差，條料的裁剪誤差及

23、送料時(shí)的誤差。實(shí)際的條料寬度應(yīng)有一定的裕度，具體尺寸可根據(jù)不同的送料側(cè)定位方式計(jì)算。本設(shè)計(jì)條料寬度可用下式計(jì)算：00.5(8022.8)B=mm00.585.65.1.4 材料利用率的計(jì)算材料利用率的計(jì)算材料利用率定義為：=A/BS100% (5-3)式中 材料利用率A產(chǎn)品毛坯外形所包容的面積，CAD 測(cè)量得：4792.3mm2B條料寬度S沖裁步距=A/BS100%=4792.3/85.662.5100%=89.6% 越大，廢料多占面積越小。因此，一般將 作為衡量毛坯排樣方案友優(yōu)10劣的指標(biāo)。材料利用率的計(jì)算有時(shí)也可以整個(gè)條料為基礎(chǔ)計(jì)算。即 在沖壓生產(chǎn)中，材料利用率為 89.6%。圖 5-2

24、零件排樣圖5.25.2 沖壓力的計(jì)算沖壓力的計(jì)算計(jì)算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力 Fp 一般可以按下式計(jì)算：Fp=KptL (5-4)式中:-材料抗剪強(qiáng)度； L-沖裁周邊總長(zhǎng)(mm)； t-材料厚度(mm);系數(shù)Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均）潤(rùn)滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)Kp，一般取13。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度b代替，而取Kp=1.3的近似計(jì)算法計(jì)算。 的數(shù)值取決于材料的種類和坯料的原始狀態(tài)，可在設(shè)計(jì)資料

25、及有關(guān)手冊(cè)中查找，本設(shè)計(jì) 取值的通過查下表確定，材料為 08，厚度 t=2.5mm，取=350MPa。5.2.1 總沖裁力總沖裁力的計(jì)算的計(jì)算由于沖裁模具采用固定卸料裝置和自然落料方式。F沖= F1+F2 (5-5)11式中: F沖-總沖裁力； F1-落料時(shí)的沖裁力； F2-沖孔時(shí)的沖裁力。沖裁周邊的總長(zhǎng)(mm)，落料周長(zhǎng)為：L1274.85(mm)沖孔周長(zhǎng)為： L2=62.83 (mm)落料沖裁力由公式(5.1)得： F1=KptL1 =1.32.5274.85350 =312642(N)沖孔沖裁力由公式(5.1)得： F2=KptL2 =1.31.562.83350 =42861(N)F總

26、=312642+42861=355503（N）5.2.2 卸料力、推件力的計(jì)算卸料力、推件力的計(jì)算當(dāng)上模完成一次沖裁后，沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴(kuò)張而梗塞在凹模內(nèi)，模面上的材料因彈性收縮而會(huì)緊箍在凸模上。為了使沖裁工作連續(xù)，操作方便，必須將套在凸模上的材料刮下，將梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料向下推出或向上頂出。從凸模上刮下材料所需的力，稱為卸料力；從凹模內(nèi)向下推出制件或廢料所需的力，稱為推料力。模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，凹模型口直壁高度 h=6mm，所需卸料力 F卸和推件力 F推分別為：推件力、卸料力計(jì)算公式如下：F推=nK推F沖 (5-6)F卸= K卸 F落 (5-7)式中：F 推-推

27、件力； F 卸-卸料力； F 沖-沖裁力； K 卸-卸料力系數(shù)； K 推-推件力系數(shù)； n-卡在凹模里的工件個(gè)數(shù)，n=h/t。表 5-1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) mm12料厚/mmK 卸K 推K 頂鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.020.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁及鋁合金紫銅、黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09注：卸料力系數(shù) K 卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時(shí)取上限值。K 推-推件力系數(shù)通過查表

28、4-1 確定，推件力系數(shù)取 K 推0.055；由公式得： 推件力 F推=nK推F沖 =6/2.5（取 2）0.055355503 =39105（N）K卸卸料力系數(shù)通過查表確定，卸料力系數(shù)取 K卸0.045；由公式得： 卸料力 F卸= K卸 F落=0.045355503 =15998（N）5.2.3 總沖壓力的計(jì)算總沖壓力的計(jì)算 F= F總+F卸+F推=355503+39105+15998 =410606（N）5.2.45.2.4 初選壓力機(jī)初選壓力機(jī)壓力機(jī)可分為機(jī)械式和液壓式，機(jī)械式分為摩擦壓力機(jī)、曲柄壓力機(jī)、高速?zèng)_床，液壓式分為油壓機(jī)、水壓機(jī)，而在生產(chǎn)中一般常選用曲柄壓力機(jī)，曲柄壓力機(jī)分有開

29、式和閉式兩種，開式機(jī)身形狀似英文字母 C，其機(jī)身前端及左右均敞開，操作可見大，但機(jī)身剛度差，壓力機(jī)在工作負(fù)荷作用下會(huì)產(chǎn)生變形，一般壓力機(jī)噸位不超過 2000KW。閉式機(jī)左右兩側(cè)封閉，操作不方便，但機(jī)身剛度好，壓力機(jī)精度高。考慮到經(jīng)濟(jì)性能、加工要求和操作方便在此選開式壓力機(jī)。根據(jù)以上計(jì)算數(shù)值，查下表 5-2 初選壓力機(jī)為 J23-63 型壓力機(jī)。表 5-2 開式壓力機(jī)規(guī)格及參數(shù)型號(hào)J23-63公稱壓力 /KN630滑塊行程 /mm120最大閉合高度 /mm36013閉合高度調(diào)節(jié) /mm70滑塊中心線至床身距離/mm260滑塊底面尺寸/mm前后480左右710工作臺(tái)板厚度 /mm80直徑60模柄孔

30、尺寸/mm深度80146 6 刃口尺寸計(jì)算刃口尺寸計(jì)算沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。6.16.1 沖裁間隙的確定沖裁間隙的確定沖裁間隙是影響沖裁工序最重要的工藝參數(shù)，其定義為沖裁凸模與凹模之間的空隙尺寸，如圖 6-1 所示。設(shè)計(jì)模具時(shí)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。沖裁過程中模具的失效形式一般有磨損、變形、崩刀和凹模刃口脹裂四種。間隙大小主要對(duì)模具磨損及脹裂產(chǎn)生影響,間隙增大可以使沖裁力、卸料力等減小，因

31、而模具的磨損也減小。但當(dāng)間隙繼續(xù)增大時(shí)，卸料力增加，又影響模具壽命。一般間隙為（10%15%）t 時(shí)的磨損最小，模具壽命較高。圖 6-1 沖裁間隙圖由于沖裁間隙對(duì)斷面質(zhì)量、工件尺寸精度、模具壽命、沖裁力等的影響規(guī)律并非一致，所以，并不存在一個(gè)絕對(duì)合理的間隙數(shù)值，能同時(shí)滿足斷面質(zhì)量最佳、尺寸精度最高、模具壽命最長(zhǎng)、沖裁力最小等各方面的要求。所以在實(shí)際生產(chǎn)中，其總的原則應(yīng)該是在保證滿足沖裁件剪切斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，使模具壽命達(dá)到最長(zhǎng)。目前在生產(chǎn)中，廣泛采用經(jīng)驗(yàn)法和查表法來確定合理的間隙植。本套模具采用查表法予以確定其間隙植。根據(jù)實(shí)用間隙表 6-1 查得材料 08 鋼的最小雙面間隙選擇 Zm

32、in=0.26mm，最大雙面間隙 Zmax=0.50mm。 15表 6-1 沖裁模初始雙邊間隙值 mm材料厚度 08、10、20、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于 0.5極小間隙（或無間隙）0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3

33、600.3800.5000.5600.6400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6

34、600.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.1266.26.2 刃口尺寸的計(jì)算及依據(jù)與法則刃口尺寸的計(jì)算及依據(jù)與法則凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸凹模刃口尺寸及其公差來保證。因此，正確確定凸凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模具設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。凸模、凹模工作部分尺寸即凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算，有兩種計(jì)算方法，第一種計(jì)算方式是凸模與凹模圖樣分別加工法計(jì)算；第二種計(jì)算方法是凸模與凹模配作法。該沖件尺寸較多，若采用分開加工法計(jì)算，計(jì)算繁瑣，且計(jì)算量較大，不宜采用，故采用第二種算法：凸模

35、與凹模配作法。（1）凸模或凹模磨損后會(huì)增大的尺寸-第一類尺寸 AAj=(Amax-x)410（2）凸?；虬寄Ｄp后會(huì)減小的尺寸-第一類尺寸 B16Bj=(Bmin+x)041（3）凸?；虬寄Ｄp后基本不變的尺寸-第一類尺寸 C Cj=(Cmin+)2181其中，x 為磨損系數(shù)。查表得：工件精度 IT10 級(jí)以上 x=1工件精度 IT1-IT13 x=0.75工件精度 IT14 x=0.5因?yàn)楸竟ぜ叽缇鶠榛境叽?，自由公差?IT14，所以 x=0.5，已注公差按IT11 級(jí)精度，x=0.75。在所有的尺寸中，屬于 A 類尺寸的有：、00.748000.626000.253R屬于 B 類尺寸的

36、有：0.16010注：凸模或凹模磨損后將會(huì)增大的尺寸第一類尺寸 A。凸模或凹模磨損后將會(huì)減小的尺寸第二類尺寸 B。凸?；虬寄Ｄp后會(huì)基本不變的尺寸第三類尺寸 C。具體計(jì)算如表 5-3。表 6-2 工作零件刃口尺寸計(jì)算尺寸類型公稱尺寸公式計(jì)算后尺寸00.74800.18079.6300.62600.15059.69落料00.253R)4/1(0)max(xAAj0.0602.85R沖孔0.160100)4/1()min(xBBj00.0410.08177 7 主要零部件設(shè)計(jì)主要零部件設(shè)計(jì)雖然各類沖裁模的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度不同，但組成模具的零件種類是基本相同的，根據(jù)它們?cè)谀＞咧械墓τ煤吞攸c(diǎn)，可以分

37、為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩類。設(shè)計(jì)主要零部件時(shí)，首先要考慮主要零部件的定位、固定以及總體裝配方法，本套模具主要采用螺釘固定模具零件，銷釘起零件的定位作用，采用擋料銷送進(jìn)定距和導(dǎo)料銷送進(jìn)定位，無側(cè)壓裝置。下面就分別介紹各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法。7.17.1 凹模設(shè)計(jì)凹模設(shè)計(jì)7.1.17.1.1 凹模外形的確定凹模外形的確定凹模的外形一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度、剛度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的，如圖7-1所示。凹模各尺寸計(jì)算公式如下：凹模邊壁厚 H=Kb1 （7-1）凹模邊壁厚 c1.5H （7-2）凹模板邊長(zhǎng) L=b1+2c

38、（7-3）凹模板邊寬 B=b2+2c （7-4）式中：b1-沖裁件的橫向最大外形尺寸； b2-沖裁件的縱向最大外形尺寸； K-系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查表7-1。表 7-1 系數(shù) K 值材料厚度 t/mm材料料寬 s/mm11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.45181002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22查表7-1得：K=0.35。根據(jù)公式（7-1）可計(jì)算落料凹模板的尺寸：凹模厚度：H=Kb2 =0.380 =24（mm）根據(jù)公式（7-2）

39、可計(jì)算凹模邊壁厚：c1.5H =1.524 =36（mm）取凹模邊壁厚為40mm。根據(jù)凹模厚度和邊壁厚可確定凹模板的長(zhǎng)、寬的尺寸。取整后?。篖BH=200mm160mm30mm7.1.27.1.2 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇沖裁凹模刃口形式有直筒式和錐形兩種，選用時(shí)主要根據(jù)沖件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具結(jié)構(gòu)來確定。由于本模具沖的零件尺寸較大，所以采用刃口為直通式，該類型刃口強(qiáng)度高，修磨后刃口尺寸不變。7.1.37.1.3 凹模精度與材料的確定凹模精度與材料的確定根據(jù)凹模作為工作零件，其精度要求較高，外形精度為 IT11 級(jí)，內(nèi)型腔精度為 IT7 級(jí)，表面粗糙度為 Ra3.

40、2um，上下平面的平行度為 0.02，材料選Cr12。7.1.47.1.4 凹模工藝卡凹模工藝卡凹模零件機(jī)械加工工藝過程卡模具名稱級(jí)進(jìn)模共 頁(yè)沖模零件機(jī)械加工工藝過程卡零件名稱凹 模第 頁(yè)名稱毛坯種類毛坯尺寸零件質(zhì)量件數(shù)材料牌Cr12鍛 1更改內(nèi) 19號(hào)坯容序號(hào)工序內(nèi)容加工車間設(shè)備名稱編號(hào)工藝裝備工時(shí)定額1下料：205x165x35備料車間鋸床2鍛造：205x165x35 尺寸公差均為2鍛造車間空氣錘加熱爐3退火：鍛造車間加熱爐4檢驗(yàn)：鍛造車間5刨：粗、半精加工六個(gè)面，單面余量為 0.3-0.4mm模具車間銑床或刨床6磨：磨上、下平面、兩基本準(zhǔn)面至圖樣尺寸模具車間磨床M7120A7劃線：劃中心

41、線、各螺孔、銷孔、型孔輪廓線模具車間8加工各孔：各螺釘、銷釘孔與下模座配鉆配鉸模具車間立鉆 Z5259銑：銑出落料孔洞及定位模具車間立銑 X53K10熱處理：檢驗(yàn)硬度為 60-64HRC熱處理車間加熱爐、油槽11磨：精磨上、下面，表面粗糙度達(dá)圖樣要求模具車間M7120A12劃線：劃各型孔輪廓線模具車間13電加工：電火花線切割加工沖裁型孔模具車間電火花機(jī)床14修整：修整型腔模具車間電動(dòng)拋光機(jī)15檢驗(yàn)：按圖樣檢驗(yàn)?zāi)＞哕囬g編制校對(duì)審核會(huì)簽7.27.2 凸模的設(shè)計(jì)凸模的設(shè)計(jì)7.2.17.2.1 凸模凸模結(jié)構(gòu)的確定結(jié)構(gòu)的確定凸模結(jié)構(gòu)通常分為兩大類。一類是鑲拼式，另一類為整體式。整體式中，根據(jù)加工方法的不

42、同，又分為直通式和臺(tái)階式。因?yàn)樵撝萍螤畈粡?fù)雜，所以將落料模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式凸模，臺(tái)階式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，凸模與凸模固定板的配合按 H7/m6。207.2.27.2.2 凸模高度的確定凸模高度的確定因?yàn)樵撝萍螤畈皇呛軓?fù)雜，所以將沖孔模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式凸模。凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。凸模的高度是凸模固定板的厚度、落料凹模與附加長(zhǎng)度的總和，如圖7-3所示。圖7-3 凸模高度尺寸凸模高度為：L=h1+h2+（12） (7-5)式中: h1-凸模固定板厚度，可得：h1=20mm； h2-導(dǎo)料板厚度，可得：h2=41mm； 12-附加長(zhǎng)度。附加長(zhǎng)度包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凸凹模

43、的深度。 （附加長(zhǎng)度取1mm）由公式(7-5)得： L=20+41+24=65(mm)7.2.37.2.3 凸模材料的確定凸模材料的確定該模具要求有較高的壽命和較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力,所以凸模的材料應(yīng)選 Cr12，熱處理 5862HRC。7.2.47.2.4 凸模精度的確定凸模精度的確定根據(jù)凸模作為工作零件，其精度要求較高，所以選用 IT7 級(jí)，表面粗糙度為 Ra1.6um。7.37.3 卸料板的設(shè)計(jì)卸料板的設(shè)計(jì)7.3.17.3.1 卸料板外型設(shè)計(jì)卸料板外型設(shè)計(jì)在沖壓工藝分析中已經(jīng)選擇了彈性卸料裝置，采用卸料板進(jìn)行卸料。卸料板不僅有卸料作用，還具有用凸凹模導(dǎo)向，對(duì)凸凹模起保護(hù)作用

44、，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相等。卸料板與凸凹模的間隙值由表 7-4 確定，取0.15mm。21卸料板的厚度查表 7-5，卸料板與凹模的外形尺寸相同，厚度為 10mm，但是由于卸料板和導(dǎo)料板做成一個(gè)整體，所以卸料導(dǎo)料板厚度選擇為 20mm。根據(jù)凹模的尺寸，從而可以確定卸料板的尺寸 200mm160mm15mm。7.3.27.3.2 卸料板卸料板材料的選擇材料的選擇卸料板主要是起卸料的作用，對(duì)它的強(qiáng)度和硬度要求較高，所以材料選擇是 45 鋼。45 鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，它的質(zhì)量較好，含碳量（0.45%）波動(dòng)小，性能較穩(wěn)定。經(jīng)過熱處理（調(diào)質(zhì)）后具有良好的綜合力學(xué)性能，即具有較高的強(qiáng)度、硬度，又

45、具有較好的塑性、韌性。7.3.37.3.3 卸料板整體精度的確定卸料板整體精度的確定卸料板外輪廓的精度要求不高，所以選取 IT14 級(jí)，粗糙度為 Ra3.2；而內(nèi)輪廓的精度要求比外輪廓的要求稍高，所以選取 IT11 級(jí)，粗糙度為 Ra1.6；兩個(gè)螺紋孔和擋料銷、導(dǎo)料銷有定位的作用，所以精度要求要高一些為 IT7 級(jí)，粗糙度為 Ra3.2。7.47.4 固定板的設(shè)計(jì)固定板的設(shè)計(jì)凸模固定板主要是固定凸模，保證凸模有足夠的強(qiáng)度，使凸模與落料凹模、上模座、墊板更好的定位。凸模與凸模固定板的配合按 H7/m6。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍。則凸模固定板的厚度： H凸固=（0.60.8）

46、H凹 （7-6）式中：H凸固-凸模固定板厚度； H凹-凹模厚度。根據(jù)公式（7-7）得凸模固定板厚度為：H凸固=（0.60.8）H凹 =（0.60.8）H凹 =（0.60.8）30 = 1824（mm） 凸模固定板厚度取20mm。7.57.5 墊板的設(shè)計(jì)墊板的設(shè)計(jì)它的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，如果凸模的端部對(duì)材料的壓22力超過材料的許用壓力，需在凸模端部與上模座之間加上墊板防止模具損壞。墊板外形尺寸可與凸模固定板相同，其厚度一般取310mm，查參考文獻(xiàn)中沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 22.5-17JB/T7643.3-1994，可得墊板尺寸為200mm160 mm10mm。7.67.6 上下模座

47、、模柄的選用上下模座、模柄的選用7.6.7.6.1 1 上下模座的選用上下模座的選用本模具采用后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證模具上、下模的精確導(dǎo)向。后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，其加工方便，裝配容易。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證上模座最底位置時(shí)（閉合狀態(tài)） ，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離 11mm。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離為 14mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用 H7/r6 的過盈配合,導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用 H7/r6 的過盈配合。導(dǎo)套的長(zhǎng)度，需要保證沖壓時(shí)導(dǎo)柱一定要進(jìn)入導(dǎo)套 10mm 以上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用 H7/r6 的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套均采用 20 鋼，熱處理硬度滲碳深度 0.81.2mm，淬

48、硬5862HRC。表 7-2 模架組合名 稱數(shù) 量材 料規(guī) 格標(biāo) 準(zhǔn)上模座1200HT20012540mmmmmm/2856.1GB T下模架1200HT20012550mmmmmm/2856.2GB T導(dǎo) 柱112025170mmmm/2861.3GB T導(dǎo) 套1120259038mmmmmm/2861.8GB T7.6.27.6.2 模柄的選用模柄的選用模柄的作用是將上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式有：（1）整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。（2）帶臺(tái)階的壓入式模柄，它與模座安裝孔用 H7/n6 配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模具。（3）帶螺紋的

49、旋入式模柄，與上模連接后，擰入防轉(zhuǎn)螺釘緊固，垂直度較差，主要用于小型模具。（4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，使用與較大是模具。23（5）浮動(dòng)式模柄，它由模柄、球面墊塊和連接板組成，這種結(jié)構(gòu)可以通過球面墊塊消除沖床導(dǎo)軌位差對(duì)沖模導(dǎo)向精度的影響，適用于滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的緊密沖裁。根據(jù)本模具結(jié)構(gòu)，采用壓入式模柄。在設(shè)計(jì)模柄時(shí)模柄長(zhǎng)度不得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔徑一致。綜合以上，本模具模柄選用：A40 JB/T7646.3-1994。7.7 螺釘、銷釘?shù)倪x用螺釘、銷釘?shù)倪x用螺釘、銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，螺釘用于固定模具零件，銷釘則起定位作用。根據(jù)上模座、墊板、凸模固定

50、板采用6個(gè)M1055mm的螺釘固定，凹模和下模座采用6個(gè)M1060mm的螺釘固定螺釘分布對(duì)稱，使緊固零件受力均勻。沖模上的螺釘常用圓柱頭內(nèi)六角螺釘（GB/T70-1985） 。銷釘起定位作用，防止零件之間發(fā)生錯(cuò)移，其本身承受切應(yīng)力。銷釘采用兩個(gè)，多用圓柱銷（GB/T119-2000）與零件上的銷孔采用過渡配合，上模座、凸模固定板、墊板和凹模采用1060mm的定位銷釘，凹模與下模座采用1060mm的定位銷釘。248 8 沖壓設(shè)備的校核與選定沖壓設(shè)備的校核與選定8.18.1 沖壓設(shè)備的校核沖壓設(shè)備的校核該模具的閉合高度由以下零件高度相加之和求的。該模具閉合高度： H 閉=H 上+H 下+H 墊+L

51、+H-h （8-1） 式中：L-沖孔凸模長(zhǎng)度； H-凹模厚度； h-沖孔凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 h=1mm。根據(jù)公式（8-1）得模具的閉合高度為：H 閉=H 上+H 下+H 墊+L+H-h =189（mm）可見該模具的閉合高度在所選模具閉合高度之間，則該模架可以使用，該模具的閉合高度小于所選壓力機(jī)型號(hào)為 J23-63 的最大閉合高度為 360mm，需要使用墊板才可以使用。8.28.2 沖壓設(shè)備的選用沖壓設(shè)備的選用根據(jù)模具閉合高度、沖裁力等，壓力機(jī)型號(hào)為 J23-63，能滿足各項(xiàng)要求，因此選取 J23-63 號(hào)壓力機(jī)。25參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 任海東、蘇君. 冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).鄭州：河南科學(xué)

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